科学课程小初衔接模型建构的教学研究

引言

科学课程小初衔接模型建构的教学研究意义非凡，它能帮助学生顺利跨越小学到初中科学学习的“台阶”，减少学习落差，激发学习兴趣与动力，提升科学素养和综合能力，也能明确教师不同阶段教学重点与方法，优化教学策略，还能从教育发展的角度完善科学教育体系，推动科学教育连贯性、系统性发展，奠定创新型人才培养的坚实基础。

一、小初衔接阶段科学课程断层对学生发展的影响

小学科学课程与初中的物理、化学、生物和地理课程断层多方面不利于学生发展，在知识层面上，小学科学知识较为基础、零散而初中的更系统、有深度，断层使学生知识衔接不顺且构建完整知识体系难，小学简单知晓的物理现象，初中要深入探究原理，断层的现象会让学生理解费劲；在能力发展方面，小学着重观察、描述等基础能力而初中需有实验设计、逻辑推理等能力，断层现象让学生过渡不顺畅且能力提升遇阻，难适应初中物理、化学、生物和地理课程学习的高要求；在心理上，课程断层让学生新阶段学习倍受挫折，使自信心受打击并产生焦虑、厌学情绪，影响学习积极性和主动性。这样长期下去，会妨碍学生在科学领域长远发展，对培养科学思维和创新精神不利，甚至可能使学生对科学学科缺乏兴趣，影响未来学科选择和职业规划。

二、小学科学小初衔接模型建构中存在的问题

科学课程的小初衔接日常教学中，教师虽然常常会利用模型建构的思想，来帮助学生理解抽象的科学概念。但是小学科学小初衔接模型建构中仍然存在以下问题：

在小学阶段，科学的模型单一化，教师在借助模型建构的思想仅用于帮助学生描述科学想象，而进入初中需要依靠建构模型来解释变量关系。例如在四年级《冷热与温度》中，教师引导学生观察温度计液柱的变化，学生边观察边及时记录温度计上的读数。当教师提问“液柱为什么会升降？”学生沉默。这一案例反映出来，小学阶段仅仅是停留在工具使用模型，分析“液柱变化等于温度变化”，而其实到初中，期望学生能够形成原理机制模型，解释从“热胀冷缩”过渡到“分子运动加剧”。建模过程关键环节的缺失，学生升入初中后难以将温度计视为分子运动的测量工具，影响热力学概念建构。

问题二：建模能力链断裂

现阶段小学生具有的建模能力链是，通过观察科学现象，根据观察结果转化制作实物模型；而晋升初中阶段亟需的能力链是在实验的过程中，改变实验变量，分析相应的变量借助数学关系，进一步验证模型的准确性。这其中存在明显的环节断裂。

问题三：模型进阶缺乏支架

在科学课程小初衔接中，模型建构进阶缺乏支架的现象集中表现为学生从小学的具象模型认知向初中的抽象模型建构过渡时，缺少必要的认知台阶和方法支持。这种断层的本质是学习进阶设计缺失。

（二）教学方法差异致衔接不畅

小学科学教学里，直观演示、游戏活动、故事引导这类趣味性足、互动性强的方法常用，目的是激起学生对科学的好奇和探索欲，让学生在轻松氛围里学到知识，像观察植物生长、做简单小实验之类的方式能让学生直观看明白科学现象，而初中科学教学更看重逻辑推理、抽象思维的培养，讲授法、探究式学习里复杂的实验设计、理论推导等方法经常被使用，教师会引导学生深挖科学原理，强调知识的系统性和逻辑性，由于小学教学方式轻松活泼，学生习惯了，一到初中教学方法大变样，学生难以快速适应，他们可能跟不上教师教学节奏，复杂的知识讲解和实验设计会让他们迷糊，学习兴趣下降，学习效果不佳，这样一直下去会严重影响小初科学教学的有效衔接，阻碍学生科学素养的稳步提升。

（三）评价体系不衔接影响学习

小学科学评价体系通常多元又宽松，往往以过程性评价为主，看重学生课堂表现、实验操作、小组合作等方面的参与度与积极性，成绩评定比较模糊，更侧重于鼓励、激发学生的科学兴趣，而初中科学评价体系严格得多且更量化，终结性评价占主导，考试成绩在总评里占比很大，对学生知识掌握、解题能力和应试技巧要求颇高，这评价体系突然改变刚升初中的学生难以适应，在小学习惯了轻松评价氛围的学生面对初中严格的考试要求和分数压力容易焦虑、有挫败感，小学没着重培养应试能力到初中突然成了评价重点，学生缺乏训练考试可能失利，科学学习的自信心就被打击了，若评价体系不衔接的状况持续下去，学生学习节奏和心态会被干扰，小学到初中科学学习的过渡难以顺利完成，科学素养的持续发展也受影响。

