依托科学场景探索学生素养发展的学习路径

◇王 芹 （江苏：徐州市贾汪区潘安湖小学）

2022年4月，《义务教育科学课程标准》正式颁布，提出了要发展学生的科学观念、科学思维、探究实践、态度责任，指出要“结合科学探究与实践活动”开展教学活动。传统的科学学习活动以教室为空间，以实验室的器材为载体，以教师讲授与学生探究为学习形式，难以指向学生核心素养的发展，学生高阶思维发展不足，无法满足课程标准中发展学生核心素养的教学要求。运用科学场景开展学习活动，就是要让学生回到一种真实的科学探究活动现场，借助具体的学习空间，构建开放、多元、深度的学习环境，以满足小学学生科学素养发展的需要。

一、创设丰富有趣的探究线索

科学素养是基于学生认知世界、探究世界提出的科学观念认知、科学思维进阶、探究实践参与、态度责任发展。创设丰富的科学学习活动场景，就是承认“儿童是天然的缪斯”。将科学主题探究内容与科学活动相结合，能够促进学生科学核心素养的发展。对于科学学习活动场景的创设，本人结合实践经验，具体围绕“生物大世界”“力学操作台”“创意工作坊”“太空远航区”四个主题线索，将小学科学内容与科学场景联系起来，以促进学生科学核心素养的发展。

“生物大世界”，以学生身边熟悉的植物、动物、昆虫为主题研究对象，形成学生探索世界万物的科学场景。如，“牵牛花”生活主题，学生从牵牛花的种子开始，在花盆中种下一株牵牛花，观察种子的萌发，研究阳光、空气、水分、土壤与种子之间的关系；记录牵牛花发芽、抽叶、开花、结果的过程，描摹牵牛花叶片、花蕊的形状；研究牵牛花营养物质运输线路；制作牵牛花叶子标本；研究牵牛花的趋光性等生长特征；等。通过这些活动，将真实的植物生长场景移植到课堂，让学生在课堂学习中获得科学素养的发展。

“力学操作台”，以学生身边的磁力、电力、引力、摩擦力为主题研究场景，开启科学知识启蒙之旅，让学生借助各种真实的研究场景，发展学生的思维能力、辨析能力。如，在“磁力”的研究中，教师从“司南”辨别方向，磁盘、磁卡携带信息，电磁机器服务现代社会生活等话题入手，让学生通过实验器材，研究身边的磁力，获得关于磁性、磁极、磁体的相关知识。

“创意工作坊”，学生运用常见的科学实验工具，进行有创意的科学实践。学生运用在科学课堂学习的原理、知识、方法，进行操作实践，是知行合一的实践，是从“纸上谈兵”走向“身体力行”的知识内化之旅。如，“微生物与健康”的学习主题，就是观察工具的不断变化，了解观察工具给人类认识科学、运用科学带来了很多便利。教师可以指导学生学习使用显微镜，对身边的事物进行探索，获得有关微生物的知识，从而指导学生做好当下的健康防护。

“太空远航区”是以学生了解星星、太空等知识为主的探究实践场景。在场景设置中，可以从嫦娥奔月的故事、万户的飞行之旅，到太阳系的行星相互关系模型、探月工程，再到太空项目，帮助学生获得简单的太空知识。通过各种模型、场景对话等，帮助学生了解宇宙的奥秘。

二、制定学程共生的主题活动

从真实的场景向未知的科学知识出发，让学生通过“学程”的主题建构，形成“大概念”认知。同时，要基于不同学生的发展需要，制定活动主题，帮助学生找到指向科学素养发展的有效路径。

（一）从四类素养中研究主题场景

好的场景要与学生素养发展息息相关。通过研究科学核心素养，不难发现，好的问题、好的实践研究项目，就隐藏在素养内容之中。

从科学观念看，在小学科学教材中，蕴藏着大量科学观念主题探究活动。如，“观察洋葱表皮细胞”中获得的“细胞”科学观念；“观察水中的微小生物”中获得的“微生物”概念；“我们的地球模型”中获得的“地球结构”科学观念；等。

从科学思维看，在科学探究过程中，需要发展学生的思维。学生只有思维获得发展，才能真正获得科学能力与科学素养的发展。如，在对“人类认识地球运动的历史”学习中，认识到人们的思维经历了一个复杂的认知阶段，从“天圆地方”到“地心说”再到“日心说”，科学家经历了一个痛苦的思维转换过程。到了今天，人们对“地球运动”又有了更丰富的认知，这也是思维活动的结果。在学习中，理解“昼夜交替”、理解“自转”，不是靠“填鸭式”的知识记忆，而是基于学生的思维活动。只有通过真实的学习场景，让学生通过“在场”学习，才能让学生获得直观的感受，才能发展学生的思维。

从探究实践角度，科学的专题学习需要进行探究。很多科学知识在探究中得到丰富，得到深入。如，在“声音是怎样传播的”学习中，传统科学教学中，虽然教师设计了探究活动，但是探究活动只停留在“振动”的角度，对于声音的速度、声音的传播、声音的强弱研究，需要设计专题学习。根据活动手册提出的探索要求，教师提供橡皮筋，让学生固定两端，研究橡皮筋发出声音的方式。学生通过实验的方式了解橡皮筋声音产生的原因，再通过其他物体验证自己的想法，得出“振动产生声音”的基本结论。学生对于声音是通过什么物质传播的，知之甚少，教师通过创设“抽出玻璃罩里的空气”的探究实验，让学生聆听闹钟声音的变化，了解声音的传播是与空气密切相关的。这样的学习活动是通过具体验证获得的，教师要围绕这些探究活动，创设相关的科学场景，帮助学生学习。

