小学科学教学中创设真实问题情境培养学生核心素养的实践探索

席学荣

核心素养主要指学生应具备的，能够适应终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力。核心素养是人为了适应社会的需要和终生学习的需要所发展的解决复杂问题和不可预测情境的素养能力[1]。科学学科核心素养是学生在科学学习的过程中发展起来的，是在解决真实情境中出现的问题时所表现出来的价值观念、必备品格和关键能力。

一、创设真实问题情境，培养学生核心素养

科学学科核心素养包括科学观念、科学思维、探究实践和态度责任。科学观念是学生对观察到的现象及相互关系或特性进行解释后的抽象，是经过实证后的想法或观点。因此，通过创设真实的问题情境，能帮助学生学以致用，从而获得实证后的想法或观点，形成正确的科学观念。科学思维的形成依靠的是具体的真实情境下的问题解决，通过不断地纠错改进才能使学生的思维逐渐科学化。通过创设真实情境，可以让学生在适合的情境中发展思维，更好地达成科学思维的核心素养。探究实践是指能够反映科学研究工作的真实情况，通过学生本人参与实践过程，亲身体验科学发现的过程，利用已知经验与新的经验相联系，从而获得学习的激情和快乐，提高学生的主观能动性，并在此过程中获得新的科学知识。让学生经历真实情境下的探究活动能使学习更有效、更具有目的性，有益于学生提高科学探究能力。态度责任是学生态度与价值观的体现。在真实情境中学习，学生接触社会热点问题、周围科学现象，辨识身边科学，运用获得的科学观念、科学方法处理人与社会的关系，参与简单的社会事务讨论，作出理性解释和判断，采取决策和行动取向，提高尝试解决日常生活中的科学问题的担当与能力。

培养与考查学生科学素养的方法之一就是学生在情境中如何表现，比如是否能灵活运用各种科学观念，是否使用了科学思维，是否展现了社会责任等。小学科学教学作为学生对科学的初步接触，科学核心素养处处可见真实情境下的学习，通过创设真实情境达成科学核心素养可以作为一种有效的教学方法。

二、在小学科学教学中创设真实问题情境的实践

教师通过搜集实物，拍摄视频、图片创设真实问题情境，校园、科技馆、植物园、博物馆乃至自然界、社会热点现象，都是真实问题情境，关键是如何挖掘、搜集与提炼。

1. 利用学生身边事例创设问题情境

学科核心素养需要情境化，课堂教学所创设的学习情境首先须达到“真实”的要求[2]。真实，首先意味着贴合现实生活，与学生的日常活动相联系。真实情境是指与学生生活经验相联系的真实的事物或环境，是能够促进学生理解知识，唤起学生情感共鸣，提升学生能力及素养的载体。科学观念的建立并不是单纯地让学生理解科学概念，而是希望学生能够将所学的科学知识应用于生活，解决在现实生活中遇到的一些实际问题，并同时巩固科学概念和科学方法，促进科学观念的形成。在小学科学教学中设计教学情境时，应尽量选择学生熟悉的例子与教材内容相联系，得出抽象概念之后再运用于新的情境中，让学生对于知识的理解更加有深度。例如冬奥会后，学生对滑雪十分感兴趣，3 年级“物体在斜面上运动”课程就可创设雪道分级的真实情境，激发学生的学习积极性。

2. 创设具体的生活场景

一切真正的教育从经验中产生，一切学习都来自经验。陶行知认为，在教学的过程中要渗透生活，他提倡教师从教材中有关生活的资源和学生的实际生活两方面创设生活情境，展开教学[3]。在小学科学教学中，实验是科学探究的重要手段，学生亲身参与简单的实验，让学生体验科学探究的过程，可以使他们更好地理解科学知识，形成科学观念，掌握科学方法。将实验与具体生活场景结合，可以培养学生解释科学现象、解决真实问题的能力。例如小学生在生活中会接触到动植物，这涉及到生命科学的基本概念，教师可通过组织实地考察、实验和观察等活动，引导学生探究生命现象的本质、生态环境的关系和生命体的多样性等知识。此外，在讲解水的沸腾时，可以将实验模拟为在厨房，让学生观察水烧开的过程，理解水的状态变化；
在讲解声音传播时，可以安排学生在操场上进行实验，通过传声筒将声音传递给远处的同学，体验声音传播的过程，理解声音传播的规律；
在讲解物体的热传递时，可以让学生自己动手制作保温杯，通过实验观察保温杯的保温效果，理解热传递的规律；
在讲解“热气球受热后是怎样飞起来的”这一现象时，可以让学生应用塑料垃圾袋、卡纸、蜡烛等生活中常见的材料制作简易热气球，理解“空气受热后会膨胀变轻而上升，变冷后又下降”。

