大數(shù)據(jù)引領(lǐng)下的家庭實(shí)驗(yàn)室改進(jìn)探索

衛(wèi)巍

【摘要】小學(xué)科學(xué)是一門以科學(xué)探究為基礎(chǔ)的學(xué)科，不進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究就無法獲得知識(shí)和技能，體會(huì)不到探究的樂趣，更無法真正理解什么是科學(xué)。但鑒于人們社會(huì)文化背景的差異、課堂教學(xué)條件的不同，以及教學(xué)時(shí)間限制（只有短短40分鐘）等原因造成我們的課堂往往更重視學(xué)生對(duì)科學(xué)探究中的科學(xué)概念和探究結(jié)論的掌握，而忽視了學(xué)生在科學(xué)探究過程知識(shí)技能的獲得以及情感態(tài)度價(jià)值觀的培養(yǎng)，這就導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)習(xí)科學(xué)時(shí)沒有興趣。

而建立小學(xué)科學(xué)家庭實(shí)驗(yàn)室是對(duì)科學(xué)課堂教學(xué)的很好的補(bǔ)充，利用家校合力，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科學(xué)、愛科學(xué)、用科學(xué)的主觀能動(dòng)性，家庭實(shí)驗(yàn)室不僅衍生了常規(guī)科學(xué)課堂的時(shí)間和空間，更是讓學(xué)生從日常生活中尋找科學(xué)資源及科學(xué)素材，從而體現(xiàn)了科學(xué)即生活的特色。同時(shí)，建立家庭實(shí)驗(yàn)室還有利于進(jìn)一步拓展鞏固課內(nèi)教學(xué)，從而有利于提高學(xué)生對(duì)科學(xué)探究的興趣。

【關(guān)鍵詞】大數(shù)據(jù);家庭實(shí)驗(yàn)室;小學(xué)科學(xué)

一、學(xué)校家庭實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)狀分析。

1.家長(zhǎng)的知識(shí)層面不同，在親子實(shí)驗(yàn)過程中存在差異，一部分家長(zhǎng)無法和孩子一起進(jìn)行有效的家庭實(shí)驗(yàn)，從而造成學(xué)生無法順利完成家庭實(shí)驗(yàn)的研究項(xiàng)目。這樣學(xué)生的家庭對(duì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目把握不好方向，久而久之學(xué)生就會(huì)對(duì)家庭實(shí)驗(yàn)失去信心產(chǎn)生厭倦。

2.學(xué)生沒有創(chuàng)意，都單一地研究某一內(nèi)容，這樣的家庭實(shí)驗(yàn)，不能達(dá)到基于項(xiàng)目化探究的家庭實(shí)驗(yàn)要求。比如讓學(xué)生種植一種植物，研究其生長(zhǎng)過程。學(xué)生可以選擇不同的植物來種植，如，書本上介紹的，鳳仙花、油菜花;常見的綠色植物，吊蘭、綠蘿;有一些網(wǎng)紅的，多肉植物，沙漠植物;有一些水生的，碗蓮，荷花;還可以種些開花，月季、杜鵑，牽?；?、……可是實(shí)驗(yàn)結(jié)果不盡人意，但大部分學(xué)生的選擇都會(huì)從眾，比較單一，這樣不能從多角度研究植物，達(dá)不到基于項(xiàng)目化探究的家庭實(shí)驗(yàn)要求。

3.由于家庭中實(shí)驗(yàn)器材不齊全，使得學(xué)生無法開展家庭實(shí)驗(yàn)，致使一些實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的研究滯后。雖然學(xué)生喜歡做實(shí)驗(yàn)，但是硬件不足，學(xué)生心有余而力不足，這樣就會(huì)減弱學(xué)生的實(shí)驗(yàn)積極性。

二、大數(shù)據(jù)背景下家庭實(shí)驗(yàn)室實(shí)施方案改進(jìn)探索。

1.大數(shù)據(jù)背景下學(xué)生科學(xué)內(nèi)容維度分析。

2017年小學(xué)科學(xué)新課程標(biāo)準(zhǔn)，將小學(xué)科學(xué)科學(xué)概念目標(biāo)分為“生命科學(xué)”“物質(zhì)科學(xué)”“地球與宇宙”和“技術(shù)與工程”四方面的內(nèi)容，從相關(guān)義務(wù)教育學(xué)業(yè)質(zhì)量檢測(cè)報(bào)告中可以得出，目前學(xué)生在“常見的物質(zhì)”、“工程”、“生物與技術(shù)”等二級(jí)維度上，學(xué)習(xí)較好;在“生命系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)層次”、“生物與環(huán)境”、“生命的延續(xù)和進(jìn)化”等二級(jí)維度上，較差，這部分內(nèi)容維度雖然較為直觀具體，學(xué)生在理解和掌握上似乎比較容易，但事實(shí)上要系統(tǒng)的、有層次的掌握該部分內(nèi)容，讓學(xué)生在自己的腹中內(nèi)化形成一個(gè)初步的體系，對(duì)小學(xué)生來說具有較大的難度。

