以食物實(shí)驗(yàn)為教學(xué)媒介增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)力

〔摘" "要〕" 本文旨在探討以食物科學(xué)實(shí)驗(yàn)作為教學(xué)媒介，增強(qiáng)小學(xué)生科學(xué)學(xué)習(xí)動(dòng)力的策略。通過自驅(qū)力理論及食物科學(xué)實(shí)驗(yàn)在課堂上的應(yīng)用，分析了實(shí)驗(yàn)對學(xué)生好奇心、自主性、成就感、歸屬感等內(nèi)在動(dòng)機(jī)的激發(fā)作用。結(jié)果表明，通過食物科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蝻@著提升學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)與自驅(qū)力，激發(fā)其對科學(xué)的興趣和探索精神。

〔關(guān)鍵詞〕" 小學(xué)科學(xué)；食物科學(xué)實(shí)驗(yàn)；自驅(qū)力；科學(xué)學(xué)習(xí)

〔中圖分類號〕" G424" " " " " " " " 〔文獻(xiàn)標(biāo)識碼〕" A" " " " 〔文章編號〕" 1674-6317" " （2025）21" " 0067-03

一、引言

（一）研究背景

如何在小學(xué)階段有效激發(fā)學(xué)生的科學(xué)興趣與學(xué)習(xí)動(dòng)力，成為當(dāng)前科學(xué)教育的關(guān)鍵問題。小學(xué)生常因傳統(tǒng)教授方式枯燥而失去興趣，因此當(dāng)前科學(xué)教育亟須轉(zhuǎn)向更具吸引力的教學(xué)方式。

（二）研究主題

本研究提出“食物科學(xué)實(shí)驗(yàn)”作為一種創(chuàng)新教學(xué)策略，旨在提升小學(xué)生科學(xué)學(xué)習(xí)動(dòng)力。通過科學(xué)方法探究食物，理解物質(zhì)構(gòu)成、科學(xué)原理，建立科學(xué)思維和掌握科學(xué)方法。因其安全性、易操作、好理解等特點(diǎn)，可以高效且顯著地激發(fā)學(xué)生對科學(xué)的興趣。

（三）研究目的

探討食物與科學(xué)學(xué)習(xí)的緊密關(guān)系，闡明為何食物實(shí)驗(yàn)?zāi)艹蔀槔斫饪茖W(xué)的高效途徑。設(shè)計(jì)適合小學(xué)生開展的食物科學(xué)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，兼具體驗(yàn)、互動(dòng)和跨學(xué)科特征，激發(fā)學(xué)生興趣?？偨Y(jié)優(yōu)勢與局限，為科學(xué)教育工作者對課程及教學(xué)法的改進(jìn)提供思路。

（四）研究價(jià)值

融通日常生活與科學(xué)世界，有效激發(fā)科學(xué)學(xué)習(xí)動(dòng)力：將“學(xué)生天生喜愛的日常食物”視作科學(xué)探究材料，契合他們的好奇心與感官體驗(yàn)，從熟悉的生活經(jīng)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)科學(xué)的“星辰大?！薄?/p>

具有普及性與易操作性。通過“吃進(jìn)肚子的知識，融進(jìn)身體的認(rèn)知”，食物科學(xué)實(shí)驗(yàn)可以讓小學(xué)生打開更多感官，調(diào)動(dòng)更多人體系統(tǒng)參與，帶來沉浸感和創(chuàng)造性體驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)“腹有詩書，腹有宇宙”的教育理念。能自然融合藝術(shù)、數(shù)學(xué)、物理、生物等領(lǐng)域內(nèi)容，支持深度學(xué)習(xí)，幫學(xué)生多角度理解科學(xué)并發(fā)展綜合素養(yǎng)。

（五）研究方法

文獻(xiàn)研究與策略設(shè)計(jì)：基于已有文獻(xiàn)和教育理論及實(shí)踐需求，開發(fā)一系列“食物+實(shí)驗(yàn)”的教學(xué)策略。

數(shù)據(jù)收集與分析：利用問卷調(diào)查、觀察記錄、實(shí)驗(yàn)報(bào)告和教師反饋等多元數(shù)據(jù)，評估對學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)力和自驅(qū)力的影響。

二、文獻(xiàn)綜述

（一）小學(xué)科學(xué)教育的現(xiàn)狀

小學(xué)科學(xué)教育重在培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)。然而傳統(tǒng)課堂多重知識灌輸與應(yīng)試訓(xùn)練，學(xué)生缺少親身體驗(yàn)與探索。但是“實(shí)驗(yàn)有其自身獨(dú)立的生命”，“很多人主張實(shí)驗(yàn)?zāi)康牟⒉痪窒抻跈z驗(yàn)理論。實(shí)驗(yàn)本身也許就是目的”。

