【摘 要】专项学习板块旨在让学生经历一次丰富而完整的科学或工程活动过程，接受专门的、整体的科学探究与工程实践能力训练。该板块的特色是螺旋上升、各有侧重。教学时，教师应基于真实生活，设置复杂情境;把握指导要点，树立全局意识;优化迭代循环，让学生充分经历全程。

【关键词】科学教材;专项学习;设置目的;板块特色;教学建议

【中图分类号】G623.6  【文献标志码】A  【文章编号】1005-6009（2019）65-0018-04

【作者简介】冯凌，南京市玄武区教师发展中心（南京，210018）科学教研员，高级教师，南京市优秀青年教师，新编苏教版《科学》教材编写组成员。

为顺应《义务教育小学科学课程标准》（以下简称课标）的变化，新编苏教版《科学》教材（以下简称新编教材）在每册的最后增设了专项学习板块，该板块以“项目活动”为主要内容，以探究、设计为主要学习方式。全套教材共有12个专项学习板块，上册均为指向工程实践的“像工程师那样……”，下册均为指向科学探究的“像科学家那样……”，两大板块既有共性又各有侧重。

一、增设专项学习的目的

科学学习不仅包括科学知识的学习，还包括科学方法与技能的学习。在小学科学课程中，存在着科学探究与工程实践这两类既相互联系又相互区别的活动。鉴于此，我们有必要区分这两类活动，并分别为其建立能力训练体系。

就科学探究而言，小学科学课程的总目标是培养学生的科学素养，并为他们成为合格公民和终身发展奠定良好的基础。这就意味着科学课程不能只教给学生科学知识，更要让他们知道科学是什么，科学家是如何研究科学的，儿童如何学着科学家的样子进行科学研究。

就工程实践而言，课标的变化之一是增加了技术与工程领域。从本体论视角看，工程是具有一定规模的人工物品;从认识论角度看，工程是包括策划、设计和实施等在内的整个建构过程;从方法论视角看，工程是筹划的方法，而非逻辑的方法。学生的工程思维、工程方法有必要进行专门的培养。

科学知识和科学方法是一个整体，科学方法的学习，离不开科学知识的学习。但如果将科学方法的学习完全渗透在科学知识的学习中，则科学方法的学习有可能受到削弱。采用某种系统的、显性化的方法进行科学方法教育，对于小学生掌握基本的科学方法乃至理解科学的本质十分重要。因此新编教材在每一册都设计了“专项学习”板块，以期让学生有机会经历一次丰富而完整的科学或工程活动过程，并接受专门的、整体的科学探究与工程实践能力训练。

二、专项学习的特色：螺旋上升、各有侧重

专项学习的能力训练都遵循螺旋上升式的设计思路，这种螺旋式的设计思路具体表现在活动步骤、指导要点和拓展阅读三个方面。

1.活动步骤螺旋展开。

关于工程实践，课标只写了四个步骤：明确问题、确定方案、设计制作、改进完善。我们觉得这不够细致，于是参考了若干国家的技术与工程教育标准和教材，加上我们自己的思考，将工程实践细化为六个步骤：明确问题、前期研究、设计方案、制作模型、测试改进、展示交流。但这六个步骤不是一下子全部呈现，而是随年级的上升螺旋递增。如图1，在低年段，仅用问题、设计、展示这三个步骤来引领学生开展工程实践活动;到中高年段，这三个步骤逐步扩展为完整的六个步骤。

而专项学习中的科学探究过程则细化为八个步骤，且基本遵循课标要求：提出问题、作出假设、查阅文献、设计方案、搜集证据、处理信息、得出结论、分享交流。这八个步骤同样具有螺旋上升的特点。在低年段主要是提出问题、寻找问题、分享交流这三个步骤;进入中年段以后呈现的是七个步骤：提出问题、作出假设、设计方案、搜集证据、处理信息、得出结论、分享交流;进入高年段后，又增加了查阅文獻步骤。

2.指导要点螺旋上升。

每个年级活动步骤的指导重点和深度不同，这同样体现着专项学习螺旋上升的特点。以3 ～ 6年级的工程实践活动指导要点为例（见文末表1），从表格横向来看，每个年级的重点指导步骤是不同的;从表格纵向来看，每个步骤都至少指导了两次，有些步骤甚至指导了三次。以“前期研究”环节为例，四年级的指导仅仅在于初步了解前期研究的各种方法——罗列问题、查阅、询问等;五年级的指导重点是如何通过探究实验来获取前期研究的重要信息;六年级的指导重点是如何通过检索的方法来进行前期研究。指导的重点是根据难易程度来安排的。

科学探究的具体指导要点也同样能体现专项学习螺旋上升的特点。如文末表2，“提出问题”一列中，三到六年级每一册教材里我们都对该步骤做了具体的指导，因为不同年级的学生提出问题的水平是不同的，所以指导方法也不同。

