中圖分類號(hào):G62 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):0450-9889(2025)07-0101-04
2023年5月17日,教育部等十八部門(mén)聯(lián)合印發(fā)的《關(guān)于加強(qiáng)新時(shí)代中小學(xué)科學(xué)教育工作的意見(jiàn)》提出,科學(xué)教育應(yīng)注重實(shí)踐,激發(fā)學(xué)生興趣,推進(jìn)探究實(shí)踐;應(yīng)強(qiáng)調(diào)融合,實(shí)現(xiàn)校內(nèi)外聯(lián)動(dòng),將知識(shí)學(xué)習(xí)與實(shí)踐相結(jié)合,強(qiáng)化“做中學(xué)、用中學(xué)、創(chuàng)中學(xué)”的教學(xué)理念,創(chuàng)造條件豐富活動(dòng)內(nèi)容,拓展科學(xué)實(shí)踐活動(dòng)。由此可知,科學(xué)教育具有重要的育人價(jià)值,承擔(dān)著培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的重要職責(zé)。然而,當(dāng)前部分小學(xué)科學(xué)教師對(duì)小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)涵理解不夠深入,對(duì)其育人價(jià)值的領(lǐng)悟也較為模糊,導(dǎo)致在實(shí)驗(yàn)選題時(shí)面臨諸多困難,進(jìn)而影響了科學(xué)教育活動(dòng)的順利開(kāi)展。為此,筆者基于小學(xué)科學(xué)教師培養(yǎng)現(xiàn)狀的調(diào)查,探討教師在職前與職后科學(xué)實(shí)驗(yàn)選題中所面臨的困境及基本對(duì)策,以期提高小學(xué)科學(xué)教師的實(shí)驗(yàn)選題能力。
一、小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)涵及特征
在方法論層面,《中國(guó)大百科全書(shū)·哲學(xué)》將科學(xué)實(shí)驗(yàn)定義為人們?yōu)閷?shí)現(xiàn)預(yù)定目的,在人工控制條件下對(duì)客體進(jìn)行研究的一種科學(xué)方法。從實(shí)踐角度來(lái)看,科學(xué)實(shí)驗(yàn)是運(yùn)用特定儀器設(shè)備,在人工設(shè)定的條件下觀察和研究自然現(xiàn)象及其規(guī)律性的一種特殊的社會(huì)實(shí)踐形式[。筆者認(rèn)為,科學(xué)實(shí)驗(yàn)是人們?yōu)榱送苿?dòng)生活、生產(chǎn)等物質(zhì)世界的高質(zhì)量發(fā)展,以及提升精神世界的豐富度,采用科學(xué)的方法嘗試發(fā)現(xiàn)新事物、新規(guī)律的研究過(guò)程。小學(xué)生好奇心強(qiáng)、探索欲旺盛,這與科學(xué)實(shí)驗(yàn)所強(qiáng)調(diào)的探索未知、發(fā)現(xiàn)新知的核心理念相契合,從而為學(xué)校開(kāi)展小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供了可能性。同時(shí),小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)與實(shí)施還應(yīng)充分考慮小學(xué)生的認(rèn)知水平和實(shí)驗(yàn)操作能力,以確保實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的有效性和安全性。具體說(shuō)來(lái),小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)與實(shí)施應(yīng)注意體現(xiàn)以下特征。
(一)觀察性
