◇于 寧(山東:利津縣第二實(shí)驗(yàn)學(xué)校)
目前,科學(xué)教學(xué)覆蓋了整個(gè)小學(xué)階段,各版本教材都包含了與小學(xué)生生活相關(guān)的各類科學(xué)知識,從自然現(xiàn)象、物質(zhì)的物理和化學(xué)性質(zhì),到動物、植物與人體相關(guān)知識,提供了分析現(xiàn)實(shí)問題、發(fā)現(xiàn)科學(xué)規(guī)律、驗(yàn)證猜想和解釋各種現(xiàn)象的素材。在科學(xué)課程教學(xué)中,實(shí)驗(yàn)是演示典型現(xiàn)象、解釋科學(xué)原理、培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)精神和實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié)。通常情況下,都是由教師在課堂上主導(dǎo)實(shí)驗(yàn)過程,不利于學(xué)生養(yǎng)成良好的自主探究習(xí)慣、提升實(shí)驗(yàn)操作技能。為了體現(xiàn)科學(xué)教學(xué)的育人價(jià)值,為學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識研究現(xiàn)實(shí)問題、發(fā)揮創(chuàng)造力提供平臺,有必要基于教學(xué)形式和方法創(chuàng)新,豐富教學(xué)資源,把科學(xué)實(shí)驗(yàn)探究活動向課外延伸。
小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)探究活動連接了教材中的基礎(chǔ)科學(xué)知識與生活實(shí)踐,有助于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維、豐富學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。把科學(xué)實(shí)驗(yàn)探究活動延伸至課外,具有超出科學(xué)課程本身的教育意義。
在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中,實(shí)驗(yàn)探究活動具有明顯的趣味性和生活化特點(diǎn),符合小學(xué)生的實(shí)踐能力和學(xué)習(xí)興趣,有助于聯(lián)系生活中常見的現(xiàn)象,啟發(fā)學(xué)生深入思考。把科學(xué)實(shí)驗(yàn)探究活動向課外延伸,可以豐富學(xué)生的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),培養(yǎng)學(xué)生觀察、分析、論證等方面的思維和創(chuàng)新實(shí)踐能力,契合新時(shí)期創(chuàng)新型人才培養(yǎng)要求。例如,在青島版教材“植物的繁殖”單元,在了解植物的基本繁殖方式之后,由于絕大多數(shù)學(xué)生之前只了解植物可以開花、結(jié)果、長出種子,并且認(rèn)為種下種子,就能長出新的一代。所以,當(dāng)?shù)弥糠种参锏母⑶o,甚至葉也可以繁殖時(shí),學(xué)生覺得非常新奇有趣。如果教師在課堂講解和呈現(xiàn)相關(guān)圖片、影像的基礎(chǔ)上,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行課外實(shí)驗(yàn),研究感興趣的植物能以哪些方式繁殖,就可以提高學(xué)生搜集資料、設(shè)計(jì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)、驗(yàn)證猜想的能力。
通過創(chuàng)新教學(xué)形式,引導(dǎo)學(xué)生開展課外自主學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)探究,有助于建立科學(xué)課程內(nèi)容與現(xiàn)實(shí)生活的聯(lián)系,促使學(xué)生從科學(xué)視角觀察、解釋身邊的現(xiàn)象,培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)問題、產(chǎn)生懷疑并開展實(shí)驗(yàn)探究的習(xí)慣。這樣既可以提高科學(xué)教學(xué)效率,又能訓(xùn)練學(xué)生的科學(xué)思維、養(yǎng)成自主學(xué)習(xí)習(xí)慣。例如,在用實(shí)驗(yàn)方式探究過植物的繁殖方式之后,學(xué)生收獲的不僅是科學(xué)常識驗(yàn)證了猜想、證明了科學(xué)原理的成就感,還有觀察和研究植物習(xí)性、生長規(guī)律和形態(tài)的新思路,再看到身邊的植物時(shí),對其是如何繁殖的、適應(yīng)什么樣的生長環(huán)境,都會自然地產(chǎn)生自主學(xué)習(xí)和開展實(shí)驗(yàn)探究的想法。
