2017年頒布的《義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》(以下簡(jiǎn)稱“新課標(biāo)”)，明確提出了科學(xué)素養(yǎng)的概念，小學(xué)科學(xué)課程要按照立德樹人的要求培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，并為他們的繼續(xù)學(xué)習(xí)和終身發(fā)展奠定良好基礎(chǔ)[1]。如何以培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)為依托，積極開展教育教學(xué)改革，是一線教師必須要面對(duì)且急需解決的問題。本文從培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)發(fā)展的視角，分析當(dāng)前小學(xué)科學(xué)課堂教學(xué)中普遍存在的問題，提出教學(xué)策略改進(jìn)，并通過案例加以闡述說(shuō)明。

一、從培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)發(fā)展的視角分析當(dāng)前小學(xué)科學(xué)課堂教學(xué)

科學(xué)素養(yǎng)以“立德樹人”為核心，首先要把“突出學(xué)生的主體地位”落到實(shí)處，提升學(xué)生的參與度與獲得感。同時(shí)要關(guān)注學(xué)生的已有經(jīng)驗(yàn)和學(xué)科能力，從“應(yīng)試”轉(zhuǎn)向“樹人”。何為學(xué)生的參與感與獲得感？怎樣把握學(xué)生的已有經(jīng)驗(yàn)和學(xué)科能力？如何從“應(yīng)試”轉(zhuǎn)向“樹人”？這些問題對(duì)于能否真正落實(shí)科學(xué)素養(yǎng)起著至關(guān)重要的作用。下面以“水的變化”單元為例，從學(xué)科視角對(duì)以上三個(gè)問題進(jìn)行闡述，并分析當(dāng)前小學(xué)科學(xué)課堂教學(xué)中存在的問題。

1.關(guān)注課堂上學(xué)生的參與度與獲得感

筆者在聽課的過程中發(fā)現(xiàn)，教師在課堂上過度關(guān)注具體的科學(xué)事實(shí)與零散的知識(shí)點(diǎn)，探究實(shí)驗(yàn)流于表面，學(xué)科核心價(jià)值得不到充分體現(xiàn)，這些問題在實(shí)際課堂中并非個(gè)別現(xiàn)象。大量堆砌知識(shí)點(diǎn)的課堂教學(xué)，雖然表面看上去課堂信息量大，學(xué)生回答問題參與度高，課堂氣氛活躍，但本質(zhì)上學(xué)生很難建立有邏輯體系的知識(shí)結(jié)構(gòu)，更不能獲得科學(xué)思維方法和學(xué)科能力。盡管學(xué)生可以暫時(shí)通過學(xué)業(yè)考試，但隨著考試的結(jié)束很快便會(huì)忘記，學(xué)生不會(huì)利用學(xué)科的思維方法分析問題，更不會(huì)解決新情境中的問題，學(xué)科能力沒有得到提高。這樣的課堂，實(shí)際上并沒有真正提升學(xué)生的參與度與獲得感。那么，學(xué)生在小學(xué)科學(xué)課堂上的參與度與獲得感到底是什么？圖1所示的兩個(gè)教學(xué)案例是教師對(duì)“水的變化”單元內(nèi)容組織的處理。

基于LoRa的城市環(huán)境數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)可視化系統(tǒng)設(shè)計(jì)…………………………………………………… 崔建強(qiáng)，張建民，邱明杰，亓?xí)札?，尹子良，?艷（37）

例1中，教師在課堂上首先展示一杯水，告訴學(xué)生水是無(wú)色無(wú)味的，然后就按部就班將水的各種特征介紹給學(xué)生。在把水的每種特征介紹之后，分別分析這一特征具有怎樣的特點(diǎn)，最后在學(xué)案上以填空題和選擇題的形式檢測(cè)學(xué)生是否理解水的變化。

圖1 “水的變化”內(nèi)容組織結(jié)構(gòu)

例2中，教師首先讓學(xué)生觀察水的各種特征，形成初步認(rèn)識(shí)，然后針對(duì)冰塊融化這一現(xiàn)象進(jìn)行深入解析，以實(shí)驗(yàn)為載體，采取問題驅(qū)動(dòng)的方式引導(dǎo)學(xué)生分析：溫度是怎樣變化的？冰塊的融化與溫度的變化有怎樣的關(guān)系？你在日常生活中，見到過類似的現(xiàn)象嗎？教師在簡(jiǎn)要介紹水的其他狀態(tài)后，讓學(xué)生推理分析相關(guān)問題，最后共同將眾多知識(shí)內(nèi)容進(jìn)行概括提升。