小學(xué)生具有很強(qiáng)的觀察力,尤其擅長(zhǎng)在細(xì)節(jié)中發(fā)現(xiàn)事物的區(qū)別,這對(duì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)至關(guān)重要。兒童能在細(xì)致入微的觀察中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,這是一種直覺(jué)式的發(fā)現(xiàn),體現(xiàn)了直接經(jīng)驗(yàn)與思維的直接對(duì)話。隨著年齡的增長(zhǎng),兒童對(duì)細(xì)節(jié)的觀察逐漸轉(zhuǎn)向更為寬泛的視角,觀察的尺度也相應(yīng)擴(kuò)大。在此過(guò)程中,兒童的歸納能力逐漸發(fā)展,小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的觀察方式也隨之調(diào)整,以適應(yīng)其認(rèn)知水平的提升。
(二)想象性
年齡較小的兒童更傾向于天馬行空地想象,有時(shí)會(huì)將想象與事實(shí)混同,認(rèn)為想象中的事物即為真實(shí)存在,即便當(dāng)前尚未發(fā)生。小學(xué)生的想象力受限于其直接經(jīng)驗(yàn),并影響其間接經(jīng)驗(yàn)的習(xí)得。對(duì)小學(xué)生而言,科學(xué)實(shí)驗(yàn)是探索未知世界的活動(dòng),具有前瞻性和未發(fā)生性。因此,小學(xué)生需充分發(fā)揮想象力來(lái)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)活動(dòng),在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中積累直接經(jīng)驗(yàn),而這些直接經(jīng)驗(yàn)又會(huì)為后續(xù)的想象提供實(shí)證基礎(chǔ)。此外,科學(xué)實(shí)驗(yàn)中的交流互動(dòng)是小學(xué)生獲取間接經(jīng)驗(yàn)的重要途徑,也是促進(jìn)其想象力發(fā)展的思維碰撞平臺(tái)。在具體實(shí)施過(guò)程中,想象通常以隱性的方式存在,貫穿于小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的問(wèn)題提出、方案設(shè)計(jì)、探究過(guò)程及總結(jié)反思等各個(gè)環(huán)節(jié)。
(三)多樣性
科學(xué)實(shí)驗(yàn)有許多不同的研究方法??茖W(xué)實(shí)驗(yàn)方法不僅受到個(gè)體觀察能力和想象能力的制約,而且受限于當(dāng)前的研究體系。經(jīng)由教師傳授,學(xué)習(xí)者可以掌握恰當(dāng)?shù)姆椒?,并了解科學(xué)實(shí)驗(yàn)的研究規(guī)范。觀察、想象和研究體系共同構(gòu)成了科學(xué)實(shí)驗(yàn)方法多樣性的重要來(lái)源。研究體系是科學(xué)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ),觀察與想象是在科學(xué)實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)新事物、新規(guī)律的突破口。因此,小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)應(yīng)當(dāng)尊重兒童研究方法的多樣性,為小學(xué)生提供更多發(fā)現(xiàn)新事物、新規(guī)律的機(jī)會(huì)。
(四)嘗試性
小學(xué)生對(duì)間接經(jīng)驗(yàn)的領(lǐng)悟能力相對(duì)低下,對(duì)事物的探索表現(xiàn)出明顯的嘗試性特征。在思維層面,低年級(jí)學(xué)生主要停留在“是什么”的層面,常常是在現(xiàn)實(shí)中進(jìn)行嘗試性實(shí)驗(yàn);中年級(jí)學(xué)生則開(kāi)始關(guān)注“為什么”,實(shí)驗(yàn)探索開(kāi)始萌芽,但立場(chǎng)尚不穩(wěn)定;高年級(jí)學(xué)生的認(rèn)知水平有所提升,能理解“是什么”與“為什么”之間的聯(lián)系,嘗試性與驗(yàn)證性進(jìn)一步融合。思想的嘗試性決定了方法的嘗試性,也決定了科學(xué)實(shí)驗(yàn)的嘗試性。這意味著,小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)是一個(gè)逐步探索、不斷試錯(cuò)的活動(dòng)過(guò)程,它有助于學(xué)生逐步積累實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)和科學(xué)知識(shí)。
