堅持課內(nèi)外融合，有效提升科學(xué)素養(yǎng)

【摘要】小學(xué)科學(xué)課程具有重要的科學(xué)啟蒙價值，但在現(xiàn)實教學(xué)中，無論是小學(xué)科學(xué)課程開展的數(shù)量還是質(zhì)量都不容樂觀。科學(xué)課程改革的突破口在于課內(nèi)打基礎(chǔ)，側(cè)重培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)好奇心，構(gòu)建科學(xué)概念體系;課外求發(fā)展，側(cè)重運(yùn)用探究方法，培養(yǎng)學(xué)生的科技創(chuàng)新能力。通過課內(nèi)課外的有機(jī)融合，能夠培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科學(xué)、愛科學(xué)、用科學(xué)的興趣，有效提升科學(xué)素養(yǎng)。

【關(guān)鍵詞】小學(xué)教育;科學(xué)課程;課內(nèi)外融合;科學(xué)素養(yǎng)

【基金項目】本文系江蘇省教育科學(xué)“十三五”重點自籌課題“指向兒童品格養(yǎng)成的學(xué)校生活重構(gòu)研究”（項目編號：B-b/2018/02/34）

作者簡介：錢虹（1977—），女，江蘇省常州市覓渡橋小學(xué)。

以培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)為目的的科學(xué)教育，從本質(zhì)上講具有重要的學(xué)習(xí)意義及科研價值。但是，在科學(xué)課程的教學(xué)現(xiàn)實中，卻存在著認(rèn)識偏差、效率低下及停滯不前等諸多問題。當(dāng)下，實現(xiàn)小學(xué)科學(xué)課程的綜合性改革刻不容緩。教師要堅持課內(nèi)外融合，課內(nèi)打好基礎(chǔ)，側(cè)重培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的興趣，幫助他們學(xué)習(xí)更多科學(xué)知識，從而構(gòu)建基本的科學(xué)概念體系;課外尋求發(fā)展，側(cè)重運(yùn)用探究方法，培養(yǎng)學(xué)生的科技創(chuàng)新能力和應(yīng)用能力。通過課內(nèi)課外的有機(jī)融合，能夠有效提升小學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

一、科學(xué)教育缺失的原因

（一）科學(xué)學(xué)習(xí)的時間總量不足

素養(yǎng)不僅體現(xiàn)在知識水平層面，還會上升到精神層面，是根植于心的觀念。然而，過去的科學(xué)教育活動無論從數(shù)量還是質(zhì)量上，都未能在這兩個層面產(chǎn)生應(yīng)有的質(zhì)變效果。素養(yǎng)的培養(yǎng)需要經(jīng)歷與體驗一定數(shù)量的教學(xué)活動。然而，依照大部分學(xué)校的課程計劃，科學(xué)課的教學(xué)時間為每周2課時，每課時為40分鐘。在有限的時間和空間內(nèi)，課堂教學(xué)只是簡單地學(xué)習(xí)課本知識，得出問題結(jié)論，并沒有深入開展學(xué)習(xí)、探究問題的機(jī)會，面對學(xué)生提出有價值的新問題時，也沒有時間去進(jìn)行討論。長此以往，也就消磨了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，影響了科學(xué)教育的效果。

（二）科學(xué)學(xué)習(xí)的內(nèi)容質(zhì)量不高

科學(xué)學(xué)習(xí)的內(nèi)容非常龐雜，即使是增加一定的學(xué)習(xí)時間，也無法窮盡所有的內(nèi)容。所以，教師在開展教學(xué)時，應(yīng)尤其注重挑選重要、關(guān)鍵的教學(xué)內(nèi)容。但目前的教學(xué)往往忽略了這一點，對于教學(xué)內(nèi)容的選擇較為隨意，缺乏必要的依據(jù)。像興趣小組的開設(shè)，主要圍繞科技競賽的培訓(xùn)，內(nèi)容比較局限，且偏重技能的訓(xùn)練;而科技周活動的內(nèi)容又主要來自熱門話題或是學(xué)校布置的活動主題等，與課堂學(xué)習(xí)內(nèi)容聯(lián)系不大[1]。課內(nèi)學(xué)習(xí)內(nèi)容缺乏系統(tǒng)整理，課內(nèi)外學(xué)習(xí)之間更是缺少必要的聯(lián)系，這都導(dǎo)致了教學(xué)效果不盡人意。