人類社會(huì)發(fā)展的每一次變革，都伴隨著技術(shù)的進(jìn)步，都離不開技術(shù)的發(fā)明創(chuàng)造。人類社會(huì)發(fā)展的歷史，就是創(chuàng)新發(fā)明作為驅(qū)動(dòng)力開創(chuàng)新時(shí)代的歷史。蒸汽機(jī)是開創(chuàng)工業(yè)時(shí)代的驅(qū)動(dòng)力，電力是開創(chuàng)電氣時(shí)代的驅(qū)動(dòng)力，那么，集成電路則是開創(chuàng)信息時(shí)代的驅(qū)動(dòng)力。集成電路作為信息時(shí)代的核心基石，讓計(jì)算機(jī)、手提電話、家用電器、交通工具、高速列車、互聯(lián)網(wǎng)、精密醫(yī)療器械、人工智能、自動(dòng)化控制等各種電子產(chǎn)品和系統(tǒng)，應(yīng)運(yùn)而生。集成電路代表著當(dāng)今世界微細(xì)制造的最高水平，深入到國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的方方面面，被喻為“工業(yè)的糧食”，是國(guó)防的安全保障，是國(guó)家綜合競(jìng)爭(zhēng)力的戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)。

從以上兩個(gè)教學(xué)案例不難看出，例1將教學(xué)內(nèi)容簡(jiǎn)單處理成并列關(guān)系，各個(gè)知識(shí)點(diǎn)逐一講授給學(xué)生，知識(shí)之間沒有聯(lián)系，相互獨(dú)立。學(xué)生在頭腦中形成的就是零散的知識(shí)點(diǎn)，這樣的教學(xué)過程缺乏邏輯、沒有推理，知識(shí)之間很難建立起有效的結(jié)構(gòu)體系。學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)中沒有思維過程，知識(shí)的價(jià)值難以得到體現(xiàn)。即使課堂氣氛再活躍，授課內(nèi)容再生動(dòng)，學(xué)生在這樣的課堂上也沒有真正的參與度與獲得感。例2則將教學(xué)內(nèi)容組織成具有上下位關(guān)系的知識(shí)結(jié)構(gòu)。以觀察水的特征、測(cè)量溫度變化、日常舉例等科學(xué)事實(shí)作為支撐，通過問題驅(qū)動(dòng)，讓學(xué)生逐漸建立起一般概念，進(jìn)而形成有邏輯的知識(shí)結(jié)構(gòu)。教學(xué)中，教師一方面引導(dǎo)學(xué)生觀察水的特征、開展探究實(shí)驗(yàn)、聯(lián)系實(shí)際生活，三部分內(nèi)容環(huán)環(huán)相扣，最終實(shí)現(xiàn)科學(xué)概念的建構(gòu)；另一方面，通過教師之前的引導(dǎo)，鼓勵(lì)學(xué)生自主分析問題，運(yùn)用探究方法，提升學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解與遷移應(yīng)用。同時(shí)，在具體的科學(xué)事實(shí)基礎(chǔ)上，幫助學(xué)生建立珍惜水資源、愛護(hù)環(huán)境的意識(shí)，鼓勵(lì)他們參與環(huán)?；顒?dòng)，這些內(nèi)容遠(yuǎn)比記憶一些具體知識(shí)更讓學(xué)生受益，甚至?xí)绊懰麄円簧?/p>

因此，小學(xué)科學(xué)課堂上學(xué)生的參與度與獲得感不是零散知識(shí)點(diǎn)的簡(jiǎn)單堆砌，更不是科學(xué)結(jié)論的反復(fù)記憶，而應(yīng)該是具有邏輯關(guān)聯(lián)的結(jié)構(gòu)化知識(shí)體系轉(zhuǎn)化成的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)能力，以及環(huán)境保護(hù)的意識(shí)和社會(huì)責(zé)任感。

