摘 要：为解决由于小学科学课课时不足限制学生开展探究活动的问题，将科学、技术和社会三门学科整合形成STS课程，让学生有足够的时间和空间围绕某一个主题学习，结合多学科的知识深入探究，防止学科知识的割裂和知识点的重复。在STS课程教学中，运用知识建构理论可以更有效地实现“自主、探究、合作”学习，开展探究活动，通过观点持续的“概括”与“升华”，让学生学以致用。
关键词：知识建构；概括；升华；小学科学
小学科学课程为学生提供了探究自然科学的机会，但每周1课时的教学时间限制了探究活动的开展；“螺旋上升式”教材编写方式，导致内容有宽度而无深度等问题。一个较新的方法是将科学、技术、社会三门学科整合在一起，形成STS课程，进行每周4-5课时的统整教学。整合后的STS课程可以让学生有足够的时间和空间围绕某一个主题学习，结合多学科的知识深入探究，防止学科知识的割裂和知识点的重复。
知识建构（Knowledge Building）是一种新建构主义理论。与传统的基于过程的教学不同，知识建构理论强调的是基于原则的教学设计，从观点、社区、工具三个方面阐述了12条原则，其中，一条核心原则是强调观点的概括与升华。在源自日常生活的问题情境中，学生提出自己的“观点”；学生在教师的帮助下对多样化、复杂的“观点”进行概括和总结，不仅仅是简单罗列观点，而且引用他人观点和权威资料来丰富和提炼自己的观点；最后，教师和学生可以收集相互关联的观点，放入一个升华短文中，加以概括，提出更复杂且相互联系的社区观点。
在STS课程的教学中，运用知识建构理论可以更有效地实现“自主、探究、合作”学习。本学期的探究活动围绕“电”展开，通过观点的“概括”与“升华”，从学生熟悉的生活中的“电”出发，建构出有关的知识体系与设想，如不同发电方式、我国发电能源结构、国外发电方式、对我国发电能源结构的建议和大胆的设想等，学生在自主探究中对“电”有更加深入的理解，促进交流协作。
一、教学目标
1.知识与技能目标
（1）围绕研究主题“电”，了解不同发电方式的优缺点、我国发电方式能源结构等。
（2）初步形成“电”的系统化认知，认识到电与现代社会发展的密切联系。
（3）能够进一步理解知识建构学习，熟练使用知识论坛的阅读、改进、发展等功能。
2.过程与方法目标
能自主开展基于知识建构的探究学习，积极运用多种研究方法，通过与老师、同学的交流积极主动地合作，不断提出和完善个人观点，共同建构社区知识。
3.情感态度与价值观目标
让学生更加关注与“电”相关的现实问题，增强环保意识和安全用电意识，并落实到平时的实践行动中。
二、教学平台
知识论坛（Knowledge Forum）是知识建构理论的支撑性工具。学生可以将自己的隐性知识外化到知识论坛中，辅以图片、视频等多媒体形成个人观点。学生通过知识论坛提供的阅读、发展观点和支架等功能，提炼和完善自己的观点；在小组内提出自己的新观点；小组成员讨论后将观点进行综合，实现个人观点向小组观点的转化。在多元化观点的基础上，知识论坛提供“升华”功能，联系多样化观点，总结出更综合、更统筹的观点，形成班级观点。在此过程中，论坛内还提供了形成性评价的工具，帮助诊断学习过程中存在的问题，并反馈到正在进行的活动中。
三、教学对象
南京市白云园小学六年级（2）班有28名学生，其中，男生13人，女生15人。在计算机操作方面，学生的打字速度达到了基本要求，熟练掌握使用计算机编辑文本、浏览网页等基本操作。在论坛使用方面，学生在“电”这个主题之前已经接触过知识论坛，会使用知识论坛浏览、发表、修改、引用和联系观点。在自主学习方面，学生能够自发地提出问题，并与他人进行讨论，合作探究学习。在对主题感知方面，“电”与学生的生活息息相关，学生能够从生活中发现有关“电”的现象、知识或经验。
四、教学过程
知识建构理论强调从真实的观点、现实的问题出发。“电”作为现代生活中必不可少的能源，学生在生活中早已通过感知接触过“电”并形成了初步的经验。教师引导学生从身边真实的情景――灯泡出发，激发学生的学习兴趣；通过自主探究，集体建构，逐步建立关于“电”的系统性认知以及“电”与现代社会发展的密切联系；在现有认知水平上实现知识的创新。
五、个人观点的提出
1.问题情境
教学初期，教师通过“点亮小灯泡”的实验创设学习情景，对学生进行集中教学，让学生初步感知“电”的现象，熟悉并掌握基本的操作技能，激发学生的兴趣，为以后的学习探究作铺垫。
2.初步提出个人观点
