陳玉美 何彥雨 郭欣怡

摘? ?要：核心素養(yǎng)是課程設計和教學實踐的重要依據(jù)，培養(yǎng)科學素養(yǎng)是科技活動教學的主要目標。培養(yǎng)學生核心素養(yǎng)要明確培養(yǎng)核心素養(yǎng)的種類、采用科學合理的方式方法，理論結合實際，探析科學素養(yǎng)的內(nèi)涵與外延;從我國實際出發(fā)，根據(jù)相關綱要性文件總結梳理中小學生科學素養(yǎng)的主要組成要素，并結合教學實踐，聚焦于科技活動教學的路徑，以此完善科學課程的發(fā)展與設計，提升學生的綜合知識素養(yǎng)。

關鍵詞：核心素養(yǎng);科技活動;科學素養(yǎng);教學模式

中圖分類號：G623.6? ? 文獻標識碼：A? ? 文章編號：1009-010X（2021）36-0056-04

本世紀初，世界經(jīng)濟合作與發(fā)展組織（OECD）提出了核心素養(yǎng)概念，其定義為“為成功融入社會、滿足自我實現(xiàn)需要并推動社會發(fā)展，21世紀培養(yǎng)的學生應具備的最核心的知識、能力與情感態(tài)度”。其后，其他各個國家和地區(qū)的組織也陸續(xù)提出了對于培養(yǎng)人才要具有不同的價值觀思想追求和其具體內(nèi)涵的核心素養(yǎng)這個新概念，它已經(jīng)成為各個國家在課程標準中對于培養(yǎng)人才目標制定的基礎依據(jù)，是課程發(fā)展與設計的關鍵。2016年，我國頒布了《中國學生發(fā)展核心素養(yǎng)》，強調(diào)在對學生進行教育的過程中，要將更多的精力集中在對學生品格以及重要能力的集中性培養(yǎng)上，引導學生全面發(fā)展，在學生之中形成綜合能力較強的良好態(tài)勢，它是我國基礎教育各學科課程標準制定、課程實施和評價改革的依據(jù)。一方面，核心素養(yǎng)引領學科課程教學，凸顯學科教學的育人價值;另一方面，各學科獨特的學科本質(zhì)是核心素養(yǎng)培養(yǎng)的介質(zhì)。

一、從自然教學大綱與科學課程標準中探析中小學生的科學素養(yǎng)

在中小學階段，傳統(tǒng)的專業(yè)學科教育課程大綱注重“雙基”，即掌握基礎知識和基本技能，強調(diào)對知識、概念的系統(tǒng)學習。2001年，新課程改革首次提出了三維指導目標：知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價值觀，并特別強調(diào)探究、合作、交流是學習的重要方式。2016年，中國學生發(fā)展核心素養(yǎng)研究成果發(fā)布，強調(diào)要培育學生作為一個全面健康成長的現(xiàn)代人所應當具備的必備品格與關鍵能力。

具體涉及到自然科學這一學科，1992年的《自然教學大綱》更加強調(diào)培養(yǎng)學生基本的自然知識、基本的自然觀測實驗操作能力，以及學生愛科學、學科學、用科學的意愿。2001年《科學課程標準（3-6年級）》明確提出以促進我國學校科學文化素養(yǎng)建設發(fā)展為目標和宗旨，科學文化素養(yǎng)主要包括：激發(fā)科學學習的興趣和求知欲，科學的知識，科學探索的過程和手段，科學、技術與社會的相互關系，交流合作，與環(huán)境和諧相處。2017版《義務教育小學科學課程標準》將科學技術素養(yǎng)定義為：科學與技術知識及其對于社會與群眾或者個人的直接影響，基本的科學方法，科學本質(zhì)，科學思想，科學精神，處理實際問題、公眾參與社會公共事務的能力。2017年《國家科學質(zhì)量監(jiān)測框架》中科學素養(yǎng)的組織構成主要包括三個一級指標：科學的理解和應用、科學的思維和實踐、科學的態(tài)度和責任。其中，關于對科學知識的理解和應用是指對于科學知識本身的認識性獲得，并應用于解決生活中的簡單問題;科學的思維和實踐主要包括探究和交流、模型與構造、推理和論證等幾個方面，強調(diào)在問題情境中獲取的思想技能和研究探索技能，進而思考問題和解決問題;科學的態(tài)度和責任包含有興趣與態(tài)度、習慣和方法、責任和創(chuàng)新。