从态度责任看，科学既能够帮助学生“求真”，又能帮助学生“入微”，更能指导学生“达远”。教师要充分调动学生在科学活动中综合运用知识的能力，帮助学生养成良好的观察方法、实验方法、思维方法，让学生在观察、分析、比较、抽象中，获得核心素养的发展。

（二）从三个维度中重构主题场景

小学科学场景的再造，需要从不同维度出发，紧紧指向学生核心素养的发展，将课本知识与学生的生活经验联系起来，将科学课堂与科学生活联系起来，将科学原理与科学思想联系起来，促进学生科学素养发展。

首先是空间突破。在小学科学课堂学习中的主题场景重构，就是要尊重学生的学习方式，突出学生的主体地位。随处都是科学研究的空间，可以将学生带到田间地头。如，在“水的作用”学习中，把学生带到河边，观察河流对堤岸的影响；把学生带到田野，观察土壤的蓄水作用；把学生带到屋檐下，感受滴水穿石的力量。还可以运用现代信息技术，将入海口、黄土高原、冰川、长江三角洲等图片出示给学生，让学生的学习空间从线下向线上转移。这样的学习，是在不同空间中的来回穿梭，有利于学生获得课本之外的真实生活体验，帮助学生形成有效的知识建构。

其次是时间重组。很多科学实验不是在课堂上就能够获得想要的结果的，而是需要学生长时间地探究、记录、分析。这就要求教师根据不同的科学课程需要，进行时间的重组。一是缩短学习时间，如，将一节课分成不同的学习探究板块，让学生围绕小主题进行微课学习；二是延长学习时间，如，将探究活动延长为一个小时、一个月，甚至一学期、一年。如，在“蚕的生长变化”实验中，教师可以借助表格，让学生运用表格记录蚕在不同生长过程中的变化。这样充分体现了“学程”意识，促进了学生观察能力、思维能力、分析能力、解决问题能力的发展。

最后是课程融通。科学课程需要与不同课程融通，实现“五育并举”。如，在《我们的水钟》学习中，从语文角度，可以让学生读一读朱自清的《匆匆》，让学生感受到时间的宝贵；从美术角度，可以让学生画一画自己理想中的水钟；从数学角度，可以计算一下容积、速度与时间之间的关系；从英语角度，可以学一些与“水钟”相关的单词；从科学角度，就是要研究水钟、制作水钟；从信息技术角度，可以通过上网搜集资料，了解不同时期的计时工具；从音乐角度，可以学着唱《时间歌》；从体育角度，可以开展“运水接力”比赛。

（三）在两种路径中进行学习设计

基于科学场景的学习活动，不仅要面向科学课堂开放，更要面向学生自主探究开放，有意识地将学生从科学课堂引向科学生活。这是科学知识习得与内化的需要，也是科学素养形成的需要。

一是课堂学习路径。教师要将这些科学场景有效地与课堂教学联系起来，让学生能够在具体的科学场景空间中开展学习。通过“进入场景—选择材料—研究问题—对话交流—学习展示—评价反馈”的学习路径，形成有效的科学课堂模式。

二是课外学习路径。教师要鼓励学生随时随地参与到科学探究中去。在生活中，刮过去的风、淋下来的雨、飞过去的鸟、开出来的花，都是科学探究的现象。教师要通过研究主题，引导学生设计学习方案，进行科学研究与论证，最终解决问题。

三、探索学生科学素养发展的学习路径

科学场景具有浸润感、体验感与参与感，能够将生活中的科学、书本中的科学、认知中的科学联系起来。教师要根据不同的科学场景，通过学习情境、学习项目、学习专题，确立有效的学习路径。

（一）基于情境，让学生感受场景

现代教学论倡导创建真实的学习场景。在科学学习中，教师要善于创设学习情境，让学生在具体的、真实的情境中感受科学场景的存在与价值。

例如，“轮子的运动”，就是基于学生真实生活中的感受，学生通过观察车轮运动形成探究内容：“为什么车轮是圆的？”学生带着思考、带着问题开展研究，有利于形成良好的观察与思考习惯。

（二）基于项目，让学生运用场景

在科学概念建构过程中，教师要帮助学生围绕具体的研究项目开展学习活动。如，在“小车的设计”活动中，学生可以根据科学场景，充分利用小车的大小、轻重，斜坡的高矮、长短开展研究活动。学生只有运用这些科学研究场景，才能够围绕特定的项目主题，得出指向科学知识的结论，帮助学习本单元“运动的小车”的核心知识。

（三）基于协同，让学生融入场景

在科学学习过程中，要发挥小组合作的力量。通过协同学习，让学生与场景之间发生共鸣，让场景变得清晰。

例如，在“心脏和血液”的学习中，测量脉搏，根据脉搏的跳动获得相关的科学知识，就需要小组学生共同参与，根据不同的测量结果，发现规律，形成结论。再如，在“儿童饮食与健康关系”的研究中，也需要小组，甚至全班学生共同参与研究，才能获得比较客观科学的结论。

总之，小学科学课堂学习场景的建构，是基于学生的主体地位获得知识的有效载体。教师要根据不同的场景内容、不同的知识建构、不同的学习路径，从学生科学素养发展的角度出发，帮助学生由外向内、从浅入深、循序渐进、不断地获得知识的建构、能力的发展以及素养的形成。