（二）學(xué)習(xí)動(dòng)力與自驅(qū)力

學(xué)習(xí)動(dòng)力是學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)與內(nèi)在成長的重要基礎(chǔ)。自驅(qū)力則強(qiáng)調(diào)學(xué)生在好奇心、自主性、成就感和歸屬感等內(nèi)在動(dòng)力驅(qū)動(dòng)下，自發(fā)且持續(xù)地投入探究活動(dòng)。人的食欲是天然的自驅(qū)力，對提升學(xué)習(xí)動(dòng)力直接有效?！叭祟惖恼J(rèn)知植根于身體與其物理環(huán)境的相互作用中?！彼裕呗陨稀爸灰?jiǎng)?chuàng)建相對應(yīng)并能激活這些系統(tǒng)的課程，就可以促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)”。

（三）食物、餐廚文化與科學(xué)教育的關(guān)系

食物與科學(xué)教育有天然聯(lián)系：食物涉及物理、化學(xué)、生物等諸多學(xué)科；食材加工過程與實(shí)驗(yàn)過程在操作和原理上高度契合。利用日常食材及設(shè)備能讓學(xué)生全方位感受科學(xué)思想與方法。

（四）食物科學(xué)的影響

從古人對火的掌控到現(xiàn)代食品工業(yè)及科研前沿，餐廚之地經(jīng)由作坊模式演化為現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)室，食物既與人的身體息息相關(guān)，也承載著深厚的人文與科學(xué)意義。從諾獎(jiǎng)到國家自然科學(xué)獎(jiǎng)，與食物相關(guān)的科研成就汗牛充棟，不勝枚舉。通過引導(dǎo)學(xué)生探索“食物里的星辰大海”，可讓其體會(huì)到科學(xué)與生活的無縫銜接。

《科學(xué)》期刊發(fā)表的一項(xiàng)研究表明：“人類可以辨別超過1萬億種嗅覺刺激物?？茖W(xué)家們現(xiàn)在相信了，我們的嗅覺可能比眼睛和耳朵更靈敏?！遍T捷列夫說：“科學(xué)始于測量?！笨茖W(xué)真理掌握在擁有更高靈敏度和精準(zhǔn)度工具的人手里。食物科學(xué)實(shí)驗(yàn)激發(fā)了學(xué)生最靈敏的“測量工具”——舌頭與鼻子。因此，從食物實(shí)驗(yàn)開啟科學(xué)，獲取的知識和方法可能并不比眼睛和耳朵弱。

（五）本研究的創(chuàng)新

以“食物”為切入點(diǎn)提升小學(xué)生科學(xué)學(xué)習(xí)動(dòng)力，讓學(xué)生既熟悉又意外，內(nèi)容既有高度，又接地氣。降低了科學(xué)概念的抽象性，使學(xué)生在極其熟悉的實(shí)驗(yàn)材料和親身體驗(yàn)中探究科學(xué)。

三、理論框架

（一）自驅(qū)力的第一性原理

自驅(qū)力的核心在于無須外力推動(dòng)、由學(xué)習(xí)者內(nèi)在需求主動(dòng)產(chǎn)生，其基本構(gòu)成要素包括：好奇心，食物是孩子從小接觸的自然物質(zhì)，天然對未知食物充滿好奇，并滿心期待探究味蕾和嗅覺的體驗(yàn)；自主性，當(dāng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)降維到“食物料理”，實(shí)驗(yàn)好似“做頓飯”，讓學(xué)生獲得巨大的自主性和掌控感；成就感，中國人的文化中，成功完成一道食物的加工，是一個(gè)智人成人的象征；歸屬感，熟悉的食物讓學(xué)生很容易獲得歸屬感。成功處理食物的人也是為群體和他人帶來更多價(jià)值的人，讓學(xué)生體會(huì)到與集體、社會(huì)的連接。

當(dāng)“吃”這一最原始的生理與心理需求被巧妙融入科學(xué)活動(dòng)，學(xué)生會(huì)更自發(fā)地參與和探索。

（二）動(dòng)機(jī)理論與自我決定理論

理論強(qiáng)調(diào)內(nèi)在興趣與自主選擇對學(xué)習(xí)的作用。品嘗、制作與實(shí)驗(yàn)操作本身帶來的愉悅，可形成多巴胺激勵(lì)，而科學(xué)過程中的探索發(fā)現(xiàn)又會(huì)強(qiáng)化內(nèi)啡肽與自我效能感，持續(xù)提升學(xué)習(xí)熱情。

