1、2023新苏教版六年级下册科学教材分析专项学习 像科学家那样设计意图1.主题的提出科学探究是人们探索和了解自然、获得科学知识的重要方法。在科学教学的过程中，教师要鼓励学生“像科学家那样”以探究的方式来学习科学。教师应理解和把握什么才是“像科学家那样”。首先，我们要带着学生，像科学家那样去“做”科学。“做”科学的方法，一方面包括运用观察、测量、分类、实验、推理、预测、控制变量、假设、解释、交流等技能；另一方面是亲历科学探究的过程。从儿童认知发展规律及科学学习的一般特征出发，小学科学课程标准将其概括为八个要素，即提出问题、作出假设、制订计划、搜集证据、处理信息、得出结论、表达交流、反思评价。这八个
2、要素表达了一个完整的科学探究过程的结构。具体的科学探究技能，在探究过程结构中运用，形成了科学教学中学生“看得见的探究”。更重要的是，我们要带着学生，像科学家那样去“想”科学。像科学家那样“想”科学，就是要以证据为基础，通过对各种信息进行分析，运用逻辑推理得出结论，公开研究结果，接受质疑，不断更新和深入研究。在这个过程中，运用和发展创造性思维、逻辑思维，是科学探究的主要特点，体现出科学课的学科本质。因此，探究式学习是学生学习科学的重要方式，是在教师的指导组织和支持下，让学生主动参与、动手动脑、积极体验，经历科学探究的过程，以获取科学知识、领悟科学思想、学习科学方法。从发展儿童科学素养的角度来看，
3、动脑“想”与动手“做”必须紧密结合，不可偏废。正如加德纳所说：“要想得到学科思维的训练，绝不仅仅是用事实填满脑袋就行，而应该深入研究某一事件的细节，从中发展出学科思维的脉络。”培养学生能够“像科学家那样”是一个循序渐进、日积月累的过程。在日常的科学教学中，围绕儿童科学概念的发展，应该也必须使他们亲历科学探究的过程与方法。如果忽略学生对探究活动进行的反思性思考，忽略帮助学生回顾与勾画探究路径的结构，缺乏对一些方法的要素加以点拨提升，那么学生不必然能体悟到科学探究的一般思路，不必然能掌握科学方法的要旨。这也就是苏教版小学科学教材设置“像科学家那样”专项学习单元的用意。本套教材中，“像科学家那样”单
4、元与“像工程师那样”单元一起，形成两个面向的技能方法发展体系。在一年级到六年级的12册教材中，分上、下两册交替安排，各有侧重，做到依据学生的发展水平，选取不同的重点和深度，让学生获得探究能力、思维能力、实践能力等多方面的提高。专项学习的内容，选取有利于清晰凸显探究过程及其要素的活动，旨在帮助学生更好地掌握科学探究的一般流程及方法。对学生探究过程技能发展的教学，并非仅在专项学习中进行，它已经逐步渗透在各年段教学过程中，但各有侧重。每学年所安排的专项学习强调的要点，教师要有所把握，在日常教学中即应有所体现，并在专项学习中帮助学生进一步整理、明晰，使他们对科学探究的技能方法与思维方式形成完整的认识。
5、2.对课程标准的落实本套教材中的专项学习“像科学家那样”，以落实课程标准对科学探究能力发展的目标为指向，结合教材编写组的研究，将科学探究过程细化，在遵循课程标准提出的要素基础上，又有一定的特色，包括：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。这些步骤同样呈现螺旋上升的设计思路。在低年段的学习中是由发现问题、寻找证据、分享交流这三个步骤来统领的；进入中年段以后呈现的是七个步骤，即提出问题、作出假设、设计方案、搜集证据、处理信息、得出结论、分享交流；进入高年段以后，在五年级将查阅文献纳入其中。通过这样的编写安排，对学生过程技能的训练和提升得以进一步明确凸显。本