（三）教學(xué)目標(biāo)認(rèn)知不清晰

“培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)”是課程標(biāo)準(zhǔn)提出的重要教學(xué)目標(biāo)?？茖W(xué)素養(yǎng)并不是一個空泛的口號，而是具有豐富的教學(xué)內(nèi)涵。長期以來，教師和學(xué)校一直忽視了這個問題。在教學(xué)實踐中，知識與能力何者更重要的討論時時發(fā)生，卻又無疾而終。從講知識到避讓知識，從不重視做實驗到一放到底搞研究，教學(xué)方式在兩個極端中反復(fù)，教學(xué)觀念也在此過程中來回發(fā)生沖突。凡此種種，都是源于對教學(xué)目標(biāo)的模糊認(rèn)識。

二、變革與重構(gòu)教學(xué)目標(biāo)

《小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》指出：小學(xué)科學(xué)課程以培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)為宗旨，涵蓋科學(xué)知識，科學(xué)探究，科學(xué)態(tài)度，科學(xué)、技術(shù)、社會與環(huán)境四個方面的目標(biāo)。目標(biāo)關(guān)乎教育活動的總體走向，需要與學(xué)校的科學(xué)教育文化聯(lián)系起來，從教學(xué)的不同角度設(shè)置清晰的目標(biāo)。在重新構(gòu)建學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)培養(yǎng)目標(biāo)的基礎(chǔ)上，再從質(zhì)與量兩個方面入手：一方面，拓展學(xué)習(xí)的時空，突破課堂內(nèi)外的壁壘，創(chuàng)設(shè)科學(xué)研究的真實感，讓學(xué)生親歷探究的過程，以形成培養(yǎng)素養(yǎng)的基礎(chǔ)條件;另一方面，著力研究在不同的環(huán)境下，如何提高學(xué)生學(xué)習(xí)活動的質(zhì)量。

教學(xué)素養(yǎng)的實現(xiàn)，需要細(xì)化為教與學(xué)的具體指標(biāo)。從學(xué)生學(xué)科學(xué)、用科學(xué)、愛科學(xué)的角度，可以提出如下教學(xué)目標(biāo)：形成較完整的知識概念體系;會運(yùn)用探究的手段解決問題;對周圍事物、對科學(xué)本身有濃厚的興趣愛好等。從教的角度，科學(xué)素養(yǎng)培養(yǎng)的具體指標(biāo)為：了解與認(rèn)知水平相適應(yīng)的科學(xué)知識;運(yùn)用基本的科學(xué)知識與技能認(rèn)識自己和周圍世界;具備進(jìn)行科學(xué)探究所必需的科學(xué)思維和方法;激發(fā)和保持對自然現(xiàn)象的好奇心和求知欲。

三、課內(nèi)側(cè)重培養(yǎng)科學(xué)好奇心，構(gòu)建科學(xué)概念體系

（一）運(yùn)用實驗培養(yǎng)科學(xué)好奇心

好奇心是人的一種本能，是開啟科學(xué)探究的動力。然而，科學(xué)好奇心比本能好奇心更為高級與復(fù)雜，它并非對事物本身產(chǎn)生興趣，通過淺嘗輒止就可以實現(xiàn)的，而是需要超越事物的表象，從不同現(xiàn)象或不同經(jīng)驗中通過多次經(jīng)歷，找到事情的共同點從而產(chǎn)生興趣，形成理性思考、研究與判斷。實踐證明，不同年齡的學(xué)生，培養(yǎng)其好奇心的方式也各不相同。對于低年齡段的學(xué)生，主要是在課堂上運(yùn)用趣味小實驗，讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)科學(xué)的神奇，調(diào)動他們對科學(xué)的好奇心，激起他們的探究欲望。對于高年齡段的學(xué)生，主要體現(xiàn)在培養(yǎng)他們獨立完成探究活動的能力，使他們能夠做到獨立開展小課題研究[2]。

為培養(yǎng)科學(xué)實驗對學(xué)生的強(qiáng)烈吸引力，通常，一堂實驗課只需要確立一個探究主題，并將趣味性放在首要位置，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與好奇心，進(jìn)而引發(fā)一定的深度探究。比如，教師可以重新設(shè)計“摩擦力”一課的教學(xué)，運(yùn)用一系列與靜摩擦力有關(guān)的小實驗，如“硬幣立在紙幣邊緣”“鉛筆在手指上的運(yùn)動”“木筷提米”等，引導(dǎo)學(xué)生完成發(fā)現(xiàn)問題、觀察現(xiàn)象、釋疑解答的探究過程。又如根據(jù)“可樂噴泉”實驗，重新設(shè)計“可樂里的氣體”一課。首先，教師將一粒薄荷糖放入可樂后，引起“噴泉”效應(yīng)，并引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思考出現(xiàn)此現(xiàn)象的原因是什么。接著，教師再接連把砂糖、食鹽、巧克力等依次放入可樂，對比觀察這幾種物質(zhì)放入之后的現(xiàn)象，從而帶領(lǐng)學(xué)生尋找出可樂噴泉的形成原因。再如，根據(jù)“會爬坡的球”設(shè)計“重心”一課，從一個紙球能從坡底“爬”上去的反常現(xiàn)象引發(fā)問題，進(jìn)而引導(dǎo)學(xué)生猜測紙球的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，并自制紙球進(jìn)行測試，驗證自己的猜想。在以上案例的設(shè)計與實施中，教師要把實驗的趣味性放在首要位置，讓實驗的懸疑感將學(xué)生的探究欲望激發(fā)到極致，從而使科學(xué)散發(fā)出原本的神奇魅力。同時，教師要采取遞進(jìn)實驗教學(xué)的方式，讓學(xué)生從一開始的好奇，再到最后能夠獨立完成實驗得出科學(xué)結(jié)果，以此循序漸進(jìn)地培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)能力。