二、小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的育人價(jià)值
(一)培養(yǎng)個(gè)體與自然對(duì)話的能力
科學(xué)實(shí)驗(yàn)是與自然現(xiàn)象互動(dòng)的實(shí)踐過(guò)程,實(shí)驗(yàn)者在此過(guò)程中與自然進(jìn)行對(duì)話。自然界存在諸多未解之謎,個(gè)體作為自然界的一部分,對(duì)自然界的許多領(lǐng)域仍感陌生。從科學(xué)實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備到實(shí)施,再到反思總結(jié),實(shí)驗(yàn)者始終在與自然進(jìn)行交流。這種與自然對(duì)話的方式多種多樣,如面對(duì)不解之物時(shí)常問(wèn)“是什么”,遇到新現(xiàn)象時(shí)常問(wèn)“為什么”,或喜歡模擬自然界的奇特現(xiàn)象。這種對(duì)話實(shí)際上是一種思考習(xí)慣,而小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)正是培養(yǎng)這一習(xí)慣的關(guān)鍵途徑,并借以提升小學(xué)生與自然對(duì)話的能力。
(二)培養(yǎng)科學(xué)論證的素養(yǎng)
科學(xué)論證是基于科學(xué)問(wèn)題或假設(shè)進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)驗(yàn)證的過(guò)程,其過(guò)程融合了方法、邏輯與論據(jù)??茖W(xué)論證反映實(shí)驗(yàn)者的科學(xué)觀念、科學(xué)思維、探索實(shí)踐和態(tài)度責(zé)任等科學(xué)核心素養(yǎng)。例如,實(shí)驗(yàn)者在理解概念、規(guī)律、原理的基礎(chǔ)上,形成的對(duì)客觀事物的總體認(rèn)識(shí);以及從科學(xué)的視角對(duì)客觀事物的本質(zhì)屬性、內(nèi)在規(guī)律和相互關(guān)系的認(rèn)識(shí)方式[2]??茖W(xué)實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)核心素養(yǎng),特別是理性思維、批判質(zhì)疑和勇于探究等科學(xué)精神的重要載體[3]。小學(xué)生的科學(xué)核心素養(yǎng)主要源自直接經(jīng)驗(yàn),而科學(xué)實(shí)驗(yàn)正是積累直接經(jīng)驗(yàn)的重要途徑。
(三)培養(yǎng)表達(dá)自然規(guī)律的方式
自然規(guī)律通過(guò)科學(xué)研究成果以規(guī)范的形式表達(dá),具有符號(hào)化、抽象化、簡(jiǎn)潔化等特點(diǎn)。自然規(guī)律寓于自然界之中,通常以較為隱蔽的方式與其他規(guī)律并存。科學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)論需與其他規(guī)律相區(qū)分并被清晰表達(dá),這是人們總結(jié)和表達(dá)規(guī)律的基本要求。例如,在“勺柄是怎樣變熱的”教學(xué)中,熱的傳導(dǎo)規(guī)律被明確表述為:在同一物體中,熱能從溫度高的部分傳向溫度低的部分,這種傳遞熱的方式稱為傳導(dǎo)。科學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)論的清晰表達(dá)促進(jìn)了信息交流,并為后續(xù)研究奠定了基礎(chǔ)。
三、小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的選題困境
(一)研究?jī)r(jià)值未能體現(xiàn)時(shí)代特征
