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学生自主实验设计在单元设计教学中的尝试---以《神奇的能量》一单元为例

发表时间：2021/9/3 来源：《中国教师》2021年9月作者：王婷娜

[导读] 单元设计教学作为一种教学组织形式，在实际课堂教学中已得到深入的运用。本文基于课程标准尝试将学生自主实验设计活动与单元设计教学相结合，旨在为学生提供了更多的自主选择的学习空间和机会，增强课程的意义性和趣味性，进一步培养学生的科学素养。

王婷娜厦门市集美区杏北小学福建厦门 361022
【摘要】单元设计教学作为一种教学组织形式，在实际课堂教学中已得到深入的运用。本文基于课程标准尝试将学生自主实验设计活动与单元设计教学相结合，旨在为学生提供了更多的自主选择的学习空间和机会，增强课程的意义性和趣味性，进一步培养学生的科学素养。
【关键词】自主实验设计单元设计教学科学实验
中图分类号：G652.2 文献标识码：A 文章编号：ISSN1672-2051 （2021）9-127-01

        单元设计教学不同于传统的以课时为主的课堂教学，后者主要以1个课时或2个课时的教学内容进行教学组织，其教学目标的设定与实现较偏重于知识的理解或技能的掌握。而单元设计教学侧重于以学科某一核心概念或主题为中心组织单元内容，实现从教材内容中心走向学习中心、从对“教”的设计走向对“学”的规划[1]，有利于满足学生更高要求的学习体验和需求，促进学生学科核心素养的培养。
        笔者基于《义务教育小学科学课程标准（2017年版）》进行单元设计教学法在课堂教学中的实际运用，并尝试在教材个别单元内容的安排中，增加学生自主实验设计活动进行单元整体设计教学。下面结合苏教版小学科学六年级下册《神奇的能量》一单元展开探讨。
        一、课标、教材分析
        《神奇的能量》单元是依据《课程标准》中物质科学领域的主要概念：机械能、声、光、热、电、磁是能量的不同表现形式，和地球与宇宙科学领域的主要概念：地球是人类生存的家园，进一步的展开和具体化。主要概念下关于能量的学习内容如下：自然界有多种表现形式的能量转换。主要概念下关于能源的学习内容如下：地球为人类生存提供各种自然资源；人类生存需要不同形式的能源。
        本单元共有四个课题，分别是《各种各样的能量》、《能量的转换》、《能源》、《节约能源与开发新能源》。本单元首先总体认识各种各样的能量，在此基础上了解能量的转换，认识可再生能源和不可再生能源，从而倡导节约能源与开发新能源，四课之间的教学内容层层递进，符合学生学习科学的知识序和心理序。
        图1.单元教学初步设计
        二、学情分析
        日常生活中，六年级的学生无时无刻不在体验着各种形式的能量，在与同伴或者其他人的交流中也经常提及“能量”一词。但他们对于“能量”的理解较为片面，与科学中对“能量”的定义相差较远。
        能量看不见，较为抽象，学生不易于从形象化的角度去观察，但能量却是能感受到的，因此通过让学生亲身体验并在体验过程中稍加引导，学生就很容易理解掌握各种各样的能量及它们之间的相互转换。对于能源问题，处在这个时代的学生已不陌生，垃圾分类、节约能源以及身边随处可见的新能源汽车等新能源的应用，让学生切身感受到科学、技术、社会与环境之间紧密的联系，意识到能源在生活生产中的重要性。

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        三、单元教学目标分析
        对照《课程标准》中主要概念，将本单元教学目标确定如下：识别日常生活中的能量；知道声、光、热、电、磁都是自然界中存在的能量形式；调查和说明生活中哪些器材设备或现象中存在动能（机械能）、声能、光能、热能、电能、磁能及其之间的转换；了解能源在日常生产、生活中的应用；知道不可再生性能源和可再生性能源，及其区别；树立节约能源的意识，了解开发利用新能源的一些举措。
        四、单元教学初步设计
        通过对课标、教材、学情及单元教学目标的分析，将单元教学初步设计如图1。
        五、单元教学调整设计
        1.调整依据
        《课程标准》指出小学科学课程是一门实践性的课程，课程要突出学生的主体地位，为学生提供更多的自主选择的学习空间和机会，强调做中学、学中思，通过合作与探究，培养学生的科学素养，引导学生主动探究，增强课程的意义性和趣味性[2]。
        在《神奇的能量》单元中，除了完成单元教学目标，教师还应注重指导学生，通过观察、实验和探索，了解能量的各种形式，以及如何实现能量的转换。在单元教学初步设计中，虽为学生提供了较多的观察、实验、讨论交流的学习环境，在拓展教学中，也鼓励学生以卡通画的形式将所设计的能量转换过程画出、收集有关开发新能源的资料并交流。但缺乏为学生提供更多的自主选择的学习空间和机会，较难满足学生探索的需要。为了达到以上目标，笔者尝试在教材原本学习内容的安排中，增加学生自主实验设计活动，引导学生主动探究，增强课程的意义性和趣味性。
        2.调整内容：增加学生自主实验设计活动
        学生自主实验设计活动安排在学生学习了《各种各样的能量》、《能量的转换》两个课题之后。
        （1）活动要求
        学生分组自主设计一份“能量转换装置设计方案”并完成实验。方案内容包含日期、组员、装置名称、方案设计思路、前期研究、所需实验器材、设计方案简图、改进后的设计方案简图、制作过程中的问题、总结评价等。
        （2）活动时间
        第1课时：教师布置活动任务，学生分组并讨论方案初步设计思路、装置名称等。
        课余时间：学生分组进行前期研究，列出实验器材清单（由教师准备实验器材），画设计方案简图等。
        课余时间：学生分组领取器材并实验，观察实验现象并记录（纸笔、拍照、录视频）。根据实验结果改进设计方案并画出改进方案简图，改进实验，观察现象、探索、记录。
        第2课时：学生分组展示交流，学习借鉴，总结评价。
        六.教学效果与反思
        在《神奇的能量》单元中将学生自主实验设计活动与单元设计教学相结合，不仅充分发挥了单元设计教学在教学中的优势，实现从教材内容中心走向学习中心、从对“教”的设计走向对“学”的规划，有利于满足学生更高要求的学习体验和需求。同时自主的实验设计还为学生提供了更多的自主选择的学习空间和机会，突出了学生的主体地位，增强学习活动的灵活性、个性化。学生在自主实验设计活动中主动探究，真正做到做中学、学中思，课程的意义性和趣味性更加凸显，学生的科学素养得到进一步培养。
参考文献：
[1]李磊.基于学科核心素养的学习单元设计研究[D].上海：华东师范大学，2020：26.
[2]中华人民共和国教育部.义务教育小学科学课程标准（2017年版）.2017.