浅谈小学科学教学情境创设

小学科学教学情境创设是促进学生深度学习的重要手段，在实践中，情境创设存在脱离儿童的世界、脱离教学的需求、脱离科学的实际、脱离情感的共鸣等倾向。情境创设可从以挑战性任务统领探究方向、以亲身实践积累直接经验、以认知冲突提升问题意识、以科学史浸润科学本质、以社会性科学议题引导关注当下等方面寻求突破路径，促进深度教学，提升学生的科学素养。

一、以挑战性任务统领探究方向

项目式学习是促进学生深度学习、发展核心素养的重要途径。挑战性任务是教师结合教学目标，将教材内容转化为具有一定难度、能够由学生独立或合作完成的学习活动，是驱动项目式学习的核心。教师通过设计具有挑战性的任务来创设教学情境，不仅能够有效激发学生的自主能动性，还能引导他们围绕明确的目标展开探究。例如，教师结合三年级《纸》和四年级《浮力》设计了一个项目式学习案例，以“纸船承重"作为挑战性任务。

教学片段

师：（出示钢铁巨轮满载集装箱航行的动图）航运是各国对外贸易的重要途径。钢铁巨轮因其载重量大的特点，成为不少领域运输的首选。今天，我们也要来造船，但不同的是，我们要用纸制作船。

（出示项目要求： ① 小组合作制作一艘纸船； ② 选用合适的纸进行制作，可以用美纹纸胶带粘贴，最终成品在100克重以内； ③ 比一比，哪组的纸船可以承载更多的20克钩码。）

师：想要制作出我们班的“纸船王”，你们认为需要研究哪些问题？

生：选什么品种的纸来制作比较好？

生：怎么折纸船才能装更多钩码？

师：你们在思考材料和制作工艺的选择，真棒！想一想，对于第一个问题，我们要研究哪些方面？

生：我们要先试一试各种纸，找到防水的品种。

师：也就是比较不同纸的防水性。

生：纸船要在100克重以内，所以我们要找一些既防水又轻的纸，这样可以用更大的纸张，纸船就能做得更大。

师：我们要比较不同纸的轻重。

生：我觉得选择的纸还要比较结实，不能让纸船被钩码压坏了。

师：还要比较不同纸的结实程度。在制作中，或许你会发现更多需要研究的问题，可以及时记录在研究手册上，随时展开研究。那么对于制作工艺，我们要研究哪些方面？

生：怎么折纸船比较结实？

师：纸船仅仅结实就够了吗？

生：还要不容易翻倒。

师：看来纸船的形状也至关重要。

生：最好船舱大一点，才能装下更多钩码。当然，还得保证船装了钩码能浮着。

师：没错，想要找到更好的纸船做法，我们要先明白为什么船能浮起来，什么结构更容易浮起来。接下来我们就一步步研究。

在挑战性任务驱动的教学中，学生需要选择合适的纸，设计并制作不同结构的纸船以比较承重性能，从而自然地展开对纸的性质和影响沉浮因素的探究。在这一过程中，学生深入思考、细致比较，经历了从自主提出问题、设计方案，到开展探究、制作与检验作品，再到改进完善和发布成果的完整科学探究与工程实践过程。

二、以亲身实践积累直接经验

教师可以提前布置与教学目标紧密相关的课前实践任务，让每位学生都能亲身参与，积累直接经验。课堂上，教师再以此为切人点，引导学生进入探究情境，激发他们的学习兴趣。在学习《声音的产生》一课前，教师可以引导学生结合科技节展开乐器制作与展评活动，让他们回忆、分享自己做了哪种乐器、如何奏响它，逐步关注声音的产生。

教学片段

师：（出示科技节学生的自制乐器）同学们，科技节中，我们一起制作了精美的乐器，还一起演奏了《小星星》。老师选出了几件有代表性的作品，请它们的作者和大家介绍是怎么制作，又是怎么奏响它的？

