培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng) 應(yīng)著眼細(xì)微處

【摘要】\"一個(gè)人的價(jià)值不是以數(shù)量而是以他的深度來(lái)衡量的，成功者的共同特點(diǎn)，就是能做小事情，能夠抓住生活中的一些細(xì)節(jié)。\"對(duì)科學(xué)教育來(lái)說(shuō)更是如此，只有把握好科學(xué)活動(dòng)的細(xì)節(jié)、關(guān)注活動(dòng)過(guò)程，才能將科學(xué)教育做好、做實(shí)。本文以筆者親自上的一堂研討課《抵抗彎曲》為案例背景，從多個(gè)細(xì)微之處入手，滲透學(xué)生觀察思考能力、對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的預(yù)測(cè)能力、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的能力、交流研討能力以及科學(xué)服務(wù)與生活等多方面能力地培養(yǎng)。

【關(guān)鍵詞】觀察 培養(yǎng) 方法 興趣

科學(xué)是以培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)為宗旨的科學(xué)啟蒙課程，承擔(dān)科學(xué)啟蒙任務(wù)的這門(mén)課程，如何激發(fā)學(xué)生科學(xué)探究的情感，真正體驗(yàn)科學(xué)活動(dòng)的過(guò)程與方法，用發(fā)展變化的視角去理解科學(xué)的成果，這是擺在每一個(gè)小學(xué)科學(xué)教育工作者面前的重要課題。老子曾說(shuō)：\"天下難事，必做于易；天下大事，必做于細(xì)\"，它精辟地指出了想成就一番事業(yè)，必須從簡(jiǎn)單的事情做起，從細(xì)微之處入手。甘于平淡，認(rèn)真做好每個(gè)細(xì)節(jié)，成功卻不期而至。這也就是細(xì)節(jié)的魅力。

《抵抗彎曲》是小學(xué)科學(xué)教科版教材六年級(jí)上冊(cè)《形狀與結(jié)構(gòu)》單元的第一課，在一次區(qū)研討課上，我選擇了這一內(nèi)容的教學(xué)作為研討的素材。我們以\"有效教學(xué)\"理論為指導(dǎo)，采用主題教學(xué)法，通過(guò)對(duì)三維學(xué)習(xí)目標(biāo)的整合，以科學(xué)探究過(guò)程為教學(xué)主線索，同時(shí)又設(shè)科學(xué)知識(shí)建構(gòu)和情感態(tài)度價(jià)值觀形成這兩條教學(xué)暗線。使三條教學(xué)線索和學(xué)習(xí)目標(biāo)在邏輯化的教學(xué)程序、結(jié)構(gòu)化的教學(xué)內(nèi)容和活動(dòng)化的教學(xué)體驗(yàn)中整體推進(jìn)，互為促進(jìn)，促成課堂的多向互動(dòng)和動(dòng)態(tài)生成，以達(dá)到在一種\"靜水流深\"的教學(xué)意境中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

1 強(qiáng)調(diào)學(xué)生觀察能力的培養(yǎng)，讓學(xué)生學(xué)會(huì)在觀察中思考。

《科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》指出小學(xué)科學(xué)課是以培養(yǎng)小學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)為宗旨的科學(xué)啟蒙課程，探究是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的重要方式，而科學(xué)探究活動(dòng)始于細(xì)微的觀察，觀察能力是認(rèn)識(shí)能力發(fā)展的一個(gè)重要方面。觀察是積累知識(shí)的起點(diǎn)，是科學(xué)發(fā)現(xiàn)的開(kāi)端。任何學(xué)習(xí)活動(dòng)、聯(lián)系實(shí)際的科學(xué)研究和藝術(shù)創(chuàng)作，都始于對(duì)自然和社會(huì)現(xiàn)象的精細(xì)觀察，因此，觀察能力的培養(yǎng)應(yīng)貫穿整個(gè)小學(xué)的科學(xué)教學(xué)過(guò)程中。觀察又包括以下兩個(gè)方面：①、在觀察中發(fā)現(xiàn)現(xiàn)象；②、在觀察后作出理性的分析