當(dāng)前科技發(fā)展日新月異,新興領(lǐng)域和前沿技術(shù)層出不窮,但許多小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)選題仍局限于傳統(tǒng)內(nèi)容,未能及時(shí)融入新時(shí)代的科學(xué)元素。這導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與學(xué)生的生活實(shí)際和興趣點(diǎn)脫節(jié),難以激發(fā)學(xué)生的探索熱情和創(chuàng)新思維。例如,“校園里的植物種類研究”這一實(shí)驗(yàn)選題的價(jià)值有限,因?yàn)橹参锓诸愐严喈?dāng)成熟,《本草綱目》便是重要的研究成果之一。如果小學(xué)科學(xué)教師將課題改成“廣西本地校園野生植物生態(tài)適應(yīng)性的研究”,其意義就完全不一樣了:一是關(guān)注廣西本地野生植物的獨(dú)特性;二是生態(tài)適應(yīng)性的研究已經(jīng)上升到“為什么”的層面;三是挖掘校園野生植物的價(jià)值,體現(xiàn)了綠色環(huán)保、人地和諧及可持續(xù)發(fā)展的理念。隨著時(shí)代的變遷,世界各國(guó)對(duì)人才的需求也在不斷變化,科學(xué)教育肩負(fù)著培養(yǎng)人才、推動(dòng)科技發(fā)展的重任。因此,小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)選題應(yīng)緊跟時(shí)代步伐,關(guān)注科技發(fā)展動(dòng)態(tài),引入更多與現(xiàn)代生活緊密相關(guān)的科學(xué)問(wèn)題,體現(xiàn)教育性與時(shí)代性,以提升小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的時(shí)代價(jià)值。
(二)問(wèn)題來(lái)源缺乏理論對(duì)話
牛頓說(shuō)過(guò):“我之所以比別人看得更遠(yuǎn)些,是因?yàn)檎驹诰奕说募绨蛏?。”這句話意味著研究問(wèn)題是離不開(kāi)理論對(duì)話的,在前人理論基礎(chǔ)上進(jìn)行研究至關(guān)重要。然而,許多小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)選題往往直接來(lái)源于教學(xué)實(shí)踐中的直觀感受或經(jīng)驗(yàn)總結(jié),而缺乏與現(xiàn)有科學(xué)理論體系的對(duì)接和深入探討,這可能導(dǎo)致選題過(guò)于表面化,缺乏科學(xué)研究的深度,不利于引導(dǎo)學(xué)生探究科學(xué)現(xiàn)象背后的本質(zhì)和規(guī)律。人們常說(shuō),提出一個(gè)問(wèn)題比解決一個(gè)問(wèn)題更為重要,因?yàn)樘岢隹茖W(xué)的、有價(jià)值的問(wèn)題并非易事。例如“巴西堅(jiān)果為什么會(huì)落地?”雖看似新問(wèn)題,但本質(zhì)上與牛頓的“蘋(píng)果為什么落地?”完全一致。理論對(duì)話有利于準(zhǔn)確識(shí)別問(wèn)題的科學(xué)價(jià)值,進(jìn)而幫助研究者決定研究方向。因此,小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)選題應(yīng)重視學(xué)術(shù)理論的調(diào)查、梳理與對(duì)話,這是選擇研究問(wèn)題的重要環(huán)節(jié),也是理論研究的精髓所在。
(三)研究?jī)?nèi)容無(wú)法聚焦某一問(wèn)題
通常來(lái)說(shuō),研究的開(kāi)展始于某一個(gè)問(wèn)題。為了解決這個(gè)問(wèn)題,人們會(huì)想出很多辦法,并對(duì)辦法進(jìn)行調(diào)查、篩選、實(shí)踐,最終產(chǎn)生針對(duì)該問(wèn)題的研究方法和研究?jī)?nèi)容。從以上分析看來(lái),科學(xué)的研究順序可以認(rèn)為是“產(chǎn)生問(wèn)題一想出辦法一確定方法與內(nèi)容”的過(guò)程。這個(gè)看似通俗易懂的過(guò)程,對(duì)部分小學(xué)科學(xué)教師來(lái)說(shuō)卻是一個(gè)復(fù)雜且容易迷失方向的過(guò)程,影響著其思維和思路,往往導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過(guò)于寬泛,缺乏針對(duì)性和深度。