試論實(shí)驗(yàn)對科學(xué)教育專業(yè)教學(xué)的支撐作用

實(shí)驗(yàn)是科學(xué)學(xué)習(xí)中探究式學(xué)習(xí)的重要環(huán)節(jié)和學(xué)習(xí)載體，在科學(xué)教育專業(yè)教學(xué)中起著引領(lǐng)和支撐的作用。這種支撐作用表現(xiàn)在創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境、促進(jìn)學(xué)生理解以及發(fā)展學(xué)生能力等方面。實(shí)驗(yàn)科學(xué)教育教學(xué)支撐作用小學(xué)科學(xué)課程是以培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)為宗旨的科學(xué)啟蒙課程?？茖W(xué)素養(yǎng)的形成是長期的，早期的科學(xué)教育將對一個人科學(xué)素養(yǎng)的形成具有決定性的作用。承擔(dān)科學(xué)啟蒙任務(wù)的這門課程，將細(xì)心呵護(hù)兒童與生俱來的好奇心，培養(yǎng)他們對科學(xué)的興趣和求知欲，引領(lǐng)他們學(xué)習(xí)與常見事物有關(guān)的淺顯的科學(xué)知識，并能應(yīng)用于日常生活，逐漸養(yǎng)成科學(xué)的行為習(xí)慣和生活習(xí)慣；幫助他們體驗(yàn)科學(xué)活動的過程和方法，使他們了解科學(xué)、技術(shù)與社會的關(guān)系，樂于與人合作，與環(huán)境和諧相處，為后繼的科學(xué)學(xué)習(xí)、為其他學(xué)科的學(xué)習(xí)、為終身學(xué)習(xí)和全面發(fā)展打下基礎(chǔ)。培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力是新課程核心目標(biāo)之一，而要實(shí)現(xiàn)這個目標(biāo)，就必須倡導(dǎo)“學(xué)生生活世界和科學(xué)世界的整合”?？茖W(xué)課程的定位、內(nèi)容和性質(zhì)決定了要實(shí)現(xiàn)這門課程教學(xué)目標(biāo)就不能把教學(xué)活動封閉在一間教室里，不能把教學(xué)過程演變成教師說教的獨(dú)角戲，不能把教學(xué)目標(biāo)完成在記住答案……那么，科學(xué)課程的課堂是一個什么樣的課堂？身為課堂教學(xué)組織者的教師在這樣的課堂中是一個什么樣的角色呢？這樣的教師角色應(yīng)當(dāng)就是師范學(xué)校培養(yǎng)科學(xué)教育專業(yè)學(xué)生的目標(biāo)和要求。為此，在課程建設(shè)方面應(yīng)當(dāng)注意凸顯實(shí)驗(yàn)課程的建設(shè)理念。一、科學(xué)探究是科學(xué)學(xué)習(xí)的中心環(huán)節(jié)科學(xué)課程應(yīng)向?qū)W生提供充分的科學(xué)探究機(jī)會，使他們在像科學(xué)家那樣進(jìn)行科學(xué)探究的過程中，體驗(yàn)學(xué)習(xí)科學(xué)的樂趣，增長科學(xué)探究能力，獲取科學(xué)知識，形成尊重事實(shí)、善于質(zhì)疑的科學(xué)態(tài)度，了解科學(xué)發(fā)展的歷史。實(shí)驗(yàn)和動手操作以及生活觀察，都是探究學(xué)習(xí)的主要手段和通道，小學(xué)科學(xué)課程教材是教師教學(xué)的主要資源，是教與學(xué)的重要依據(jù)。教材是由教育專家編寫的，經(jīng)國家審定的高水平的課程資源。教材提供了大量、豐富的真實(shí)實(shí)驗(yàn)過程和要求，如觀察陽光下物體影子的變化、用平面鏡做游戲、做一個電磁鐵等，這就要求教師們能夠很嫻熟地組織學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，而教師熟練地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備和實(shí)驗(yàn)操作是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的前提條件，因此，在科學(xué)專業(yè)建設(shè)中應(yīng)加強(qiáng)對本專業(yè)學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作能力的培養(yǎng)和考評，分三部分實(shí)施：一是開設(shè)普通物理、化學(xué)、生物和地理學(xué)實(shí)驗(yàn)操作課；二是開設(shè)小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)操作課；三是開設(shè)科技制作課，讓學(xué)生在動手過程中學(xué)習(xí)操作技巧，在操作過程中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，在總結(jié)經(jīng)驗(yàn)的過程中升華對知識的理解和掌握。這一過程就是“做中學(xué)”教學(xué)理念的落實(shí)過程，也是陶行知先生“教學(xué)做合一”教學(xué)理念的體現(xiàn)。二、實(shí)驗(yàn)是科學(xué)探究的中心環(huán)節(jié)科學(xué)探究包括七個要素：提出問題、猜想與假設(shè)、制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)、分析與論證、評估、合作與交流。這是科學(xué)探究的七個要素，并不是科學(xué)探究活動中必須經(jīng)過的7個順序環(huán)節(jié)。因此，學(xué)校課堂教學(xué)在開展科學(xué)探究活動中，應(yīng)根據(jù)學(xué)生的探究水平，只注重對某幾個要素的過程經(jīng)歷與能力培養(yǎng)，并不強(qiáng)求每個科學(xué)探究活動都必須經(jīng)過這7個環(huán)節(jié)。但是可以看出，不論跨越哪個環(huán)節(jié)，實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)是每一個探究活動或探究過程中必備環(huán)節(jié)和支撐環(huán)節(jié)。因?yàn)閷?shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)既是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的執(zhí)行環(huán)節(jié)，同時又是分析論證、得出結(jié)果的前提和基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，同時它也是鍛煉學(xué)生動手能力、觀察能力、操作能力以及合作能力的載體和依托。