【摘 要】專項學(xué)習(xí)板塊旨在讓學(xué)生經(jīng)歷一次豐富而完整的科學(xué)或工程活動過程，接受專門的、整體的科學(xué)探究與工程實踐能力訓(xùn)練。該板塊的特色是螺旋上升、各有側(cè)重。教學(xué)時，教師應(yīng)基于真實生活，設(shè)置復(fù)雜情境;把握指導(dǎo)要點，樹立全局意識;優(yōu)化迭代循環(huán)，讓學(xué)生充分經(jīng)歷全程。

【關(guān)鍵詞】科學(xué)教材;專項學(xué)習(xí);設(shè)置目的;板塊特色;教學(xué)建議

【中圖分類號】G623.6 ?【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A ?【文章編號】1005-6009（2019）65-0018-04

【作者簡介】馮凌，南京市玄武區(qū)教師發(fā)展中心（南京，210018）科學(xué)教研員，高級教師，南京市優(yōu)秀青年教師，新編蘇教版《科學(xué)》教材編寫組成員。

為順應(yīng)《義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》（以下簡稱課標(biāo)）的變化，新編蘇教版《科學(xué)》教材（以下簡稱新編教材）在每冊的最后增設(shè)了專項學(xué)習(xí)板塊，該板塊以“項目活動”為主要內(nèi)容，以探究、設(shè)計為主要學(xué)習(xí)方式。全套教材共有12個專項學(xué)習(xí)板塊，上冊均為指向工程實踐的“像工程師那樣……”，下冊均為指向科學(xué)探究的“像科學(xué)家那樣……”，兩大板塊既有共性又各有側(cè)重。

一、增設(shè)專項學(xué)習(xí)的目的

科學(xué)學(xué)習(xí)不僅包括科學(xué)知識的學(xué)習(xí)，還包括科學(xué)方法與技能的學(xué)習(xí)。在小學(xué)科學(xué)課程中，存在著科學(xué)探究與工程實踐這兩類既相互聯(lián)系又相互區(qū)別的活動。鑒于此，我們有必要區(qū)分這兩類活動，并分別為其建立能力訓(xùn)練體系。

就科學(xué)探究而言，小學(xué)科學(xué)課程的總目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，并為他們成為合格公民和終身發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。這就意味著科學(xué)課程不能只教給學(xué)生科學(xué)知識，更要讓他們知道科學(xué)是什么，科學(xué)家是如何研究科學(xué)的，兒童如何學(xué)著科學(xué)家的樣子進(jìn)行科學(xué)研究。

就工程實踐而言，課標(biāo)的變化之一是增加了技術(shù)與工程領(lǐng)域。從本體論視角看，工程是具有一定規(guī)模的人工物品;從認(rèn)識論角度看，工程是包括策劃、設(shè)計和實施等在內(nèi)的整個建構(gòu)過程;從方法論視角看，工程是籌劃的方法，而非邏輯的方法。學(xué)生的工程思維、工程方法有必要進(jìn)行專門的培養(yǎng)。

科學(xué)知識和科學(xué)方法是一個整體，科學(xué)方法的學(xué)習(xí)，離不開科學(xué)知識的學(xué)習(xí)。但如果將科學(xué)方法的學(xué)習(xí)完全滲透在科學(xué)知識的學(xué)習(xí)中，則科學(xué)方法的學(xué)習(xí)有可能受到削弱。采用某種系統(tǒng)的、顯性化的方法進(jìn)行科學(xué)方法教育，對于小學(xué)生掌握基本的科學(xué)方法乃至理解科學(xué)的本質(zhì)十分重要。因此新編教材在每一冊都設(shè)計了“專項學(xué)習(xí)”板塊，以期讓學(xué)生有機(jī)會經(jīng)歷一次豐富而完整的科學(xué)或工程活動過程，并接受專門的、整體的科學(xué)探究與工程實踐能力訓(xùn)練。

二、專項學(xué)習(xí)的特色：螺旋上升、各有側(cè)重

專項學(xué)習(xí)的能力訓(xùn)練都遵循螺旋上升式的設(shè)計思路，這種螺旋式的設(shè)計思路具體表現(xiàn)在活動步驟、指導(dǎo)要點和拓展閱讀三個方面。

1.活動步驟螺旋展開。

關(guān)于工程實踐，課標(biāo)只寫了四個步驟：明確問題、確定方案、設(shè)計制作、改進(jìn)完善。我們覺得這不夠細(xì)致，于是參考了若干國家的技術(shù)與工程教育標(biāo)準(zhǔn)和教材，加上我們自己的思考，將工程實踐細(xì)化為六個步驟：明確問題、前期研究、設(shè)計方案、制作模型、測試改進(jìn)、展示交流。但這六個步驟不是一下子全部呈現(xiàn)，而是隨年級的上升螺旋遞增。如圖1，在低年段，僅用問題、設(shè)計、展示這三個步驟來引領(lǐng)學(xué)生開展工程實踐活動;到中高年段，這三個步驟逐步擴(kuò)展為完整的六個步驟。