主要原因在于以下兩方面:一是無(wú)法確定明晰的研究問(wèn)題,隨著研究的深入,研究者往往會(huì)發(fā)現(xiàn)許多新問(wèn)題,導(dǎo)致思維陷入迷宮,忘記了最初要解決的問(wèn)題;二是混淆研究問(wèn)題的層級(jí)關(guān)系,研究者在處理問(wèn)題鏈時(shí),往往難以厘清核心問(wèn)題與子問(wèn)題之間的層級(jí)關(guān)系。例如,在“光照對(duì)三角梅顏色的影響”課題中,核心問(wèn)題是光照對(duì)三角梅顏色的影響,而子問(wèn)題應(yīng)是與核心問(wèn)題直接相關(guān)的,如影響光照時(shí)長(zhǎng)的因素、光照強(qiáng)度的測(cè)量方法等;平行關(guān)系的問(wèn)題,如土壤、水分對(duì)三角梅顏色的影響,則不屬于該課題的核心研究?jī)?nèi)容,應(yīng)予以剔除。
(四)研究對(duì)象主次關(guān)系不明
毫無(wú)疑問(wèn),科學(xué)實(shí)驗(yàn)選題務(wù)必明確研究對(duì)象是什么,方可開(kāi)展研究。若研究對(duì)象涉及多種事物的關(guān)系,會(huì)使選題表達(dá)復(fù)雜且難以理解。然而,一些小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)選題常常會(huì)陷入研究對(duì)象主次關(guān)系不明的困境,導(dǎo)致在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究時(shí)難以確定核心研究對(duì)象,影響實(shí)驗(yàn)效果。例如,原選題“探究不同萃取劑對(duì)薄荷清新劑除洋蔥異味效果及原因”較為晦澀難懂,但通過(guò)梳理主次關(guān)系,可簡(jiǎn)化為“基于不同萃取劑的薄荷清新劑除異味效果的探索——以洋蔥為例”或“薄荷清新劑除洋蔥異味效果分析—基于不同的萃取劑”。由此可知,當(dāng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)選題題目比較長(zhǎng)、涉及的事物比較多時(shí),往往需要進(jìn)行對(duì)象的主次關(guān)系排序,適當(dāng)?shù)厥褂酶睒?biāo)題的形式可以減緩主標(biāo)題的表達(dá)壓力。此外,選題題目表達(dá)應(yīng)盡可能簡(jiǎn)潔明了,避免冗余和復(fù)雜的關(guān)系描述。
四、小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)選題的基本策略
(一)基于兒童的好奇心選題
選題是主體對(duì)客體存在的一種選擇,而好奇心是個(gè)體發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、潛心求證的動(dòng)力源泉。好奇心反映了個(gè)體的求知欲望,反映了個(gè)體與自然界的互動(dòng)強(qiáng)度,揭示了個(gè)體的思維方式。例如,伽利略不顧低頭祈禱的規(guī)定,好奇地發(fā)現(xiàn)懸在天花板上的掛燈在微微晃動(dòng)。這本來(lái)是生活中常見(jiàn)的現(xiàn)象,而伽利略卻細(xì)心地觀察起來(lái)[4]。小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)選題可以源于個(gè)體兒童時(shí)代記憶中的問(wèn)題、他人提出的困惑、生活中習(xí)以為常的現(xiàn)象、直接經(jīng)驗(yàn)與間接經(jīng)驗(yàn)的沖突,以及失敗后的好奇式反思。例如,含羞草閉合通常會(huì)引起兒童的注意,因?yàn)樗莿?dòng)態(tài)的變化,是相對(duì)微觀的、直觀的現(xiàn)象。相反,樹(shù)葉的脫落就沒(méi)那么容易引起兒童的注意,因?yàn)檫@種現(xiàn)象是習(xí)以為常的。在兒童心目中,幾乎所有的樹(shù)葉都會(huì)脫落,感覺(jué)已經(jīng)沒(méi)有太多探究的必要,這種現(xiàn)象不易引發(fā)兒童的探究興趣。