筆者認為，從1992年的“雙基”到2001年的“三維目標”，再到2017年的“核心素養(yǎng)”，科學素養(yǎng)的質(zhì)量構建在對社會科學知識、科學信息技術應用能力和對社會科學生活態(tài)度等各個方面始終保持著一個恒定程度不變，但內(nèi)涵卻發(fā)生了很大的變化，其變化趨勢是更加聚焦科學學科的本質(zhì)，具體體現(xiàn)為以下三個方面：第一，科學知識。過去中小學科技活動課程都是著眼于對科學知識等的直接掌握。而新課標一改過去的教學重點，著力于幫助學生形成對科學的基本認識。也正是基于此，他們從中選擇了16個典型的概念，并對其進行了具體的分解，不同的概念因此而被分解為大大小小的概念。主要理論概念具有較高的抽象性、更寬泛的適應領域、更大的解讀能力。在對科學知識的具體內(nèi)容方面，包含了多方面的具體內(nèi)容，強調(diào)了工程和技術等內(nèi)容，包括了多個領域的諸多內(nèi)容。除此之外，還增加了更多的關于科學實踐本質(zhì)的內(nèi)容。筆者個人認為，在中小學階段，對于科學本質(zhì)的理解和認識首先要求教師要充分強調(diào)對于科學知識的準確性把握，在此基礎上進一步展開系統(tǒng)性的深入學習。其次，更多地強調(diào)了理論和知識需要具備可靠性的特征，唯有如此，才能夠被證實是正確的，可以在更多的場景下展開論證，得到事實的反復檢驗。再次，對知識分享進行了進一步的解讀，強調(diào)科學知識本身是科學家共同體做出的卓越的人類文明，是在反復論證的基礎上獲得的普遍認可的思想解釋。在理解科學本質(zhì)的同時，要培養(yǎng)學生的理性和質(zhì)疑精神。第二，科學能力。1992年的《自然教學大綱》重點強調(diào)了培養(yǎng)學生的觀察、實踐能力以及分析和解決實際問題的能力。2001年，以三維為研究目標設計的課程規(guī)范化標準大膽地強調(diào)了探究學習是現(xiàn)代科學技術研究的主要手段，強調(diào)了培養(yǎng)學生的探究技巧：提出問題、假設和推理、搜集證據(jù)及其解釋、溝通和質(zhì)疑。新課標更加強調(diào)了核心素養(yǎng)的培育，在對科學探索的過程中，不僅培養(yǎng)學生自己提出問題、做出假設、分析證據(jù)、做出解釋等綜合能力，而且培養(yǎng)學生的邏輯思考能力，使得學生能夠做基于對證據(jù)的分析和推理、基于對論證的質(zhì)疑和批評，指向?qū)嵶C的模型和建模。第三，科學情感與態(tài)度。在舊有的大綱和科學課程標準中注重培養(yǎng)學生對于科學研究和學習的濃厚興趣與熱愛大自然、熱愛家鄉(xiāng)、熱愛黨和祖國等多種情感基礎上，新課程標準特別強調(diào)培養(yǎng)學生的科學理性和批判精神。

由此可見，科學課程的基本核心素養(yǎng)的內(nèi)涵主要包括：科學概念;科學本質(zhì);科學探究、推理論證、模型建模能力;批判和創(chuàng)造性思維能力;合作和交流的能力;質(zhì)疑和理性精神。而如何開展中小學科技活動課堂教學，才能達到培養(yǎng)科學素養(yǎng)的目標呢？筆者根據(jù)自身長期的課堂教學經(jīng)驗，借鑒、豐富和創(chuàng)新性地綜合運用經(jīng)典課堂，總結得出這些課堂的教學方法對培養(yǎng)中小學生科學素養(yǎng)具有的積極推動作用，以提升課堂教學效果。

二、創(chuàng)新應用教學模式培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)

教學模型就是在一定教學思想的指引下對教師加以方法、過程等全方面的培訓，從而形成范式教育模式。這樣的教學模型可以不斷地加以復制，適合在受眾群體較為龐大的基礎上展開，從而形成普遍性的教學效果。然而，不同類型的學科其背后所支撐的學習理論是有所差別的，進而導致其在授課模式上也有著一定的差別。其中，比較典型的教學模式有：講解性教學、支撐式教學、探索性教學等。這樣的教學模式聚焦于對教育價值觀的宣導。事實上，不同類型的教學理論其背后都需要落實到具體問題之中，是從生活出發(fā)，最終通過教學的知識從而解決所遇到的實際問題。正是因為學生原有的知識結構不足以解決這些問題，因此能夠激發(fā)學生學習的欲望，進而促使學生真正主動地開展知識的系統(tǒng)性學習，這也符合了人類學習新知識新內(nèi)容的特點，這一過程也催生出不同類型的教學模型。事實上，一位優(yōu)秀的教師應當擁有自己的課堂教學模型，這是由教師本人教育價值取向決定的，它根植在教師已有的認知結構里，通常很難客觀理性地被自己感知到，并且某種教學模式一旦沉淀在自己的認知結構中，就會很難改變。