教师在课程初始创设的学习情景激发了学生的学习兴趣，学生开始在生活中寻找有关“电”的现象：有的学生提出“鸟站在电线上为什么不会触电”的问题；有的学生注意到干电池、发电机等与“电”有关的物体；有的学生简单描述了有关“电”的现象，如闪电、灯泡发光等；还有的注意到不同的发电方式，如：水力发电、火力发电、潮汐发电等。学生将这些观点和问题及时记录在知识论坛中的“对电的了解”和“最初的问题”两部分，以便学生观点的交流和分享。
3.筛选并确定研究内容
教师组织学生进行课堂讨论，每个学生都要提出自己的观点。在教师的引导下，与学生对观点进行分类汇总，确定了研究内容分为“电从哪里来”、“电的流动”和“电与生活”。在“电从哪里来”中，确定了对闪电、火力发电、水力发电等不同的发电方式的探究。教师还带领学生参观火力发电厂，向专业人士请教，听讲座来丰富学生的知识体系。 4.观点推进
确定探究闪电后，学生开始从教师提供的网站、文本资料或书籍入手，详细了解闪电的形成过程。与之前简单描述闪电现象不同的是，学生能用自己的语言概括并在课堂讨论中表述自己的观点，还会利用示意图形象、具体地解释闪电的形成。
对于研究潮汐发电的学生，在阅读资料的过程中，教师指导学生提取其中的重要信息；学生整理后，提出“潮汐发电和水力发电工作原理相似”的观点，并画出示意图，详细解释了潮汐发电的工作原理；最后，提出要对问题“为什么潮汐发电现在还没有大规模使用”进行深入探究。
教师通过“点亮灯泡”的实验创设情境，引入到有关“电”的研究主题，引导学生从真实的问题出发，允许多样化观点的存在。学生经过与同伴、教师的讨论，从多样化的观点中确定了自己的研究主题，并在知识论坛中写下对研究主题最初的了解，形成个人的最初观点。学生通过阅读他人的观点，引用与自己观点联系密切的观点；同时在教师指导下仔细阅读权威资料，并将其中的关键字词、语句进行归纳，融合到自己的观点中，推进个人观点。
学习初期，学生并不知道如何概括资料和观点，只是将查找到的资料复制到知识论坛中，作为个人的最初观点；随着探究的深入，学生意识到要通过阅读材料，概括出材料主旨，并用自己的语言归纳成观点，才能继续探究，推进个人最初的观点。在提出个人最初观点到个人观点推进的过程中，学生实现了从最初的简单罗列观点和问题，到引用他人观点来丰富自己的观点，再到概括权威资料，融合到自己的观点及提炼观点的跨越。
六、小组观点的形成
在学生感兴趣的研究问题中，有些学生开展了对干电池进行探究。于是，学生在知识论坛中提出对干电池的了解后，以小组的形式，通过设计一个实验来探究干电池的发电原理，最后在论坛中提出小组的观点。
1.设计实验
确定对干电池的发电原理探究后，学生认为要了解干电池的内部结构，于是，学生选择对一个废日的干电池进行解剖；学生将解剖后的干电池与电池的内部结构图对照，认识了电池的内部构造。为进一步探究电池的工作原理，学生根据教师提供的实验一般流程，提出自己的假设“电池里的酸性物质与锌片反应而产生电”。为验证这一假设，学生将实验搬到课堂上，利用教师提供的实验器材，将锌片放入白醋中并测量其电流，结果测量出了微弱的电流，证明了假设的正确性。
2.深入探究
小组演示实验后，学生开始提出问题：“为什么用白醋而不是其他的物质”、“锂电池、充电电池的工作原理是什么”、“与非酸性物质反应能否发电”以及“为什么干电池只能用一次而充电电池可以在充电后重复使用”等。小组成员对于能给出确定答案的问题在课堂上及时解答；对于不确定或不知道的问题会记录下来，以便课后查阅资料，进行下一步的探究和解答。
学生提出个人观点后，教师将观点相同或相似的学生分到一个小组。在小组内部，小组成员先提出自己的观点；组内成员进行讨论，质疑，查资料；最后，将观点进行汇总，确定一个研究主题并提出小组的综合观点。
实验前，干电池探究小组的成员提出个人的观点，组内总结概括一个探究的问题，提出假设，设计实验。实验过程中，学生对实验进行解说，学生所有的解释都是在理解原理、概括材料、抽取关键词的基础上进行的。实验结束后，全班学生对小组成员提出问题，有的问题是对实验本身提出的问题；有的是其他相关的问题，这使小组的观点与其他的观点形成关联，促进观点的升华。除了进行小组实验，学生还可以通过示意图对某一原理进行解释，如学生画出示意图并向全班同学详细描述水力发电的过程。
在个人观点向小组观点转化的过程中，对权威资料的阅读与概括促进了观点的综合。学生对其他小组提出质疑之前，必须先阅读其观点和有相关的理论依据之后，再提出自己的问题或观点。因此，学生掌握的不仅仅是自己研究问题的知识，还对其他观点的相关知识有了一定的了解，加强了观点间的联系，拓宽了知识面。
