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[摘要]小学科学教学设计是影响科学课程实施的核心要素。由于缺乏意义理解，导致教师在进行科学课的教学设计时出现了过度关注科学知识点的诵记，不强调让学生运用所学知识进行迁移应用的不良倾向。科学教师应认识到“意义理解对于教学设计的重要性”，改变传统教学设计时只强调科学知识记忆的现状，树立“为理解而教”的教学理念。
[关键词]小学科学 教学设计 理解 意义
一、《摆》的教学设计要注意的问题
《摆》是苏教版科学教材四年级下册《物体的运动》单元中的一篇课文，主要研究摆的快慢与哪些因素有关。这是继学生刚刚学习《运动的快慢》和《运动的方式》两篇课文之后的一个拓展性研究。教师设计此课的教学时，以下几点特别需要引起注意。
一是要建立摆和摆动的概念。摆是本课教学中所使用的一种实验装置，属于“物”的概念范畴;摆动是摆所特有的一种运动方式，它与滚动、跳动、旋转等都属于“运动方式”的概念范畴。如果是要研究摆的快慢与哪些因素有关，由于受到具体物化的摆装置的刺激，学生一般理解为是研究摆锤在作摆动过程中的运动快慢，这是本课教学的基础。
二是要分清摆动次数和摆动快慢的区别。教材中是让学生测量一个摆在一段时间内来回摆动的次数，以此来判断摆的快慢。比如，摆锤和摆线都一样的两个摆，如果分别测量在相同时间内摆动的次数，那么摆角的大小是不起任何影响的。所以得出这样的结论：两个摆的快慢是完全相同的。但从科学的意义上讲，在相同的时间内，摆角大的摆锤所经过的路程要远远大于摆角小的摆锤，根据上一课《运动的快慢》中对“快慢”所作的定义可知，前者的运动更快。也就是说两个摆锤在作摆动过程中的快慢显然是不一樣的。不同的测量方法，得出两个完全不同的结论。然而这一点其实一直被绝大多数教师所忽视，更不要说学生了。造成这一问题的源头可能还在于编写教材时的一时疏忽，当然教师在钻研教材时也不甚专注。
三是重建学生对摆运动的研究视角。教师们可能会产生这样一个感觉：摆一课的教学究竟该不该测量摆动的次数呢？要回答这个问题，教材中可以找到答案。课文一开始讲到伽利略是在观察教堂吊灯时产生了一个问题：为什么吊灯来回摆动一次所用的时间是相同的？但我们却人为地将这个问题置换成“吊灯摆动的快慢和什么因素有关”这一问题，其实改变的是对摆运动的研究视角。前者研究的是单位时间内的摆动次数;后者研究的则是摆锤在作摆动过程中的运动快慢，这实质上将问题大大地复杂化，因为通过上述两点的陈述，我们知道摆动次数和摆动快慢之间并不是简单的对应关系，次数多，速度不一定快;反之，次数少，速度不一定慢。因此，在教学《摆》这一课时，我们首先需要建立最基础的研究视角，从这个视角可以是摆动的次数，当然也可以是研究摆锤在作摆动过程中的运动快慢。
二、《摆》的教学设计策略
厘清了上面三点，我们不妨再回过头来看看真实的课堂情境中一些有意思的现象。著名特级教师路培琦在全国“太湖之春”教学研讨会（锡山）执教过类似的一课，他在处理这一教学内容时就巧妙地避开了摆动快慢这一概念，而是让学生通过制作一个特定的摆（10秒摆动15次）这一活动载体来让学生发现摆线长短、摆角大小、摆锤轻重等因素对摆动次数分别会产生怎样的影响。不得不说，这种处理是符合科学性的，也符合学生实际的探究水平，对小学科学教学设计具有指导性的意义。
一是引发对“意义理解”的重视。奥苏贝尔曾将有意义学习与机械学习列为一组相对的概念。机械学习的明显特征就是缺乏意义理解，学生往往只能通过灌输式学习来机械记忆大量知识，即使有的时候课堂活动丰富有趣，但无法促使学生利用这些知识或从这些看似热闹的教学活动中重新生成新的知识结构或重新发现一些有意义的事情。换言之，学生只是参与其中，而没有真正从学习中获得对学习结果的真正理解和持续思考。这样的教育哲学观忘记了教育的本质，忘记了学生才是学习的主体，忘记了一切教育都必须经过学生的理解才能起作用。正是由于缺乏意义理解，导致教师在进行科学课的教学设计时出现了过度关注科学知识点的诵记的不良倾向。“促进意义理解”的本义，就是要改变传统教学思想及其实践主张中最要害的问题，改变灌输性教学和盲目性活动这两种最具有典型性的教学弊端，让学生通过“意义理解”发现自身的内在学习能量，唤起原有的知识经验，激发主动参与的热情，从而让学生获得一种有意义的学习经历。
