徐燕 曹溫慶 張煜 袁家林

摘 要 小學科學以核心概念貫穿始終，是以主題單元為組織形式的綜合性課程。以主題“熱”單元為例，以“主題”為線索，以科學課程標準為依據(jù)，以知識概念圖為基礎(chǔ)，結(jié)合學生認知水平對“熱”單元進行研究，通過梳理、分析“熱”單元的結(jié)構(gòu)，整合教學內(nèi)容，結(jié)合不同學段學生的認知水平，設(shè)計適合于學生的主題單元探究課程，可以讓學生對科學知識有更加全面的認識。

關(guān)? 鍵? 詞 小學科學 主題單元 主題“熱”單元 教學設(shè)計

引用格式 徐燕，曹溫慶，張煜，袁家林.小學科學主題單元教學設(shè)計的研究[J].教學與管理，2022（08）：45-48.

隨著科學技術(shù)和社會的高速發(fā)展，世界各國紛紛對教育進行改革，倡導綜合課程，促進探究學習。2017年1月，教育部頒布了《義務教育小學科學課程標準（2017年版）》，從新的課程標準來看，把小學六年學習時間劃分為1～2年級、3～4年級、5～6年級三個學段[1]，關(guān)注學生的認知水平，強調(diào)科學探究的重要意義，以核心概念貫穿整個科學教育。小學科學是以主題單元為組織形式的綜合性課程，倡導生活與科學的聯(lián)系。那么，組織主題單元的教學內(nèi)容、安排主題單元的教學順序是進行科學教學的保證。根據(jù)不同學段學生的認知水平，結(jié)合科學課程標準，明確主題單元知識網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，建構(gòu)適合學生的主題單元探究課程，可以為一線教師主題單元教學實施提供借鑒和參考。

一、關(guān)于主題單元教學

在國內(nèi)對主題單元探究教學的研究大多集中在某一個固定單元的教學內(nèi)容的整合，缺乏對小學科學教學內(nèi)容的整體分析。并且，在小學科學教學中，鮮有教師注重教學內(nèi)容的銜接，對主題單元教學內(nèi)容沒有做系統(tǒng)的整合，使得學生在學習過程中，難以對所學知識有一個系統(tǒng)的科學認識。本研究將主題單元教學定義為：圍繞某一大主題展開的、以相關(guān)科學知識為補充，充分發(fā)揮學生主動性，形成對所學知識體系的建構(gòu)，以提高學生思維能力為目標的教學方式。主題單元教學要遵從以下基本理念。

1.以學生為中心，面向全體學生

主題單元教學要面向全體學生，依據(jù)學生個性發(fā)展，以學生為中心，遵循不同年齡階段學生的心理認知發(fā)展水平，分析主題與子題之間的關(guān)系，探討主題單元內(nèi)容的選擇與順序安排，設(shè)計出適合學生學習的主題單元課程，使每位學生都能獲得良好的科學教育。

2.回歸生活實際，加強知識整合

在主題單元教學過程中，一方面我們應該讓學生回歸生活，從身邊的生活現(xiàn)象入手，結(jié)合學生的認知特點，選擇與學生日常生活聯(lián)系緊密的、感興趣的教學內(nèi)容。這不僅可以激發(fā)學生學習科學的興趣，引發(fā)他們提出問題，還有助于提升學生學習科學的主動性與自覺性，并且能夠綜合自己所學，解決生活中的問題。同時，我們還要加強主題單元知識的整合，形成知識網(wǎng)絡(luò)。

3.注重學生探究過程，建構(gòu)知識體系

在主題單元教學中，各種探究活動需要學生之間的合作，觀察、實驗、制作等活動讓學生動手與動腦，使其在親自體驗探究的過程中提出問題、分析問題、解決問題，在體驗科學探究的樂趣中加強知識間的銜接，促進學生的認知建構(gòu)和知識遷移。

二、主題單元教學過程的設(shè)計

主題單元教學設(shè)計首先是對單元的整體內(nèi)容進行選擇，然后依據(jù)課程標準和學生學習特點安排教學順序。本文以科學課程標準為依據(jù)，以知識概念圖為基礎(chǔ)，結(jié)合學生認知水平對主題“熱”單元進行研究（以教科版科學教材為例）。