而專項學(xué)習(xí)中的科學(xué)探究過程則細(xì)化為八個步驟，且基本遵循課標(biāo)要求：提出問題、作出假設(shè)、查閱文獻(xiàn)、設(shè)計方案、搜集證據(jù)、處理信息、得出結(jié)論、分享交流。這八個步驟同樣具有螺旋上升的特點。在低年段主要是提出問題、尋找問題、分享交流這三個步驟;進(jìn)入中年段以后呈現(xiàn)的是七個步驟：提出問題、作出假設(shè)、設(shè)計方案、搜集證據(jù)、處理信息、得出結(jié)論、分享交流;進(jìn)入高年段后，又增加了查閱文獻(xiàn)步驟。

2.指導(dǎo)要點螺旋上升。

每個年級活動步驟的指導(dǎo)重點和深度不同，這同樣體現(xiàn)著專項學(xué)習(xí)螺旋上升的特點。以3 ～ 6年級的工程實踐活動指導(dǎo)要點為例（見文末表1），從表格橫向來看，每個年級的重點指導(dǎo)步驟是不同的;從表格縱向來看，每個步驟都至少指導(dǎo)了兩次，有些步驟甚至指導(dǎo)了三次。以“前期研究”環(huán)節(jié)為例，四年級的指導(dǎo)僅僅在于初步了解前期研究的各種方法——羅列問題、查閱、詢問等;五年級的指導(dǎo)重點是如何通過探究實驗來獲取前期研究的重要信息;六年級的指導(dǎo)重點是如何通過檢索的方法來進(jìn)行前期研究。指導(dǎo)的重點是根據(jù)難易程度來安排的。

科學(xué)探究的具體指導(dǎo)要點也同樣能體現(xiàn)專項學(xué)習(xí)螺旋上升的特點。如文末表2，“提出問題”一列中，三到六年級每一冊教材里我們都對該步驟做了具體的指導(dǎo)，因為不同年級的學(xué)生提出問題的水平是不同的，所以指導(dǎo)方法也不同。

3.拓展閱讀（單頁）螺旋遞進(jìn)。

教材中專項學(xué)習(xí)的單頁都是關(guān)于工程師或科學(xué)家的閱讀板塊，隨著年級的升高，這一內(nèi)容也呈現(xiàn)出由局部走向整體、由粗略走向精細(xì)的螺旋遞進(jìn)特點。在低年級，教材概略地介紹了某位工程師或科學(xué)家;三年級著重講解工程師、科學(xué)家的類別;四年級對工程師、科學(xué)家的共同品質(zhì)進(jìn)行提煉;五年級關(guān)于工程師的內(nèi)容為團(tuán)隊合作對完成工程項目的重要性，關(guān)于科學(xué)家的內(nèi)容為科學(xué)研究成果發(fā)表的重要性;六年級側(cè)重總結(jié)工程實踐和科學(xué)探究的基本流程。

三、專項學(xué)習(xí)的教學(xué)建議

1.基于真實生活，設(shè)置復(fù)雜情境。

專項學(xué)習(xí)中的科學(xué)探究與工程實踐在呈現(xiàn)時，都是基于真實的生活情境來引發(fā)一個非良構(gòu)的問題。這樣的問題更能鍛煉學(xué)生的科學(xué)思維與工程思維，更能培養(yǎng)其解決實際問題的能力。

例如：工業(yè)化大批量生產(chǎn)的肥皂或多或少會含有不利于人體健康的添加劑，因此許多號稱無添加劑的手工皂便應(yīng)運而生。新編教材三年級上冊的工程實踐專項學(xué)習(xí)正是基于這一真實情境，引導(dǎo)學(xué)生提出問題：這些手工皂真的是安全無添加劑嗎？我能制作一塊具有其他功能的手工皂嗎？

提出“做一塊手工皂”的任務(wù)后，教學(xué)的重點就在于帶領(lǐng)學(xué)生分析任務(wù)的具體要求和標(biāo)準(zhǔn)，明確目的和需求——制作一塊無添加劑、具有滋潤美白或其他個性化功能的手工皂。學(xué)生知道目標(biāo)是什么，但是各自的需求不同：除了無添加外，可以有美白功能或保濕功能等。需求不同，呈現(xiàn)的方案就不同：有的添加牛奶、有的添加蜂蜜，且成分的配比也不相同;而不同的設(shè)計方案導(dǎo)致實施方案時的路徑和方法也不同。這些“不同”正體現(xiàn)了我們所倡導(dǎo)的非良構(gòu)的地圖式學(xué)習(xí)。