六年級(jí)的學(xué)生已經(jīng)有了較強(qiáng)的觀察能力，并能夠?qū)λ^察到的現(xiàn)象進(jìn)行分析和假設(shè)。因此在教學(xué)《抵抗彎曲》一課時(shí)我采用了觀察導(dǎo)入法：

教師演示實(shí)驗(yàn)（提示學(xué)生仔細(xì)觀察）：兩張不同厚度的紙條分別放在兩個(gè)架空的盒子上，然后在上面放一個(gè)墊圈。（這時(shí)所有的同學(xué)都把注意力集中在觀察實(shí)驗(yàn)上。）

引導(dǎo)1、你發(fā)現(xiàn)了什么？

引導(dǎo)2、你認(rèn)為造成這種現(xiàn)象的原因是什么？

引導(dǎo)3、你認(rèn)為紙的厚度與它的抵抗彎曲的能力的大小有什么關(guān)系呢？

通過(guò)以上這些引導(dǎo)，同學(xué)們體會(huì)到了觀察并不是簡(jiǎn)單地看，而是要對(duì)觀察到的現(xiàn)象作出判斷，并分析產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因，這才是真正有科學(xué)意義的觀察。

2 注重實(shí)驗(yàn)前的預(yù)測(cè)，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)分析能力

預(yù)測(cè)對(duì)學(xué)生有序地進(jìn)行科學(xué)探究活動(dòng)能起一個(gè)很好的調(diào)劑作用，因?yàn)橛辛藢W(xué)生自己的預(yù)測(cè)，他們就非常想知道自己預(yù)測(cè)的結(jié)果是否正確，所以他們就會(huì)更加專(zhuān)注地投入到設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)操作中去。預(yù)測(cè)對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)并不陌生，在生活中，他們經(jīng)常通過(guò)一些生活現(xiàn)象來(lái)推測(cè)將要發(fā)生的事情；在科學(xué)課上，經(jīng)常在實(shí)驗(yàn)之前預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，但他們會(huì)把平時(shí)的無(wú)根據(jù)地猜想、猜測(cè)，甚至于打賭當(dāng)作科學(xué)的預(yù)測(cè)。真正的預(yù)測(cè)是需要一定根據(jù)的，并且能有效地根據(jù)證據(jù)作出較為準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)，在《抵抗彎曲》一課的教學(xué)中我就進(jìn)行了一些嘗試：

片段一：（第一次教學(xué)）

師：老師這里有兩張紙條，1號(hào)紙、2號(hào)紙，1號(hào)紙薄一點(diǎn)，2號(hào)紙是用兩張1號(hào)紙粘起來(lái)的，那你們覺(jué)得哪張紙的抵抗彎曲的能力強(qiáng)一些？

生：2號(hào)。

師：現(xiàn)在如果我給你們這樣的兩張紙，你準(zhǔn)備怎么樣做實(shí)驗(yàn)來(lái)比較它們抵抗彎曲能力的大小？

學(xué)生交流想法，逐步設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)方法，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

片段二：（第二次教學(xué)）

師：老師這里有兩張紙條，1號(hào)紙、2號(hào)紙，1號(hào)紙薄一點(diǎn)，2號(hào)紙是用兩張1號(hào)紙粘起來(lái)的，那你們覺(jué)得哪張紙的抵抗彎曲的能力強(qiáng)一些？

生：2號(hào)。

師：你認(rèn)為強(qiáng)多少？為什么？

學(xué)生預(yù)測(cè)。（基本上的同學(xué)都認(rèn)為1號(hào)紙能放一個(gè)墊圈，而2號(hào)紙就只能放兩個(gè)墊圈，因?yàn)樗暮穸仁?號(hào)紙的2倍。因?yàn)?號(hào)紙?jiān)谇耙粋€(gè)探究活動(dòng)中已經(jīng)進(jìn)行了測(cè)試，只能放一個(gè)墊圈。）