二是指出了如何让学生获得“意义理解”。在真实的教学情境中，有两种途径有助于获得意义理解。一是从教师的方向赋予教学以意义，二是从学生的方向让他自己寻找学习的意义。不管是哪一种途径，都需要通过教学设计进行教学预设。以美国为例，其在1996年出台《国家科学课程标准》，将“科学探究”作为科学教育的主导思想，致力于通过合作探究的教学方式促进中小学生科学思维和科学态度的提升，但近年来美国的科学教育致力于从“退科学探究”转身到“科学实践”，其目的就在于让学生在实践应用中获得对知识的真正理解和掌握。这种顶层设计直接促进了STEM教育在我国的兴起，但目前的科学课教学很少强调让学生运用所学知识进行迁移应用。要想让我国的科学教育实现从“科学探究”向“科学实践”的转身，关键还是在于科学教学能否帮助学生建立对科学现象、科学问题、科学知识的意义理解。科学教师在开展教学研讨活动时要分析当前小学科学教学现状中出现的“知识灌输教学”“活动灌输教学”等缺乏意义理解的问题，探讨“意义理解”的应有内涵和表现特征，在此基础上探讨一系列可行的教学设计策略，并形成具有操作性的设计模板，围绕特定的真实的教学内容展开教学设计活动和课堂教学，进行针对性的评估，从而提高教师的教学设计技能。
三是提供了进行科学教学设计的具体思路。科学教师首先要认识到，科学不是一个个孤立的知识点，而是一开始就要进行科学实践，形成科学的思维习惯，学会做科学探究，善于做科学探讨，要让学生在探究过程中理解、掌握知识。其次，科学课的教学设计要体现科学学科的核心大概念，能够引发学生的深入化学习，重视开展科学实践活动。在当前应重点关注探究性学习、项目化学习等小学科学课的主要教学方式在课堂中的应用和研究。再次，科学学习不仅需要学生深入理解所学的课程内容，而且也要能够将这些科学知识运用到更广泛的真实情境之中去，并且利用它们去进一步理解新知识或解决新问题。唯如此，知识才能在头脑中保持得更持久。能够应用所学知识意味着学生真正理解了知识的内在意义。在开展教学研究活动时，教师有必要组建具有明确学习目标的教师教研团队，围绕特定内容进行教学设计研究，以此有效地提高教师的科学教学设计水平。
[关键词]小学科学 教学设计 理解 意义
一、《摆》的教学设计要注意的问题
《摆》是苏教版科学教材四年级下册《物体的运动》单元中的一篇课文，主要研究摆的快慢与哪些因素有关。这是继学生刚刚学习《运动的快慢》和《运动的方式》两篇课文之后的一个拓展性研究。教师设计此课的教学时，以下几点特别需要引起注意。
一是要建立摆和摆动的概念。摆是本课教学中所使用的一种实验装置，属于“物”的概念范畴;摆动是摆所特有的一种运动方式，它与滚动、跳动、旋转等都属于“运动方式”的概念范畴。如果是要研究摆的快慢与哪些因素有关，由于受到具体物化的摆装置的刺激，学生一般理解为是研究摆锤在作摆动过程中的运动快慢，这是本课教学的基础。
二是要分清摆动次数和摆动快慢的区别。教材中是让学生测量一个摆在一段时间内来回摆动的次数，以此来判断摆的快慢。比如，摆锤和摆线都一样的两个摆，如果分别测量在相同时间内摆动的次数，那么摆角的大小是不起任何影响的。所以得出这样的结论：两个摆的快慢是完全相同的。但从科学的意义上讲，在相同的时间内，摆角大的摆锤所经过的路程要远远大于摆角小的摆锤，根据上一课《运动的快慢》中对“快慢”所作的定义可知，前者的运动更快。也就是说两个摆锤在作摆动过程中的快慢显然是不一樣的。不同的测量方法，得出两个完全不同的结论。然而这一点其实一直被绝大多数教师所忽视，更不要说学生了。造成这一问题的源头可能还在于编写教材时的一时疏忽，当然教师在钻研教材时也不甚专注。