2.大數(shù)據(jù)背景下學(xué)生科學(xué)能力水平分析。

學(xué)生認(rèn)知能力水平劃分為“了解”、“理解”和“應(yīng)用”三個(gè)維度，從相關(guān)義務(wù)教育學(xué)業(yè)質(zhì)量檢測(cè)報(bào)告中可以得出，目前學(xué)生“了解”和“理解”相關(guān)能力較強(qiáng)，相對(duì)“應(yīng)用”的探究能力較差，沒有掌握相應(yīng)的探究方法，沒有把握一定的探究步驟，對(duì)于實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)無法進(jìn)行分析和提煉，對(duì)于實(shí)驗(yàn)結(jié)果只知其然而不知其所以然，無法正確地運(yùn)用知識(shí)科學(xué)地解釋現(xiàn)象。在科學(xué)知識(shí)的運(yùn)用上能力較差，在知識(shí)與知識(shí)之間無法建構(gòu)起認(rèn)識(shí)上的聯(lián)系，同時(shí)還反映出學(xué)生的思維發(fā)展比較薄弱。

3.大數(shù)據(jù)背景下科學(xué)家庭實(shí)驗(yàn)室探究。

從大數(shù)據(jù)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)行為和學(xué)習(xí)效果的分析可以看出，針對(duì)學(xué)生在課堂上參與度較低，課堂內(nèi)探究時(shí)間不充分，探究和實(shí)驗(yàn)時(shí)效不明顯的相關(guān)內(nèi)容，需要重新規(guī)劃和改進(jìn)家庭實(shí)驗(yàn)室中相關(guān)的實(shí)驗(yàn)計(jì)劃和內(nèi)容，對(duì)于學(xué)生知識(shí)掌握中的薄弱環(huán)節(jié)，在家庭實(shí)驗(yàn)室中，會(huì)將教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生的實(shí)際生活相關(guān)聯(lián)，幫助學(xué)生學(xué)會(huì)運(yùn)用所習(xí)得的科學(xué)知識(shí)去嘗試解釋生活中和自然界的現(xiàn)象。同時(shí)，積極鼓勵(lì)學(xué)生多閱讀課外科普類讀物，增加知識(shí)面，開拓視野，建立一定的科學(xué)常識(shí)的積累。

（1）做好實(shí)驗(yàn)計(jì)劃，掌握引導(dǎo)方向。

教師在要求學(xué)生進(jìn)行家庭實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目之前，要做好實(shí)驗(yàn)計(jì)劃，明確引導(dǎo)方向。因?yàn)榧彝?shí)驗(yàn)是在家中進(jìn)行的，教師無法在實(shí)驗(yàn)過程中進(jìn)行指導(dǎo)，這就要制訂全面的計(jì)劃。想到可能出現(xiàn)的一些問題，提前做解釋。并且還要根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況制訂實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容，根據(jù)家長(zhǎng)的知識(shí)水平，提前溝通，簡(jiǎn)要說明實(shí)驗(yàn)要領(lǐng)、注意事項(xiàng)，讓其起到有效的指導(dǎo)作用。因?yàn)榧彝?shí)驗(yàn)是針對(duì)每個(gè)學(xué)生進(jìn)行的，是科學(xué)課堂教學(xué)的拓展及延伸，它最主要要突出科學(xué)的學(xué)科性特點(diǎn)，體現(xiàn)科學(xué)探究項(xiàng)目化的學(xué)習(xí)方式，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