（二）以大概念理念構(gòu)建科學(xué)概念

科學(xué)教育的目標(biāo)應(yīng)該是圍繞學(xué)生未來學(xué)習(xí)、生活而開展的，力求做到幫助他們理解生活和學(xué)習(xí)中的科學(xué)事件與現(xiàn)象?？茖W(xué)教育以大概念為核心展開具體的教學(xué)。教師要知道課程系列的目標(biāo)與發(fā)展之間大概念的聯(lián)系，并圍繞大概念，總結(jié)1-6年級的教學(xué)內(nèi)容，繪制相關(guān)的概念圖譜。再找出大小概念之間的層次聯(lián)系，分析概念之間的橫向聯(lián)系，發(fā)揮概念圖譜科學(xué)的指引作用，使教與學(xué)的過程中充滿邏輯性。

在組織單元教學(xué)設(shè)計時，教師應(yīng)該利用概念圖，明確單元主題與子主題之間的關(guān)系，對先教什么、后教什么做出科學(xué)合理的安排。子主題中包括生活、科學(xué)、技術(shù)、社會等。生活包含那些日常生活中經(jīng)常看到、聽到、感覺到的事物;科學(xué)指有關(guān)主題的科學(xué)真理、科學(xué)事實，它是課程標(biāo)準(zhǔn)里要求學(xué)生掌握的基本科學(xué)知識;技術(shù)與社會主要是為了加深學(xué)生對科學(xué)概念的理解與鞏固，幫助他們遷移知識;等等。引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注與科學(xué)有關(guān)的社會問題需要層層遞進(jìn)。首先，科學(xué)來源于生活，與生活有關(guān)的課題能夠激發(fā)學(xué)生探究的欲望，從而引起學(xué)生對事實探究的興趣;再由興趣、好奇去引導(dǎo)學(xué)生對科學(xué)課題展開進(jìn)一步探究，從而獲得科學(xué)知識、科學(xué)方法;最后，設(shè)置有關(guān)技術(shù)與社會的課題，讓學(xué)生體驗到學(xué)以致用的成就感，感受與思考作為一個社會人應(yīng)有的對環(huán)境與社會的職責(zé)?；谶@些內(nèi)在聯(lián)系，一個單元的主題內(nèi)容結(jié)構(gòu)模型如下圖1所示。這個結(jié)構(gòu)模型幫助學(xué)生將探究過程由表及里、由淺入深地展開，通過此過程的實踐，學(xué)生能夠獲得與主題相關(guān)的、較完整的概念體系，更重要的是還加強(qiáng)了對概念的理解。

圖1 單元內(nèi)容結(jié)構(gòu)模型

在進(jìn)行單課時教學(xué)設(shè)計時，教師不僅要知道學(xué)生的前概念是什么，而且還要分析前概念的認(rèn)知水平，這樣做有助于明確教學(xué)設(shè)計的起點，找到學(xué)生潛在的學(xué)習(xí)動機(jī)。比如，當(dāng)教師談及“牛頓與蘋果落地”這個話題時，學(xué)生不僅能迅速把牛頓發(fā)現(xiàn)蘋果落地的故事口述出來，而且還知道蘋果落地是地球引力的緣故。這些現(xiàn)象容易使教師產(chǎn)生誤判，認(rèn)為學(xué)生已經(jīng)理解地球引力這個概念了。但是深究下去，就可以發(fā)現(xiàn)學(xué)生們雖然知道地球引力，但只局限于表面的認(rèn)識。關(guān)于引力的方向和引力的大小，他們都是模糊不清的，因而教師應(yīng)該遵循認(rèn)知的空白點構(gòu)建教學(xué)，使學(xué)生完善對地球引力的認(rèn)識。

