注重實(shí)驗(yàn)探究 培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)

尤慧雅

[摘要]科學(xué)教育的最終目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。小學(xué)科學(xué)課是小學(xué)階段對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)啟蒙教育的基礎(chǔ)學(xué)科，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度、科學(xué)精神、科學(xué)能力、科學(xué)素養(yǎng)具有重要的意義。尤其在新課程改革的大背景下，科學(xué)探究被提到前所未有的重要位置，這就要求教師在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中以科學(xué)探究為核心，讓學(xué)生通過親身參與實(shí)驗(yàn)，增強(qiáng)愛科學(xué)的信心，提高用科學(xué)的能力，最終獲得科學(xué)知識(shí)和道理。

[關(guān)鍵詞]科學(xué)探究;實(shí)驗(yàn);科學(xué)素養(yǎng);三維目標(biāo)

引導(dǎo)小學(xué)生參與科學(xué)活動(dòng)、經(jīng)歷科學(xué)探究的過程，是教科版小學(xué)《科學(xué)》教材“科學(xué)性與教育性并重”的宗旨?！缎W(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》提出：“科學(xué)教學(xué)要以探究為核心?！边@就將科學(xué)探究、情感態(tài)度價(jià)值觀和科學(xué)知識(shí)三個(gè)領(lǐng)域的目標(biāo)和內(nèi)容，通過科學(xué)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)這一載體有效地融合在一起，達(dá)到提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的目的。

一、實(shí)驗(yàn)探究對(duì)于科學(xué)素養(yǎng)的重要性

在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)是進(jìn)行科學(xué)探究的最基本方式，是對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)啟蒙教育，培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)最有效的途徑。其重要性主要體現(xiàn)在：

1.實(shí)驗(yàn)?zāi)芗ぐl(fā)學(xué)生的探究興趣

教師要利用小學(xué)生對(duì)新奇事物充滿興趣的這一特點(diǎn)，結(jié)合小學(xué)科學(xué)內(nèi)容豐富、生動(dòng)的特點(diǎn)，激發(fā)他們愛科學(xué)、學(xué)科學(xué)、用科學(xué)的興趣，把他們的好奇心引導(dǎo)到科學(xué)探究中來，引導(dǎo)學(xué)生將科學(xué)理論與實(shí)踐相結(jié)合，在實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神，掌握一定的科學(xué)方法，進(jìn)而培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)。例如：教科版“辨別食物的營養(yǎng)成分” 教學(xué)中，教師可以事先讓學(xué)生準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)材料：花生米、瓜子、饅頭、土豆等。如做辨別脂肪的實(shí)驗(yàn)，可以讓學(xué)生先將花生米的種皮或瓜子的皮去掉，把它們?cè)诎准埳蠑D壓、滑動(dòng)，然后觀察，如果在白紙上留下油漬，說明含有脂肪。這樣的實(shí)驗(yàn)?zāi)軡M足學(xué)生的好奇心，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和創(chuàng)造性，從而將興趣更好地轉(zhuǎn)化為探索科學(xué)知識(shí)的動(dòng)力。

2.實(shí)驗(yàn)是科學(xué)探究的基本形式

一切自然科學(xué)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的獲得，都來源于生產(chǎn)實(shí)踐和科學(xué)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)探究是通過動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)的方式來進(jìn)行的。在小學(xué)科學(xué)探究課上，幾乎每一課都要求學(xué)生先進(jìn)行觀察、實(shí)驗(yàn)或調(diào)查，在了解和研究客觀事實(shí)的基礎(chǔ)上，進(jìn)而總結(jié)、歸納出規(guī)律，在面對(duì)實(shí)際問題時(shí)，能很快地調(diào)動(dòng)起自身的經(jīng)驗(yàn)認(rèn)知，靈活地運(yùn)用科學(xué)知識(shí)解決問題。小學(xué)科學(xué)課程的特點(diǎn)，決定了科學(xué)教學(xué)要以實(shí)驗(yàn)為探究的基本形式。因?yàn)樾W(xué)科學(xué)教材的特點(diǎn)就是從問題出發(fā)，通過問題的探究和解決，指導(dǎo)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中經(jīng)歷探究的過程，尋找自然科學(xué)的規(guī)律，最終得出結(jié)論。