讓實(shí)驗(yàn)探究活動向課外延伸,意味著教師需要?jiǎng)?chuàng)新科學(xué)教學(xué)方法和形式。一方面,必須基于豐富教學(xué)素材、優(yōu)化課堂教學(xué)內(nèi)容,促使學(xué)生產(chǎn)生運(yùn)用課堂所學(xué)研究生活現(xiàn)象、拓展學(xué)習(xí)科學(xué)知識的興趣;另一方面,實(shí)現(xiàn)教學(xué)活動組織形式多樣化,讓科學(xué)教學(xué)不再局限于課堂,拓展學(xué)生的獨(dú)立思考和實(shí)驗(yàn)探究空間,才能實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)其科學(xué)精神、提升實(shí)踐創(chuàng)新能力的目的。
在“雙減”政策背景下,小學(xué)科學(xué)教學(xué)的課外活動安排,必須以不增添學(xué)生額外負(fù)擔(dān)為原則,合理控制學(xué)生完成學(xué)習(xí)任務(wù)的時(shí)間。因此,讓科學(xué)實(shí)驗(yàn)探究活動向課外延伸,不能單純地依賴布置任務(wù)、組織課外活動,而是要以激發(fā)課外自主探究興趣為出發(fā)點(diǎn),把開展課外科學(xué)實(shí)驗(yàn)探究活動,轉(zhuǎn)化為學(xué)生的一種習(xí)慣,成為增添生活情趣、豐富自主學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)、滿足個(gè)性化探究需求的方式。在實(shí)踐中,教師可以通過創(chuàng)新教學(xué)方法、豐富課堂教學(xué)素材等手段,激發(fā)學(xué)生開展課外科學(xué)實(shí)驗(yàn)探究活動的動機(jī),在盡量不增添學(xué)習(xí)任務(wù)和心理壓力的情況下,讓學(xué)生用多種方式,運(yùn)用科學(xué)知識和實(shí)驗(yàn)方法去驗(yàn)證科學(xué)原理,解釋生活中有趣的現(xiàn)象。
思維習(xí)慣決定一個(gè)人如何看待現(xiàn)實(shí)問題、采用什么方法解答心中的疑問。在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中,如果教師注重培養(yǎng)學(xué)生的思維習(xí)慣,傳授觀察表象、分析內(nèi)在聯(lián)系、發(fā)現(xiàn)科學(xué)規(guī)律的思路和技巧,就能夠推動實(shí)驗(yàn)探究活動向課外延伸。例如,在青島版小學(xué)科學(xué)教材中,按照學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)、思維能力等方面的發(fā)展?fàn)顩r,各冊教材由淺及深地設(shè)置了關(guān)于物質(zhì)的內(nèi)容,逐步滲透研究物質(zhì)功用、性質(zhì)和組成的基本思路和方法。如果在一年級教師就開始訓(xùn)練學(xué)生的科學(xué)思維能力,引導(dǎo)其發(fā)現(xiàn)研究食鹽、金屬等物質(zhì)特性的基本方法,那么隨著科學(xué)知識、實(shí)驗(yàn)技能的積累,大部分學(xué)生就都能自發(fā)地用科學(xué)實(shí)驗(yàn)去研究感興趣的物質(zhì),養(yǎng)成課外自主探究現(xiàn)實(shí)問題的習(xí)慣。
在激起學(xué)習(xí)科學(xué)知識、探究現(xiàn)實(shí)問題興趣的基礎(chǔ)上,科學(xué)教師可以根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生特點(diǎn),設(shè)計(jì)開放性的課外學(xué)習(xí)任務(wù),幫助學(xué)生用自己擅長的方法,對感興趣的科學(xué)原理和生活現(xiàn)象進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。一方面,針對小學(xué)生的認(rèn)知經(jīng)驗(yàn)、科學(xué)知識掌握情況、學(xué)習(xí)興趣,結(jié)合教材內(nèi)容設(shè)計(jì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)探究任務(wù)。例如,在“空氣”一章教學(xué)中,學(xué)生在課堂上掌握氧氣、燃燒等方面的基礎(chǔ)概念、原理之后,對于教材中提出的紙鍋燒水問題,都非常感興趣。