2.把握學(xué)生已有經(jīng)驗(yàn)和學(xué)科能力

基于科學(xué)素養(yǎng)，有助于轉(zhuǎn)變當(dāng)前僅以知識(shí)為本的課堂教學(xué)。要實(shí)現(xiàn)這一轉(zhuǎn)變，首先要讓教師明確，教學(xué)過程中要重視對(duì)基本內(nèi)容的“夯實(shí)”與“擴(kuò)展”。但這種“夯實(shí)”不是機(jī)械地反復(fù)訓(xùn)練，“擴(kuò)展”也不是將中學(xué)學(xué)習(xí)的內(nèi)容提前轉(zhuǎn)移到小學(xué)科學(xué)的課堂中。這里的“夯實(shí)”與“擴(kuò)展”有兩層含義：一是要重視基礎(chǔ)，只有在基礎(chǔ)牢固的前提下，才會(huì)有助于理解學(xué)科深層次內(nèi)容；二是要開闊視野，豐富的經(jīng)歷和體驗(yàn)有利于問題解決和遷移應(yīng)用。因此，需要教師立足學(xué)科本質(zhì)，注重概念的形成過程，尤其是利用學(xué)科知識(shí)解決實(shí)際問題和解釋日常生活中現(xiàn)象的能力，讓學(xué)生體會(huì)到所學(xué)學(xué)科的價(jià)值。

同時(shí)，教師在課堂上不僅是教授給學(xué)生學(xué)科的基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能，還要把握與他們已有經(jīng)驗(yàn)的聯(lián)系和學(xué)科能力的培養(yǎng)。這里所指的已有經(jīng)驗(yàn)是學(xué)生以往的學(xué)習(xí)經(jīng)歷和實(shí)踐體驗(yàn)。學(xué)科能力是指學(xué)生在學(xué)習(xí)科學(xué)課程的過程中所形成的、穩(wěn)定的心理特征，包括科學(xué)思維方法以及解決科學(xué)問題的基本能力。例如，在“水的變化”單元，學(xué)生可能在以往的學(xué)習(xí)中學(xué)過“水”，水在0℃時(shí)會(huì)結(jié)冰，100℃時(shí)會(huì)沸騰。那么教師就可以將水的三態(tài)變化與學(xué)生的已有經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行有效銜接，逐步放手讓學(xué)生自主推導(dǎo)水的不同狀態(tài)。教師在課堂教學(xué)中的重點(diǎn)不應(yīng)是記住水都有哪些特征、這些特征都是什么等這些具體的科學(xué)事實(shí)，而是要深入理解這些具體知識(shí)背后隱含的價(jià)值。具體來(lái)講：一是通過對(duì)水的顏色、狀態(tài)、氣味等特征的觀察和描述，培養(yǎng)學(xué)科思維和訓(xùn)練探究技能；二是通過觀察冰塊融化過程、測(cè)量溫度變化的探究實(shí)驗(yàn)，逐步形成一般概念并朝向建構(gòu)“水中蘊(yùn)藏著能量” 這一核心概念目標(biāo)邁進(jìn)；三是通過日常生活舉例，幫助學(xué)生建立課堂學(xué)習(xí)與實(shí)際生活之間的聯(lián)系，培養(yǎng)學(xué)生珍惜水資源、愛護(hù)環(huán)境的意識(shí)。

工人按照標(biāo)準(zhǔn)化、精細(xì)化工藝進(jìn)行安裝，從原先的“建造”變成了“制造”，從而大大提高了工程的精細(xì)化程度。裝配式建構(gòu)筑施工周期短，可在短期內(nèi)竣工，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大幅度減小，交叉作業(yè)方便有序，施工產(chǎn)生的噪聲降低，施工垃圾少，物料堆放場(chǎng)地減少，有利于環(huán)境保護(hù)。