三是重建学生对摆运动的研究视角。教师们可能会产生这样一个感觉：摆一课的教学究竟该不该测量摆动的次数呢？要回答这个问题，教材中可以找到答案。课文一开始讲到伽利略是在观察教堂吊灯时产生了一个问题：为什么吊灯来回摆动一次所用的时间是相同的？但我们却人为地将这个问题置换成“吊灯摆动的快慢和什么因素有关”这一问题，其实改变的是对摆运动的研究视角。前者研究的是单位时间内的摆动次数;后者研究的则是摆锤在作摆动过程中的运动快慢，这实质上将问题大大地复杂化，因为通过上述两点的陈述，我们知道摆动次数和摆动快慢之间并不是简单的对应关系，次数多，速度不一定快;反之，次数少，速度不一定慢。因此，在教学《摆》这一课时，我们首先需要建立最基础的研究视角，从这个视角可以是摆动的次数，当然也可以是研究摆锤在作摆动过程中的运动快慢。
二、《摆》的教学设计策略
厘清了上面三点，我们不妨再回过头来看看真实的课堂情境中一些有意思的现象。著名特级教师路培琦在全国“太湖之春”教学研讨会（锡山）执教过类似的一课，他在处理这一教学内容时就巧妙地避开了摆动快慢这一概念，而是让学生通过制作一个特定的摆（10秒摆动15次）这一活动载体来让学生发现摆线长短、摆角大小、摆锤轻重等因素对摆动次数分别会产生怎样的影响。不得不说，这种处理是符合科学性的，也符合学生实际的探究水平，对小学科学教学设计具有指导性的意义。
一是引发对“意义理解”的重视。奥苏贝尔曾将有意义学习与机械学习列为一组相对的概念。机械学习的明显特征就是缺乏意义理解，学生往往只能通过灌输式学习来机械记忆大量知识，即使有的时候课堂活动丰富有趣，但无法促使学生利用这些知识或从这些看似热闹的教学活动中重新生成新的知识结构或重新发现一些有意义的事情。换言之，学生只是参与其中，而没有真正从学习中获得对学习结果的真正理解和持续思考。这样的教育哲学观忘记了教育的本质，忘记了学生才是学习的主体，忘记了一切教育都必须经过学生的理解才能起作用。正是由于缺乏意义理解，导致教师在进行科学课的教学设计时出现了过度关注科学知识点的诵记的不良倾向。“促进意义理解”的本义，就是要改变传统教学思想及其实践主张中最要害的问题，改变灌输性教学和盲目性活动这两种最具有典型性的教学弊端，让学生通过“意义理解”发现自身的内在学习能量，唤起原有的知识经验，激发主动参与的热情，从而让学生获得一种有意义的学习经历。
二是指出了如何让学生获得“意义理解”。在真实的教学情境中，有两种途径有助于获得意义理解。一是从教师的方向赋予教学以意义，二是从学生的方向让他自己寻找学习的意义。不管是哪一种途径，都需要通过教学设计进行教学预设。以美国为例，其在1996年出台《国家科学课程标准》，将“科学探究”作为科学教育的主导思想，致力于通过合作探究的教学方式促进中小学生科学思维和科学态度的提升，但近年来美国的科学教育致力于从“退科学探究”转身到“科学实践”，其目的就在于让学生在实践应用中获得对知识的真正理解和掌握。这种顶层设计直接促进了STEM教育在我国的兴起，但目前的科学课教学很少强调让学生运用所学知识进行迁移应用。要想让我国的科学教育实现从“科学探究”向“科学实践”的转身，关键还是在于科学教学能否帮助学生建立对科学现象、科学问题、科学知识的意义理解。科学教师在开展教学研讨活动时要分析当前小学科学教学现状中出现的“知识灌输教学”“活动灌输教学”等缺乏意义理解的问题，探讨“意义理解”的应有内涵和表现特征，在此基础上探讨一系列可行的教学设计策略，并形成具有操作性的设计模板，围绕特定的真实的教学内容展开教学设计活动和课堂教学，进行针对性的评估，从而提高教师的教学设计技能。
三是提供了进行科学教学设计的具体思路。科学教师首先要认识到，科学不是一个个孤立的知识点，而是一开始就要进行科学实践，形成科学的思维习惯，学会做科学探究，善于做科学探讨，要让学生在探究过程中理解、掌握知识。其次，科学课的教学设计要体现科学学科的核心大概念，能够引发学生的深入化学习，重视开展科学实践活动。在当前应重点关注探究性学习、项目化学习等小学科学课的主要教学方式在课堂中的应用和研究。再次，科学学习不仅需要学生深入理解所学的课程内容，而且也要能够将这些科学知识运用到更广泛的真实情境之中去，并且利用它们去进一步理解新知识或解决新问题。唯如此，知识才能在头脑中保持得更持久。能够应用所学知识意味着学生真正理解了知识的内在意义。在开展教学研究活动时，教师有必要组建具有明确学习目标的教师教研团队，围绕特定内容进行教学设计研究，以此有效地提高教师的科学教学设计水平。