3.實(shí)驗(yàn)有助于學(xué)生掌握科學(xué)知識(shí)

實(shí)驗(yàn)是科學(xué)課程的重要組成部分，它能揭示事物現(xiàn)象的本質(zhì)和規(guī)律，讓學(xué)生觀察科學(xué)現(xiàn)象產(chǎn)生的全過程，然后通過探究掌握一定的科學(xué)概念和規(guī)律，并內(nèi)化為自己的科學(xué)技能。因而，實(shí)驗(yàn)?zāi)軒椭鷮W(xué)生主動(dòng)探索知識(shí)，獲取科學(xué)知識(shí)，進(jìn)而將這種知識(shí)遷移到生產(chǎn)和生活實(shí)踐中，形成基本的科學(xué)素養(yǎng)。例如：教科版“材料在水中的沉浮”實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生猜測(cè)物體的沉浮可能與物體的大小和輕重有關(guān)系，教師可給出木塊、石頭、泡沫塑料、回形針、牙簽、橡皮泥等材料，學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)結(jié)論與自己猜想的不相符，即物體的沉浮與其大小、輕重可能沒有關(guān)系，產(chǎn)生認(rèn)知的沖突。在學(xué)生疑惑時(shí)，教師再提供一組大小相同的鐵塊、鋁塊、塑料塊、木塊等材料，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中獲得新知識(shí) —— 輕的易浮重的易沉。接著，教師再提供重量相同、大小不同的物體：鋁塊、胡蘿卜塊、木塊、塑料塊等材料，學(xué)生發(fā)現(xiàn)在物體輕重相同的情況下，大的上浮、小的下沉。三組不同材料的實(shí)驗(yàn)，理清了學(xué)生認(rèn)識(shí)上的偏差，對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象有了更深的理解，較好地掌握了科學(xué)知識(shí)。

4.實(shí)驗(yàn)有助于養(yǎng)成科學(xué)的思維方式

科學(xué)思維是實(shí)踐活動(dòng)的產(chǎn)物，是基于事實(shí)和邏輯基礎(chǔ)上的理性思考，即用科學(xué)的方法進(jìn)行思維，是科學(xué)方法在個(gè)體思維過程中的具體表現(xiàn)。它形成于人的科學(xué)認(rèn)識(shí)活動(dòng)中，最終服務(wù)于科學(xué)和實(shí)踐。小學(xué)科學(xué)課程中的實(shí)驗(yàn)探究，也是學(xué)生運(yùn)用科學(xué)思維方式獲取知識(shí)的過程。例如：教科版“水能溶解一些物質(zhì)”的實(shí)驗(yàn)中，教師提出如何能讓食鹽在水中溶解得更快，學(xué)生馬上聯(lián)系自己的經(jīng)驗(yàn)出招：用筷子不停地?cái)嚢瑁臏囟纫?，用兩個(gè)杯子來回折……基于生活情景的小實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生經(jīng)歷了一個(gè)個(gè)思維發(fā)散的過程，教師通過引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的不同方法進(jìn)行歸納，找到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的關(guān)系，養(yǎng)成用科學(xué)的思維方式進(jìn)行思考的習(xí)慣。

