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摘 要 在素质教育的时代背景下，小学科学为培养学生的创新思维和科学素养等方面提供了良好的平台。《磁铁再认识》作为一门科学综合实践活动课程，考虑学生的最近发展区，从学生的认知发展规律出发设计实践活动，鼓励质疑，给予学生实验的选择权，增加联系实际的实验。研究发现，小学科学开展學科综合实践活动课程对于培养学生的创新思维，树立正确的观念，提升科学核心素养等方面均有积极的促进作用。
关键词 小学科学 学科实践活动 创新思维 最近发展区
中图分类号：G424 文献标识码：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdks.2017.10.039
Abstract In the era of quality education， primary school science provides a good platform for training students' innovative thinking and scientific literacy. "Magnet recognition" as a scientific and comprehensive practical activity course， consider recent developments in the area of students， from the law of students' cognitive development of design practice， encourage questions， give students the right to choose， to increase the experimental reality. The research has found that the scientific curriculum of comprehensive practical activities in primary schools plays a positive role in fostering students' innovative thinking， setting up correct concepts and promoting scientific core quality.
Keywords primary science； disciplinary practice； innovative thinking； zone of proximal development
0 引言
科学是一门以实验为基础的学科，小学科学课程是以培养科学素养为宗旨的科学启蒙课程。《小学科学课程标准》指出：小学科学课程是一门具有活动性和实践性的课程，承担着培养小学生科学素质的责任，并应为他们继续学习和终身发展奠定良好的基础。学科实践活动通常是紧握学科本质，不失学科基本思想、逻辑和方法的活动，包括科学探究和技术工程实践两部分。科学实践活动将理论与现实相结合，贴近生活，是延伸科学课程的一项重要的教育手段。不仅能充分激发学生的创新能力，动手操作能力，观察能力，思维能力和表达能力，同时也是激发学生的科学兴趣，提升学生科学核心素养的重要途径。可见，学科实践活动在科学学科教学中有不容忽视的重要地位。
《把科学带进学校》一文中提出，“科学实践”是做与学相结合的一种教育方式，学生参与与学科内容相结合的实践活动，促进自身全面发展。在全面实施素质教育的过程中，为迎接知识经济时代的挑战，创新教育着重研究与解决在基础教育领域如何培养中小学生的创新意识、创新精神和创新能力的问题。在小学阶段，科学课程为其提供了良好的平台。
1 理论依据
1.1 最近发展区
前苏联教育家维果茨基认为学生的发展有两种水平：一种是学生的现有水平，指独立活动时所能达到的解决问题的水平；另一种是学生可能的发展水平，也就是通过教学所获得的潜力。两者之间的差异就是最近发展区。
1.2 认知发展
著名发展心理学家让·皮亚杰用四个基本概念阐述他的认知发展理论，即图式、同化、顺应和平衡。图式，是指主体对环境进行适应的认知结构。同化，是指主体利用已有的图式把新刺激纳入到原有的认知结构中去。顺应，是指主体通过改变原有的图式或形成新图式的方式适应新刺激。平衡，是指同化作用和顺应作用两种机能的平衡。
1.3 学习迁移
学习迁移也称训练迁移，即一种学习对另一种学习的影响，或习得的经验对完成其他活动的影响。它广泛地存在于知识、技能、态度和行为规范的学习中。迁移不仅存在于某种经验内部，而且也存在于不同的经验之间。通过迁移，各种经验得以沟通，经验结构得以整合。
2 课程设计与实施特色
《磁铁再认识》是磁铁单元授课完成以后延伸出的科学实践活动课程， 学生通过《磁铁》单元的学习，对磁铁相关内容已有一定的认识和理解，并且掌握了用科学实验的方法来探究物质的特性和用途。本课着眼于学生已有认知水平，为学生提供带有难度的“碎磁铁的性质”探究任务和利用碎磁铁完成小制作设计方案图，调动学生的积极性和创新性，发挥其实践探究的潜能。在对“磁铁再认识”的过程中，学生体验认真实验，收集证据，根据证据寻求结论的科学过程和科学态度。
从学科实践活动层面分析，本课的科学探究是探究碎磁铁的性质；根据碎磁铁的性质进行设计与制作属于技术工程实践。小学科学课程改革明确倡导学生主动参与、探究发现、交流合作的学习方式。本课以科学实践为主线，让学生探究碎磁铁的性质，遵循提出问题→作出猜想→设计方案→实验探究→收集证据→解释结论→反思评价→表达交流的科学探究步骤，对磁铁进行再认识。本课力求从学生的生活经验和兴趣入手，提供多种工具、材料，激发学生对碎磁铁如何再利用的兴趣，引导学生充分利用所给材料，自主运用所学探究碎磁铁的性质，对磁铁进行再认识。 《磁铁再认识》课程的教学设计流程图如图1所示。整个授课过程环环相扣，符合学科实践活动的特征，从科学探究和技术工程实践两部分展开教学。整个课程开发落实科学课程理念和要求——经历完整的探究环节，注重内容的整合——挖掘内容背后的认识价值，活动开展过程横纵综合，注重实践综合。