與此同時，實(shí)驗(yàn)也是學(xué)生自主學(xué)習(xí)和合作性學(xué)習(xí)的重要平臺。通過實(shí)驗(yàn)操作過程感知實(shí)驗(yàn)程序、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)記錄和分析的過程，對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的認(rèn)知和理解更加深刻和透徹。在實(shí)驗(yàn)過程中，通過與同學(xué)的分工合作，增強(qiáng)與同學(xué)的表達(dá)和溝通能力，與同學(xué)分享實(shí)驗(yàn)的成果，體會到集體的智慧和力量。三、實(shí)驗(yàn)對科學(xué)教育專業(yè)教學(xué)的支撐作用1.運(yùn)用實(shí)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)良好的教學(xué)情境。教育家蘇霍姆林斯基說過，“如果教師不想方設(shè)法使學(xué)生進(jìn)入情緒高昂和智力振奮的內(nèi)容狀態(tài)就急于傳授知識，那么這種知識能使人產(chǎn)生冷漠的態(tài)度，而不動情感的腦力勞動就會帶來疲倦?！保ā队行Ы虒W(xué)情境創(chuàng)設(shè)方法》，張仁賢主編，天津教育出版社，2008年6月）。所以，教學(xué)的第一步就是創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，對于科學(xué)教育專業(yè)教學(xué)來說，教學(xué)情境的設(shè)置尤為重要，它是引發(fā)學(xué)生對特定科學(xué)問題進(jìn)行認(rèn)識、關(guān)注和思考的條件，任何過于寬泛和偏離主題的情境設(shè)置都會把學(xué)生的思考引入歧途。其次，興趣是最好的老師，一旦學(xué)生對任何一個科學(xué)主題產(chǎn)生直觀興趣，學(xué)生自己都會最快地投入到探究過程中，并利用自身已有經(jīng)驗(yàn)想方設(shè)法去求證。而實(shí)驗(yàn)是最直觀的教學(xué)情境表現(xiàn)形式之一，在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)疑問、現(xiàn)象，引發(fā)學(xué)生思考。2.運(yùn)用實(shí)驗(yàn)幫助學(xué)生理解抽象的科學(xué)現(xiàn)象和知識。科學(xué)專業(yè)教學(xué)的使命之一，就是引導(dǎo)學(xué)生把自己的生活經(jīng)驗(yàn)上升到理性認(rèn)知，把生活概念上升到科學(xué)概念。在科學(xué)教育的學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生的許多生活經(jīng)驗(yàn)和生活概念會阻礙科學(xué)概念的認(rèn)知，如在地球內(nèi)力作用下，巖石圈各板塊運(yùn)動所導(dǎo)致的地形變化、地球的運(yùn)動方向、月相運(yùn)動規(guī)律、四季的形成等地球相關(guān)知識，以及浮力、磁性、光等物質(zhì)世界的基本知識和規(guī)律的認(rèn)知，由于學(xué)生認(rèn)知世界和認(rèn)知水平的有限性，或是由于認(rèn)知對象的隱秘性，很多知識概念的認(rèn)知必須借助實(shí)驗(yàn)來完成從抽象到具象的轉(zhuǎn)變，所以各種模擬實(shí)驗(yàn)或驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)成為教學(xué)的有力支撐。3.通過實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)和提高學(xué)生的綜合能力。在科學(xué)教育專業(yè)的學(xué)習(xí)中，學(xué)生要掌握一定的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，在?shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)操作和實(shí)驗(yàn)觀察、實(shí)驗(yàn)記錄以及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的整理和分析中，培養(yǎng)學(xué)生尊重實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、嚴(yán)謹(jǐn)和認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度。實(shí)驗(yàn)在直觀上直接培養(yǎng)學(xué)生的動手能力，但是在實(shí)驗(yàn)過程中同時培養(yǎng)和提高了學(xué)生的觀察能力和思維能力，是對學(xué)生整體素質(zhì)的整體提升。觀察是一種帶有目的性的心理活動，細(xì)致的觀察是學(xué)生獲得真實(shí)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的必要條件，也是提高學(xué)生心智的一個過程。通過實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)分析，可以培養(yǎng)學(xué)生的想象創(chuàng)新能力、分析能力和縝密邏輯思維判斷能力，通過探索性試驗(yàn)，讓學(xué)生在教師的引導(dǎo)下拓展嘗試空間，以理性的態(tài)度面對實(shí)驗(yàn)的成功或是失敗。學(xué)生的素質(zhì)包括知識因素、智能因素和非智能因素，包括基本的基礎(chǔ)知識、觀察能力、思維能力、實(shí)踐能力以及嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度、細(xì)致的工作作風(fēng)和堅(jiān)韌的思想意志等方面。而這些能力和態(tài)度的形成，僅僅靠教師的直接指導(dǎo)和講授是不能內(nèi)化成學(xué)生自身素質(zhì)的，必須依靠學(xué)生在實(shí)際操作過程中認(rèn)知和接納，從而獲得。

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