我國近十年來關(guān)于“小學(xué)科學(xué)實驗”的研究綜述

王柳媚

本文對CNKI中國期刊數(shù)據(jù)庫和中國優(yōu)秀碩博學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫進行文獻檢索，以“小學(xué)”并含“科學(xué)實驗”為精確主題詞，檢索時間為2009年1月1日到2018年12月31日，共檢索出725篇文獻。前半部分采用文獻計量法，后半部分采用共詞分析法，并結(jié)合筆者教學(xué)實踐，對“小學(xué)科學(xué)實驗”研究的熱點進行分析。

一、引言

2017年頒布的《義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標準》（以下簡稱《課程標準》），根據(jù)立德樹人工作總體部署，進一步加強小學(xué)科學(xué)教育，突出強化教學(xué)實踐環(huán)節(jié)。要求各地方積極引導(dǎo)教師促進學(xué)生核心素養(yǎng)的發(fā)展，依據(jù)課程標準組織教學(xué)。在課程資源開發(fā)與利用建議部分，建議教師要充分發(fā)揮實驗室的功能，恰當布置實驗室及周邊環(huán)境，積極開展課程標準規(guī)定的實驗教學(xué)，有條件的學(xué)?？梢愿鶕?jù)實際需要進行拓展實驗。實驗室是開展實驗教學(xué)的主要場所，教師要充分利用實驗室進行教學(xué)。

科學(xué)實驗是進行立德樹人教育的重要環(huán)節(jié)，是提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)必要途徑?？茖W(xué)實驗教育通過設(shè)置符合學(xué)生認知規(guī)律的實驗，能最大限度地滿足學(xué)生的好奇心，并巧妙地激發(fā)他們的求知欲。本文通過深入分析我國“小學(xué)科學(xué)實驗”研究領(lǐng)域內(nèi)的發(fā)展規(guī)律和熱點，以利于小學(xué)科學(xué)研究者和實踐者更加清楚地了解“小學(xué)科學(xué)實驗”動態(tài)，力求促進我國“小學(xué)科學(xué)實驗”的理論研究與實踐探索。

二、文獻的年發(fā)布量

為了解小學(xué)科學(xué)實驗的研究發(fā)展階段，本文對725篇文獻的年發(fā)布量進行統(tǒng)計。發(fā)現(xiàn)我國對“小學(xué)科學(xué)實驗”的發(fā)文量在2009年僅18篇，2017年達114篇。2009年至2016年間，文獻量劇增，2009年（18篇）至2010年（35篇）增速達94.4%，2011年（38篇）到2012年（65篇）增速達71.1%?？芍陙?，我國的研究者對“小學(xué)科學(xué)實驗”的關(guān)注度不斷提高。

三、教育研究陣地

基于文獻的來源統(tǒng)計，本文統(tǒng)計了該領(lǐng)域研究的主要陣地?？牧颗琶笆钠诳?74篇，超出總文獻量的半數(shù)。其中《實驗教學(xué)與儀器》（101篇）、《科學(xué)大眾（科學(xué)教育）》（48篇）、《課程教學(xué)研究》（39篇）、《教學(xué)儀器與實驗》（39篇）為主要的研究陣地。數(shù)據(jù)顯示，小學(xué)科學(xué)實驗的研究陣地相對集中。

四、活躍作者貢獻分析

統(tǒng)計文獻的第一作者，發(fā)現(xiàn)725篇文獻由679人撰寫完成。發(fā)文量最多的作者是王俊卿（8篇）、何美惠（3篇）、徐春明（3篇）、張士元（3篇），絕大多數(shù)作者的發(fā)文量僅為1篇?？梢姡髡唛g的合作度較低。在倡導(dǎo)“學(xué)習(xí)共同體”的背景下，筆者認為作者間的合作度提高，將有助于該研究領(lǐng)域往縱深方向發(fā)展。

五、研究單位分析

對文獻的第一研究機構(gòu)進行統(tǒng)計，以分析關(guān)于“小學(xué)科學(xué)實驗”研究單位的地域分布規(guī)律。725篇文獻來源于644個研究機構(gòu)。發(fā)現(xiàn)發(fā)文最多的是河南省息縣第一小學(xué)的王俊卿發(fā)表的8篇文獻。其次，南京師范大學(xué)（5篇）、華中師范大學(xué)（5篇）、廣西師范大學(xué)（4篇），東北師范大學(xué)、首都師范大學(xué)、河南師范大學(xué)、貴州師范大學(xué)、山東師范大學(xué)發(fā)文量均為3篇，小學(xué)的發(fā)文量共為14篇，大學(xué)的發(fā)文總量是29篇，含有“大學(xué)”字樣的研究機構(gòu)的文獻均為碩士學(xué)位論文，大學(xué)是“小學(xué)科學(xué)實驗”的主要理論陣地。