（1）情景导入从生活出发，给予学生更多认同感。创设情境，聚焦问题。从学生生活谈起，吸引学生的注意力，同时创设磁铁摔碎不能复原利用的情景（而不是为了研究碎磁铁而故意摔碎），引发学生的思考，碎磁铁如何再利用，进一步引导，让学生明确用途与性质相统一，聚焦到碎磁铁有哪些性质。从生活中的小事入手更能激发学生好奇心与探究欲望，更好助其学以致用，进行日常的自主探究，利于其科学核心素养的养成。
（2）学科实践活动促进学生认知结构发展。针对如何探究碎磁铁有什么性质这个问题，回顾完整磁铁的性质及探究方法。通过回顾完整磁铁的性质和实验方法，启发学生如何探究碎磁铁的性质，促进学生的学习迁移。根据皮亚杰的认知发展理论可知，整个探究过程就是学生的思维过程和认知发展过程。学生的原有图式通过“同化”和“顺应”不断变化重组，直至“平衡”，形成新的认知图式。
（3）多种材料呈现，创设创新平台与空间。根据维果茨基的最近发展区理论，教学应着眼于学生的最近发展区，为学生提供带有难度的内容，调动学生的积极性，发挥其潜能，超越其最近发展区而达到下一发展阶段的水平，然后在此基础上进行下一个发展区的发展。同时，科学课作为培养小学生创新意识的根据地，本课采用创新思维培养法中的类比方法。类比法是根据两个或者两类对象在部分属性上的相同，推断出它们在其他属性上也相同的一种思维方式，激发学生的創新思维。
利用所学和现有多种材料合作完成对“碎磁铁是否有南北两极”的探究。多种材料的准备给学生更多的自由施展空间，本课的材料准备并不局限于学生已知的材料，提供陌生材料供学生探索其实验用途，激活学生思维和科学探究意识。引导学生充分利用已知实验经验进行探究，鼓励学生尽量用多种方法，并在实验过程中多次重复实验，找到确凿的证据，得出实验结论，完成对磁铁的再认识。
（4）平等互动的教学氛围培养学生科学素养。给予学生充分的交流时间，鼓励生生间的互动，鼓励有科学依据的质疑，让学生意识到需要找到充分确凿的证据才能得出相应的结论。学生按组别分享探究过程及结论，完成对碎磁铁的再认识。补充实验开拓学生的思维，培养学以致用的学习精神。
（5）利用实验结论设计小制作，锻炼学生动手能力。从科学探究的结论到技术工程实践部分的小作品绘图与制作。教以学生有逻辑（按顺序、组合的方式）的运用事物的性质，能更高效地设计并制作成品。学生利用探究结果（碎磁铁的2个主要性质），以及现有材料限制（碎磁铁大小、瓶盖大小等）合理设计碎磁铁再利用方案，并实施。
（6）成果展示凸显课程精髓。学生分享作品，进行思维的碰撞，激发学生创新精神，增强环保意识，树立废物利用观念。要想对事物合理、充分地利用好，需要清楚它的性质，而性质可以通过实验来探究。将学会的这种方法，充分地运用到今后生活中，就能更好做到物尽其用。
3教学反思与结论
蹄形磁铁成为碎磁铁以后磁性明显减弱，对实验设计、操作，以及学生科学探究的意志品质给予了考验，也促使学生想更多、更有效的办法进行探究，进一步让学生的科学核心素养得到提升。本课同时也有检验学生对《磁铁》单元所学科学知识与探究技能的迁移能力的作用。例如：探究“碎磁铁是否有南北两极”时，90%的学生可以利用指南针设计简单便捷的实验方法；30%的学生可以利用之前课上所学在磁铁不同的部位上吸引回形针的方法探究；10%的学生可以利用悬挂法探究；20%的学生可以用两块碎磁铁的两端相互靠近探究。但是，对于陌生的“铁粉”，只有极少数学生正确使用并得出“有南北两极”的结论，绝大部分学生仅仅停留在利用“铁”的性质，判断出“碎磁铁有磁性”的阶段。说明学生对于未知材料的使用仍然缺乏探究主动性，因此，教师在日常教学工作过程中，可以适当加入“多种实验材料的使用方式探究”的活动，全方位培养学生自主探究的意识，实现学生的全面发展。
关键词 小学科学 学科实践活动 创新思维 最近发展区
中图分类号：G424 文献标识码：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdks.2017.10.039
Abstract In the era of quality education， primary school science provides a good platform for training students' innovative thinking and scientific literacy. "Magnet recognition" as a scientific and comprehensive practical activity course， consider recent developments in the area of students， from the law of students' cognitive development of design practice， encourage questions， give students the right to choose， to increase the experimental reality. The research has found that the scientific curriculum of comprehensive practical activities in primary schools plays a positive role in fostering students' innovative thinking， setting up correct concepts and promoting scientific core quality.