3.課堂教學(xué)從“應(yīng)試”到“樹人”的轉(zhuǎn)變

“新課標(biāo)”明確提出培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)，旨在落實(shí)立德樹人這一根本任務(wù)，改變目前教育領(lǐng)域中普遍存在的“應(yīng)試”現(xiàn)象。具體落實(shí)到學(xué)科，就是要緊密與學(xué)生的日常生活相聯(lián)系，摒棄唯分?jǐn)?shù)定優(yōu)劣，以學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與實(shí)際需求為出發(fā)點(diǎn)，為他們的繼續(xù)學(xué)習(xí)和終身發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。這就要求教師在小學(xué)科學(xué)的課堂上不能只關(guān)注學(xué)生對(duì)所學(xué)內(nèi)容是否記住，還要看他們是否真正理解。表1所示兩例為“水的變化”單元中的測(cè)試題，以此說(shuō)明小學(xué)科學(xué)課堂上“應(yīng)試”與“樹人”的區(qū)別。

表1 “水的變化”單元測(cè)試題

教學(xué)內(nèi)容例1例2水的變化一、填空題1.水蒸氣變成水的過程叫( );水變成冰的過程叫( )2.雨過天晴,地面上的積水變干是( )現(xiàn)象;早晨草葉上出現(xiàn)露水是( )現(xiàn)象二、判斷題1.水在自然界同時(shí)以三種狀態(tài)存在。( )2.8攝氏度可以寫成8℃。( )3.可以用體溫計(jì)測(cè)量水的溫度,也可以用氣溫計(jì)測(cè)量水的溫度。( )小明在暑假學(xué)會(huì)了做面包。制作面包需要很多配料,比如面粉、水、鹽、酵母等等。經(jīng)過攪拌之后需要將其放入容器中靜置數(shù)小時(shí)待其發(fā)酵。發(fā)酵期間會(huì)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng),酵母(單細(xì)胞真菌)會(huì)將面粉中的糖與淀粉轉(zhuǎn)換為二氧化碳與乙醇(俗稱酒精)1.發(fā)酵會(huì)使生面團(tuán)膨脹,你認(rèn)為這是什么原因造成的呢2.面包做好后,小明從冰箱里拿出一根冰棒犒賞自己,他發(fā)現(xiàn)冰棒周圍出現(xiàn)很多“白氣”,這是為什么

從表1可以看出，例1是以填空題和判斷題的形式考查學(xué)生對(duì)具體知識(shí)點(diǎn)記憶的熟練程度，考的結(jié)果非對(duì)即錯(cuò)，學(xué)生得到的也只是分?jǐn)?shù)上的區(qū)別，不能體現(xiàn)出學(xué)生的思維過程，這就是“應(yīng)試”。例2首先設(shè)置了一個(gè)情境，學(xué)生通過閱讀審題獲取信息，并利用已經(jīng)學(xué)過的知識(shí)進(jìn)行推斷，解答問題的過程體現(xiàn)了學(xué)生的思維過程，考查的重點(diǎn)不是對(duì)與錯(cuò)，而是理解的深與淺。該測(cè)試題關(guān)注的就是教學(xué)對(duì)學(xué)生思維方法的培養(yǎng)，而不是陷入“題海戰(zhàn)術(shù)”中。只有這樣才有利于學(xué)生學(xué)習(xí)能力的發(fā)展，提高他們的科學(xué)素養(yǎng)。

值得一提的是，廣受各國(guó)關(guān)注的國(guó)際學(xué)生評(píng)估項(xiàng)目(PISA)也明確提出：“學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的發(fā)展應(yīng)以對(duì)基本科學(xué)事實(shí)、概念和解釋性理論的理解為前提?！盤ISA的目的不只是為了評(píng)估學(xué)生對(duì)科學(xué)事實(shí)了解多少，而是要了解學(xué)生在學(xué)習(xí)科學(xué)的過程中做了什么[2]。換句話說(shuō)，就是它更關(guān)注學(xué)生如何將所學(xué)的科學(xué)知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際生活中。而目前我國(guó)學(xué)生的普遍特點(diǎn)是應(yīng)試能力明顯高于應(yīng)用能力，這意味著學(xué)生在回答問題時(shí)“記憶”的成分非常大，而不是通過推理、論證得出結(jié)論。這與長(zhǎng)期存在的“以分?jǐn)?shù)論成敗”的教育觀念密不可分，久而久之，學(xué)生的能力發(fā)展必將受到抑制。

