優(yōu)化小學(xué)科學(xué)觀察實(shí)驗(yàn)“三策略”
2024-03-29 11:41:18江蘇省南通市唐閘小學(xué)校張明波
新教育 2024年7期
◎ 江蘇省南通市唐閘小學(xué)校 張明波
科學(xué)的發(fā)展離不開實(shí)驗(yàn)，要想讓學(xué)生在科學(xué)學(xué)習(xí)中真正重視實(shí)驗(yàn)卻并不是一件輕而易舉的事情。筆者在教學(xué)實(shí)踐的基礎(chǔ)上，總結(jié)了優(yōu)化小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)觀察的相關(guān)策略，在此總結(jié)出來與同行分享。
一、基于教材內(nèi)容，選擇實(shí)驗(yàn)主題
科學(xué)實(shí)驗(yàn)是小學(xué)科學(xué)教學(xué)的重要組成部分，科學(xué)觀察能力更是小學(xué)生必須具備的基礎(chǔ)能力，對(duì)學(xué)生后續(xù)的學(xué)習(xí)和發(fā)展有重大意義?？茖W(xué)教師必須通過總結(jié)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)來分析學(xué)生觀察能力的培養(yǎng)，并根據(jù)教學(xué)目標(biāo)和學(xué)情實(shí)際來調(diào)整預(yù)設(shè)的教學(xué)方案和實(shí)驗(yàn)要求。這就要求小學(xué)科學(xué)教師應(yīng)當(dāng)樹立一個(gè)明確的教學(xué)目標(biāo)，以幫助學(xué)生全面認(rèn)知世界。對(duì)于部分高年級(jí)學(xué)生，隨著年齡的增長他們已經(jīng)能夠?qū)茖W(xué)規(guī)律有一定的認(rèn)知，要求教師明確主題，引領(lǐng)他們開展豐富的觀察實(shí)驗(yàn)。
例如教師在教學(xué)“建筑與形狀”時(shí)，應(yīng)立足于課本內(nèi)容，組織學(xué)生自主制作不同形狀的紙筒。按照課標(biāo)既定的教學(xué)目標(biāo)，學(xué)生應(yīng)當(dāng)在本次課堂自主驗(yàn)證三種形狀的承受能力，并認(rèn)真記錄下實(shí)驗(yàn)結(jié)果，試著總結(jié)得出結(jié)論。在學(xué)生大致掌握實(shí)踐步驟以后，教師鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的自主設(shè)計(jì)，提示學(xué)生可能嘗試性地控制變量來得出多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，對(duì)比不同材質(zhì)或不同大小的紙張對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有何影響。比如學(xué)生會(huì)根據(jù)自己喜歡的造型，然后去判斷該造型建筑的承受力是大還是小。由于學(xué)生喜歡的造型有時(shí)候比較復(fù)雜，這個(gè)時(shí)候?qū)W生就會(huì)想方設(shè)法去判斷一個(gè)復(fù)雜造型是不是可以簡化，比如一個(gè)看似復(fù)雜的屋頂可以簡化為三角形，然后學(xué)生就發(fā)現(xiàn)三角形穩(wěn)定性強(qiáng)且承受力較大。于是也就有學(xué)生會(huì)猜想：一個(gè)長方形的墻壁要保持穩(wěn)定性也可以看其中有沒有三角形結(jié)構(gòu)……如此通過多組實(shí)驗(yàn)后，學(xué)生逐漸總結(jié)出結(jié)論：選擇實(shí)驗(yàn)的紙的形狀不同，其所能夠承受力大小也不同。學(xué)生這樣的探究經(jīng)歷，實(shí)際上經(jīng)歷著從生活到科學(xué)、用科學(xué)反哺生活的路徑，這有助于深化學(xué)生對(duì)科學(xué)知識(shí)的認(rèn)識(shí)。
從科學(xué)實(shí)驗(yàn)本身來看，在上述教學(xué)案例中實(shí)驗(yàn)主題的設(shè)計(jì)是從教材的內(nèi)容出發(fā)，這也就保證了實(shí)驗(yàn)主題不會(huì)偏離原有的教學(xué)思路。與此同時(shí)，實(shí)驗(yàn)又不完全拘泥于課本，這種基于教材而超越教材去確定實(shí)驗(yàn)主題的思路，能夠很好地將教材的編寫思路體現(xiàn)出來，同時(shí)又能夠更好地符合小學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)。這樣學(xué)生在實(shí)驗(yàn)的過程中就能夠清晰地感知到實(shí)驗(yàn)的主題，能夠更加深入地參與實(shí)驗(yàn)，從而讓觀察到的現(xiàn)象與實(shí)驗(yàn)結(jié)論之間形成更好的匹配關(guān)系，這樣也就能夠幫助學(xué)生鞏固學(xué)科知識(shí)，同時(shí)也有效培養(yǎng)了學(xué)生科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度，也為日后深入學(xué)習(xí)科學(xué)課程奠定了基礎(chǔ)。
二、聯(lián)系生活實(shí)際，奠定實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)