生：这是我做的小鼓，我用金属饼干盒做鼓身，用气球皮蒙在上面做鼓面。我可以用筷子敲响它。

生：我用PVC水管做了一支笛子，我对着这个孔吹，就可以吹响它。

生：我的吉他是用卡纸做的琴身，用弹力线做的琴弦，我可以弹响它。

生：我在塑料瓶里装了小珠子，摇一摇就响了。

师：你们的乐器种类很丰富，奏响的方式也各不相同。对于如何发出声音，你有什么疑问吗？

生：这几个方法好像没有什么共同点，那声音到底是怎么产生的？

师：这是一个很有价值的问题！这节课我们就来研究。我们把像拨动后的橡皮筋和钢尺这样重复、往返的运动称为振动。振动是物体发出声音的原因吗？你们能从通过自制的乐器中找到更多证据吗？

生：吉他的弹力线被拨动后，也会像橡皮筋一样振动。

生：鼓面被敲打后，也会上下振动。

师：弹力线的振动还是很明显的，但鼓面有没有振动，肉眼好像看不清。你有办法证明鼓面在振动吗？

生：敲一下之后，用手摸鼓面感受。

师：亲身感受是很好的办法，但只有你一个人能感受到。有没有办法向所有人证明鼓面在振动？

生：用摄像机放大了拍下来。

生：可以在鼓面上滴一点水，这样敲鼓的时候水花就会飞起来。

师：在需要观察肉眼看不见的现象时，科学家会借助其他材料或设备辅助完成观察。今天老师给大家提供彩色泡沫球作为“小帮手”，试着用它来证明鼓面也在振动吧！

在科技节的项目实践中，学生对自制乐器如何发声积累了大量直接经验。这些直接经验能够充分调动他们作为认知主体的身体感受，从而推动进一步的思考，为学习《声音的产生》一课作铺垫。

三、以认知冲突提升问题意识

学生不是空着脑袋进入教室的，他们结合日常生活经验与实践形成了自己的看法，养成了一定独特的思维方式，即前概念。但对小学生来说，前概念常常是模糊的，甚至是错误的。课堂上，通过设计出乎意料的实验或呈现令人疑惑的现象引发认知冲突，可以引导学生思考并自主提出问题，使他们的求知欲被有效激发，问题意识也能得到显著提升。在三年级《空气占据空间吗》的教学设计中，可以创设如下探究情境。

教学片段

师：你游过泳或者去海里玩过吗？跳进水中，你有什么感觉？

生：感觉水包裹着我。

生：游泳的时候要及时换气，要不然会很难受。

师：有没有办法能在水里呼吸？

生：我看过潜水员，他们是背着氧气瓶的。

师：你知道吗？有一位传奇船长，他在氧气瓶发明之前，就有自己的方法可以在海底呼吸。（播放《加勒比海盗》电影片段）看完后你有什么发现？

生：他把一艘小船倒扣过来，举着走进海里，水竞然没有完全进入船舱，船仍然能浮在水面上。

生：杰克船长可以在倒扣的小船船舱里呼吸和说话，难道船舱里还有空气吗？

师：你们觉得这段电影情节是真的吗？水到底会不会漫进倒扣的小船？

生：《加勒比海盗》电影里还有魔法呢！我觉得这就是电影拍的，是假的。

生：我觉得可能是真的，我在海里玩的时候也用手兜过小气泡。我们可以做实验来证明。

师：这节课我们一起来研究。

为了检验电影片段的真实性，教师引导学生设计模拟实验，用塑料杯模拟小船、用纸团模拟杰克船长，自然过渡到探究空气占据空间：将纸团塞在杯底，倒扣入水槽中；取出后观察纸团有没有被打湿。为了证明自己的观点，学生在实验中也更加注意操作细节，充分发挥了主观能动性。在这节课的总结提升环节，学生需要为杰克船长选取小船提出建议，包括船舱较深、不能有破洞等。同时，教师展示电影关键剧照，提醒学生关注到海水并不是完全不会浸入倒扣的小船，而是微微漫进去一点，引导他们思考原因，为第二课时探究空气可以被压缩作铺垫。