二、小學(xué)科學(xué)課堂教學(xué)策略改進(jìn)建議

針對(duì)以上問題，小學(xué)科學(xué)課堂教學(xué)策略改進(jìn)的關(guān)鍵是如何依托知識(shí)促進(jìn)學(xué)生能力發(fā)展。教學(xué)策略改進(jìn)可以著眼于以下三方面。

技術(shù)預(yù)見可以對(duì)各種資源進(jìn)行有效組合與優(yōu)化配置，從而有利于戰(zhàn)略管理和決策規(guī)劃，是一種致力于實(shí)現(xiàn)科技與經(jīng)濟(jì)一體化的新型手段，得到普遍接受并日趨制度化。研究發(fā)現(xiàn)，根據(jù)查新事實(shí)型數(shù)據(jù)庫(kù)的有效推演，可以準(zhǔn)確識(shí)別出湖北省生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新特征，基于再實(shí)踐檢驗(yàn)完成對(duì)成果的糾偏提升，實(shí)現(xiàn)正反饋，從而增強(qiáng)區(qū)域內(nèi)企業(yè)發(fā)展的內(nèi)生動(dòng)力和活力，使技術(shù)創(chuàng)新成為引領(lǐng)湖北省企業(yè)科學(xué)發(fā)展、跨越發(fā)展的可持續(xù)動(dòng)力，為區(qū)域科技企業(yè)培育工程的精準(zhǔn)施策工作保駕護(hù)航。

1.以核心概念為引領(lǐng)，建構(gòu)具有邏輯聯(lián)系的知識(shí)層級(jí)結(jié)構(gòu)

小學(xué)科學(xué)的教學(xué)內(nèi)容不應(yīng)是零散知識(shí)點(diǎn)的無(wú)序堆積，而應(yīng)該是具有邏輯聯(lián)系的知識(shí)層級(jí)結(jié)構(gòu)(見圖2)。這種層級(jí)結(jié)構(gòu)使得小學(xué)科學(xué)教學(xué)不再把重點(diǎn)放在“是什么”的具體科學(xué)事實(shí)上，而是由下至上逐級(jí)歸納，直至形成具有統(tǒng)攝力的核心概念。知識(shí)層級(jí)結(jié)構(gòu)有利于把握學(xué)科核心知識(shí)，這就有效解決了小學(xué)科學(xué)不同層級(jí)知識(shí)被簡(jiǎn)單處理為具體科學(xué)事實(shí)進(jìn)行教學(xué)的問題。此外，這一建構(gòu)過程也有利于學(xué)生科學(xué)思維的培養(yǎng)[3]。

（3）加強(qiáng)跨部門、跨行業(yè)協(xié)作。人工智能屬于通用性技術(shù)，涉及面廣，應(yīng)用領(lǐng)域?qū)?，帶?lái)的問題新，所涉及的諸多立法問題在現(xiàn)有的法律框架和制度體系下難以找到答案，需要綜合考慮公眾、社會(huì)團(tuán)體、產(chǎn)業(yè)界、政府機(jī)構(gòu)等可能受人工智能影響的群體的利益。同時(shí)，人工智能帶來(lái)的很多法律問題屬于跨領(lǐng)域問題，涉及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、國(guó)家安全、倫理道理等，需要召集行業(yè)專家、法律專家和社會(huì)學(xué)家共同研究論證。因此，應(yīng)加強(qiáng)跨部門、跨行業(yè)協(xié)作，在聚集經(jīng)驗(yàn)智慧、形成普遍共識(shí)的基礎(chǔ)上，推動(dòng)人工智能領(lǐng)域的立法。

圖2 小學(xué)科學(xué)知識(shí)層級(jí)結(jié)構(gòu)