教師以此為契機(jī),布置課外自主實(shí)驗(yàn)任務(wù),引導(dǎo)學(xué)生搜索相關(guān)資料、準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)用材料和工具,通過親身實(shí)驗(yàn)印證猜想,并且在課堂上交流實(shí)驗(yàn)經(jīng)歷和結(jié)論,探討為何用紙鍋可以將水加熱至沸騰。通過布置這樣的課外學(xué)習(xí)任務(wù),不僅訓(xùn)練了學(xué)生設(shè)計(jì)和執(zhí)行實(shí)驗(yàn)探究計(jì)劃的能力,深化了對燃燒原理、燃點(diǎn)概念的理解,還豐富了課外實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),強(qiáng)化了學(xué)生探索科學(xué)現(xiàn)象、研究身邊事物的興趣,有助于培養(yǎng)創(chuàng)新型人才。
小學(xué)生樂于探索新奇事物,熱衷于在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)未知、展現(xiàn)創(chuàng)意和才能。針對這一特點(diǎn),科學(xué)教師可以通過搭建課外實(shí)驗(yàn)探究活動平臺,實(shí)現(xiàn)拓展自主學(xué)習(xí)空間、培養(yǎng)科學(xué)思維和創(chuàng)新實(shí)踐能力的目的。首先,鑒于小學(xué)生的科學(xué)知識學(xué)習(xí)興趣、特長和實(shí)驗(yàn)探究能力各異,教師可以通過組織競賽和實(shí)驗(yàn)探究成果交流等活動,激勵(lì)學(xué)生用擅長的方式,開展課外科學(xué)實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新實(shí)踐活動;其次,學(xué)生必須有相應(yīng)的資源和必要的指導(dǎo),才能就感興趣的問題開展實(shí)驗(yàn)探究活動,利用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證猜想、解答疑問?;诖?,科學(xué)教師還應(yīng)開發(fā)必要的資源,為學(xué)生創(chuàng)造科學(xué)實(shí)驗(yàn)探究條件。例如,在實(shí)驗(yàn)室中開辟自主探究區(qū)域,提供基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)儀器、工具和材料,指導(dǎo)學(xué)生在課外時(shí)間學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)技能,探究感興趣的科學(xué)原理及現(xiàn)象。
在青島版的小學(xué)科學(xué)教材中,結(jié)合小學(xué)生知識體系、認(rèn)知經(jīng)驗(yàn)、心理和行為特點(diǎn),編排了與現(xiàn)實(shí)生活和學(xué)習(xí)關(guān)系密切的內(nèi)容,呈現(xiàn)了動物、植物等領(lǐng)域的科學(xué)知識。在教學(xué)實(shí)踐中,教師可針對每一章節(jié)的內(nèi)容特點(diǎn),結(jié)合對學(xué)生科學(xué)實(shí)驗(yàn)探究興趣、生活環(huán)境和認(rèn)知經(jīng)驗(yàn)的了解,把學(xué)生熟悉的現(xiàn)象和身邊事物作為切入點(diǎn),以實(shí)用性、趣味性為原則,確定教學(xué)重點(diǎn),通過豐富素材、創(chuàng)新教學(xué)形式,增添科學(xué)課堂趣味性,激發(fā)學(xué)生開展課外實(shí)驗(yàn)探究活動的興趣。例如,在《物質(zhì)的變化》的課堂教學(xué)中,教材以食鹽、水泥和牛奶為例,引導(dǎo)學(xué)生初步了解物質(zhì)形態(tài)與其性質(zhì)、環(huán)境條件之間的關(guān)系。在教學(xué)中,可以小學(xué)生最為熟悉的《牛奶的變化》為重點(diǎn),用視頻呈現(xiàn)不同情況下牛奶的變化,激起學(xué)生在課外自主探究的興趣,使之在觀察熟悉的物質(zhì)、用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證猜想的過程中,形成良好的思維習(xí)慣,掌握觀察和分析生活現(xiàn)象的基本思路。