Keywords primary science； disciplinary practice； innovative thinking； zone of proximal development
0 引言
科学是一门以实验为基础的学科，小学科学课程是以培养科学素养为宗旨的科学启蒙课程。《小学科学课程标准》指出：小学科学课程是一门具有活动性和实践性的课程，承担着培养小学生科学素质的责任，并应为他们继续学习和终身发展奠定良好的基础。学科实践活动通常是紧握学科本质，不失学科基本思想、逻辑和方法的活动，包括科学探究和技术工程实践两部分。科学实践活动将理论与现实相结合，贴近生活，是延伸科学课程的一项重要的教育手段。不仅能充分激发学生的创新能力，动手操作能力，观察能力，思维能力和表达能力，同时也是激发学生的科学兴趣，提升学生科学核心素养的重要途径。可见，学科实践活动在科学学科教学中有不容忽视的重要地位。
《把科学带进学校》一文中提出，“科学实践”是做与学相结合的一种教育方式，学生参与与学科内容相结合的实践活动，促进自身全面发展。在全面实施素质教育的过程中，为迎接知识经济时代的挑战，创新教育着重研究与解决在基础教育领域如何培养中小学生的创新意识、创新精神和创新能力的问题。在小学阶段，科学课程为其提供了良好的平台。
1 理论依据
1.1 最近发展区
前苏联教育家维果茨基认为学生的发展有两种水平：一种是学生的现有水平，指独立活动时所能达到的解决问题的水平；另一种是学生可能的发展水平，也就是通过教学所获得的潜力。两者之间的差异就是最近发展区。
1.2 认知发展
著名发展心理学家让·皮亚杰用四个基本概念阐述他的认知发展理论，即图式、同化、顺应和平衡。图式，是指主体对环境进行适应的认知结构。同化，是指主体利用已有的图式把新刺激纳入到原有的认知结构中去。顺应，是指主体通过改变原有的图式或形成新图式的方式适应新刺激。平衡，是指同化作用和顺应作用两种机能的平衡。
1.3 学习迁移
学习迁移也称训练迁移，即一种学习对另一种学习的影响，或习得的经验对完成其他活动的影响。它广泛地存在于知识、技能、态度和行为规范的学习中。迁移不仅存在于某种经验内部，而且也存在于不同的经验之间。通过迁移，各种经验得以沟通，经验结构得以整合。
2 课程设计与实施特色
《磁铁再认识》是磁铁单元授课完成以后延伸出的科学实践活动课程， 学生通过《磁铁》单元的学习，对磁铁相关内容已有一定的认识和理解，并且掌握了用科学实验的方法来探究物质的特性和用途。本课着眼于学生已有认知水平，为学生提供带有难度的“碎磁铁的性质”探究任务和利用碎磁铁完成小制作设计方案图，调动学生的积极性和创新性，发挥其实践探究的潜能。在对“磁铁再认识”的过程中，学生体验认真实验，收集证据，根据证据寻求结论的科学过程和科学态度。
从学科实践活动层面分析，本课的科学探究是探究碎磁铁的性质；根据碎磁铁的性质进行设计与制作属于技术工程实践。小学科学课程改革明确倡导学生主动参与、探究发现、交流合作的学习方式。本课以科学实践为主线，让学生探究碎磁铁的性质，遵循提出问题→作出猜想→设计方案→实验探究→收集证据→解释结论→反思评价→表达交流的科学探究步骤，对磁铁进行再认识。本课力求从学生的生活经验和兴趣入手，提供多种工具、材料，激发学生对碎磁铁如何再利用的兴趣，引导学生充分利用所给材料，自主运用所学探究碎磁铁的性质，对磁铁进行再认识。 《磁铁再认识》课程的教学设计流程图如图1所示。整个授课过程环环相扣，符合学科实践活动的特征，从科学探究和技术工程实践两部分展开教学。整个课程开发落实科学课程理念和要求——经历完整的探究环节，注重内容的整合——挖掘内容背后的认识价值，活动开展过程横纵综合，注重实践综合。