自然界為科學(xué)實(shí)驗(yàn)選題提供了豐富的素材。教學(xué)實(shí)踐中的科學(xué)實(shí)驗(yàn)選題應(yīng)緊密結(jié)合自然界中的事物、現(xiàn)象,以激發(fā)學(xué)生的好奇心和探索欲。下面,以“光照對(duì)豆芽生長(zhǎng)的影響”為例,探析小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)基于好奇心選題的內(nèi)在機(jī)理。第一,分享個(gè)體對(duì)自然的認(rèn)知體驗(yàn)。教師首先介紹氣候、地形、土壤、水源等自然因素,向?qū)W生說(shuō)明熱量和水分是氣候的重要組成部分,然后引導(dǎo)學(xué)生分享對(duì)光照的個(gè)人認(rèn)知。學(xué)生的分享是多樣的、自由的,可以分享“日光城”—一拉薩,也可以分享萬(wàn)物生長(zhǎng)靠太陽(yáng)的道理。第二,提出個(gè)體的好奇式思考。教師引導(dǎo)學(xué)生列舉生活中的光照現(xiàn)象和植物生長(zhǎng)現(xiàn)象,鼓勵(lì)學(xué)生選擇自己感興趣、好奇的事物進(jìn)行探究。大多數(shù)學(xué)生選擇了常見(jiàn)的豆芽作為研究對(duì)象,體現(xiàn)了從生活實(shí)際出發(fā)的選題思路。第三,設(shè)計(jì)研究方案。教師引導(dǎo)學(xué)生思考種子發(fā)芽所需的環(huán)境條件,以及光照對(duì)植物顏色的影響等問(wèn)題,并與學(xué)生共同確定選題名稱為“光照對(duì)豆芽生長(zhǎng)的影響”。此環(huán)節(jié)強(qiáng)調(diào)師生互動(dòng),通過(guò)直接經(jīng)驗(yàn)與間接經(jīng)驗(yàn)的碰撞,形成科學(xué)的研究方案。
(二)基于類比思維選題
科學(xué)實(shí)驗(yàn)的核心在于探索規(guī)律,而類比思維在此過(guò)程中扮演著至關(guān)重要的角色。類比思維是根據(jù)兩個(gè)具有相同或相似特征的事物間的對(duì)比,從某一事物的某些已知特征去推測(cè)另一事物的相應(yīng)特征存在的思維活動(dòng)。它主要包括對(duì)比前的分類和分類后的對(duì)比,兩者并沒(méi)有嚴(yán)格的先后順序,而是取決于科學(xué)實(shí)驗(yàn)中的實(shí)踐需要和邏輯需求。無(wú)論是分類還是對(duì)比,都離不開(kāi)個(gè)體的思維方式。因此類比思維具有多樣性,主要體現(xiàn)在以下三個(gè)方面。一是廣泛性。類比可以跨越學(xué)科、時(shí)空和對(duì)象等界限。例如,在小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)中,學(xué)生可以在觀察中進(jìn)行分類,也可以在分類后進(jìn)行對(duì)比,從而發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和探索規(guī)律。二是開(kāi)放性。類比是個(gè)體的自由選擇,其科學(xué)合理性和高效性在思維層面上表現(xiàn)為自由的嘗試和對(duì)話,體現(xiàn)了思維的靈活性和創(chuàng)新性。三是想象性。類比的對(duì)象眾多,且可以是虛擬的或未來(lái)的,個(gè)體能在現(xiàn)實(shí)與想象中實(shí)現(xiàn)分類與對(duì)比。例如,赫胥黎在晚宴上偶然發(fā)現(xiàn)餐盤(pán)中的火雞與一種獸腳類恐龍的骨骼結(jié)構(gòu)十分相似,通過(guò)對(duì)比,于是提出了地球上的鳥(niǎo)類可能是由遠(yuǎn)古時(shí)期的恐龍進(jìn)化而來(lái)的假說(shuō)[5]。可見(jiàn),類比思維的廣泛性、開(kāi)放性和想象性,為科學(xué)探索提供了豐富的視角和方法。
以“薄荷清新劑去除洋蔥異味的探索”為例,教師可以通過(guò)分類、對(duì)比、構(gòu)題等步驟,逐步明確小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)基于類比思維選題的方法。首先,教師引導(dǎo)學(xué)生對(duì)生活中的清新劑進(jìn)行分類,識(shí)別出其主要成分,如乙醇、香精和去離子水等。在分類過(guò)程中,學(xué)生發(fā)現(xiàn)有橘子、檸檬、玫瑰等種類多樣的香精,并討論、分析不同香精的特點(diǎn)。其次,通過(guò)對(duì)比不同香精的效用,教師引導(dǎo)學(xué)生聚焦薄荷的潛在清新效果,基于檸檬、玫瑰清新劑的優(yōu)點(diǎn)和制作方法,設(shè)計(jì)出以薄荷為原料的制作方案。最后,教師與學(xué)生合作探尋,選擇薄荷和洋蔥作為研究對(duì)象。在充分考慮實(shí)驗(yàn)的便利性、可操作性的基礎(chǔ)上,師生共同確定以“薄荷清新劑去除洋蔥異味的探索”作為科學(xué)實(shí)驗(yàn)選題。
