谈科学大单元“循证”学习样态

［摘 要］小学科学教学要培养学生的创新能力，就要持续推进教学内容和教学方法的变革。在小学科学教学中，教师可建构大单元“循证”学习样态，以“拼图式循证”，绘生物全景图谱，强化学生的归纳演绎思维；以“爬梯式循证”，展物质项目组，发展学生的抽象逻辑思维；以“螺旋式循证”，创宇宙仿真模型，培养学生的创新思维。这样教学，有助于学生在小学阶段形成初步的哲学观念，能从根本上推动学生科学探究能力和实践能力的发展，落实核心素养的培养目标。

［关键词］核心素养；小学科学；大单元教学；“循证”学习样态

［中图分类号］ G623.6 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1007-9068（2024）30-0071-03

教育部等十八部门联合印发的《关于加强新时代中小学科学教育工作的意见》指出，“着力在教育‘双减’中做好科学教育加法”“凸显学生核心素养培养，强化年级学段有机衔接……体现实践性、综合性”“实施启发式、探究式教学，提升作业设计水平，培养学生的深度思维”。在目前的小学科学教学中存在一些问题，这些问题会影响学生未来的发展和对科学的兴趣，需要教师分析问题成因，“循证”解题。

一、科学教学中存在的问题

1.课堂程式：以知识灌输为主，缺思维培养

学校教给学生的绝大部分是识记、理解、应用方面的技能。学生把大量时间花在死记硬背、理解记忆上，大脑接收的更多的是零碎知识。这种灌输式的学习，让认知停留在表层，缺少思维提升的过程，不易为知识的迁移架构支架，难以培养学生解决问题的能力，难以展现思维的高阶迁移。

2.教学孤立：以经验认知为主，缺单元破界

在小学科学教学中，课与课之间、单元与单元之间、板块与板块之间出现孤立式教学现象，缺乏整体思考，没有依据知识之间的内在联系和规律，没有根据学生的思维发展特点和学习认知基础进行单元或主题的整体性课堂设计。各学科之间缺乏交流和联系，教学内容孤立、分割，致使学生往往在各自的学科“孤岛”上学习，缺少对跨学科知识的应用。

3.探究机械：以低阶实践为主，缺“循证”进阶

科学的探究活动重在实证的探寻，课堂探究多以实践活动为主。但在当下的课堂教学中，教师将时间给了学生，也提供了充足的空间，可探究效果仍旧低下。教师和学生往往只关注探究的结果，犹如目光习惯性地投向浓郁的树荫，却忽视了树根的生长力，这样的低阶实践，忽视了学习力的培养，是走不长远的。

综上所述，要培养创新人才，科学核心素养发展是关键点，科学探究实践能力是基点，科学思维是核心点。如何扎实构建基点、增强核心点、提升关键点是提高科学教学品质的重点。据此，教师应以大单元学习为主要载体，推动“循证”视角的学习过程；以“循证”学习为模式，推动学生的思维进阶；以思维进阶为阶梯，落实科学核心素养发展目标，促使学生像科学家一样思考，亲历像科学家一样探究的过程（具体实施路径见图1）。

二、科学大单元“循证”学习样态的建构

1.“拼图式循证”，绘生物全景图

生物科学是自然科学领域的一门基础学科。小学科学教学中有大量的生物观察、种植或饲养的探究活动。“拼图式循证”生命科学大单元学习样态，通过观察探究，帮助学生了解生物的生命历程，能够培养学生热爱自然的意识和观察能力，发展学生的归纳演绎思维。

（1）提炼本质问题，大概念统领单元目标

学生在日常生活中接触到生物的机会较多，形成了一定的生活经验，可是这些原有经验往往是碎片化的、断断续续的。教师应采取大单元教学模式，利用生命的连续性、延续性对教材中生物板块的知识进行有效整合，提炼科学教学中生物板块的核心大概念，依据大概念设置单元本质问题，激发学生的探究兴趣。

（2）获取生长之证，结构化设计单元内容

根据前期调查学生的生物概念基础情况，教师深入分析生物教学内容，全面把握生物的生长周期，统整生物单元知识结构，引导学生通过初步体验探究，逐渐掌握生物周期及各个阶段的生长情况，同时为生物周期的连续生长探究活动做好衔接。

（3）运用长程绘本，“拼图式”链接单元探究

根据观察对象的不同，教师将长程绘本大致分为动物、植物、微生物三个主题，结合每个主题各自的特点，长程绘本中记录的信息侧重点也有所不同，以便学生能结合观察寻找共性。教师设计的绘本主要包括对生物形状、大小、颜色等的观察引导，让学生通过文字、图表等形式记录下来。沿着生物生长的各个阶段，教师引导学生进行观察，借助表格、画图等方式，记录下生物生长变化的过程。绘本沿着生物的每一个阶段，不断地引导学生观察发现，最终促使学生完成长程的观察探究活动。