四、課外側(cè)重運(yùn)用探究方法，培養(yǎng)科技創(chuàng)新能力

（一）拓展課外教學(xué)與研究時空

拓展學(xué)習(xí)時空不是簡單的時空延長和放大，而是要從課內(nèi)外學(xué)習(xí)的關(guān)聯(lián)性上做好鋪設(shè)。有效的時空拓展，一般要符合學(xué)習(xí)形式具有一致性，學(xué)習(xí)內(nèi)容具有延續(xù)性的條件。小學(xué)科學(xué)課程倡導(dǎo)以探究式學(xué)習(xí)為主的多樣化學(xué)習(xí)方法，有利于學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的形成。與此同時，課堂中學(xué)生提出的問題，一般都是他們的興趣與知識盲點所在，教師要充分利用這些問題，完善學(xué)生的科學(xué)認(rèn)知。

筆者運(yùn)用探究的學(xué)習(xí)方式開展課內(nèi)外科學(xué)課程的教學(xué)活動，實踐證明行之有效。首先，筆者在學(xué)校內(nèi)組建了“未來之星”少年科學(xué)院，設(shè)有院長、所長、組長三個層級崗位，主要依靠學(xué)生自主管理。一個班級即為一個研究所，研究所根據(jù)不同的小課題組建，學(xué)生可自由選擇加入小課題組，并選擇相應(yīng)的崗位。學(xué)生主要利用綜合實踐活動時間或在校的閑散時間，圍繞主題研討方案、交流討論、撰寫研究報告及小論文等。在此過程中，教師只充當(dāng)引導(dǎo)者的角色，幫助學(xué)生解決遇到的無法解決的難題，從而使學(xué)生的研究能夠順利開展。事實證明，大部分學(xué)生能夠較好地完成課題組的研究，形成一定的研究成果，并在此過程中培養(yǎng)了自身的合作與探究能力。

（二）在真實的自然環(huán)境中展開研究

在課外學(xué)習(xí)活動中，教師應(yīng)將大多數(shù)時間給予學(xué)生，讓他們自行開展實踐研究活動。事實上，課內(nèi)已有的大量實踐活動，往往是拘泥于實驗室條件下模擬真實環(huán)境的實驗研究，與真實的探究活動之間有較大差距。比如生物領(lǐng)域中的“觀察小動物”“種子的萌發(fā)”，地球宇宙領(lǐng)域中的“觀察巖石”“觀察土壤”等課題，都是在實驗室條件下，選取樣本進(jìn)行觀察研究，由樣本得出的結(jié)論作為研究的結(jié)論。這與科學(xué)研究需要大量樣本事實舉證的情況是相違背的。課堂上，有時為了追求結(jié)論，學(xué)生可能不求甚解，放棄對事實真相的探究，轉(zhuǎn)而認(rèn)同大多數(shù)人的結(jié)論。

以上問題的出現(xiàn)，對科學(xué)素養(yǎng)的形成產(chǎn)生了極大的消極影響。因此，在課外實踐活動中，教師需要彌補(bǔ)課內(nèi)實驗開展的不足，引導(dǎo)學(xué)生在自然環(huán)境中通過親身觀察和實踐，發(fā)現(xiàn)很多實驗室環(huán)境下沒有產(chǎn)生過的現(xiàn)象，從而深入認(rèn)識自然界的真實面目。同時，教師要給予學(xué)生更充分的觀察和實驗時間，讓他們有足夠的時間去記錄、分析與反思。由學(xué)生親歷的科研活動，才能使學(xué)生對科學(xué)的本質(zhì)進(jìn)行深入理解。

（三）課外重在解決真實的生活問題

科學(xué)的本質(zhì)除了發(fā)現(xiàn)事實的真相以外，更重要的是運(yùn)用事實規(guī)律、法則，找到解決問題的方法與策略。在科學(xué)與技術(shù)領(lǐng)域，教師不應(yīng)再只是讓學(xué)生簡單了解，而是要花費更多的精力促使學(xué)生向提出策略與辦法方面發(fā)展。因而，教師要有意識地將科學(xué)與工程進(jìn)行融合。比如，在聲學(xué)領(lǐng)域加入技術(shù)元素，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)聲音的原理，制作出有音階的樂器;又如在生態(tài)系統(tǒng)領(lǐng)域，原來教學(xué)的重點是探究為什么要保持生態(tài)平衡，現(xiàn)在則需要學(xué)生去研究怎樣保持生態(tài)平衡;再如討垃圾分類的問題，應(yīng)落腳于“對垃圾房的設(shè)計改造”，開展具有現(xiàn)實意義的探索發(fā)明，以點燃學(xué)生的創(chuàng)新熱情與創(chuàng)造意識。

【參考文獻(xiàn)】

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