2.把握指導(dǎo)要點，樹立全局意識。

教師在專項學(xué)習(xí)的實際教學(xué)中，要把握好科學(xué)探究和工程實踐每個步驟的指導(dǎo)要點。因為我們的目標(biāo)不在于讓學(xué)生獲得某一具體的結(jié)論，而在于讓學(xué)生體驗、親歷科學(xué)探究和工程實踐的基本過程。教師要關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)過程，使科學(xué)探究的技能以及工程思維顯性化、結(jié)構(gòu)化。

如圖2所示，工程實踐活動中的每一個步驟我們都提煉出了一些核心詞匯，這可以幫助教師理解該步驟，如在“明確問題”中，需要強(qiáng)調(diào)任務(wù)需求，并對任務(wù)進(jìn)行具體分析;“模型制作”中，要指導(dǎo)學(xué)生區(qū)分小樣、原型、模型等。指導(dǎo)的深入程度將直接影響學(xué)生能否完成任務(wù)。

圖2 工程實踐活動步驟的指導(dǎo)要點

仍以制作手工皂為例，（1）明確問題：制作一塊添加劑少、具有美白功能或其他個性功能的手工皂。（2）前期研究：讓學(xué)生搜索手工皂工藝、皂基等關(guān)鍵詞并查閱資料或閱讀相關(guān)書籍，通過皂基去污能力實驗、皂基融化實驗等獲得信息。（3）設(shè)計方案：設(shè)計方案的一個重要方法是頭腦風(fēng)暴法，學(xué)生在組內(nèi)充分自由地發(fā)表意見，然后根據(jù)任務(wù)需求選出最佳方案。可以用圖示、表格的方式來呈現(xiàn)手工皂的設(shè)計方案，而在這個任務(wù)中，表格能更清晰地體現(xiàn)添加的成分及配比。（4）制作模型：按照設(shè)計圖紙制作符合方案的手工皂原型，并用于后面的測試環(huán)節(jié)。（5）測試改進(jìn)：通過看、聞、摸等多種方式對保濕程度、香味、硬度等進(jìn)行測試，用pH試紙來測試酸堿性，然后再有針對性地進(jìn)行改進(jìn)并反復(fù)測試改進(jìn)后的手工皂能否滿足任務(wù)需求。（6）展示交流：指導(dǎo)學(xué)生學(xué)會用PPT等對完成任務(wù)的全過程進(jìn)行展示、交流。其中，明確問題、設(shè)計方案、測試改進(jìn)這三個環(huán)節(jié)要重點指導(dǎo)。

教師在指導(dǎo)過程中還應(yīng)樹立全局意識，整體把握6個年級的工程實踐活動，從而明確指導(dǎo)要點的深度變化。以“設(shè)計方案”為例，三年級已經(jīng)是第三次進(jìn)行指導(dǎo)了，可引入了頭腦風(fēng)暴法來收集想法，并強(qiáng)調(diào)用畫圖表的方式來呈現(xiàn)手工皂設(shè)計方案中的成分及配比;在此之前，低年級的要求僅為畫出自己的想法。

3.優(yōu)化迭代循環(huán)，充分經(jīng)歷全程。

專項學(xué)習(xí)和其他主題單元學(xué)習(xí)的不同之處還在于，我們更加強(qiáng)調(diào)在每一次的任務(wù)中給予學(xué)生充足的時間用以產(chǎn)品的迭代循環(huán)。

如圖2中的工程實踐活動步驟，這六個步驟不是簡單的流線型結(jié)構(gòu)，中間“設(shè)計方案、模型制作、測試改進(jìn)”的環(huán)節(jié)就是迭代、循環(huán)的環(huán)節(jié)，當(dāng)模型的測試結(jié)果與任務(wù)需求不一致時，學(xué)生需要重新設(shè)計方案、重新制作模型并再次測試，直到最終做出符合任務(wù)需求的作品才能進(jìn)行下一步的展示交流。

雖然每個年級的指導(dǎo)重點不同，但每個年級每一次的專項活動都要充分經(jīng)歷全過程。因為學(xué)生在反復(fù)迭代的過程中才會產(chǎn)生更優(yōu)的方案。如此到了六年級，學(xué)生才能像一個真正的工程師一樣，獨立完成一份完整的工作報告書（包含任務(wù)、前期研究、設(shè)計與制作、測試方法與測試結(jié)果、改進(jìn)方案與再次測試結(jié)果）。

總之，專項學(xué)習(xí)是新編教材的特色之一，我們希望這6個年級的專項學(xué)習(xí)能真正提升兒童工程實踐和科學(xué)探究的能力和思維。未來可期，我們共同努力！