（4）绘生物全景图，展示多元化迁移成果

通过制作长程绘本，学生对生物生长有了全面的认识；结合种植、饲养等观察活动，学生梳理完善长程绘本，归纳观察对象的特征及生长规律；通过展示交流，学生回顾观察所得，形成了大概念。在学生积累了一定经验后，教师可设计新的探究主题，引导学生回顾生活情景，探索其他生物的生长变化情况，逐步完善对生态系统的认知。

2.“爬梯式循证”，展物质项目组

对物质世界的学习贯穿小学六年的科学探究过程，物质领域包括声、光、电、水、空气等。“爬梯式循证”物质科学大单元学习样态，通过对物质的探究，引导学生了解身边的物质世界，寻找其规律，提升探究能力，发展抽象逻辑思维；通过将大单元设计成大项目，以任务串联的形式帮助学生更好地开展课外探究活动，利用多媒体技术记录物质变化过程，探寻物质规律。

（1）发布项目任务，访谈调研定单元基点

小学科学物质单元教学涉及较多的领域，基于学习进阶理论，教师教学时应充分考虑教材内容和学生实际情况。为明确学生对物质相关知识的了解情况，我们以问卷方式对学生进行零散概念的调研，对各年级物质单元内容进行梳理。从宏观层面规划整合大单元体系，结合学生的认知水平和教学内容，提炼物质领域大概念。

（2）依托项目活动，合作探究寻变化之证

基于物质单元概念层级，我们根据学生的知识结构和思维特征，以进阶学习理论为依据，思考、设计物质单元学习进阶表；结合探究实践微型项目设计，引导学生关联实验探究过程中的各种现象，深入探究学科核心概念；通过小组项目实施和项目优化环节，促进学生多层次、多水平的概念理解；通过各式小项目创设，培养学生的创新思维。

（3）回顾项目历程，层层深入丰实物质概念

学生结合项目册的内容，整理在整个项目活动中收集的证据，在小组研讨交流中形成最有效的信息，不断丰实物质大概念；同时，通过回顾自己在整个项目活动中的参与度，分析自身的优势与不足，全方位提升个人能力。

（4）展物质项目组，自主完善物质知识网

基于前期的探究活动，学生以各式微型项目为载体，开展一系列实践互动，不断完善物质相关的科学大概念，利用已掌握的跨单元大概念，将学习延伸至课外。学生创新探究形式，进一步观察物质的后续变化，补充和迁移原有认知，完善自身的物质知识网络。

3.“螺旋式循证”，创宇宙仿真模型

地球和宇宙领域是科学教学中的重要内容，具有抽象性、观察周期长等特点。所以，在探究天体运动现象的过程中，可以采用模型建构的方式开展探究活动。“螺旋式循证”地球与宇宙科学大单元学习样态，通过对天体运动现象的观察，提出问题，引发学生思考；通过设计、制作模型解释现象成因，提升学生的抽象概括能力；通过组内推理论证，促进模型的迭代升级，帮助学生不断重构、完善宇宙天体的相关概念。

（1）引发认知冲突，原模型外显迷思缺陷

有关宇宙天体知识的学习较为抽象，学生很难在生活中知其所以然，对宇宙的了解往往不够完整，甚至产生较多的错误概念或迷思概念。通过问答等形式将学生原有认知中的不足之处充分外显，形成认知冲突，能激发学生主动探究的欲望。

（2）搜索探究信息，模型开发融虚拟技术

针对一些受天气或者时间限制的实验，学生常常不能完整地记录天体的长程变化情况。用虚拟实验代替实物探究活动，能够帮助学生进一步完善观察记录。

巧借虚拟实验，完善天体现象，迭代模型的建构，通过设计模型、制作模型、试用模型来解释科学现象，能够帮助学生厘清现象产生的原因，修正与完善认知模型。

（3）巧借虚拟实验，完善宇宙概念

通过样态调研、单项探究、虚拟实验、课题开发研究、建构（修正）模型工具等途径，能够实现学生对宇宙知识学习的“循证”进阶过程。而利用大单元教学模式，提炼宇宙领域大概念，将宇宙单元中的各板块进行有效整合，能够促使学生逐渐形成较完整的宇宙天体认知学习体系。

美国科普作家卡尔·萨根说过：“每个人在他们幼年的时候都是科学家，因为每个孩子都和科学家一样，对自然界的奇观满怀着好奇和敬畏。”我们要通过建构小学科学大单元“循证”学习样态，引领学生走近科学、热爱科学，探究和实践多样化的学习方式，为核心概念建构寻找深层次理解和迁移的依据，让他们为兴趣而学、为未知而学、为未来而学，像科学家一样思考，像科学家一样探究。

［ 参 考 文 献 ］

[1] 中华人民共和国教育部.义务教育科学课程标准（2022年版）[S].北京：北京师范大学出版社，2022.

[2］ 王子璇.自然笔记对提升小学生观察能力的实证研究[D].武汉：华中师范大学，2021.

（责编 刘宇帆）