師：同學(xué)們真棒，能根據(jù)我們前一次的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)推測(cè)我們新實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，這個(gè)方法也是科學(xué)家進(jìn)行科學(xué)研究時(shí)常用的方法，看來(lái)，你們的研究方式已經(jīng)越來(lái)越接近科學(xué)家的研究了?，F(xiàn)在如果我給你們這樣的兩張紙，你準(zhǔn)備怎么樣做實(shí)驗(yàn)來(lái)比較它們抵抗彎曲能力的大?。?/p>

學(xué)生交流想法，逐步設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)方法，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

在這個(gè)環(huán)節(jié)中兩次教學(xué)只是想差了一個(gè)小小的預(yù)測(cè)環(huán)節(jié)，結(jié)果卻有著天壤之別，在第一次的教學(xué)中，學(xué)生沒(méi)有了預(yù)測(cè)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)他們來(lái)說(shuō)只是一個(gè)極其簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)而已，并沒(méi)有什么值得思考的。而第二次的教學(xué)中，學(xué)生夢(mèng)根據(jù)本課第一個(gè)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果來(lái)預(yù)測(cè)第二個(gè)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，這個(gè)預(yù)測(cè)的結(jié)果是學(xué)生經(jīng)過(guò)了深思熟慮的，是以前一個(gè)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果為依據(jù)的。在這樣的預(yù)測(cè)基礎(chǔ)上學(xué)生再進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)，表現(xiàn)出了更多的關(guān)注。實(shí)驗(yàn)的結(jié)果出來(lái)了，當(dāng)他們發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)與自己的推測(cè)相差很大時(shí)，先完成的小組不是像以往一樣在說(shuō)話聊天，而是齊刷刷地做了\"重復(fù)\"實(shí)驗(yàn)，這時(shí)候\"重復(fù)實(shí)驗(yàn)\"已經(jīng)成為學(xué)生的自覺(jué)行為。當(dāng)他們發(fā)現(xiàn)重復(fù)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果都一樣時(shí)，又不由自主的提出了一個(gè)問(wèn)題：為什么紙的厚度只增加了一倍，而抗彎曲的能力卻增加了好多倍呢？我想這就是預(yù)測(cè)給教學(xué)帶來(lái)的意想不到的效果。

3 關(guān)注學(xué)生實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，掌握科學(xué)實(shí)驗(yàn)的方法

小學(xué)的科學(xué)教學(xué)離不開(kāi)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要包括實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)操作和實(shí)驗(yàn)分析三大部分，如果說(shuō)實(shí)驗(yàn)操作重在培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作技能和觀察能力，那么實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)重在讓學(xué)生掌握如何科學(xué)地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的方法和培養(yǎng)學(xué)生縝密的思維能力。一旦學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力得到提高，在今后的生活生產(chǎn)中就會(huì)運(yùn)用科學(xué)的思維方法去解決問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)、科學(xué)探究能力的重要立足點(diǎn)，是科學(xué)探究教學(xué)十分重要的一環(huán)。

研究方案的設(shè)計(jì)是學(xué)生探究活動(dòng)成功與否的關(guān)鍵，對(duì)小學(xué)生來(lái)說(shuō)，設(shè)計(jì)研究方案還是存在著一定的難度的，需要老師的指導(dǎo)和幫助。在《抵抗彎曲》這堂課當(dāng)中我們是這樣指導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)方案的：

① 如果老師給你們這樣的兩張紙（1號(hào)和2號(hào)紙），你們準(zhǔn)備怎樣做實(shí)驗(yàn)來(lái)比較它們抵抗彎曲能力的大小呢？（先請(qǐng)學(xué)生交流初步的設(shè)想。）