3. 创设多样化的互动情境

情绪心理学理论表明，人在愉悦的情感状态下更有利于思维。在情境创设中要注入情感元素，以教师的真实情感激发学生的情绪及情感，这种热烈的情绪让学生获得真实的体验，进而产生一种内驱力，将所学知识外化为行为[4]。在科学教学中，创设多样化的互动情境可以激发学习兴趣，使学生处于情绪唤醒状态，培养学生在解决科学问题时，能够运用科学知识和方法，进行推理和判断的科学思维能力。例如教学6年级“校园生物大搜索”，可以为学生创设定向越野的情境，让学生以定向越野为载体、生物搜索为目标，极大地激发学生生物搜索的积极性和主动性；
在学习“影子的秘密”时，组织学生举办皮影戏大赛，学生既能在表演过程中将影子长短、大小和方向的变化规律熟练综合运用，又能增强对皮影及非物质文化遗产的保护意识，有效传承、弘扬中华优秀传统文化，坚定文化自信。

三、如何有效创设真实问题情境

1. 关注学生的生活背景与兴趣

教师要尽可能了解学生的背景与兴趣，包括学生的家庭、社区、文化、经验与生活方式等方面，这样才能创设与学生生活、兴趣相关的问题情境，让学生更加容易接受和理解。教师可以通过观察学生的生活和兴趣，了解学生的需求和问题，创设与学生生活、兴趣相关的问题情境，引导学生自主探究和思考。“教学要注重以学生生产和生活的背景中的知识为基础，帮助学生深入理解科学的基本概念、原理和规律，实现生物學内容的生活化和实用化。”[4] 教师可选择一些与学生学习、生活经历相关或者相似的事例或问题，如食品安全、交通安全、环境保护等内容。例如在讲解“水的净化过程”时，可以从学生饮用水的安全和卫生入手，让学生了解水的净化方法和原理，引导学生关注水资源的重要性和节约水资源的方法。又如在学习“营养要均衡”一课时，请学生化身小小营养师，针对“要减重的爸爸”“缺乏维生素的妈妈”和“正在长身体的宝宝”这三类人群进行饮食规划，保证他们最后能营养均衡达到健康标准。这样贴近生活且富有趣味性的实践情境不仅增强了学生对膳食宝塔知识的应用能力，还让学生真实体会到科学知识的应用价值和积极作用。

2. 选择生动形象的典型事例

生动形象的典型事例可以激发学生的学习兴趣与好奇心，提高学生对问题的关注度和理解力，教师要不断引导学生通过观察与思考，发现过程中的问题，并提出相应的探究问题。例如在讲解植物的光合作用时，可以让学生观察植物的生长过程，发现叶片的绿色与光线的重要性，并提出相应的探究问题：“为什么植物需要光线？光线对植物的生长有什么影响？”又如教学5年级“船的研究”单元“制作与测试我们的小船”，正值端午时节，就可用赛龙舟为背景，让学生利用单元所学知识，升级自己的小船，挑战制作“龙舟竞渡”，设计并制作1 艘至少可以承载500 g 且有自己动力系统的“龙舟”。在学习“用沉的材料造船”时，可以先将1 块小铁块放入盛满水的水槽中，询问学生小铁块下沉的原因，学生能根据生活经验回答“因为铁块重”，紧接着再次追问“大轮船也是钢铁制成的，比咱们这块小铁块重得多，为什么它就可以漂浮在海面上？”这样生动形象的事例不但为新知的探索留下悬念，还能让学生更加积极主动地投入到科学探究活动中去。

3. 提供足够的材料和资源

现实生活中真实的东西可以直接刺激学生的感官，并让学生在心灵上产生感应。教师为学生提供充分的、有用的材料和资源，包括实验器材、教材、图书、影视资料、互联网资源等，让学生在丰富的活动中，不断探究，归纳总结，最终提升学生的科学核心素养。常见的素材有图片、视频、动画、活动、故事、科学史料、艺术、试题、模型，以及常识与体验类素材等。生活化的情境素材与其他素材类型相比，有较高的时效性，还会因社会发展、地域差异等因素，使得教师的生活经验与当今学生的生活经验不尽相同。因此，搜集和利用素材时要注意符合学生的认知。例如教学4 年级“果实和种子”一课，云南的教师就可以利用生物多样性优势，给孩子们准备各种各样的种子。在研究“哪个传热快”时，学生需要通过实验对铜、铝、铁等金属材料的导热性能进行比较。在以往的教学中，是通过在3 种金属棒上涂抹凡士林，再粘上火柴，同时加热，观察哪根金属棒上的火柴先掉落，以此判断传热性能。但在实际教学中，难以保证每次涂抹的凡士林等量，且容易出现与导热系数排序不一致的实验误差，降低了学生的课堂参与感。而随着实验器材的不断更新，感温油墨的出现是符合学生认知的，清晰且直观的实验现象极大地提高了学生的探究效率。