（三）全人類的食物科學(xué)文化

食物與人類進(jìn)化、科技發(fā)展緊密相連。從古人對火的使用到現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)室里的超低溫液氮操作，食物不斷為科研提供靈感與載體。食物制備過程，與科學(xué)實(shí)驗(yàn)過程有著驚人的相似性。食物甚至被科學(xué)家用來解釋萬物，串起了科學(xué)的形象：卡爾·薩根說，“想要從頭開始做一個(gè)蘋果派，你必須先創(chuàng)造宇宙”；霍金眼中，“整個(gè)宇宙是由一個(gè)果殼狀的瞬子演化而來，果殼上的量子皺紋包含著宇宙中所有結(jié)構(gòu)的密碼”；還有砸在牛頓頭上的蘋果，湯姆遜的“葡萄干布丁”原子模型，甚至弦理論的“面包片膜宇宙”概念……通過讓學(xué)生親自試驗(yàn)并“吃掉成果”，能更直觀地理解科學(xué)世界，體會(huì)從微觀粒子到宏觀宇宙的巨大跨度。

四、以食物科學(xué)實(shí)驗(yàn)為教學(xué)媒介增強(qiáng)學(xué)生科學(xué)學(xué)習(xí)動(dòng)力

（一）研究設(shè)計(jì)

1.選擇研究樣本。研究對象為小學(xué)1～6年級學(xué)生，分別設(shè)實(shí)驗(yàn)組和對照組，以觀測不同教學(xué)模式對學(xué)習(xí)動(dòng)力的影響。實(shí)驗(yàn)組參與“食物科學(xué)實(shí)驗(yàn)”的集中實(shí)踐，對照組沿用傳統(tǒng)講授方式。實(shí)驗(yàn)組樣本來自2023年8月中國科幻大會(huì)“薛定鵝食驗(yàn)室”科學(xué)營來自全國各地的小學(xué)生，共36人。對照組樣本來自2023年9月北京市各小學(xué)科學(xué)教育教學(xué)參觀活動(dòng)。

2.實(shí)驗(yàn)組與對照組。實(shí)驗(yàn)組在科學(xué)營活動(dòng)中采用“小組自主實(shí)驗(yàn)+教師引導(dǎo)”的方式開展食物科學(xué)實(shí)驗(yàn)；對照組則“教師講、學(xué)生聽”，僅有少量示范操作和觀摩。

3.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與策略?；诓煌挲g段與認(rèn)知特點(diǎn)，設(shè)計(jì)從簡單到復(fù)雜的一系列食物實(shí)驗(yàn)，包括觀察、實(shí)驗(yàn)、討論和報(bào)告等環(huán)節(jié)。貫穿游戲化和跨學(xué)科理念，利用故事導(dǎo)入、項(xiàng)目探索、作品呈現(xiàn)等，讓學(xué)生對科學(xué)保持高昂的興趣。

4.數(shù)據(jù)收集與分析。研究采取定量問卷、評測、課堂觀察和學(xué)生報(bào)告等方式收集數(shù)據(jù)，前測評估學(xué)生的科學(xué)學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)、科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新思維能力；實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，對所有學(xué)生再次測評，并通過SPSS軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。通過獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)和配對樣本t檢驗(yàn)等統(tǒng)計(jì)方法，比較兩組在各項(xiàng)指標(biāo)上的變化，評估教育模式的效果。

參與問卷調(diào)查、評測學(xué)生36人，有效問卷31人。

（二）實(shí)驗(yàn)案例

“罐裝宇宙”：學(xué)生利用檸檬、蝶豆花水、小蘇打等進(jìn)行簡單酸堿反應(yīng)測試，體會(huì)物質(zhì)在溶液中的離子形態(tài)轉(zhuǎn)化，并由此聯(lián)想到“宇宙離子湯”的概念。實(shí)驗(yàn)強(qiáng)調(diào)學(xué)生主動(dòng)猜測、動(dòng)手、記錄與表達(dá)。

“球狀閃電+光速‘知識’蛋糕”：用微波爐創(chuàng)造等離子體現(xiàn)象，讓學(xué)生親眼見證“球狀閃電”，再通過測量微波波長與頻率，計(jì)算光速，激發(fā)對現(xiàn)代物理學(xué)的好奇與向往。

“納米薯?xiàng)l”：用超聲波細(xì)胞破碎儀制作納米級薯?xiàng)l，講解尺度（納米、微米等）和量子理論初步概念，在“吃”中體驗(yàn)微觀世界的奇妙。