5.實(shí)驗(yàn)有助于提高動(dòng)手操作能力

科學(xué)知識(shí)的獲得以動(dòng)手、動(dòng)腦能力為前提。學(xué)生的動(dòng)手操作能力強(qiáng)，有助于實(shí)驗(yàn)探究過程的順利進(jìn)行，繼而為形成科學(xué)素養(yǎng)奠定基礎(chǔ)，這就要求教師要多讓學(xué)生動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)，獨(dú)立進(jìn)行探究和小組討論。實(shí)驗(yàn)中，一些實(shí)驗(yàn)材料來自生活或需要改造，這時(shí)教師可以指導(dǎo)學(xué)生自制實(shí)驗(yàn)工具，提高他們的動(dòng)手能力。例如：教科版“聲音的傳播”教學(xué)中，在學(xué)生掌握了聲音高低變化的規(guī)律后，利用發(fā)聲原理引導(dǎo)學(xué)生自制樂器，如用同樣大小的玻璃瓶，里面分別加入不同量的水，敲擊聽其發(fā)出聲音的高低;或用不同尺寸的銅片做成簡(jiǎn)易的風(fēng)鈴等，即變廢為寶，又對(duì)所學(xué)知識(shí)有了更深的了解。學(xué)生在動(dòng)手操作過程中，學(xué)會(huì)了觀察、分析和思考，體會(huì)動(dòng)手帶來的樂趣，強(qiáng)化了實(shí)驗(yàn)操作意識(shí)。

二、實(shí)驗(yàn)探究的基本步驟

小學(xué)科學(xué)課程中的實(shí)驗(yàn)探究包括提出問題、建立假設(shè)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、收集事實(shí)與證據(jù)、得出結(jié)論、合作與交流等步驟，但又不完全拘泥于此，教師應(yīng)根據(jù)具體的科學(xué)探究確定實(shí)驗(yàn)步驟。

1.科學(xué)問題的提出

實(shí)驗(yàn)探究屬于典型任務(wù)驅(qū)動(dòng)的教學(xué)模式，其關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一就是提出或發(fā)現(xiàn)一個(gè)中心問題，以此問題激發(fā)學(xué)生的探究欲望。因此，教師要?jiǎng)?chuàng)設(shè)一定的實(shí)驗(yàn)情境，從中提出探究問題。例如：教科版“磁鐵”教學(xué)中，提出磁鐵的形狀是怎樣的，它具有哪些特殊性質(zhì)，這些性質(zhì)又是如何被廣泛應(yīng)用等問題。

2.對(duì)問題作出猜想或假設(shè)

在實(shí)驗(yàn)探究的過程中，教師要引導(dǎo)學(xué)生從自身已有的生活經(jīng)驗(yàn)入手，讓學(xué)生進(jìn)行大膽的猜想和假設(shè)。例如：教科版“杠桿的科學(xué)”教學(xué)中，教師拿出一盒鐵罐奶粉，讓學(xué)生根據(jù)已有的經(jīng)驗(yàn)猜想怎樣打開更省力，大多數(shù)的學(xué)生會(huì)猜想用水果刀、螺絲刀撬開。

3.制定計(jì)劃

在學(xué)生猜想或假設(shè)的基礎(chǔ)上，師生共同討論、制定較詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)計(jì)劃，準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)材料，研究實(shí)驗(yàn)方法。

4.開展實(shí)驗(yàn)

根據(jù)教師所提問題和實(shí)驗(yàn)計(jì)劃，開展觀測(cè)、實(shí)驗(yàn)、調(diào)查、制作等實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)。如教科版“斜面的作用”教學(xué)中，教師可以讓學(xué)生自己動(dòng)手搭建斜面，在不同的斜面上拉動(dòng)小車進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，然后觀察記錄，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，讓學(xué)生從實(shí)驗(yàn)中了解斜面省力的特點(diǎn)。

5.科學(xué)分析

在觀察實(shí)驗(yàn)等探究活動(dòng)的基礎(chǔ)上，通過查閱文獻(xiàn)或上網(wǎng)、看相關(guān)視頻等形式對(duì)相關(guān)知識(shí)進(jìn)行鞏固和延伸，對(duì)所搜集的信息進(jìn)行篩選、歸類、統(tǒng)計(jì)和列表，驗(yàn)證已知的科學(xué)結(jié)論。