(1)知識(shí)層級(jí)結(jié)構(gòu)的建構(gòu)方法與教學(xué)價(jià)值。核心概念包括學(xué)科重要的概念、原理和方法，是對(duì)一般概念更為深層次的理解[4]?？茖W(xué)事實(shí)與分解概念分別位于核心概念層級(jí)之下，形成具有邏輯聯(lián)系的知識(shí)層級(jí)結(jié)構(gòu)。首先，針對(duì)某一教學(xué)單元，需要對(duì)其內(nèi)容進(jìn)行梳理，明確本單元的結(jié)構(gòu)關(guān)系，劃分各部分內(nèi)容在教學(xué)中的意義和作用，即哪些內(nèi)容是具體的科學(xué)事實(shí)，哪些內(nèi)容是支撐核心概念的分解概念；其次，以核心概念為引領(lǐng)，將本單元相關(guān)內(nèi)容納入這一結(jié)構(gòu)中；最后，盡管很多分解概念并不是在同一單元形成的，但是通過以上建構(gòu)，可將這些概念建立聯(lián)系，進(jìn)而形成具有學(xué)科特色的知識(shí)層級(jí)結(jié)構(gòu)。當(dāng)學(xué)生學(xué)會(huì)對(duì)科學(xué)事實(shí)進(jìn)行歸納抽象，同時(shí)能夠站在較高層級(jí)理解核心概念時(shí)，其學(xué)科思維能力與解決問題能力都會(huì)得到提升。一旦學(xué)生在頭腦中建立起這一結(jié)構(gòu)，將會(huì)增強(qiáng)對(duì)學(xué)科本質(zhì)的理解，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)知識(shí)的遷移應(yīng)用。

(2)知識(shí)層級(jí)結(jié)構(gòu)的實(shí)例分析?；谝陨险撌?，仍以“水的變化”單元為例，建構(gòu)知識(shí)層級(jí)結(jié)構(gòu)(見圖3)。

圖3 “水的變化”知識(shí)層級(jí)結(jié)構(gòu)教學(xué)示意圖

教學(xué)中以“水是一種常見而重要的單一物質(zhì)”這一核心概念為引領(lǐng)，建構(gòu)教學(xué)活動(dòng)以“觀察水的特性、測(cè)量冰塊融化過程的溫度、食鹽的溶解”等科學(xué)事實(shí)為基礎(chǔ)，圍繞“水在自然狀態(tài)下有三種存在狀態(tài)，有些物質(zhì)可以在水中溶解，有些物質(zhì)很難溶解”這一分解概念開展教學(xué)，教師要適時(shí)對(duì)學(xué)生這一學(xué)習(xí)過程進(jìn)行歸納梳理，幫助他們建構(gòu)知識(shí)層級(jí)結(jié)構(gòu)。一旦學(xué)生建立起對(duì)核心概念的理解，那么今后當(dāng)他們學(xué)習(xí)“細(xì)胞的構(gòu)成”“地球上的海陸分布狀況”等內(nèi)容時(shí)，就可以站在較高層級(jí)解決不同情境中的問題，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)所學(xué)內(nèi)容的遷移應(yīng)用。

2.提供豐富的探究實(shí)驗(yàn)活動(dòng)體驗(yàn)，開拓學(xué)科視野

“體驗(yàn)科學(xué)探究的基本過程，發(fā)展科學(xué)探究能力“是“新課標(biāo)”對(duì)小學(xué)科學(xué)課程提出的重要目標(biāo)之一，也是落實(shí)科學(xué)素養(yǎng)的途徑之一?？蓮囊韵聝煞矫孀鳛榍腥朦c(diǎn)。

(1)學(xué)科內(nèi)的探究實(shí)驗(yàn)活動(dòng)體驗(yàn)。小學(xué)科學(xué)是以探究作為獲取科學(xué)知識(shí)的主要途徑，培養(yǎng)學(xué)生能運(yùn)用科學(xué)探究方法解決日常生活中的問題。小學(xué)科學(xué)教學(xué)可以圍繞觀察、分類、測(cè)量、推斷與預(yù)測(cè)、交流與表達(dá)、變量識(shí)別與控制、制作圖表等探究過程技能組織活動(dòng)，旨在讓學(xué)生不僅能動(dòng)手做，而且會(huì)動(dòng)腦想。在實(shí)驗(yàn)操作過程中學(xué)會(huì)思變，讓他們能夠運(yùn)用科學(xué)探究方法解釋日常生活中的現(xiàn)象、解決現(xiàn)實(shí)中的問題，體會(huì)到所學(xué)的科學(xué)知識(shí)是有用的。例如，可以組織學(xué)生討論“在火車站或地鐵站的站臺(tái)上，為什么人必須要站在1米安全線以外的位置候車？”讓學(xué)生把所學(xué)過的相關(guān)知識(shí)與實(shí)際生活聯(lián)系起來(lái)，使得他們對(duì)“物體運(yùn)動(dòng)”的認(rèn)識(shí)不單一局限于書本。再如，可以讓學(xué)生制作簡(jiǎn)單電路模型，在動(dòng)手做的過程中理解“導(dǎo)體”和“絕緣體”的概念。與此同時(shí)，通過串聯(lián)電路模型和并聯(lián)電路模型的比較，培養(yǎng)學(xué)生的分析能力與概括能力。實(shí)際上，生活中所遇到的諸多問題都與科學(xué)息息相關(guān)，期刊報(bào)紙、廣播電視、互聯(lián)網(wǎng)等媒體上關(guān)于科學(xué)問題的報(bào)道，都可以作為開拓科學(xué)視野的突破口。教師不必局限于教材中的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，可以通過當(dāng)下發(fā)生的熱點(diǎn)事件或者熱議話題，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓他們體會(huì)到所學(xué)知識(shí)的價(jià)值。