6、册教材的专项学习“像科学家那样”，选取了“鱼有没有记忆”这一主题，通过提出“鱼是否有记忆”“鱼的记忆只有7秒吗”等问题，让学生综合运用在过去的整个小学科学学习中习得的探究技能，以及对科学探究一般流程的把握，与同伴合作，亲历问题的探究过程，实现将所学习掌握的科学探究过程性方法迁移到问题解决中。需要指出的是，因为时空限制，通常科学教材中所提出的都是结构良好、有着较为确定的探究方法指导、探究的结论也相对明确的问题。但是，当学生回归日常生活后，他们将要面对真实情境中的复杂问题，解决问题的方法、过程乃至结论充满不确定性，呈现出“劣构”的特征。要真正发展学生在真实情境中的问题解决能力，具有“劣构”特征的问
7、题也应该占有一席之地。教材选用“鲫鱼是否有记忆”“鲫鱼的记忆只有7秒吗”，就是希望使本次探究活动的结论尽可能倾向于“不确定”。并不是为了最终使学生获得关于“鱼有没有记忆”这一知识的扩展(当然有可能会获得)，而是要促发学生针对自己的问题作出假设，综合运用过去学习的观察、调查、比较、分类、分析资料、实验探究、交流质疑等多种方法，以证据为基础，进行信息分析和逻辑推理，得出结论，公开研究结果，接受质疑。本次探究活动的结果，无论是与其他同学达成了共识，还是与其他同学结论相反，都应促发他们进一步去求证，而不是以一个确定的结论为本次活动画上一个句号。教师应准确把握对六年级学生开展本次科学探究活动指导的重点。
8、首先，要激发学生回顾科学探究的一般流程，提示学生“像科学家那样”进行科学探究要从哪些方面去思考；其次，要促发他们综合运用各种探究方法的意识，考察他们是否能够科学合理地提出问题、作出假设、查阅文献、设计方案、搜集证据、处理信息、得出结论以及分享交流；再次，在探究全过程中，鼓励他们不断反思探究过程，自我和相互质疑论证；最后，要带着学生整理研究的全过程，对如何“像科学家那样”探究形成完整的认识。在本主题的探究中，教师要做好学生探究的激发者，与学生成为真正的研究伙伴，不因为获得结论而主导学生的问题聚焦、方案设计、探究方式。要从学生提出的问题出发，帮助学生明确研究目标，对探究活动提供恰当的协助与及时的反
9、馈，鼓励学生克服困难，真正在这一具有不确定性的探究活动中教学相长。当然，课程标准指出，对小学生探究能力的要求是初步的，对实验活动和思维推理过程的要求也是简单的。从学习科学的角度看，真正的劣构问题具有更加复杂的特征，不仅问题的结果不确定，甚至解决问题的过程也是多样的。不像本次专项学习中，学生仍然有一个基本的问题解决流程供他们在探究中迁移运用。在探究活动设计中，既要使对学生科学思维发展更有价值的真实问题占有一席之地，让学生获得研究具有劣构特征问题的机会，也要从小学生认知能力特点出发，做到适度渗透方法的指导。3.在整套教材中的地位本套教材从一年级到六年级共安排了六次科学探究指导、六次工程实践指导，且
10、都放置在每册教材的最后。从科学探究与工程实践教育目标的视角出发，专项学习在整套教材的探究能力培养、品质提升中居于核心地位，是本套小学科学教材的重要组成部分。在一、二年级的过程要素上，突出了提出问题、搜集证据和分享交流三个要素，并以适合一、二年级学生年龄特征的方式，用发现问题、寻找证据和分享交流这三个词汇来表达。从三年级开始，进一步拓展到全部的探究过程环节，将查阅文献这一通过资料探究的独特方式在五、六年级专门作了介绍。从三六年级科学探究活动指导要点来分析，体现了由观察到实验、由定性到定量、由简单到复杂，逐步螺旋上升的特征。低年段：科学探究活动指导要点(一、二年级)中、高年段：科学探究活动指导要点