（四）教师交流合作不足阻碍衔接

小学科学教师和初中科学教师常处在相对独立的教学环境里，缺乏有效的沟通与协作机制，小学教师重点放在小学科学课程的教学目标、内容与方法上，对初中科学的教学要求、知识体系以及学生能力发展需求了解不多，且难以把握小学阶段教学该达到何种程度才能让学生顺利过渡到初中科学学习，而初中教师更多关注初中科学教学任务，几乎不了解小学科学教学情况，不清楚学生在小学掌握了哪些基础知识和技能以及存在哪些学习薄弱点，这样初中教师教学时就无法根据学生实际情况进行有针对性的教学设计和引导，由于教师间交流合作不够，小学和初中科学教学便“各干各的”，难以达成教学内容、教学方法、评价方式等方面的有效衔接。

（一）构建渐进式课程内容衔接体系

科学与小初科学之间的衔接，需要建立递进式的课程内容衔接系统。在知识的深度、广度和系统性方面，小学和初中都有明显的区别。小学的科学知识比较基础和直观，主要是把重点放在指导学生们对生活中的一些科学现象进行观察，从而引起他们对科学的好奇。然而，初中理科具有较强的系统性、较强的综合性，它需要学生对科学概念的实质有深刻的认识，掌握了科学研究的方法，具备了将其应用于实践中的能力。递进式的课程内容衔接系统，需要对中小学理科教学内容进行系统而详尽的整理。这就要求老师们对教材进行深入的研究，找到它们之间的内部关系和逻辑次序，按照由浅入深、由易到难的原则，对教学内容的梯度和进度进行适当的安排。这样，可以使学生在学习的时候，逐渐建立一个完整的知识系统，从而防止知识的断裂和重复的现象。在小学高年级阶段，要循序渐进地介绍初中科学的基本概念、基本原则。比如，在对有关的科学现象进行解释的时候，老师可以适当地扩大自己的知识范围，让他们对这种现象中所蕴含的科学规律进行思考，这样就能扩大学生的思维深度。

在五年级下《搭建生命体的积木中》中，根据教材和2022 版科学课程标准要求，教师展示手持显微镜模型，引导学生认识目镜、调节旋钮、物镜等结构，并补充功能说明，当学生进入初中阶段教师为引入初中显微镜模型，与小学手持显微镜并置展示，引导学生观察差异。教师通过大屏幕对比两版本教材显微镜结构图，明确初中显微镜新增粗准焦螺旋、细准焦螺旋等部件及其功能。教师边操作边讲解初中显微镜的调焦步骤，强调粗准焦螺旋与细准焦螺旋的配合使用，实现从小学到初中的操作技能衔接。

通过实物模型对比与操作演示，学生直观感知显微镜结构的进阶性，建立从小学到初中的知识联系。

（二）优化教学方法实现平稳过渡

小学科学教学常用直观、形象、有趣的方法激发学生兴趣而初中科学教学更重视逻辑推理与抽象思维培养，要实现平稳过渡需要依据小初学生认知特点，小学高年级就要逐步引入初中常用的探究式、启发式教学法来引导学生从被动接受知识转变为主动探究知识，初中起始阶段教师可借鉴小学教学方法中的趣味元素以减少学生对新教学方法的陌生感和抵触从而让学生慢慢适应初中科学学习节奏和方式自然衔接教学方法提升学习效果。为实现平稳过渡，需通过模型建构与教学方法优化，帮助学生从感性认知过渡到抽象思维。以下以“水的循环——从现象观察到模型建构”为例，阐述具体实施策略。

小学阶段学生主要依托于感性认识，通过观察与实验，初步认识水的蒸发、凝结、降水现象。教师采用探究式学习，通过课堂上设置用湿布擦拭桌面，观察水分蒸发过程的活动；以及在烧杯中倒入热水，用玻璃片盖住杯口，观察玻璃片上的水珠的实验，引导学生在仔细观察实验现象后，用简笔画或贴纸，绘制“水的循环”示意图（仅包含蒸发、降水等基本环节）记录实验现象；结合生活经验，讨论雨、雪、雾的形成原因，激发学习兴趣。

而进入初中阶段，教师采用问题驱动式学习，通过实验与理论结合，深化对水循环原理的理解，帮助学生抽象建模。在初中学习之前复习回顾小学阶段的水循环示意图，提出疑问：为何水蒸气能上升？为何凝结会发生在高空？

学生通过模拟实验（如加热盐水、观察水蒸气上升与冷凝），验证蒸发与凝结的物理条件。再将学习成果绘制科学化的水循环模型图，标注蒸发、凝结、降水、径流等环节，并解释能量转化（如太阳能驱动蒸发）。在数学课上引入计算不同环节的水量比例，分析水循环对生态的影响。

小初衔接中模型建构优化教学方法，小学阶段以观察与描述为主，初中阶段以实验与推理为主；将小学阶段的简笔画模型与初中阶段的科学化模型并置展示，引导学生分析差异，更顺利进行进阶学习。

