浅谈科学实践在小学科学课中的应用研究

朱宇

摘 要：2017年以前我国的小学科学教育一直沿用美国国家科学院1996年在《国家科学教育标准》中提出的，科学以探究为核心。然而，2013年4月，美国在官方网站上发布了《新一代科学教育标准》，提出了科学与工程实践，即科学实践，于是科学课的观念开始由科学探究向科学实践开始转变，其实科学实践并非否定了科学探究，而是包含了科学探究，并且是对科学探究的深化和拓展。本文将以《垃圾的处理》一课为载体浅谈科学实践在小学科学课中的应用。

关键词：科学实践;科学课;垃圾的处理

我国的小学科学课程经历了从“自然”课程到“科学”课程的转变，从教授自然基本知识到以培养学生的科学素养为目的。但直至2017年新的《小学科学课程标准》提出，我国的小学科学教育一直沿用美国国家科学院1996年在《国家科学教育标准》中提出的，科学以探究为核心。

2013年4月，美国在官方网站上发布了《新一代科学教育标准》【2】，提出了科学与工程实践，即科学实踐，这一理论的提出颠覆了人们对科学课就是要以探究为核心的传统认知，打破了科学课定式的探究环节。于是科学课的观念开始由科学探究向科学实践开始转变，其实科学实践并非否定了科学探究，而是包含了科学探究，并且是对科学探究的深化和拓展。科学实践包括八个类型：提出问题和明确需要解决的问题;建立和使用模型;设计和实施调查研究;分析和解释数据;利用数学和计算思维;建构解释和设计解决方案;基于证据进行论证;获取、评估和交流信息等。较之前科学探究的五个环节，科学实践更加突出技术与工程的重要性，也符合我们国家大众创业、万众创新的国情。因此，基于科学实践在小学科学教育中的重要性，在杜威“做中学”思想的指导下，笔者设计了一堂工程与技术领域的课程——《垃圾的处理》。较传统的《垃圾的处理》一课的设计，该课的科学实践的应用主要体现在以下几个方面：

一、从儿童的视角出发，创新实验材料

在2017年9月13日，北师大举行的中国学生发展核心素养研究成果发布会上确定了中国学生发展的六大核心素养，其中就有实践创新，笔者尝试将创新精神带入课堂，从学生的儿童视角出发，结合学生的年龄特征和实验中的困惑，对学生使用的实验器材进行了两点的改进创新：

（一）改进填埋实验

从儿童的视角出发，站在和儿童一样的高度，就会很容易发现课堂设计的不合理。学生在填埋模拟实验中，由于黑墨水颜色太深，导致实验现象不清晰。针对该问题，在多次实践之后，笔者将教参中指导的用黑墨水滴在纸巾上模拟污染物替换为用红墨水，材料的改进方便学生开展实践探究活动，更加直观、高效，且渗透了培养学生追求创新的意识。

（二）优化“新型垃圾填埋场”实验材料

在该课笔者新增的工程与技术部分，学生尝试建立模型——新型垃圾填埋场的环节中，为了创设一个建筑工程师建造房屋的情景，以及给学生思考和发展的空间，提供给学生大量的实验材料：超轻泥、积木、吸管、纸盒、薄膜、双面胶、剪刀。在十分钟的搭建模型的过程中，真实地体验了像工程师那样去建造的过程。

二、在实践中提出问题

新《小学科学课程标准》明确指出，5-6年级的学生能基于所学的知识，从事物的结构、功能、变化及相互关系等角度提出可探究的科学问题。科学问题可以是学习中的，生活上的，但指向的都是学生自己有提出问题的能力。因此，为了激发学生发现问题的兴趣，以及培养学生能主动提出问题的问题意识，笔者设计了一个垃圾填埋场的模拟实验。学生通过开展小组合作，从实践中观察到模拟的地下水被污染的现象，学生基于现象分析出简单填埋会污染地下水，由此自发地提出问题——“能不能设计出更新型的垃圾处理方法呢？”

三、基于问题，作出设计

美国国家科学委员会的报告中提出了STEM教育，STEM教育即科学、工程、技术、数学，STEM教育强调跨学科。因此基于STEM跨学科概念，引导学生开展需要科学、工程、技术、数学、美术等多学科融合的建筑图的设计。对于不了解建筑施工的小学生，这很难，因此我设计了一系列的环节层层递进，各个击破：演示如何画施工图图——引导学生绘制——修改完善——确定施工图。笔者尽量让学生按照自己初始的设计想法走下去，然后再通过一系列的自我修改，自我完善，逐渐反思，最后清楚地认识如何从零基础画出施工图。

四、依托设计，建立模型

科学实践强调要让学生像科学家那样去思考，体验科学家探索的过程，其实是为了给学生创造一个真实的问题情景，让学生经历一个真实的探究过程。因此，《垃圾的处理》这一课笔者创造了一个学生经历像工程师那样去建造的过程，提供给学生足够丰富的材料，让学生参考已设计出的施工图，即真实工程中所谓的蓝图，开始大刀阔斧地去建造一个新型的垃圾填埋场。该过程给与学生十分钟的制作时间，让学生尽量将施工图还原到最大化，建造出自己最理想的新型垃圾填埋场模型。

五、交流评估，完善模型

在工程技术领域中，一项作品的问世通常要经过需求调查、设计、制作、评估等几个基本的环节，因此，交流评估，修改完善模型必不可少。当学生以小组形式展示已修建的新型垃圾填埋场模型时，全班对其模型进行结构、功能、创新点等进行评价和建议，完善其模型。

正如《框架》中指出，“科学实践”取代“科学探究”是为了更好地为科学探究正名。[3]科学实践在科学课中进一步的应用研究还需要各位学者以及一线老师不断地探索！

参考文献

[1] [美]国家研究理事会.美国国家科学教育标准[S].戢守志译.北京：科学技术文献出版社，1999：30.26.146-216.71.

[2] 历晶，郑长鹏，何鹏.美国《下一代科学教育标准》中的科学本质教育[J].现代中小学教育，2015（8）：01-04

[3] 卢姗姗，毕华林.从“科学探究”到“科学实践”——科学教育的观念转变[J].教育科学研究，1009-718X（2015）01-0065-06