（2）立足課堂教學(xué)，增強(qiáng)實(shí)踐能力。

在進(jìn)行家庭實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目過程中，學(xué)生可能會(huì)遇到很多問題，就要依靠家人幫助?？墒羌胰说恼J(rèn)知水平不同，一些家長(zhǎng)起不到指導(dǎo)作用。這就要求教師立足課堂教學(xué)，深入研究?jī)?nèi)容。對(duì)家庭實(shí)驗(yàn)室的研究?jī)?nèi)容，在課堂上結(jié)合一些案例進(jìn)行講解，讓每個(gè)學(xué)生明白該實(shí)驗(yàn)的操作要領(lǐng)和注意事項(xiàng)，還要對(duì)較難的家庭實(shí)驗(yàn)研究項(xiàng)目進(jìn)行詳細(xì)的劃分，讓每個(gè)層次認(rèn)知水平的學(xué)生，都能夠在家順利完成實(shí)驗(yàn)。這樣才能真正發(fā)揮家庭實(shí)驗(yàn)的實(shí)際作用，既服務(wù)于學(xué)?？茖W(xué)課堂教學(xué)，又使學(xué)生科學(xué)知識(shí)在實(shí)踐運(yùn)用時(shí)打好基礎(chǔ)，增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐能力，豐富學(xué)生科學(xué)課堂的學(xué)習(xí)內(nèi)容。

（3）及時(shí)跟進(jìn)實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行多元評(píng)價(jià)。

很多家庭實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目研究，并非一天就能完成的，它需要一個(gè)過程，小學(xué)生很少有這么大的耐心等待，都想早些得到實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。這就需要教師及時(shí)跟進(jìn)實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行正確評(píng)價(jià)。比如教科版四年級(jí)科學(xué)教材中需要觀察植物的一生，了解植物從種子到發(fā)芽的條件、生長(zhǎng)的條件、開花結(jié)果的條件等等，一株植物的生長(zhǎng)，可能需要一個(gè)月，甚至幾個(gè)月，同時(shí)不同的植物的生長(zhǎng)周期也是不一樣的，在課堂教學(xué)中只能教導(dǎo)學(xué)生探究的方法，很難對(duì)學(xué)生在家中的實(shí)驗(yàn)觀察進(jìn)行指導(dǎo)。這時(shí)就可以利用家庭實(shí)驗(yàn)室來了解學(xué)生實(shí)驗(yàn)進(jìn)行的情況，學(xué)生可以利用圖片、觀察日記等方法來進(jìn)行記錄反饋。同時(shí)教師還要根據(jù)實(shí)際情況對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)成果給予評(píng)價(jià)，還可以讓學(xué)生之間進(jìn)行交流，采用互評(píng)方式，他們之間的交流、對(duì)比，也是一種激勵(lì)的方式，這樣可以讓學(xué)生享受到成功喜悅，更加積極融入到家庭實(shí)驗(yàn)中，樂于探究。

（4）建立大數(shù)據(jù)追蹤評(píng)價(jià)機(jī)制。

大數(shù)據(jù)平臺(tái)除了利用現(xiàn)有的學(xué)業(yè)質(zhì)量分析模塊以外，還可以利用學(xué)生過程性的評(píng)價(jià)資料，如學(xué)生成長(zhǎng)寫實(shí)記錄檔案，通過數(shù)據(jù)分析進(jìn)一步改進(jìn)家庭實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目，完善家庭實(shí)驗(yàn)室的評(píng)價(jià)機(jī)制。

教師需要定期組織學(xué)生開展形式多樣的實(shí)驗(yàn)成果展示，如“家庭實(shí)驗(yàn)室”班級(jí)交流會(huì)、“家庭實(shí)驗(yàn)室”科學(xué)成果展，利用學(xué)校微信公眾號(hào)進(jìn)行學(xué)校優(yōu)秀“家庭實(shí)驗(yàn)室”評(píng)選、宣傳等。同時(shí)教師可以輔導(dǎo)家庭實(shí)驗(yàn)室完成效果優(yōu)秀的同學(xué)，在家庭實(shí)驗(yàn)成果的基礎(chǔ)上，進(jìn)行科技小發(fā)明、小制作，撰寫科技小論文，力爭(zhēng)在各級(jí)比賽中獲獎(jiǎng)。讓這些學(xué)生先取得成功的體驗(yàn)，獲得學(xué)業(yè)上的成功，進(jìn)而帶動(dòng)全班學(xué)生建設(shè)屬于自己的家庭實(shí)驗(yàn)室。