（三）建立一体化评价体系

小学科学评价重点放在过程性、趣味性上，重视学生参与度和兴趣的培养，而初中科学评价以终结性评价为主，着重于知识的掌握和应试能力。一体化评价体系要打破这种割裂局面，将过程性评价和终结性评价有机融合起来，贯穿小学高年级到初中的衔接阶段，小学高年级开始逐步加大对知识理解和应用能力评价的比重，初中起始阶段会适当留存过程性评价元素，关注学生学习态度、探究过程等。一体化评价能全面客观地反映学生学习状况，让学生清楚学习方向，提升学习动力，也能给教师调整教学策略提供依据，达成教学和评价的良性互动，帮学生顺利完成小初衔接。

五年级下册《撬重物的窍门》中关于“杠杆原理”的知识点，教师依托实物操作与基础模型，设计以下活动：用尺子、硬币和橡皮泥制作简易杠杆，观察省力与费力现象；用杠杆撬动重物，讨论支点、力臂与力的关系。学生通过动手操作，用实物或简笔画，绘制杠杆示意图（仅包含支点、力臂、力等基本要素），初步认识杠杆的省力与费力特点。该课程中利用了过程性评价和成果性评价。其中过程性评价关注学生的实验操作记录表、小组讨论表现，评价学生的动手能力与合作能力。成果性评价则是通过杠杆示意图与实验报告，评价学生对杠杆基础概念的理解。

初中九年级上册物理《杠杆》中，教师主要通过符号建模与理论分析帮助学生掌握“杠杆原理”这个知识点。教师先带领学生回顾小学阶段的杠杆示意图，提出疑问：“如何用数学公式表示杠杆平衡条件？”，以问题驱动式让学生测量力臂与力的大小，验证杠杆平衡条件（ F₁L₁=F₂L₂; ）。学生绘制科学化的杠杆模型图，标注支点、力臂、力，并解释省力杠杆与费力杠杆的原理；引入数学工具来计算力矩，分析杠杆在不同条件下的平衡状态。其中的过程性评价通过实验报告、课堂讨论表现，评价学生的科学思维与计算能力。成果性评价通过杠杆模型图与计算题，评价学生对杠杆原理的理解与应用能力。

科学课程小初衔接一体化评价体系构建体现在评价维度和评价方法的衔接。小学阶段侧重动手能力与合作能力，初中阶段侧重科学思维与计算能力。通过跨学段评价表，将两阶段的评价维度进行整合（如“动手能力”升级为“科学探究与计算能力”）。小学阶段采用实验操作记录表、小组评分，初中阶段采用实验报告、模型分析题。通过评价档案袋，记录学生从小学到初中的成长轨迹。

通过小学科学和初中物理关于“杠杆原理”的案例，展示了科学课程小初衔接中模型建构与一体化评价体系的构建路径。

（四）加强教师交流合作促进衔接

小学科学教师与初中科学教师因所处教学阶段有别，在教学理念、知识体系把握、学生能力培养等方面存在差异，若双方加强交流合作就能深入了解彼此教学内容、方法和目标从而打破学段壁垒，小学教师可提前知晓初中科学对学生知识储备和能力的要求进而在小学教学时做到针对性地铺垫引导，初中教师也能了解学生小学阶段学习基础和习惯从而在初中起始阶段制定更贴合学生实际的教学计划有依据，这一交流合作利于教学内容无缝对接、教学方法有机融合、教学评价协同一致，能为学生搭建起小学到初中科学学习的桥梁，沈阳市教育局为加强小学科学小初衔接组织了小学和初中科学教师定期交流活动，学期初小学和初中科学教师就“生物的多样性”主题开展了一次联合教研活动，活动开始时小学教师分享了小学阶段“生物的多样性”教学内容，如让学生观察校园动植物、制作简单生物标本、通过图片视频了解不同生物形态特征等，重点是培养学生观察能力和对生物的兴趣。初中教师介绍了初中阶段该主题的深度和广度，并要求学生掌握生物分类方法、理解生物多样性意义以及生态系统与生物多样性的关系等。在交流中，双方发觉小学阶段学生对生物分类的认知较浅且缺乏系统方法，于是小学教师在后续教学中增加简单的生物分类游戏和实践活动，引导学生初步知晓生物分类依据，初中教师也决定在开学初安排一节复习课，回顾小学学过的常见生物，以有趣的方式引入生物分类知识来降低学生的学习难度。

结论

教育改革推动科学教育受重视，小学科学小初衔接就很重要了，但目前衔接有不少问题，课程内容跨度大还有衔接断层，知识的深度、广度和系统性一下子跃升导致学生知识衔接不顺畅，教学方法差别明显，小学讲究趣味性而初中重视逻辑推理使得学生不好适应，评价体系不衔接，小学多元