福建省泉州市實驗小學(xué)、山東省臨沂市蘭山區(qū)方城鎮(zhèn)中心小學(xué)發(fā)文量均為3篇。這些文獻主要是教學(xué)案例分析、教學(xué)經(jīng)驗的總結(jié)。目前，小學(xué)是“小學(xué)科學(xué)實驗”的主要實踐陣地。

六、關(guān)鍵詞共詞分析凸顯研究熱點

關(guān)鍵詞共詞分析主要分析一個詞在不同文獻中出現(xiàn)的次數(shù)，以此為基礎(chǔ)進行分層聚類，進而分析它們與主題的結(jié)構(gòu)變化。

（一）提取高頻關(guān)鍵詞

725篇文獻的關(guān)鍵詞共有2783個關(guān)鍵詞，其中含1052個不同的關(guān)鍵詞。據(jù)高頻關(guān)鍵詞閾值計算公式N=[D]，把D（1052）代入公式，算出詞頻數(shù)N為32.4。若按此標準，僅有9個關(guān)鍵詞入選。高頻關(guān)鍵詞數(shù)過少，可能會導(dǎo)致一些文獻無法與其他文獻進行分層分類，為了做出更全面的分析，本文適度擴大輪選范圍，選擇了頻次20（含）以上的18個關(guān)鍵詞，以體現(xiàn)“小學(xué)科學(xué)實驗”研究熱點。

（二）高頻關(guān)鍵詞聚類分析和研究熱點

將18個高頻關(guān)鍵詞的全樣本詞篇矩陣導(dǎo)入SPSS 22.0，方法是分析—分類—系統(tǒng)聚類，得到高頻關(guān)鍵詞相似矩陣和高頻關(guān)鍵詞聚類分析樹狀圖（見圖1）。

在相似矩陣中，數(shù)值越接近1，表示相似度越大，反之亦然。與“小學(xué)科學(xué)”相似度最大的是“實驗教學(xué)”，相似度達0.432。可見，實驗教學(xué)在小學(xué)科學(xué)體系中地位之重要。

樹狀圖聚類分析可以體現(xiàn)整體研究內(nèi)容。關(guān)鍵詞之間的縱向連線對應(yīng)的橫軸數(shù)字，越接近于0，說明關(guān)鍵詞關(guān)系越密切，反之亦然。

根據(jù)圖1發(fā)現(xiàn)“小學(xué)科學(xué)實驗”研究的熱點是：一是小學(xué)科學(xué)實驗注重實驗探究的有效性，以培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng);二是我國關(guān)注農(nóng)村小學(xué)科學(xué)的教學(xué)的研究熱度不斷提高;三是小學(xué)科學(xué)實驗教學(xué)，通過提供適宜的實驗材料，讓學(xué)生參與科學(xué)實驗的過程，以培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究的能力。

（三）高頻關(guān)鍵詞知識圖譜和熱點關(guān)系分析

由于相似矩陣0過多，不利于統(tǒng)計，故需將高頻關(guān)鍵詞相似矩陣化為相異矩陣，并繪制高頻關(guān)鍵詞知識圖譜。首先，依據(jù)上一步驟SPSS輸出的相似矩陣，高頻關(guān)鍵詞的相異矩陣。其次，把相異矩陣導(dǎo)入SPSS，方法：分析—度量—多維尺度（Alscal），輸出得高頻關(guān)鍵詞共詞知識圖譜，如圖2。

距離中心位置越近說明關(guān)注度越高，越遠說明關(guān)注度越低，反之亦然。知識圖譜中，位于中心的是“有效性”?！靶W(xué)科學(xué)實驗”作為科學(xué)教育的重要載體，與課堂教學(xué)相似，教師格外關(guān)注其“有效性”。因此，“小學(xué)科學(xué)實驗”的有效性成為近十年來教學(xué)研究的熱點。