三、大數(shù)據(jù)背景下家庭實(shí)驗(yàn)室案例分析。

1.家庭實(shí)驗(yàn)室的“家庭位置”劃分。

學(xué)校目前家庭實(shí)驗(yàn)室內(nèi)內(nèi)容上結(jié)合教材包括了化學(xué)——“廚房實(shí)驗(yàn)室”;生物——“陽(yáng)臺(tái)實(shí)驗(yàn)室”;物理——“客廳實(shí)驗(yàn)室”三部分，基本囊括了教材內(nèi)容并且讓小學(xué)科學(xué)內(nèi)容與初中相關(guān)學(xué)科相聯(lián)系，對(duì)于實(shí)際操作家庭更容易上手。

2.家庭實(shí)驗(yàn)室的“實(shí)驗(yàn)時(shí)長(zhǎng)”劃分。

對(duì)于學(xué)生的家庭實(shí)驗(yàn)觀察，結(jié)合生活實(shí)際，有的是課堂教學(xué)的補(bǔ)充和衍生，有的是課堂科學(xué)實(shí)驗(yàn)的對(duì)比驗(yàn)證，有的是在學(xué)校無法完成的常時(shí)間愛你觀察，根據(jù)以上情況，學(xué)校家庭實(shí)驗(yàn)室根據(jù)實(shí)驗(yàn)所消耗時(shí)間的長(zhǎng)短開設(shè)了“十分鐘餐后實(shí)驗(yàn)”;“早出晚歸日實(shí)驗(yàn)”;“日積月累周實(shí)驗(yàn)”等形式的家庭實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)計(jì)劃。

以教科版三年級(jí)教材為例，主要包括以下方面內(nèi)容：物質(zhì)科學(xué)——水、空氣，物質(zhì)的運(yùn)動(dòng);地球與宇宙——天氣，太陽(yáng)、地球和月球;生命科學(xué)：——?jiǎng)游锏囊簧?。其中三年?jí)下冊(cè)第二單元的內(nèi)容《動(dòng)物的一生》，教材中以研究蠶的一生為載體，由蠶的生命周期延伸到昆蟲的生命周期，再到更多動(dòng)物的生命周期。但是在教材的進(jìn)度安排中，3-4月由于桑樹的生長(zhǎng)規(guī)律，桑葉并不容易獲得，所以在家庭實(shí)驗(yàn)中，學(xué)校在家庭實(shí)驗(yàn)室中開展了螞蟻的觀察活動(dòng)，組織學(xué)生在家里通過螞蟻觀察箱觀察螞蟻的結(jié)構(gòu)及生活習(xí)性，在“餐后實(shí)驗(yàn)”中觀察螞蟻的“交流”、“通信”;在“日實(shí)驗(yàn)”中觀察螞蟻對(duì)食物的搬運(yùn)，在“周實(shí)驗(yàn)”中觀察螞蟻的筑巢等等，讓學(xué)生通過螞蟻的研究再對(duì)比蠶的研究，從個(gè)別到普遍，從個(gè)性到共性構(gòu)建動(dòng)物生命周期的模型，通過對(duì)昆蟲不同階段生命的形態(tài)結(jié)構(gòu)以及生命活動(dòng)現(xiàn)象的探究和觀察，幫助學(xué)生深刻理解結(jié)構(gòu)和功能的關(guān)聯(lián)。

同時(shí)在家庭實(shí)驗(yàn)室的觀察中，飼養(yǎng)、觀察、記錄、交流、展示等活動(dòng)環(huán)環(huán)相套，有效地培養(yǎng)了學(xué)生的觀察現(xiàn)象、記錄現(xiàn)象、歸類整理探究資料、提取有效信息進(jìn)而得出結(jié)論等能力，引導(dǎo)學(xué)生用結(jié)構(gòu)與功能、局部與整體、多樣性與共同性相統(tǒng)一的觀點(diǎn)來認(rèn)識(shí)世界。

小學(xué)科學(xué)教學(xué)提倡學(xué)生到生活中學(xué)習(xí)科學(xué)，感受科學(xué)，充分建好家庭實(shí)驗(yàn)室，利用好家庭實(shí)驗(yàn)室，發(fā)揮家校合力，讓學(xué)生感受到科學(xué)就在自己的身邊，學(xué)好科學(xué)在生活中的用處是那么的廣泛，從而對(duì)周圍世界充滿強(qiáng)烈的好奇心和探究欲，產(chǎn)生對(duì)科學(xué)探究的濃厚興趣，形成學(xué)科學(xué)、用科學(xué)的良好習(xí)慣，獲得真正的長(zhǎng)足發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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