分子量為5 000～400 000的天冬多糖對(duì)人肝癌SMMC-7721細(xì)胞生長(zhǎng)具有顯著的雙向調(diào)節(jié)作用：濃度≤800 mg/L時(shí)具有一定的促生長(zhǎng)作用，濃度≥900 mg/L時(shí)則表現(xiàn)出一定的抑制作用；隨著作用時(shí)間的延長(zhǎng)和濃度增加，其抑制作用顯著增加，存在明顯的量效、時(shí)效關(guān)系，具有顯著的抗腫瘤作用[14]。天冬提取物對(duì)膠質(zhì)瘤干細(xì)胞(glioma stem cells，GSCs)具有顯著的殺傷作用，而對(duì)正常神經(jīng)干細(xì)胞沒有明顯的毒性作用，其可以破壞GSCs的克隆形成能力并對(duì)GSCs的克隆進(jìn)行消融，還可顯著誘導(dǎo)GSCs凋亡，但對(duì)抑制GSCs增殖的效果不是很明顯，對(duì)細(xì)胞周期的影響也不大[15]。

(2)學(xué)科間的探究實(shí)驗(yàn)活動(dòng)體驗(yàn)。小學(xué)科學(xué)的探究實(shí)驗(yàn)活動(dòng)不必限于學(xué)科內(nèi)，也可以通過各學(xué)科間的學(xué)習(xí)，共同建立起對(duì)科學(xué)本質(zhì)的深刻理解。開設(shè)學(xué)科間的探究實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，它的價(jià)值不僅體現(xiàn)在打破學(xué)科間的壁壘、挖掘?qū)W科之間的內(nèi)在聯(lián)系；而且通過學(xué)科間的知識(shí)整合可以拓寬視野，實(shí)現(xiàn)對(duì)特定問題的分析與解決。例如，在進(jìn)行“巖石”單元教學(xué)時(shí)，可以組織學(xué)生開展野外實(shí)地考察，教師可以和學(xué)生一起搜集巖石樣本。讓學(xué)生討論“這些巖石的模樣都是怎樣的？為什么它們會(huì)變成現(xiàn)在的模樣？”引導(dǎo)他們從不同學(xué)科視角分析成因，搜集并閱讀相關(guān)資料；同時(shí)還可以學(xué)習(xí)分類統(tǒng)計(jì)的方法，以及鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行巖石繪畫創(chuàng)作等，加深對(duì)數(shù)學(xué)、閱讀、科學(xué)以及藝術(shù)之間關(guān)系的認(rèn)識(shí)，提升綜合實(shí)踐能力。

3.基于概念建構(gòu)設(shè)計(jì)科學(xué)探究實(shí)驗(yàn)活動(dòng)

(1)基于概念建構(gòu)設(shè)計(jì)科學(xué)探究實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的總體思路。小學(xué)科學(xué)探究實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中蘊(yùn)含的科學(xué)思想方法不同于初中以后的物理學(xué)、生物學(xué)、地理學(xué)等分科的學(xué)科思想與方法，而是科學(xué)探究過程中共用的技能。探究過程技能就是科學(xué)工作者在科學(xué)研究過程中必須具備的一些最基本的思維方法和操作技能。組織開展有效的科學(xué)探究實(shí)驗(yàn)活動(dòng)可以使學(xué)生進(jìn)一步加深對(duì)科學(xué)本質(zhì)的認(rèn)識(shí)，有利于學(xué)生形成科學(xué)的自然觀和嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度，更深刻地認(rèn)識(shí)科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)和環(huán)境之間的相互關(guān)系，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。基于以上思考，提出實(shí)驗(yàn)活動(dòng)設(shè)計(jì)的總體思路(見圖4)。