4. 引导学生进行实践操作与探究

实践是科学学习的重要手段，教师需要注重学生的实际操作与实验，让学生亲身参与其中，体验并感受科学探究的过程。教师应引导学生进行实践操作和科学探究，让学生自己动手操作和实验，促进提升学生的实践探究能力，让学生更加深入地了解问题情境，形成自己的思考与理解。例如教学4 年级“声音”一课，可让学生用本单元所学有关声音音高的相关知识，亲自实践设计一个属于自己的乐器。在探究“空气能占据空间吗”这个看似简单的问题时，对于3 年级学生而言存在一定的难度。学生可能知道空杯子里充满空气，但是对于空气会占据空间的概念是不清楚甚至是持怀疑态度的。因此，可以请学生运用倒置的杯子和遇水变色的标签进行3 个层层递进的实验，体验水和空气对杯子内空间的“抢夺战”，逐步推进科学概念的建构。

四、创设真实问题情境遵循的原则

1. 创设的情境必须是真实的

生活中真实的情境包含多个错综复杂的因素，在选用这样的情境时教师要去掉无关因素，使情境易于理解，避免学生陷入细枝末节的思考而使情境创设流于形式[4]。例如在3 年级“影子的秘密”这一课中，我们不妨从生日投影灯实物开始，让学生探究光和影的秘密，最后利用简单材料制作生日投影氛围灯。在学习“认识几种常见的岩石”时，可以为学生创设一个小地质学家在认识不同种类岩石的特征后与其在生活中的运用相联系的情境，让学生对生活中常见的3种岩石进行用感官的初步观察和使用工具的细致观察。

2. 创设的情境要有教育价值

在选取生活中的现象创设问题情境时，教师除了要注意所选的现象真实可信之外，还要确保生活现象本身饱含有价值的问题，原始的或者原生的生活情境素材内在信息量比较丰富，而且有些信息也不适适合在课堂上呈现，教师要注重挖掘积累生活情境，在运用这些素材时，必须考虑其与课堂教学的匹配性问题。例如在5 年级“分析一个实际的环境问题”这个单元中，教师就可以用身边的例子，如昆明的教师可用滇池治理的事例，让学生查阅资料分析问题。

3. 创设的情境要切合学习主题

创设运用知识情境要尽量确保情境的科学性，并切合课堂教学主题。在考虑到学生现有水平的前提下，情境还需有一定的难度，使学生充分调动思维。过于简单的问题情境，难以吸引学生的注意力，很难引发学生进行更深层次的思考和研究；
但过于复杂的问题情境，学生又缺少足够的科学知识理解、分析和解决，容易使学生受到困扰，甚至会打击学生的好奇心和自信心。例如4 年级“电路中的开关”一课，可从双控开关出发，激发学生学习兴趣，让学生在制作完一个开关后，尝试用双开关控制小灯。在学习“压缩空气”一课时，有的课堂会让学生通过观察向篮球里打气的次数与球的弹性之间的关系认识空气是可以被压缩的，但这样的情境把简单问题复杂化了，容易引导学生产生诸如“篮球为什么越来越硬”“如何控制打气的量”等一些“超纲”的思考，应尽可能让简单情境有效地为教学服务，比如直接向学生引入用注射器制作的“空气压缩枪”就能达到事半功倍的效果。

4. 创设的情境不局限于课堂导入

研究发现，很多教师仅在课程导入环节创设情境，其他教学环节并没有创设。其实，科学课堂教学中的每一个环节都需要创设情境，各个情境的素材还应有相似性，缩短学生理解情境的时间。真实且有意义的评价情境就是实现检测和发展学生科学学科核心素养的重要载体。生活化的真实情境充分体现科学的应用性，在评价时要考查学生能否利用所学科学基本概念和科学方法解释生活中的现象，解决生活中的问题，同时还要在评价中普及生活中的科学知识，向学生传递科学的应用价值，实现对科学思维及社会责任素养的考查。例如教学6 年级“小小工程师”单元，從学校要在操场上建一座塔台，以供足球教练站在塔台上指挥队员训练这一真实情境出发，整个单元让学生经历明确要求—前期研究—确定设计方案—制作模型—测试评估—优化方案—交流结果的工程活动。“食物在身体内的旅行”一课也非常适合创设完整、系统的情境，让学生以游客视角到人体内各个消化器官“景点”打卡旅游，了解各“景点”的结构特点和功能，一整趟旅行下来对食物的消化过程形成更完善的认识。

创设真实问题情境是小学科学教学中的重要环节，好的问题情境能激发学生的学习兴趣和好奇心，提高学生对问题的关注度和理解力，提高学生的探究能力和创新能力，培养学生的科学素养，让学生在科学探究中不断成长和进步。

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