小學(xué)生就感興趣的問題開展實(shí)驗(yàn)探究活動,不僅要有發(fā)現(xiàn)問題、質(zhì)疑他人見解和常識的科學(xué)精神,還必須掌握使用實(shí)驗(yàn)器材、設(shè)計(jì)探究計(jì)劃并付諸實(shí)踐的技能。在科學(xué)課堂上,教師應(yīng)基于對學(xué)生個(gè)體學(xué)習(xí)興趣、能力和思維習(xí)慣的了解,洞察課外科學(xué)實(shí)驗(yàn)探究需求,適時(shí)傳授必備技能。針對有不同特長和探究興趣的學(xué)生,根據(jù)課堂反饋,傳授有助于拓展自主學(xué)習(xí)思路、發(fā)揮創(chuàng)造力的思維方法和實(shí)驗(yàn)技能。例如,在《水的三態(tài)變化》教學(xué)中,有學(xué)生對升華現(xiàn)象提出了疑問,認(rèn)為水也可能是瞬間經(jīng)歷了固態(tài)、液態(tài)到氣態(tài)的過程,只不過速度太快,人眼捕捉不到液態(tài)的瞬間,看到的只是冰逐漸消失了。在肯定學(xué)生質(zhì)疑的合理性、贊賞其科學(xué)精神的同時(shí),教師可鼓勵(lì)其搜索相關(guān)資料,找到驗(yàn)證這一猜想的實(shí)驗(yàn)視頻。學(xué)生既可以解釋心中疑問,又能學(xué)習(xí)到驗(yàn)證猜想、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的思路和技能,形成借鑒他人探究方法、掌握實(shí)驗(yàn)技巧的意識,為開展課外科學(xué)實(shí)驗(yàn)探究活動打下基礎(chǔ)。
為了引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用科學(xué)知識、實(shí)驗(yàn)手段解決現(xiàn)實(shí)問題,把科學(xué)教學(xué)向課外延伸,根據(jù)各章節(jié)教學(xué)內(nèi)容,設(shè)計(jì)具有開放性、多樣性的實(shí)驗(yàn)探究任務(wù),讓學(xué)生根據(jù)自己的興趣,選擇特定議題和實(shí)驗(yàn)探究方向。例如,在“微小的生物”一章,當(dāng)學(xué)生學(xué)習(xí)食用菌的內(nèi)容時(shí),教師設(shè)計(jì)了觀察、實(shí)踐和實(shí)驗(yàn)類課外自主探究任務(wù):對食用菌種類和生長規(guī)律感興趣的學(xué)生,可以選擇去市場和超市,通過觀察、訪談,了解食用菌名稱、口味、是否可以人工種植等信息,并且拍下相關(guān)照片;對食用菌生長條件和過程感興趣的學(xué)生,教師可以與家長溝通,指導(dǎo)學(xué)生網(wǎng)購食用菌菇種植包并體驗(yàn)培育過程,觀察食用菌的生長;有意做實(shí)驗(yàn)的學(xué)生,則要了解其出發(fā)點(diǎn)和希望驗(yàn)證哪些猜想,幫助其理清思路并設(shè)計(jì)和完成實(shí)驗(yàn)。此外,為了拓展自主科學(xué)實(shí)驗(yàn)探究空間,學(xué)校應(yīng)定期組織主題比賽和交流展示活動。例如,以年級為單位,每學(xué)年舉辦一次科技小發(fā)明競賽,征集學(xué)生的創(chuàng)意和作品,營造鼓勵(lì)創(chuàng)新的校園氛圍,促使學(xué)生養(yǎng)成運(yùn)用科學(xué)原理和方法解決現(xiàn)實(shí)問題的習(xí)慣。
為了給開展課外科學(xué)實(shí)驗(yàn)探究活動創(chuàng)造條件,學(xué)校和教師都要重視相關(guān)資源開發(fā)。首先,針對教學(xué)需要,完善校內(nèi)科學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)施和器材,為學(xué)生開展課外實(shí)驗(yàn)探究活動提供資源和空間。例如,在教學(xué)實(shí)驗(yàn)室的基礎(chǔ)上,增設(shè)開放性的實(shí)驗(yàn)室,供有需求的師生預(yù)約使用,并且提供實(shí)驗(yàn)器材外借服務(wù);其次,與當(dāng)?shù)乜萍拣^、氣象站等機(jī)構(gòu)建立合作關(guān)系,共同策劃和組織課外科學(xué)實(shí)驗(yàn)探究主題活動。例如,在《浩瀚宇宙》的教學(xué)中,組織學(xué)生到天文館參觀體驗(yàn),并且邀請專家開展現(xiàn)場科普教育,探討天體運(yùn)行規(guī)律、季節(jié)和晝夜交替現(xiàn)象等小學(xué)生感興趣的話題,利用天文館的資源優(yōu)勢,豐富學(xué)生的課外探究體驗(yàn)。
綜上所述,在青島版小學(xué)科學(xué)教材的教學(xué)實(shí)踐中,明確將科學(xué)實(shí)驗(yàn)探究活動向課外延伸的路徑之后,可從激發(fā)學(xué)生自主探究興趣出發(fā),運(yùn)用優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、傳授實(shí)驗(yàn)探究技能、開發(fā)校內(nèi)外科學(xué)教學(xué)資源等策略,實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)科學(xué)思維習(xí)慣、提升自主實(shí)驗(yàn)探究興趣和創(chuàng)新實(shí)踐能力的目的。