圖4 基于概念建構(gòu)的科學(xué)探究實(shí)驗(yàn)活動(dòng)設(shè)計(jì)框架

(2)基于概念建構(gòu)設(shè)計(jì)科學(xué)探究實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的實(shí)例。以探究實(shí)驗(yàn)“斜面上的水”為例，基于以上設(shè)計(jì)思路把框架展開(見表2)。此探究實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)目標(biāo)是：“探究和觀察水在斜面上的運(yùn)動(dòng)?！被诟拍罱?gòu)，以思維方法與操作技能并重為導(dǎo)向，以具體的科學(xué)事實(shí)作為切入點(diǎn)，通過科學(xué)探究實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，關(guān)注學(xué)生對(duì)知識(shí)內(nèi)容的加工和探究過程技能的發(fā)展，在科學(xué)探究過程中，提升學(xué)生綜合能力，凸顯學(xué)科核心價(jià)值。

表2 “斜面上的水”實(shí)驗(yàn)活動(dòng)設(shè)計(jì)總體思路

概念建構(gòu)思維方法操作技能科學(xué)事實(shí):水沿著斜坡流動(dòng)分析:坡面傾斜度對(duì)水流動(dòng)的影響觀察:水沿斜坡的流動(dòng)分解概念:水順著斜坡往下流,水量越多流動(dòng)越快;隨著坡面傾斜度增加,水的流速加快概括歸納:水的流速與水量和坡面傾斜度有關(guān)推斷與預(yù)測(cè):水量與坡面的傾斜度是否可以無(wú)限增大核心概念:變化的目的與實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊恢戮C合抽象:多個(gè)因素影響實(shí)驗(yàn),有的條件相同,只有一個(gè)條件變化,得出這個(gè)變化的條件對(duì)結(jié)果的影響變量的識(shí)別與控制:實(shí)驗(yàn)時(shí),必須對(duì)有關(guān)變量進(jìn)行控制,才能研究自變量與因變量之間的關(guān)系新情境:探究影響小車運(yùn)動(dòng)快慢的因素演繹:分析“路面”情況與車身重量對(duì)速度的影響遷移應(yīng)用:測(cè)量小車的運(yùn)動(dòng)距離

綜上所述，為落實(shí)“新課標(biāo)”提出“以立德樹人要求，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)”的課程目標(biāo)，小學(xué)科學(xué)課堂教學(xué)要以核心概念為引領(lǐng)，幫助學(xué)生建構(gòu)具有邏輯聯(lián)系的知識(shí)層級(jí)結(jié)構(gòu)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。與此同時(shí)，要為學(xué)生提供豐富的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，讓他們充分體驗(yàn)科學(xué)探究的過程，真正將課堂上學(xué)到的知識(shí)應(yīng)用到解決實(shí)際問題中。讓教學(xué)同時(shí)具備知識(shí)學(xué)習(xí)、技能訓(xùn)練和思維發(fā)展的多重功能，使學(xué)科的核心價(jià)值在理論聯(lián)系實(shí)際的過程中得以實(shí)現(xiàn)。

[參 考 文 獻(xiàn)]

[1] 中華人民共和國(guó)教育部.全日制義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)[S].北京：北京師范大學(xué)出版社，2017.

[2] 王晨光.PISA與NAEP科學(xué)測(cè)評(píng)對(duì)我國(guó)科學(xué)教師學(xué)科知識(shí)測(cè)試編制的啟示[J].北京教育學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2012(1)：57-60.

[3] 王晨光.義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)解讀：科學(xué)概念、術(shù)語(yǔ)與實(shí)驗(yàn)[M].北京：北京師范大學(xué)出版社，2018.

[4] Developed at Lawrence Hall of Science，University of California at Berkeley.FOSS Teacher Guide——Water[M].Published and distributed by Delta Education，2016.