11、(三六年级)4.次级主题的构成及逻辑关系本册教材的专项学习“像科学家那样”主要由两部分构成。第一部分，以牛顿、魏格纳、屠呦呦、海尔蒙特、富兰克林、达尔文、孟德尔以及第谷的事迹或言论，介绍了提出问题、作出假设、查阅文献、设计方案、搜集证据、处理信息、得出结论、分享交流等科学研究程序中的活动。首先，从自然现象出发提出问题，到分享交流的过程，是科学家一般会遵循的研究程序，虽然科学家在不同的领域研究不同的问题，但是研究程序大致相同；其次，教材所选择的科学家，在相应的探究过程环节，都有着突出的、可促发学生体会科学家工作特质的动人故事，说好这些故事，可以使学生更加理解每一个探究过程要素的重要性。第二部分，
12、首先提出“你观察过鱼吗?能提出哪些可以进行研究的问题”这一话题，引导学生围绕这个话题展开探究。本册教材中专项学习“像科学家那样”更加强调学生完整地亲历提出问题、作出假设、查阅文献、设计方案、搜集证据、处理信息、得出结论、分享交流的全过程，鼓励学生正确而灵活地运用过去习得的探究技能。在五年级基础上，本册专项学习对探究过程的若干环节作出了进一步的指导，例如：在搜集证据时，要思考别人可能会对证据提出什么样的疑问，从而在研究中更加细致地收集有关信息；在处理信息时，细致整理和分析所收集到的信息，避免遗漏关键信息；在得出结论时，要求学生检视证据是否支持结论的得出，在证据表明假设错误时，实事求是地得出否定假
13、设的结论等；在分享交流时，引导学生对探究的过程进行反思，特别提示回顾本次探究活动，是否聚焦问题，是否细致、科学、可信地搜集和处理证据等。可以发现，专项学习活动更加突出了科学探究的主要特点，即以证据为基础，运用各种信息分析和逻辑推理得出结论、交流展示、接受质疑、回顾反思，不断更新和深入研究。教师应当明确，如果说寻找“鲫鱼是否有记忆”“鲫鱼的记忆只有7秒吗”这些问题的答案是学生探究活动的目的，那么，学生在探究全过程中是不是“像科学家那样”，必须是教师组织实施本次专项学习活动中，观察、评估、反馈和导引等教学行为的核心指向。本次探究活动是否得到了共识性结论，并非教学关注的重点，甚至若未能达成一致结论，
14、反倒使得本课作为小学阶段科学教材中的最后一个探究活动，更加具有启发学生不断求索的意义。每个学科都承担着学科育人的重任，科学学科在培养完整价值观念方面，理应突出学科的本质，传递科学的核心价值。本册专项学习单元在介绍科学家所遵循的大致相同的研究程序的同时，以这些科学家的事迹，引导学生理解科学研究所应具备的品格，如细致、善思、乐于分享等，这些都有助于塑造学生的价值观念，且要渗透在对学生开展探究学习的活动要求中。教学目标通过自主阅读和交流介绍，了解科学家在科学研究时所遵循的一般程序，并在学习科学家事迹中，体悟他们的科学精神，激发以“像科学家那样”的态度对待科学探究活动。能够围绕“鲫鱼有记忆吗”这一较为
15、复杂的问题，开展一次完整的科学探究活动，并通过回顾这一探究过程中各个环节的要点，形成对科学探究活动要素较为整体的认识，运用科学探究的一般方法，发展自主探究能力。学习像科学家那样思考问题，以证据为基础，运用各种信息分析和逻辑推理得出结论、交流展示、接受质疑、回顾反思，不断更新和深入研究。活动框架课时建议等1.课时建议：34课时。2.重点与难点重点：围绕所提出的问题作出假设，查阅文献，自主设计探究方案，搜集证据，处理信息，得出结论，并依据证据进行分享交流。难点：在探究活动的全过程中，能够坚持从证据出发，细致分析论证，不断质疑反思，作出改进调整。3.教学准备教师材料：教学课件。学生分组材料：探究活动