1.學習內(nèi)容分析

有關(guān)“熱”的核心概念較多，不同核心概念下還涉及子概念，使得學習內(nèi)容分析尤為重要。學習內(nèi)容分析的目的是分析學習內(nèi)容的目標，確定學習內(nèi)容的范圍和深度，這與“教什么”“學什么”有關(guān);分析學習內(nèi)容中各項知識與技能之間的相互關(guān)系，為教學順序的安排打下基礎(chǔ)，這與“如何教”“如何學”有關(guān)[2]。在此基礎(chǔ)上介紹學習內(nèi)容的分析過程和方法，掌握學習內(nèi)容的應用技術(shù)。

科學課程標準以核心概念貫穿整個小學科學教學。主題“熱”單元屬于物質(zhì)科學領(lǐng)域，其相關(guān)科學知識包括能量層級——熱能;物質(zhì)層級——物體的特征和變化、材料的性質(zhì)、水和空氣的特征。同時包括地球與宇宙領(lǐng)域中的學習內(nèi)容：地球被一層大氣圈包圍著;地球表面有由各種水體組成的水圈，即天氣的變化和水循環(huán)，這些均與“熱”的相關(guān)概念有關(guān)。雖然，這些知識在科學課程標準中屬于地球與宇宙范疇，但為了使“熱”單元的知識內(nèi)容更加完整，所以將其調(diào)整到這一主題單元。“熱”在科學課程標準中的位置如圖1。

根據(jù)科學課程標準所提出的四維目標[3]可以對“熱”的相關(guān)概念進行整合與分析。

1.科學知識

知道物體具有一定特征——有溫度，知道用溫度來表示物體冷熱的程度，知道溫度的計量單位。

知道水結(jié)冰時（0～4℃）體積會膨脹，叫做反膨脹。

知道有陰、晴、雨、雪、風等天氣現(xiàn)象。

知道物體的熱脹冷縮性質(zhì)。

加熱和冷卻也可以改變某些物質(zhì)的狀態(tài)。

知道熱的傳遞方向，知道傳熱的方法叫熱傳導。

知道材料具有一定的性能——導熱性，不同材料制成的物體，導熱性能是不一樣的。

知道良導體和不良導體。

知道運動的物體具有能量，知道熱是自然界中存在的能量形式。

2.科學探究

觀察和研究作為測量工具的常用液體溫度計的主要構(gòu)造。

描述測量物體溫度或空氣溫度的方法。

能夠使用簡單的儀器——溫度計測量物體的溫度，并使用恰當?shù)挠嬃繂挝贿M行記錄。

通過實驗，知道溫度是影響水結(jié)冰和沸騰過程的重要因素。

使用氣溫計測量氣溫并記錄，描述一天中氣溫變化的大致規(guī)律。

調(diào)查和說明生活中哪些器材、設(shè)備或現(xiàn)象中存在熱能及其與其他能量之間的轉(zhuǎn)換。

3.科學態(tài)度

主題“熱”單元主要培養(yǎng)學生對 “熱”相關(guān)概念有探究的興趣。

讓學生在探究的過程中尊重事實，記錄實際的測量數(shù)據(jù)，并以事實為依據(jù)做判斷。

鼓勵學生在運用多種材料、多種思路、多樣方法完成實驗探究。如物體的熱脹冷縮、熱傳遞等。

4.科學、技術(shù)、社會與環(huán)境

讓學生根據(jù)自己學到的“熱”知識在日常生活中靈活應用。

讓學生意識到保護環(huán)境的重要性。

2017年版的科學課程標準中“熱”單元沒有了“了解常用的傳熱和隔熱方法”，但是為了使學生對“熱”的認識更加全面，該內(nèi)容將在重構(gòu)主題單元架構(gòu)中出現(xiàn)。2017年版的科學課程標準中添加了“知道水結(jié)冰時體積會膨脹”，該內(nèi)容在教科版科學教材中是“液體的熱脹冷縮”的拓展，對學生而言理解起來偏難，因此該內(nèi)容需要根據(jù)學生的情況進行調(diào)整。在物質(zhì)的變化——水的變化下，2017年版的科學課程標準增加了水的三態(tài)之間的變化等內(nèi)容，使得這部分內(nèi)容更加充分，有利于學生建構(gòu)知識網(wǎng)絡(luò)。

2.學生認知水平分析

在教學設(shè)計之前，對學生的認知水平進行分析，通過問卷和訪談的方式，全面了解學生對熱的前概念情況，并分析產(chǎn)生的原因。同時，對學生進行后測，分析其掌握情況，為接下來的教學做好準備。