七、班级观点的建构
经过一段时间的探究后，学生对各种发电方式有了一定的了解。教师让学生围绕主题“我国发电能源结构是否合理”，来探究我国的发电能源结构的合理性、国外发电方式及对我国发电方式的建议等。
1.组内交流
学生最初接触的发电方式是火力发电，在小组内学生根据在发电厂的参观经历、专家讲座以及权威资料，提出有关火力发电的个人观点，如“火力发电污染环境”。在此类观点的启发下，学生对火力发电的污染物产生了兴趣，发现火力发电的污染物主要有二氧化硫和粉尘等，还发现火力发电对人的呼吸道会造成伤害，但也发现火力发电相较其他的发电方式有“费用低”、“受环境制约较小”等优势。每个小组将组内观点汇总，画出思维导图便于课上交流。
2.班级交流
每个小组派代表向全班汇报小组的观点，其他同学可以对小组的观点提出质疑，也可以提出自己的观点。除了将火力发电与不同发电方式进行对比之外，学生还参考国外的发电方式提出“美国天然气资源丰富，可大力发展天然气发电；以色列大面积沙漠，可大力发展太阳能发电”的观点，提出新能源、清洁能源的概念。
3.新的观点
将我国发电方式与国外其他发电方式比较后，大多数学生认为我国发电能源结构不合理。于是，教师要求学生提出自己的建议和设想，有的学生考虑到火力发电是以煤炭为原料，认为“中国的煤炭总有一天会用完，所以，我的设想是逐步减少火力发电”，建议“把小型和中型的发电厂合并到大型的发电厂，这样可以减少一半的资金，并投资在减少污染上”；有的学生认为可以充分依靠自然条件发电，如利用雷电，“可以引取自然的雷电，储存起来，以备不时之需”；或者借鉴国外技术，使用清洁能源；还有学生提出“宇宙太阳能发电”，不过受技术条件的限制，这种发电方式还只是一个设想。教师对学生提出的建议进行记录和总结，让每个学生的观点都得到了认可。 4.制作作品
教师征求学生意见设计PPT作品，将对不同发电方式的探究结果以作品的形式呈现出来。将学生的观点进行汇总，推进个人、小组观点向班级观点转化，并将PPT作品放在校内展示。
在对“我国能源结构是否合理”的探究过程中，学生在已有知识的基础上，借鉴他人观点，提出更加精炼、全面的个人观点。小组在汇总个人观点时，从最初的将每个人的观点罗列，到对观点进行筛选，提出质疑，去掉没有理论依据的观点，合并相同或相似的观点，再将各个观点中的关键词提取出来加以总结概括，形成小组观点的思维导图，在全班范围内进行交流。全班学生进行讨论，及时记录他人提出的问题，继续探究与自己观点相关的问题。学生在阅读其他人的观点之后，简要提出火力发电的优缺点，并提出自己的设想，以创新的思维方式提出自己的新观点。课程接近尾声之时，教师组织学生设计PPT作品，将小组观点进一步推进为班级观点，同时，加强学生各个观点之间的联系，达到升华观点的目的。学生提出的新的探究问题也将在知识论坛中留下痕迹，方便学生课下继续深入探究，拓宽知识面。
八、总结
以知识建构为理论基础，通过学习“电”，学生在概括能力、加强观点间联系和知识创新三个方面都有了明显的提高。
1.提高学生归纳与概括的能力
学习初期，学生通过简单地复制和粘贴资料来表达自己的观点，如描述闪电现象。经过一段时间的学习之后，在教师的指导下，学生从仔细阅读和理解权威材料、实地考察、讲座中选择自己需要的知识支撑观点；在小组和班级的讨论中，借鉴他人的观点，提取其中的重要信息，与自己的观点进行整合，用实验、示意图、思维导图等多种方式呈现观点，并用自己的语言论述观点，对闪电形成过程借助于示意图的方式来阐述，提高了学生理解、概括材料的能力。
2.加强观点间的联系，形成系统化的知识结构
从个人观点到小组观点再到班级观点的过程中，学生不断地阅读和借鉴他人的观点，丰富自己的观点，使每个人的观点相互联系；同时，学生通过探究将深层次的知识点联系在一起。最终形成班级作品时，学生对本主题的相关问题已经有了系统化的认知，形成了知识体系，如学生对干电池发电原理的探究，涉及到的问题不仅包括干电池的内部结构、发电原理，还包括对不同种类电池发电原理的探究、以及对干电池的成分是否一样提出质疑。
3.进行知识创新
学生提出的观点无论正确与否都会得到教师的肯定，这使学生敢于提出一些创新性的观点，如“宇宙太阳能发电”、“利用跑步机发电”等新奇的想法。同时，探究过程不因课程结束而终止，学生在知识论坛中提出新的问题，可以在课后继续进行探究，以便于促进知识创新。