② 如果要科學(xué)準(zhǔn)確地完成這個(gè)實(shí)驗(yàn)，我們要控制哪些量不變呢？（小組討論后交流。）

③ 仔細(xì)觀察老師給你的兩張紙，看看對(duì)你們的這個(gè)實(shí)驗(yàn)有什么幫助呢？（逐一控制該控制的量。）

4 讓學(xué)生學(xué)會(huì)交流，提高學(xué)生的理性分析能力

科學(xué)探究活動(dòng)一般包括以下過(guò)程：（1）提出問(wèn)題；（2）學(xué)生自行提出問(wèn)題的假設(shè)和猜想；（3）指導(dǎo)學(xué)生分組觀察、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行操作；（4）組織學(xué)生進(jìn)行交流研討；（5）歸納總結(jié)，將發(fā)現(xiàn)應(yīng)用于實(shí)踐。其中，交流研討是科學(xué)探究的核心環(huán)節(jié)之一，它是學(xué)生在實(shí)踐體驗(yàn)的基礎(chǔ)上，與他人分享實(shí)驗(yàn)所得的信息，彼此交換看法，實(shí)現(xiàn)共同建構(gòu)科學(xué)概念的重要環(huán)節(jié)。實(shí)驗(yàn)后的交流研討具有一系列的價(jià)值：第一，學(xué)生在相互交流傾聽(tīng)中，各自的發(fā)現(xiàn)、想法、思路明晰化、外顯化，有利于集思廣益，還可以更好地對(duì)實(shí)驗(yàn)探究的理解和思維過(guò)程進(jìn)行審視和監(jiān)控。第二，在交流研討中，學(xué)生之間互相置疑、綜合意見(jiàn)等，可以更好地引發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突和自我反思，深化各自的認(rèn)識(shí)和理解，有助于激起彼此的靈感?？梢?jiàn)，彼此交流研討不但對(duì)于學(xué)生建構(gòu)科學(xué)概念，促進(jìn)科學(xué)探究活動(dòng)的深入功不可抹，而且對(duì)學(xué)生科學(xué)思維的發(fā)展，情感、態(tài)度和價(jià)值觀的培養(yǎng)都有著重要意義，如果此環(huán)節(jié)沒(méi)有組織好，學(xué)生就不能明白自己實(shí)驗(yàn)的目的和效果，實(shí)驗(yàn)探究只能成為一種外在的形式。

那么怎樣才能讓交流更加好地發(fā)揮它應(yīng)有的功效呢？在這堂課中，我是這樣做的：

第一次實(shí)驗(yàn)后的交流：

① 按照小組次序交流實(shí)驗(yàn)結(jié)果（擺放墊圈的個(gè)數(shù)）；

② 仔細(xì)觀察各小組實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，和我們之前預(yù)測(cè)的一樣嗎？

③ 能試著分析一下出現(xiàn)這個(gè)結(jié)果的原因嗎？

④ 根據(jù)這個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，如果再給你一張3號(hào)紙（3張1號(hào)紙粘成），你認(rèn)為它能承受多少個(gè)墊圈呢？

通過(guò)這樣的交流指導(dǎo)，學(xué)生對(duì)第一次實(shí)驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行了更細(xì)致的分析，大大提高了科學(xué)探究的有效性。如果教師能把握學(xué)生的特點(diǎn)，充分相信孩子們的潛在能力，抓住學(xué)生的一個(gè)個(gè)思維點(diǎn)，創(chuàng)設(shè)師生、生生互動(dòng)的狀態(tài)，就能使研討層層深入，從表面深入到本質(zhì)，從具體到抽象。

5 探究?jī)?nèi)容具有生活性，保持學(xué)生持久的探究興趣

5.1 科學(xué)來(lái)源于生活，又服務(wù)于生活

探究作為人的一種生理和心理上的本能，似乎是與生俱來(lái)的。人一無(wú)所知地來(lái)到這個(gè)世界時(shí)，就表現(xiàn)出認(rèn)識(shí)這個(gè)世界的積極傾向，對(duì)世界充滿好奇，不斷地用眼睛審視著，周?chē)h(huán)境中所出現(xiàn)的任何新異而強(qiáng)烈的刺激物都會(huì)引發(fā)他們做出相應(yīng)的反射活動(dòng)，當(dāng)他們的語(yǔ)言能力達(dá)到一定水平后，他們就通過(guò)發(fā)問(wèn)這種方式來(lái)繼續(xù)自己的探究活動(dòng)，即具備了探究的潛能。要挖掘這種潛能，引起學(xué)生的探究沖動(dòng)，激發(fā)他們的探究欲望，就要在學(xué)生腦中形成問(wèn)題意識(shí)，而問(wèn)題源于生活，學(xué)生只有對(duì)生活進(jìn)行了敏銳的觀察、認(rèn)真的思考、深刻的領(lǐng)悟后，才能在自己的頭腦中留下一長(zhǎng)串疑問(wèn)。這時(shí)，教師不能把學(xué)生當(dāng)成接受知識(shí)的容器，不應(yīng)強(qiáng)硬地灌輸科學(xué)知識(shí)，而應(yīng)讓他們親自去經(jīng)歷科學(xué)、體驗(yàn)科學(xué)、理解科學(xué)，在這個(gè)過(guò)程中，自主地獲取科學(xué)知識(shí)，領(lǐng)悟科學(xué)思想。