既然這種教學模式主要是在一定的課堂教學理念或在一定的課堂教學理論指導下的一系列元素的整合，那么，其就不同于普通的課堂教學模式。例如有結構材料的策略、概念圖策略等。也不能簡單地將某種教學框架或教學程序定義為某種教學模式。教學模式本身就是一個系統(tǒng)，需要在傳統(tǒng)理論和觀點的支持下，整合教學手段、教學戰(zhàn)術、教學策略、課堂過程，利用適當?shù)膫鞑ッ襟w，基于對學生的認知，有效地組織教學情境和課堂過程。在教學實踐中，教師需要分析每種模式所追求的教育價值、適用的情境，以學生已有的認知為起點，創(chuàng)造性地使用成熟的教學模式，并不斷豐富其內(nèi)涵。

建構主義教學模式著眼于教師怎樣教、學生怎樣學的問題。建構主義本身就是認知主義的進一步演變，現(xiàn)在更多地把認知建構主義稱之為建構主義。在多種認知建構主義課堂教學方法中，支架式課堂教學方法比較適用于中小學生科技活動的教學。中小學生生活經(jīng)驗少，知識和技能水平尚低，教師應當采用引導的方式幫助學生學習。在教學時，教師首先要圍繞當前所需要學習的主題，按照“最鄰近發(fā)展區(qū)”的目標和要求形成真正意義上的概念性框架，讓學生能夠快速融入到課堂情境之中展開思考。其次，給予學生更多的獨立參與和探索的機會，并且在學生需要時，教師要第一時間給予幫助和指導。特別是在初期階段，教師需要做好基礎性的輔助工作，后期當學生得心應手時便可以逐漸減少幫助，讓學生放開手腳獨立展開探究。最后，課堂教學由各個小組共同協(xié)商、交流討論，完成對于所學基礎知識的含義建構。

將支架教學模式與講授式教學模式相比，我們可以發(fā)現(xiàn)：講授式教學模式強調(diào)將學習材料分解成一個個小部分以利于學生掌握，這個分解是教師自上而下的行為。但學生在科技活動中學習的認知序列是自下而上的，是由形象到抽象的過程，他們需要親歷問題探究的過程，以積累豐富的感性經(jīng)驗，進而逐漸抽象概括形成自己的概念圖式。所以，支架教學模式的核心特點就是在充分了解學生的認知發(fā)展水平的基礎上，提供支架幫助學生學習。

筆者在實際的教學活動中發(fā)現(xiàn)，在引導和組織學生積極進行科技實踐活動時，給予學生一個支架很有可能僅僅是一些概念化的，例如科學事實、操作方法類、思維方法類等。現(xiàn)以植物能適應環(huán)境這個主要概念的學習為例進行如下說明：

根據(jù)對學生認知特點的研究，其認知路線為：第一步是植物和周圍環(huán)境某個因素之間是否存在關系？是相關關系還是因果關系？如何證明存在著這種關系？如何設計實驗來證明這種關系？學習用控制變量的方法來設計實驗，嘗試獨立設計控制變量實驗，用工程思想解決問題。第二步是植物和周圍環(huán)境中其他因素之間是否存在聯(lián)系。最后，歸納總結認識和看到的植物和周圍各種環(huán)境條件之間存有的密切聯(lián)系。

在學習過程中，對于10歲的小學生而言，理解什么是變量、為什么要控制變量等仍然有一定的難度。此時，教師積極參與其中，引導學生自己搭建“控制變量的方法”，對培養(yǎng)學生的邏輯思維能力具有重要意義。在教學的過程中，教師要以科學家或教師、同學研究問題的真實案例為腳手架，引導學生尋找變量、分析變量、理解變量、反思變量，然后提供類似的問題讓學生自己探索。此時，學生的認識能力正好處于一個新問題的最近進步地帶，并且具備了強烈的自主探究動機，由此在研究和解決這個問題的過程中，完成概念的自我建構。由此得出，支架教學模式在有效發(fā)展學生的推理論證能力、探究能力、合作交流能力等方面具有明顯的優(yōu)勢。

綜上所述，不同的教學模式有不同的特點。在培養(yǎng)科學核心知識素養(yǎng)方面，教師應根據(jù)每個學生的認識特點，綜合地運用多種教育模式，進而有效幫助每個學生建立多種科研與教育的學習方法，通過這樣的方式來卓有成效地提升學生的綜合知識素養(yǎng)，引導學生獲得適應他們終身成長與發(fā)展及其經(jīng)濟社會變化所需的必備品格與關鍵能力。

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