3.拓展阅读（单页）螺旋递进。

教材中专项学习的单页都是关于工程师或科学家的阅读板块，随着年级的升高，这一内容也呈现出由局部走向整体、由粗略走向精细的螺旋递进特点。在低年级，教材概略地介绍了某位工程师或科学家;三年级着重讲解工程师、科学家的类别;四年级对工程师、科学家的共同品质进行提炼;五年级关于工程师的内容为团队合作对完成工程项目的重要性，关于科学家的内容为科学研究成果发表的重要性;六年级侧重总结工程实践和科学探究的基本流程。

三、专项学习的教学建议

1.基于真实生活，设置复杂情境。

专项学习中的科学探究与工程实践在呈现时，都是基于真实的生活情境来引发一个非良构的问题。这样的问题更能锻炼学生的科学思维与工程思维，更能培养其解决实际问题的能力。

例如：工业化大批量生产的肥皂或多或少会含有不利于人体健康的添加剂，因此许多号称无添加剂的手工皂便应运而生。新编教材三年级上册的工程实践专项学习正是基于这一真实情境，引导学生提出问题：这些手工皂真的是安全无添加剂吗？我能制作一块具有其他功能的手工皂吗？

提出“做一块手工皂”的任务后，教学的重点就在于带领学生分析任务的具体要求和标准，明确目的和需求——制作一块无添加剂、具有滋润美白或其他个性化功能的手工皂。学生知道目标是什么，但是各自的需求不同：除了无添加外，可以有美白功能或保湿功能等。需求不同，呈现的方案就不同：有的添加牛奶、有的添加蜂蜜，且成分的配比也不相同;而不同的设计方案导致实施方案时的路径和方法也不同。这些“不同”正体现了我们所倡导的非良构的地图式学习。

2.把握指导要点，树立全局意识。

教师在专项学习的实际教学中，要把握好科学探究和工程实践每个步骤的指导要点。因为我们的目标不在于让学生获得某一具体的结论，而在于让学生体验、亲历科学探究和工程实践的基本过程。教师要关注学生的学习过程，使科学探究的技能以及工程思维显性化、结构化。

如图2所示，工程实践活动中的每一个步骤我们都提炼出了一些核心词汇，这可以帮助教师理解该步骤，如在“明确问题”中，需要强调任务需求，并对任务进行具体分析;“模型制作”中，要指导学生区分小样、原型、模型等。指导的深入程度将直接影响学生能否完成任务。

图2 工程实践活动步骤的指导要点

仍以制作手工皂为例，（1）明确问题：制作一块添加剂少、具有美白功能或其他个性功能的手工皂。（2）前期研究：让学生搜索手工皂工艺、皂基等关键词并查阅资料或阅读相关书籍，通过皂基去污能力实验、皂基融化实验等获得信息。（3）设计方案：设计方案的一个重要方法是头脑风暴法，学生在组内充分自由地发表意见，然后根据任务需求选出最佳方案。可以用图示、表格的方式来呈现手工皂的设计方案，而在这个任务中，表格能更清晰地体现添加的成分及配比。（4）制作模型：按照設计图纸制作符合方案的手工皂原型，并用于后面的测试环节。（5）测试改进：通过看、闻、摸等多种方式对保湿程度、香味、硬度等进行测试，用pH试纸来测试酸碱性，然后再有针对性地进行改进并反复测试改进后的手工皂能否满足任务需求。（6）展示交流：指导学生学会用PPT等对完成任务的全过程进行展示、交流。其中，明确问题、设计方案、测试改进这三个环节要重点指导。

教师在指导过程中还应树立全局意识，整体把握6个年级的工程实践活动，从而明确指导要点的深度变化。以“设计方案”为例，三年级已经是第三次进行指导了，可引入了头脑风暴法来收集想法，并强调用画图表的方式来呈现手工皂设计方案中的成分及配比;在此之前，低年级的要求仅为画出自己的想法。

3.优化迭代循环，充分经历全程。

专项学习和其他主题单元学习的不同之处还在于，我们更加强调在每一次的任务中给予学生充足的时间用以产品的迭代循环。

如图2中的工程实践活动步骤，这六个步骤不是简单的流线型结构，中间“设计方案、模型制作、测试改进”的环节就是迭代、循环的环节，当模型的测试结果与任务需求不一致时，学生需要重新设计方案、重新制作模型并再次测试，直到最终做出符合任务需求的作品才能进行下一步的展示交流。

虽然每个年级的指导重点不同，但每个年级每一次的专项活动都要充分经历全过程。因为学生在反复迭代的过程中才会产生更优的方案。如此到了六年级，学生才能像一个真正的工程师一样，独立完成一份完整的工作报告书（包含任务、前期研究、设计与制作、测试方法与测试结果、改进方案与再次测试结果）。

总之，专项学习是新编教材的特色之一，我们希望这6个年级的专项学习能真正提升儿童工程实践和科学探究的能力和思维。未来可期，我们共同努力！