基于认知冲突的情境可以引导学生尝试主动经历“分析现象一提出问题一做出猜想”的过程，而非被动接受教师的讲解，这提升了学生的问题意识，为后续探究指明方向。

四、以科学史浸润科学本质

人类对科学的研究史就是对世界的改造史。学生观点的演化和历史进程中科学家对某一问题的研究存在相似性，科学课堂上的探究是人类漫长岁月认识自然的简缩。教师基于科学史创设教学情境，可以帮助学生更好地建构科学观念、理解科学的本质。

四年级《地球》一课，教师可以从人类对地球形状的认知史出发，介绍中国的“天圆地方说”中世纪水手先看见远处船的船帆后看见船身的体验、张衡《浑天仪注》"浑天如鸡子”的记载、古希腊亚里士多德根据月食弧形阴影推测地球为球形等，引导学生结合生活经验寻找证据证实与证伪，感受人类对世界的探索与改造。

教学片段

师：我们每一个人都生活在地球上，你对地球有哪些了解？你知道地球是什么形状的吗？

生：地球是球形的。

师：你知道古代人眼里的地球是什么样子的吗？

生：我听说过一个词“天圆地方”。

师：（出示日升日落的快放动图以及平原的照片）结合这两张图，你能不能推测一下“天圆地方”的含义？

生：日升日落，在天空会划过一道弧线；大地非常平整，就像圆弧形的天扣在平地上一样。

师：古人经过长期的观察，做出了“天圆地方”的猜想。在古代，受限于观察的技术水平，人们只能结合想象推测大地的样子。随着大型船只的发明，海上的船员有了新的发现。（播放视频《帆船入港》）你有什么发现？

生：远处的帆船不是简单地由小变大，而是会先从海平面上露出船帆，再露出船身。

生：“天圆地方”的说法不对，地球不是平的，而是一个球形。

师：这个现象就能证明地球是球体吗？

生：不够，但能证明这段大海的表面是弧形的。

师：只有弧面一种可能吗？

生：也可能是坡面的或其他形状。

师：你很会思考，接下来需要寻找证据证明自己的推测。老师给大家提供了帆船模型和卡纸条，请你试着改变卡纸条的形状，模拟帆船入港，看看观察到的现象能说明地球是什么形状的？

（学生分组实验，推翻了“天圆地方”里对大地的猜想。）

师：为什么住在陆地上的古人认为“天圆地方”呢？

生：陆地上东西太多，看不了那么远；海面上空空荡荡，可以看到很远的地方，更容易观察到这个现象。

师：你很会分析。现在结合帆船入港的现象，你能确定脚下的大地到底是什么样的吗？

生：不能确定，只知道不是平的。

师：随着航海技术的发展，航海家麦哲伦的船队完成了环球航行的壮举（播放视频《麦哲伦环球航行》），他从西班牙出发，一路往西，最终居然又回到了西班牙。这说明地球是什么形状的呢？

生：地球是个球体。

生：如果我生活在古代，会猜测地球也有可能是一个像柱子一样的形状。

师：其实，结合长期对月亮的观察，古希腊时期，人们已经猜测地球是个球体了（出示月相变化的动图、播放视频《亚里士多德观察月食》），你有什么发现？

生：月相变化是因为地球挡住了照射到月球的太阳光，那么月亮没亮光的部分其实就是地球的影子，这个影子在新月的时候能看出几乎就是一个圆，所以我认为这可以证明地球是球形的。

师：随着科技进步，现在人类可以进入宇宙，亲眼看一看我们脚下的大地到底是什么样的（播放《宇宙中看地球》）。其实，地球并不是一个完美的球体，而是一个椭球体；随着科学家更深入的研究，或许我们能对地球的形状有更准确的认识！

追随古人对地球形状的研究，引导学生结合获取到的现象作为证据，逐步修正对地球形状的认识，在论证的过程中加深对知识的理解。学生在实验中搜集证据，通过讨论得出、修改结论，感受科学发展的魅力。

五、以社会性科学议题引导关注当下

社会性科学议题指与科学技术密切相关的社会问题，在科技发展改善人类生活水平的基础上，也带来了道德、环境等全球性问题，如水库、大项的修建对生态环境的影响、能源的选择对世界环境的影响等。教师可以社会性科学议题创设情境，引导学生关注当下，激发他们的探究兴趣。三年级《塑料》一课，可以设置如下情境。