16、记录、相关资料等。参考资料鱼的好记性好记性对鱼来说的实用性并不逊于燕雀或雪貂。不列颠哥伦比亚大学的生物学教授托尼皮彻回忆起多年前他在教授动物行为学课程时所做的课堂研究：当时学生们正在研究金鱼的彩色视觉。每条鱼都有一根颜色有着细微差别的喂食管，实验中证明金鱼有良好的彩色视觉。实验过后，这些金鱼被放回水族箱。第二年，其中一些金鱼跟其他一些没有参加过这一实验的金鱼混在一起，又参加了同样的实验。当它们被放在实验环境中时，参加过实验的金鱼很快就把自己安顿在之前用过的管子里，显然记得去年实验中自己管子的确切颜色和位置。针对鱼类记忆的研究并不罕见。1908年，密歇根大学的动物学教授雅各布赖格哈德公布了一项研
17、究结果。在实验中，他给肉食性的笛鲷喂死沙丁鱼。有些沙丁鱼用颜料染成了红色，有些则保持原样。不管沙丁鱼颜色如何，笛鲷对两种鱼都是狼吞虎咽的。但是当赖格哈德往红色沙丁鱼的嘴里缝上会产生刺痛感的水母触手，以这种阴险的方式让沙丁鱼变得难吃时，笛鲷很快就不吃红色沙丁鱼了。20天后，笛鲷依然不会碰红色的沙丁鱼。这个实验不仅证明笛鲷有记忆，还证明它能够感受到疼痛并从中吸取教训。我最喜欢的鱼类记忆研究来自对鱼类认知特别感兴趣的生物学家克伦布朗。他是鱼类认知及行为(FishCognitionandBehavior)一书的编者之一。布朗从澳大利亚昆士兰州的一条小溪中收集了一些成年杜氏虹银汉鱼，并把它们带回自己的实
18、验室。这种鱼因为身体两侧的鱼鳞呈现带状的万花筒般的鲜艳色彩而得名，成年虹银汉鱼体长约5厘米，布朗所抓的鱼介于13岁之间。他把鱼放进3个大鱼缸里，每个缸里大约放40条，之后给它们一个月的时间熟悉周围环境。实验当天，他随机从鱼缸中取出3条雄鱼和2条雌鱼，并将其放进实验鱼缸。实验鱼缸装有皮带轮系统，能够拉着一张垂直放置的拖网沿鱼缸长边移动。拖网的孔径不足1厘米，这些鱼能够透过拖网清楚地看到另一边的情况，但自己的身体没办法穿过网眼。拖网中央有一个孔径为2厘米的略大的网眼，当拖网从鱼缸一端移动到另一端时，这个孔会给鱼提供逃生通道。布朗给鱼15分钟时间适应新环境，然后用30秒的时间将拖网从鱼缸的一端拖到另
19、一端，并在距离鱼缸壁2.5厘米处停下。之后他将拖网取下来，重新放到起始位置。这是一个完整的测试。随后同样的测试还会进行4次，相邻两次中间间隔2分钟。1997年，布朗对每组5条、共计5组鱼进行了实验。1998年，他又对这批鱼进行了另一次实验。在1997年的实验中，虹银汉鱼在第一次测试时惊慌不已，毫无规律地四处乱冲，倾向于待在鱼缸的边缘，显然不知道怎么做才能逃离逐渐靠近的拖网。它们中的大多数最终被困在玻璃和渔网中间。之后，它们的表现稳步提高，第五次测试时，每一组中的5条鱼都能从中间的孔洞里逃出来。11个月之后，实验重新进行。中间这段时间里，这些鱼完全没有见过实验鱼缸和拖网，但在这次实验中，它们的恐慌程度明显比前一年低。它们在第一次测试时就能找到孔洞并从里面逃出来，其逃生率跟1997年最后一次测试的结果差不多。“看上去它们就跟没有中断地连续做了10次测试一样。”布朗这样告诉我。11个月的时间几乎相当于虹银汉鱼三分之一的寿命。对于只发生过一次的事情，这段记忆时间可以说是相当长了。