（1）情景导入从生活出发，给予学生更多认同感。创设情境，聚焦问题。从学生生活谈起，吸引学生的注意力，同时创设磁铁摔碎不能复原利用的情景（而不是为了研究碎磁铁而故意摔碎），引发学生的思考，碎磁铁如何再利用，进一步引导，让学生明确用途与性质相统一，聚焦到碎磁铁有哪些性质。从生活中的小事入手更能激发学生好奇心与探究欲望，更好助其学以致用，进行日常的自主探究，利于其科学核心素养的养成。
（2）学科实践活动促进学生认知结构发展。针对如何探究碎磁铁有什么性质这个问题，回顾完整磁铁的性质及探究方法。通过回顾完整磁铁的性质和实验方法，启发学生如何探究碎磁铁的性质，促进学生的学习迁移。根据皮亚杰的认知发展理论可知，整个探究过程就是学生的思维过程和认知发展过程。学生的原有图式通过“同化”和“顺应”不断变化重组，直至“平衡”，形成新的认知图式。
（3）多种材料呈现，创设创新平台与空间。根据维果茨基的最近发展区理论，教学应着眼于学生的最近发展区，为学生提供带有难度的内容，调动学生的积极性，发挥其潜能，超越其最近发展区而达到下一发展阶段的水平，然后在此基础上进行下一个发展区的发展。同时，科学课作为培养小学生创新意识的根据地，本课采用创新思维培养法中的类比方法。类比法是根据两个或者两类对象在部分属性上的相同，推断出它们在其他属性上也相同的一种思维方式，激发学生的創新思维。
利用所学和现有多种材料合作完成对“碎磁铁是否有南北两极”的探究。多种材料的准备给学生更多的自由施展空间，本课的材料准备并不局限于学生已知的材料，提供陌生材料供学生探索其实验用途，激活学生思维和科学探究意识。引导学生充分利用已知实验经验进行探究，鼓励学生尽量用多种方法，并在实验过程中多次重复实验，找到确凿的证据，得出实验结论，完成对磁铁的再认识。
（4）平等互动的教学氛围培养学生科学素养。给予学生充分的交流时间，鼓励生生间的互动，鼓励有科学依据的质疑，让学生意识到需要找到充分确凿的证据才能得出相应的结论。学生按组别分享探究过程及结论，完成对碎磁铁的再认识。补充实验开拓学生的思维，培养学以致用的学习精神。
（5）利用实验结论设计小制作，锻炼学生动手能力。从科学探究的结论到技术工程实践部分的小作品绘图与制作。教以学生有逻辑（按顺序、组合的方式）的运用事物的性质，能更高效地设计并制作成品。学生利用探究结果（碎磁铁的2个主要性质），以及现有材料限制（碎磁铁大小、瓶盖大小等）合理设计碎磁铁再利用方案，并实施。
（6）成果展示凸显课程精髓。学生分享作品，进行思维的碰撞，激发学生创新精神，增强环保意识，树立废物利用观念。要想对事物合理、充分地利用好，需要清楚它的性质，而性质可以通过实验来探究。将学会的这种方法，充分地运用到今后生活中，就能更好做到物尽其用。
3教学反思与结论
蹄形磁铁成为碎磁铁以后磁性明显减弱，对实验设计、操作，以及学生科学探究的意志品质给予了考验，也促使学生想更多、更有效的办法进行探究，进一步让学生的科学核心素养得到提升。本课同时也有检验学生对《磁铁》单元所学科学知识与探究技能的迁移能力的作用。例如：探究“碎磁铁是否有南北两极”时，90%的学生可以利用指南针设计简单便捷的实验方法；30%的学生可以利用之前课上所学在磁铁不同的部位上吸引回形针的方法探究；10%的学生可以利用悬挂法探究；20%的学生可以用两块碎磁铁的两端相互靠近探究。但是，对于陌生的“铁粉”，只有极少数学生正确使用并得出“有南北两极”的结论，绝大部分学生仅仅停留在利用“铁”的性质，判断出“碎磁铁有磁性”的阶段。说明学生对于未知材料的使用仍然缺乏探究主动性，因此，教师在日常教学工作过程中，可以适当加入“多种实验材料的使用方式探究”的活动，全方位培养学生自主探究的意识，实现学生的全面发展。