針對主題“熱”單元的知識，以及彭香主編《小學生前科學概念研究》中關(guān)于小學生“熱與生活”“熱的現(xiàn)象和本質(zhì)”前科學概念的測量及分析[4]可以看出，三年級學生對水的三種形態(tài)比較熟悉，但是難以對和水的三態(tài)變化相關(guān)的自然現(xiàn)象進行合理的解釋，如對水的汽化、升華、凝華的分析有困難。四、五年級的學生對熱的理解是不正確的，沒有學生認識到熱是物體內(nèi)部的粒子運動，而把熱看成了一種物質(zhì)，難以區(qū)別溫度和熱量;對熱脹冷縮是有認識的，但是只是認識現(xiàn)象，對熱脹冷縮的本質(zhì)即體積的變化還沒有深刻的認識;對熱傳遞的方向大部分學生能夠清楚地認識到，但是對于熱傳遞的三種方式學生不是很明確;對物體的傳熱性能有一定認識，對生活中的保溫和散熱也有一定了解，對熱平衡和能量守恒認識是有困難的。結(jié)合上述分析，可以建構(gòu)主題“熱”單元教學框架圖。

3.主題“熱”單元教學內(nèi)容的整合

根據(jù)2017年版的科學課程標準的要求，結(jié)合熱的知識體系，為了使不同學段的學生能夠?qū)λ鶎W“熱”單元的相關(guān)知識有一個整體的了解，重新建構(gòu)教學內(nèi)容。由于“熱”單元的知識較多，且相互關(guān)系之間較為緊密。因此在1～2年級就要讓學生對“熱”有一個基本的概念，從生活入手，能夠?qū)λ麄冇^察到的事實、現(xiàn)象有一定的感知;在3～4年級培養(yǎng)學生對“熱”的探究能力，并對現(xiàn)象和事實做出合理的解釋;在5～6年級則是借助直觀形象的實驗材料理解抽象概念、探究科學規(guī)律。這樣逐步深入地探究“熱”的相關(guān)學習內(nèi)容，可以起到事半功倍的效果。

主題“熱”單元的教學目的是讓學生了解熱的相關(guān)知識，認識熱相關(guān)的性質(zhì)特點，揭示生活中的科學奧秘。根據(jù)主題“熱”單元教學框架圖，重建教學，見表2。

重建后的教學內(nèi)容，更加全面、有層次，也更加系統(tǒng)。根據(jù)學生認知發(fā)展水平，選擇了溫度與氣溫、認識天氣、水的三種狀態(tài)作為主題“熱”單元的起始內(nèi)容，是因為這些內(nèi)容與學生日常生活密切，學生能夠親身感知到，會對“熱”的相關(guān)知識產(chǎn)生好奇，由此打開了學生探究“熱”奧秘的興趣之門。水的三態(tài)變化、天氣的形成、熱脹冷縮和熱傳遞屬于“熱”的核心概念，是本單元的重點，主要讓學生去親歷探究的過程，掌握核心概念?？偨Y(jié)我們的天氣觀察、設(shè)計制作保溫杯、嘗試進行熱能的轉(zhuǎn)化是對“熱”的應用，對生活的回歸，讓學生通過本單元的學習可以解釋生活中的實際問題。

以上教學內(nèi)容層層遞進、環(huán)環(huán)相扣，在不同學段有不同的要求，探究的內(nèi)容層層深入。從生活中提煉出科學知識，再回到生活的應用中去，真正培養(yǎng)了小學生的科學素養(yǎng)。

本研究通過建構(gòu)主題“熱”單元結(jié)構(gòu)模型，梳理“熱”單元的知識網(wǎng)絡(luò)，設(shè)計出適合于學生的主題“熱”單元探究課程。這有助于提高教師教學效果，讓學生對科學知識有更加全面的認識。優(yōu)秀的教學設(shè)計需要教師認真研讀課程標準、掌握學生的認知水平、熟悉教學內(nèi)容等，在此基礎(chǔ)上選擇和變化，同時需要一線教師不斷探索。

參考文獻

[1][3] 中華人民共和國教育部.義務教育小學科學課程標準[M].北京：北京師范大學出版社，2017：

[2] 陳曉君.小學科學主題探究教學過程設(shè)計與實施研究[D].重慶：西南大學，2012.

[4] 彭香.小學生前科學概念研究（上）[M].北京：北京出版社，2014：

[責任編輯：陳國慶]

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