(三)基于檢驗(yàn)思維選題
檢驗(yàn)是批判性思維與嚴(yán)謹(jǐn)性思維的集中體現(xiàn)。檢驗(yàn)的對(duì)象可以是過(guò)去的,也可以是未來(lái)的,甚至是傳說(shuō)的事物。例如,詹納從奶場(chǎng)工人談?wù)撝械弥艘粋€(gè)公認(rèn)的民間說(shuō)法:人若傳染上牛痘,就再也不會(huì)得天花病。在詹納多年的檢驗(yàn)下最終找到了治療天花病的科學(xué)方法。檢驗(yàn)既可以針對(duì)當(dāng)下的熱點(diǎn)問(wèn)題,也可以源于自已突然的猜想。檢驗(yàn)在科學(xué)實(shí)驗(yàn)中無(wú)處不在,無(wú)時(shí)不有。嘗試是檢驗(yàn)的一種常見(jiàn)形式,尤其適合缺少間接經(jīng)驗(yàn)的小學(xué)生?;跈z驗(yàn)思維的小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)選題,鼓勵(lì)學(xué)生多嘗試、多提問(wèn),通過(guò)觀察、測(cè)量和記錄數(shù)據(jù)來(lái)驗(yàn)證或修正自己的猜想,從而培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力和批判性思維,有利于實(shí)現(xiàn)從“熊孩子”到“小小科學(xué)家”的轉(zhuǎn)變。
基于檢驗(yàn)思維選題通常包括“收集間接經(jīng)驗(yàn)一提出假設(shè)一設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)環(huán)境\"等一系列步驟。在收集間接經(jīng)驗(yàn)環(huán)節(jié),選題的方向廣泛且具體,可以跨學(xué)科進(jìn)行。例如,關(guān)于月相的選題可以來(lái)源于生活中的觀察,也可以來(lái)源于語(yǔ)文教材中的詩(shī)詞。《暮江吟》中的詩(shī)句“可憐九月初三夜,露似珍珠月似弓”就可以作為間接經(jīng)驗(yàn),供學(xué)生對(duì)其進(jìn)行驗(yàn)證。在提出假設(shè)環(huán)節(jié),教師可以擬定如“初三月相的形狀和方位探索”等選題名稱,引導(dǎo)學(xué)生參考《楓橋夜泊》中的“月落烏啼霜滿天”等詩(shī)句,對(duì)月相規(guī)律進(jìn)行假設(shè)、探索,以加深對(duì)初三月相特征的理解。在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)環(huán)境環(huán)節(jié),應(yīng)該重點(diǎn)考慮月相觀察的可行性,明確觀察時(shí)間、地點(diǎn)、工具及記錄方法,確保實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蝽樌M(jìn)行。
總之,小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)選題應(yīng)面向現(xiàn)實(shí)與未來(lái),落實(shí)新課標(biāo)要求,強(qiáng)化師生在科學(xué)實(shí)驗(yàn)方面的實(shí)踐能力。教師在選題過(guò)程中,需深入領(lǐng)悟小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的本質(zhì)和育人價(jià)值,遵循科學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本原理、方法和實(shí)際操作,緊密聯(lián)系自然與生活實(shí)際,精心挑選研究問(wèn)題,注重尋求突破困境的有效策略,探索多樣化的實(shí)施路徑,以增強(qiáng)小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的靈活性、探究性、互動(dòng)性和創(chuàng)新性。
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注:本文系廣西教育科學(xué)“十四五”規(guī)劃2023年度科學(xué)教育專項(xiàng)課題“中美兩國(guó)小學(xué)科學(xué)教科書(shū)比較研究”(2023ZJY746)的階段研究成果。
(責(zé)編韋榕峰)