在《抵抗彎曲》這堂課中，我設(shè)計(jì)了這樣一個(gè)環(huán)節(jié)：

像紙這樣的薄型材料，它的抵抗彎曲的能力都比較差，通過(guò)今天的研究，我們知道了增加它的厚度能夠顯著提高它的抗彎曲能力，這個(gè)研究結(jié)果在我們的生活中就得到了廣泛的應(yīng)用，老師這里就有幾張有關(guān)建筑的圖片，它們都用了很厚的橫梁來(lái)承受巨大的壓力。（課件播放圖片。）

你們有沒(méi)有發(fā)現(xiàn)這些橫梁都是怎么放的呢？為什么要這樣放呢？能不能用今天的知識(shí)來(lái)說(shuō)說(shuō)？

下面我們就以直尺來(lái)代替這些橫梁再次做個(gè)小實(shí)驗(yàn)：將直尺分別平放和立放在兩個(gè)盒子上，用手從中間下壓，發(fā)現(xiàn)平放直尺容易彎曲，立放直尺不能彎曲。

科學(xué)探究進(jìn)一步解釋了生活現(xiàn)象，只有當(dāng)學(xué)生把科學(xué)探究過(guò)程中獲得的一切轉(zhuǎn)化為對(duì)日常生活的指導(dǎo)，學(xué)會(huì)運(yùn)用科學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題，服務(wù)自己的生活時(shí)，科學(xué)探究才能顯示出它應(yīng)有的生活意義和生命價(jià)值。

5.2 從探究結(jié)果到生活問(wèn)題，并在生活中繼續(xù)探究

豐富多彩的現(xiàn)實(shí)生活可激發(fā)學(xué)生強(qiáng)烈的探究欲望，\"打破砂鍋紋（問(wèn)）到底\"的天性又驅(qū)使他們進(jìn)行深入的科學(xué)探究；而真正的科學(xué)探究并不是坐而空談的，它必須借助于活動(dòng)這個(gè)載體，活動(dòng)又必須憑借生活這個(gè)舞臺(tái)。因此下課的鈴聲不再是探究過(guò)程的結(jié)束，它標(biāo)志著\"舊問(wèn)題\"的探究暫時(shí)告一段落，\"新的問(wèn)題\"又爬上孩子們的心頭，探究的成果既作為這個(gè)過(guò)程的結(jié)果，也作為另一個(gè)新的探究的起點(diǎn)。

在《抵抗彎曲》這堂課中最后一個(gè)環(huán)節(jié)我是這樣設(shè)計(jì)的：

① 增加厚度能顯著提高物體的抵抗彎曲能力，但它也有它的缺點(diǎn)，你們能給它找出來(lái)嗎？（要用去很多的材料。）

② 如果所有的地方都用這種辦法來(lái)增強(qiáng)物體的抵抗彎曲能力，你認(rèn)為會(huì)造成一種什么樣的生活現(xiàn)象呢？（這就是生活中一個(gè)很現(xiàn)實(shí)的資源問(wèn)題。）

③ 那么有沒(méi)有辦法既能節(jié)約材料，又能增強(qiáng)抵抗彎曲能力呢？希望同學(xué)們?cè)谡n后能夠仔細(xì)觀察，多多思考，繼續(xù)我們新的研究。

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