本文把高頻關(guān)鍵詞知識圖譜劃分為以下三大塊知識群：

第一知識群在第一象限，包含熱點三，關(guān)鍵詞是：科學(xué)課、科學(xué)實驗、實驗課、小學(xué)、科學(xué)、實驗。

小學(xué)科學(xué)課程的總目標是培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。教學(xué)過程中，教師通過創(chuàng)設(shè)情境讓學(xué)生體驗科學(xué)探究的基本過程，合理安排教材設(shè)置的科學(xué)實驗，因地制宜地拓展教材的實驗，不僅可以滿足學(xué)生好奇心，還可以發(fā)展他們科學(xué)探究的能力。通過六年的科學(xué)學(xué)習(xí)，學(xué)生逐漸形成尊重事實、樂于探究的科學(xué)態(tài)度。學(xué)生體驗了教材設(shè)置的實驗過程，基本領(lǐng)悟?qū)嶒炘O(shè)置的意圖，實驗過程的嚴謹性，并能對實驗結(jié)果進行分析。這就是培養(yǎng)學(xué)生理性思維的必要途徑，這是以往“講實驗”和“看實驗”所無法實現(xiàn)的教學(xué)效果。臺灣黃光雄教授認為教師的教學(xué)強調(diào)知識的啟發(fā)，而不是知識的灌輸;知識是多元多變的，教師的教導(dǎo)不應(yīng)教導(dǎo)學(xué)生尋找單一的解答。這就是學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)培養(yǎng)目標，與我國林崇德教授提倡核心素養(yǎng)中的科學(xué)精神有異曲同工之妙。因此，教師應(yīng)該基于課程標準，創(chuàng)設(shè)實驗探究的情境，讓學(xué)生動手實驗。

第二知識群在第二象限，包含熱點二，關(guān)鍵詞是：科學(xué)探究、科學(xué)實驗教學(xué)、農(nóng)村小學(xué)、小學(xué)科學(xué)教學(xué)、小學(xué)科學(xué)課、小學(xué)生。

小學(xué)科學(xué)課程是一門實踐性課程。小學(xué)科學(xué)的教學(xué)方式就是科學(xué)探究，強調(diào)從學(xué)生熟悉的日常生活出發(fā)，對于農(nóng)村小學(xué)，可以因地制宜地開發(fā)實驗材料。《課程標準》的基本理念之一是倡導(dǎo)探究式學(xué)習(xí)。學(xué)生基于科學(xué)證據(jù)，通過信息加工和邏輯推理，最終得出結(jié)論，分享成果，并接受質(zhì)疑。科學(xué)實驗教學(xué)要關(guān)注實驗環(huán)境的創(chuàng)設(shè)，為學(xué)生提供自主選擇和探究的機會。實驗教學(xué)的每個環(huán)節(jié)都不容小覷，如學(xué)生選擇實驗材料的環(huán)節(jié)就是理性思維的培養(yǎng)過程。他們?yōu)槭裁催x擇A材料而不選B材料，因為A材料的屬性符合實驗要求，而B材料不是最合適的。做出抉擇的前提是學(xué)生了解實驗?zāi)康?、實驗步驟，并且對材料的屬性有了深層次的了解后，經(jīng)過理性分析后表現(xiàn)出的行為。這一小環(huán)節(jié)培養(yǎng)了學(xué)生提出問題、收集和處理信息、獲取新知識等能力。

另外，教師要時刻牢記學(xué)生才是科學(xué)實驗教學(xué)的主體。課程設(shè)計必須基于學(xué)生現(xiàn)有的認知水平，依據(jù)維果斯基的“最近發(fā)展區(qū)”理論，適當增加實驗的難度，讓學(xué)生體驗到戰(zhàn)勝自己“極限”的喜悅，從而激發(fā)他們探究的熱情。

第三塊知識群在第三、第四象限，主要包含熱點一，關(guān)鍵詞是：實驗材料、實驗教學(xué)、實驗探究、有效性、小學(xué)科學(xué)、科學(xué)素養(yǎng)。

小學(xué)科學(xué)課程是一門基礎(chǔ)性課程。小學(xué)階段的科學(xué)教育是為培養(yǎng)我國公民的科學(xué)素養(yǎng)打基礎(chǔ)的，科學(xué)教師應(yīng)將科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)作為教學(xué)設(shè)計與實施的最高準則?？茖W(xué)素養(yǎng)的形成需要經(jīng)過長期連貫的過程。教師應(yīng)整體把握課程標準、教材的設(shè)計思路，準確定位每節(jié)課的教學(xué)目標。

教學(xué)和評價是課程實施的兩個重要環(huán)節(jié)，相輔相成。“有效性”成為近十年來教學(xué)研究的熱點。體現(xiàn)了教師在關(guān)注教學(xué)的同時，同樣重視評價?？茖W(xué)教學(xué)的評價應(yīng)該是遵循必要的原則，即評價必須以國家素質(zhì)教育方針為指導(dǎo)。在強調(diào)過程性評價的背景下，教師通過文字圖片等方式對學(xué)生的實驗過程的表現(xiàn)的素材收集與整理，有利于客觀地學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)進行精準的評價。

【作者單位：深圳市福田區(qū)景田小學(xué)廣東】