要充分認(rèn)識(shí)到物體之間的差異性，引領(lǐng)學(xué)生挖掘并觀察實(shí)驗(yàn)的生活化特征。簡單來說，就是要把學(xué)生的生活認(rèn)知與科學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行有效銜接，進(jìn)一步提升實(shí)驗(yàn)的可操作空間。與此同時(shí)，還要引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真觀察實(shí)驗(yàn)過程，力求有所發(fā)現(xiàn)。在要求學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)過程時(shí)，教師可以根據(jù)不同群體的認(rèn)知基礎(chǔ)來引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行觀察，通過不同角度、不同形式的觀察來發(fā)現(xiàn)科學(xué)規(guī)律，形成多維度的成長點(diǎn)。
例如教師在教學(xué)“聽聽聲音”一課時(shí)，為了接軌學(xué)生生活，選擇了一些常見的、能夠發(fā)出聲音的物體引導(dǎo)學(xué)生觀察。在長期的生活中，學(xué)生形成了對(duì)聲音的一定認(rèn)知，也大致知道哪些物體會(huì)發(fā)出什么樣的聲音。在課堂上，教師首先讓學(xué)生敲擊桌面，感受一下敲擊后所發(fā)出來的聲音，并對(duì)這些聲音的特征進(jìn)行簡單的描述。接著，回歸課本，學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)原理及其操作步驟。此后，鼓勵(lì)學(xué)生根據(jù)課堂所學(xué)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。有的學(xué)生將一把尺子放在桌面上，尺子的一半懸空，用力彈撥懸空的尺子，使其發(fā)出響聲；有的學(xué)生用筆敲擊鉛筆盒的不同部位，使其發(fā)出聲音；還有的學(xué)生則快速翻動(dòng)書頁，使其發(fā)出聲音……經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)與觀察，學(xué)生逐漸感知了不同物體所發(fā)出來的不同聲音。最終，在與其他同學(xué)的交流探討中得出結(jié)論：物體在振動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生聲音，振動(dòng)頻率不一樣，所發(fā)出的聲音也就不同。
在上述教學(xué)案例中，教師充分利用學(xué)生熟悉的物體引導(dǎo)他們開展實(shí)驗(yàn)，大大調(diào)動(dòng)起學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的積極性。從學(xué)生學(xué)習(xí)特點(diǎn)的角度來看，這樣的一種教學(xué)設(shè)計(jì)所產(chǎn)生的良好教學(xué)效果幾乎是必然的。因?yàn)槁曇魧?duì)于小學(xué)生而言并不陌生，他們?cè)谏町?dāng)中能夠聽到各種各樣的聲音。聯(lián)系小學(xué)生的生活實(shí)際，將生活中的聲音素材引入到科學(xué)課堂上來，這樣學(xué)生就不會(huì)感覺科學(xué)是遙不可及的，客觀上也就拉近了學(xué)生與科學(xué)之間的距離。因此通過這樣的實(shí)驗(yàn)，將科學(xué)知識(shí)與學(xué)生的生活有機(jī)結(jié)合，圍繞著“聲音”展開趣味性探索，使學(xué)生順利總結(jié)聲音生成原理。不要小看“物體在振動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生聲音，震動(dòng)頻率不一樣，所發(fā)出的聲音也就不同”這一結(jié)論，當(dāng)這一結(jié)論是由學(xué)生自主得出的時(shí)候，學(xué)生對(duì)這一結(jié)論的理解是非常深刻的。這個(gè)課堂上有一個(gè)細(xì)節(jié)，就是關(guān)于振動(dòng)與震動(dòng)的辨析，學(xué)生圍繞發(fā)出聲音的時(shí)候，發(fā)聲物體的運(yùn)動(dòng)到底應(yīng)該用哪個(gè)詞來描述有過激烈的討論。在傳統(tǒng)的教學(xué)視野里，這樣的討論可能是沒有必要的，可能會(huì)認(rèn)為學(xué)生在浪費(fèi)時(shí)間。但是如果從優(yōu)化小學(xué)科學(xué)觀察實(shí)驗(yàn)策略運(yùn)用的角度來看，這樣的討論可以讓學(xué)生加深對(duì)實(shí)驗(yàn)的印象，可以讓學(xué)生在對(duì)實(shí)驗(yàn)深度解析的過程中把握科學(xué)的原理，從而深化對(duì)科學(xué)知識(shí)的理解，進(jìn)而提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和核心素養(yǎng)。
三、引導(dǎo)質(zhì)疑探究，提升實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?/h2>
在小學(xué)科學(xué)觀察實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師還可以由一個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)論引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步質(zhì)疑并進(jìn)行新一輪探索。