（三）學(xué)生表現(xiàn)與評估

1.實(shí)驗(yàn)組表現(xiàn)。學(xué)生普遍展現(xiàn)出較高參與度，好奇心旺盛，樂于提出新問題，積極自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)流程。學(xué)習(xí)興趣及動(dòng)機(jī)均有顯著提升。最終的“畢設(shè)”在教師幾乎零干預(yù)的狀態(tài)下，學(xué)生自主設(shè)計(jì)，成果各不相同。各組均呈現(xiàn)出較好的想象力和實(shí)驗(yàn)精神。

2.對照組表現(xiàn)。由于只能觀看示范，缺乏自主操作，部分學(xué)生雖產(chǎn)生興奮但熱度不持久。整體學(xué)習(xí)氛圍不及實(shí)驗(yàn)組活躍，探究深度與持續(xù)性也較弱。

3.主要指標(biāo)分析。通過調(diào)查問卷、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、課堂觀察等，可以發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)組學(xué)生的科學(xué)學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后顯著提升，而對照組的變化不明顯。獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)顯示，實(shí)驗(yàn)組的后測平均得分顯著高于對照組（plt;0.05），表明教學(xué)策略有效。

興趣和動(dòng)機(jī)：實(shí)驗(yàn)組在課后自評的“好奇心”與“主動(dòng)探究”得分明顯高于對照組；自主性和目標(biāo)導(dǎo)向：實(shí)驗(yàn)組學(xué)生能自發(fā)提出問題并嘗試解決，對照組主要停留在理論層面接受；自我效能感：實(shí)驗(yàn)組學(xué)生完成作品后成就感更強(qiáng)，更相信自己具備完成類似挑戰(zhàn)的能力。

（四）策略反思與總結(jié)

成功經(jīng)驗(yàn)：利用食物這一天然“親和材料”，學(xué)生輕松融入科學(xué)情境；跨學(xué)科與多感官刺激增添了學(xué)習(xí)樂趣和深度；鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)操作、記錄和表達(dá)，強(qiáng)化了自驅(qū)力。

現(xiàn)實(shí)挑戰(zhàn)：大規(guī)模教學(xué)中，如何兼顧所有學(xué)生的實(shí)際操作機(jī)會(huì)；學(xué)生年齡差異大，難度設(shè)計(jì)需分層，避免低齡學(xué)生難以跟上或高齡學(xué)生動(dòng)力不足。

五、結(jié)論與建議

（一）研究結(jié)論

基于食物科學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)策略能夠有效激發(fā)小學(xué)生的科學(xué)學(xué)習(xí)動(dòng)力與自驅(qū)力。食物的日常性與可操作性為科學(xué)實(shí)驗(yàn)提供了獨(dú)特優(yōu)勢，讓學(xué)生在“做中學(xué)”“吃中學(xué)”的環(huán)境里，收獲多感官體驗(yàn)與探究樂趣，更易建立對科學(xué)知識及方法的深層理解，并獲得成就感與自我效能感。與單純的講授模式相比，食物實(shí)驗(yàn)?zāi)芨玫卣{(diào)動(dòng)學(xué)生好奇心和主動(dòng)性。自驅(qū)力取決于學(xué)生能否在過程中擁有自主選擇權(quán)、得到及時(shí)成功體驗(yàn)及積極的社會(huì)歸屬感。作為符合學(xué)生底層需求的材料，食物在保持學(xué)生學(xué)習(xí)熱度與情感投入方面優(yōu)勢顯著。

（二）對未來研究的啟示

倡導(dǎo)在標(biāo)準(zhǔn)課程或常規(guī)課堂上推廣此法，建立系統(tǒng)化、易普及的“食物科學(xué)教學(xué)體系”。未來可與更多跨學(xué)科領(lǐng)域合作，增添數(shù)學(xué)、藝術(shù)、社會(huì)科學(xué)等維度，豐富食物科學(xué)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)涵，進(jìn)一步提升學(xué)生綜合素養(yǎng)與創(chuàng)新思維。

總之，基于食物科學(xué)實(shí)驗(yàn)的小學(xué)生科學(xué)學(xué)習(xí)動(dòng)力提升策略，能夠在較高程度上滿足兒童對探索、創(chuàng)造與分享的內(nèi)在需求，是一條通往深度學(xué)習(xí)與終身科學(xué)興趣的有效途徑。教師及教育決策者如能充分認(rèn)識并利用這一方法，對于提高小學(xué)科學(xué)教育的整體質(zhì)量，將產(chǎn)生積極而長遠(yuǎn)的影響。

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