6.總結(jié)交流

通過小組發(fā)言、個(gè)人口頭表達(dá)、撰寫小報(bào)告等形式，學(xué)生間交流、分享實(shí)驗(yàn)探究結(jié)果，對(duì)于實(shí)驗(yàn)中的不正確操作進(jìn)行反思，吸取他人科學(xué)的實(shí)驗(yàn)方法，提高實(shí)驗(yàn)操作能力。例如：教科版“陽光下的影子”教學(xué)中，以校園的旗桿為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，讓學(xué)生觀察、分析、統(tǒng)計(jì)一天中太陽的位置變化及校園旗桿影子的位置變化，交流匯報(bào)陽光下影子的變化。

三、實(shí)驗(yàn)探究應(yīng)注意的問題

實(shí)驗(yàn)探究強(qiáng)調(diào)的是科學(xué)知識(shí)、科學(xué)思想和科學(xué)方法的融合與滲透，需要教師注意以下問題。

1.注重學(xué)生的探究

實(shí)驗(yàn)探究式的核心是探究，重在學(xué)生對(duì)探究過程的體驗(yàn)、感悟，以及學(xué)習(xí)方法的積累運(yùn)用。因此，教師要選擇適宜的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，從學(xué)生已有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，引導(dǎo)學(xué)生觀察、探究自然現(xiàn)象和事物，讓他們親歷完整的科學(xué)探究過程，而不是教師代替學(xué)生探究。

2.重視合作交流

小組實(shí)驗(yàn)探究是常用的教學(xué)形式，這就要求教師要分組制定實(shí)驗(yàn)計(jì)劃，開展分組實(shí)驗(yàn)，學(xué)生分組觀察、調(diào)查，最后合作交流實(shí)驗(yàn)結(jié)果，有助于學(xué)生發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)中問題的不同側(cè)面，對(duì)自己或他人的觀點(diǎn)進(jìn)行反思或批判，加深對(duì)科學(xué)知識(shí)的理解，增強(qiáng)彼此間的合作意識(shí)，形成集體主義精神。

3.注重實(shí)驗(yàn)探究的開放性

小學(xué)科學(xué)教學(xué)不應(yīng)以傳授科學(xué)知識(shí)為唯一目的，應(yīng)該把科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)放在首位，這就要求教師所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)要具有開放性。這種開放性表現(xiàn)為實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容、組織、場(chǎng)地、形式都有供學(xué)生選擇和創(chuàng)新的空間，以滿足不同個(gè)性差異的學(xué)生的科學(xué)需求。例如：“光的反射” 教學(xué)中，用幻燈機(jī)的燈光作光源替代陽光做彩虹實(shí)驗(yàn)，比在太陽光下的效果要好。這種不拘泥于實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)的教學(xué)，更適合學(xué)生觀察探究，學(xué)生也興趣盎然。

總之，培養(yǎng)小學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)是全面實(shí)施素質(zhì)教育的要求，是時(shí)代和民族發(fā)展、科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展對(duì)未來人才素質(zhì)的需要。教師要以新課程改革為契機(jī)，發(fā)揮課堂教學(xué)主渠道的作用，認(rèn)真準(zhǔn)備，認(rèn)真上課，認(rèn)真實(shí)驗(yàn)，創(chuàng)新小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，讓科學(xué)課變得更加生動(dòng)和精彩。

參考文獻(xiàn)：

[1]盧珊珊.科學(xué)實(shí)驗(yàn)促進(jìn)學(xué)生合作能力[J].科學(xué)園地，2011，（26）.

[2]楊楚賢.如何提高小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的有效性[J].實(shí)驗(yàn)教學(xué)與儀器，2010，[S2].

[3]李風(fēng)華.對(duì)小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的幾點(diǎn)看法[J].電子制作，2014，（15）.