例如在教學(xué)“簡單電路”這一章節(jié)時(shí)，由于學(xué)生缺乏電路知識(shí)的認(rèn)知，教師可以首先針對(duì)電池、電線等知識(shí)對(duì)學(xué)生進(jìn)行簡單的介紹。為了更好地集中學(xué)生注意力，教師可以提出疑問：“大家思考一下，小電珠為何可以發(fā)光？”這個(gè)時(shí)候會(huì)發(fā)現(xiàn)學(xué)生的想法是千奇百怪的：有的學(xué)生認(rèn)為有電池?zé)襞菥蜁?huì)發(fā)光；有學(xué)生認(rèn)為只要電池兩端有線接到燈泡上燈泡就會(huì)發(fā)光；還有學(xué)生將電池正負(fù)極的兩根線都接到了小燈泡的金屬上，認(rèn)為這樣就能夠發(fā)光……這個(gè)時(shí)候教師可以放手讓學(xué)生去自行探究，去驗(yàn)證自己的猜想是否正確。在學(xué)生發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與自己的猜想不一致的時(shí)候，他們就會(huì)產(chǎn)生進(jìn)一步探究的動(dòng)力。
有了探究的動(dòng)力，那么在進(jìn)一步探究的開始時(shí)，教師就可以跟學(xué)生講解電路的相關(guān)原理，也形成了對(duì)相關(guān)儀器設(shè)備的初步認(rèn)知，面對(duì)教師適時(shí)提出的問題，學(xué)生會(huì)自然地進(jìn)入思考狀態(tài)，嘗試著利用身邊的儀器去進(jìn)一步實(shí)踐和探索，由此營造出良好的課堂氛圍。一整節(jié)課下來，學(xué)生通過自主實(shí)驗(yàn)，在反復(fù)操作、觀察和分析中得到了結(jié)論，既有效激發(fā)起學(xué)生對(duì)于科學(xué)實(shí)驗(yàn)的熱情，又在一定程度上強(qiáng)化學(xué)生的實(shí)踐能力。
又如在教學(xué)“溶解”時(shí)學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)得出：高錳酸鉀、氯化鈉可溶解于水。此時(shí)，也有學(xué)生提出質(zhì)疑：是不是所有的物質(zhì)都可以被水溶解？為了引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步探究，教師鼓勵(lì)學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證這一猜想。于是，他們將沙子、粉筆、石頭等物質(zhì)放入水中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，最終發(fā)現(xiàn)：并不是所有物質(zhì)都能溶解于水中?？梢?，只有親自歷經(jīng)實(shí)驗(yàn)過程，讓質(zhì)疑在實(shí)驗(yàn)中被驗(yàn)證，才能夠強(qiáng)化學(xué)生的認(rèn)知和記憶，有效推動(dòng)他們?cè)趧?chuàng)新、實(shí)踐動(dòng)手方面的發(fā)展。其實(shí)學(xué)生此時(shí)還會(huì)有新的問題出現(xiàn)：什么樣的物質(zhì)溶于水，什么樣的物質(zhì)不溶于水？這其中是否存在某種規(guī)律……這些問題的出現(xiàn)，本身就意味著學(xué)生有了良好的探究體驗(yàn)。
在這個(gè)實(shí)驗(yàn)當(dāng)中，學(xué)生表現(xiàn)的亮點(diǎn)就是質(zhì)疑與探究并行，學(xué)生通過質(zhì)疑能夠更加清晰地認(rèn)識(shí)到自己的經(jīng)驗(yàn)與實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象以及科學(xué)知識(shí)之間的差異，通過探究可以讓獲得的科學(xué)知識(shí)更好地匹配實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。這實(shí)際上就是在提升學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，能夠讓學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象及其背后的科學(xué)知識(shí)形成對(duì)應(yīng)認(rèn)識(shí)。這種對(duì)應(yīng)認(rèn)識(shí)最大的好處就是學(xué)生所獲得的科學(xué)知識(shí)，可以在實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察當(dāng)中扎根，可以在質(zhì)疑與探究的過程中得到拓展，而這正是科學(xué)素養(yǎng)提升的基礎(chǔ)，也是核心素養(yǎng)得以發(fā)展的重要體現(xiàn)。因此小學(xué)科學(xué)教師有必要引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行質(zhì)疑探究，從而用科學(xué)能力來支撐起素養(yǎng)提升。
總之，小學(xué)科學(xué)教師應(yīng)當(dāng)正視實(shí)驗(yàn)教學(xué)在科學(xué)學(xué)科教學(xué)活動(dòng)中的重要地位，在教學(xué)活動(dòng)中為學(xué)生創(chuàng)造充足的實(shí)驗(yàn)操作機(jī)會(huì)，引導(dǎo)學(xué)生仔細(xì)觀察、善于觀察，必要時(shí)，要對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行指導(dǎo)，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中有所收獲，從而不斷提高自身的科學(xué)素養(yǎng)。
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