對小學科學實驗的科學性問題研討

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對小學科學實驗的科學性問題研討

一、實驗材料簡單易得,卻忽略了其科學性

在教學中是分三個層次來說明的:①由生活中用筷子攪拌引出實驗室用玻璃棒攪拌(同一水平上的介紹)。②引導學生在更廣泛的應用上思考兩者的適用性??梢越榻B兩者本身的性質差異,一個是木制,一個是玻璃的。學生了解到木制品雖不會摔碎,輕便,但易腐蝕,有吸附性。玻璃雖易摔碎,稍重,滑手,但卻耐腐蝕,吸附性弱。無論是從實驗效果還是科學規范來看,玻璃棒都勝過筷子。③玻璃棒是為科學實驗專門制造的,筷子是為吃飯專門制造的。雖然他們在特定情況下都還有其他功能,但是我們在從事嚴謹的操作時,最好選擇特長功能就是所需功能的器材。也許我們會認為反正在小學階段也區分不出兩者的差異,只要生活化的實驗能讓學生更加熱愛科學,回家也會主動用隨手可得的生活用品做探究,就不必用那些規范來過早束縛他們。

看上去是這樣,但事實是,抱著這種想法會把生活化等同于淺顯化、自由化。隨意的材料和不規范的操作會帶來不盡人意的實驗結果。若沒有良好的實驗效果作為激勵,學生的探索的積極性會被慢慢消磨。而且,從中高年級學生的心理發展狀態來分析,他們更傾向于“有游戲規則的游戲”。所以,無須擔心科學規范帶來的死板。只有知道了規則帶來的好處才能更有效地開展探究活動。所以,作為科學課,教給學生一些標準化儀器的用法,讓他們熟練地使用到各種實驗中,本身就是不需回避的教育目標之一,也更容易激發學生“我是小小科學家”的自信與自豪。

二、實驗情境缺乏實際意義

如《食物的消化》教學片段:(分發實驗材料:白面饅頭,碘酒溶液。)師:大家喜歡吃饅頭嗎?生:喜歡。師:請大家品嘗一下吧。(學生伸手欲拿饅頭。)師:哎,等一下!大家的手干凈嗎?(學生一愣,看手。)生:要先洗手才能抓著吃。生:手上有很多細菌的。師:平時大家用過碘酒嗎?它可以幫我們殺菌消毒。(教師指導學生在手指尖上涂抹碘酒,然后學生用手抓饅頭。)生:啊!饅頭變黑啦!生:是變藍了!師:這樣的饅頭你還敢吃嗎?(學生搖頭,有好奇為什么變色的,也有因為沒吃到饅頭略顯失望的。)教師想用“吃饅頭”來巧妙地使學生無意間發現淀粉遇碘酒變藍的科學現象,進而引導探究。但看似自然而然的過程卻有諸多疑點:第一,學生會在生活中用碘酒當成“洗手液”或水來用嗎?第二,碘酒沾在食物上即使沒有變色,吃下去安全嗎?第三,本來是先“洗手”后吃饅頭的,怎么最后又不能吃了?推敲之下,發現教師可能只是為了設計一個生活情境來承載科學知識,卻忽略了這個情境的現實意義。

其實,這是一個非常普遍的現象。教師有時會想當然地認為生活中“不是一定要這樣做,但是這樣做了也可以”。但事實上“沒有人會這么做”。看似有創意,實際上沒有操作價值,只是為了上課而設計的。這種現象與當下科學課倡導的“用教材教”而不是“教教材”有密切聯系。在公開課上,很少看到學生面前放教材,大多是一些實驗材料和教師自己設計的記錄單。在備課時,教師要花費大量的時間研究各種課程資源,然后整合成一節課的內容。大多數時候,為了跳出教材,為了不與教材重樣,有些教師寧愿丟棄現成的已成熟的環節,也要用自己的設計取而代之。哪怕這個設計并不科學。為什么這么辛苦呢?有的說:怎么能用教材上的例子呢?太沒創意了,開公開課就是要求“新”。有的說:教材的情境創設不夠生動有趣。仔細思量,教材之所以那么安排一定有作者的意圖。假如你是細細揣摩后覺得不如意就罷了,但假如你僅僅是因為使用次數多了,沒新意了就任意舍棄,那就太魯莽了。我們要創新,也需要經典啊!所以,我想老師需要的是一顆平常心,踏踏實實立足于教材基礎,創造性地有根據有理由地生成新的教學資源,而不是簡單地以求異為榮,也不需要以“某某化”的模式來生般硬套。畢竟科學性才是科學的靈魂,其他的都是構成它的血肉和外衣。

三、實驗教學的內容停留在感性層面,缺乏理性提升

《小學科學課程標準》要求進行“真實”問題的學習,要以自然現象或社會生活中的有關科技問題為學習主題,讓學生在嘗試解決這些“真實”問題的過程中學習科學知識,形成科學技能和態度。然而,我們很多時候,因為時間或教學設計或學生原因,會有一種挫敗感:怎么上了這節課和沒上一樣呢?學生知道的在上課前就知道了,想知道的上完課還是不知道。忙忙碌碌一節課,準備那么多實驗材料,分組實驗熱熱鬧鬧,回答問題有聲有色,怎么感覺還是白忙活了呢?當然,這種感覺在實驗課、閱讀課上不多,但在科學方法和思維訓練課上就多見了。這可能與該類課型的屬性有關。它并沒有外顯的操作性強的規范,更多的是通過表面的活動去尋找內在的方法和規律。不僅要求教師設計的系列活動要有內在系統性、層次性,而且在組織分組活動的同時還要指導學生分析、歸納,提升,如《調查》、《預測》等。本學期,我上了一節公開課,四年級下冊《預測》,經過幾番磨課,對此深有體會。假設把“生活層面”的外延擴大到教學的初始及最終回歸的綜合狀態,如果經過一節課的學習,學生還是只能用初始的狀態來應對回歸,那么這是一節失敗的課。而且學生也會懷疑做了那么多的實驗,思考了那么多的問題到底有何價值。

同時,教師也要反思,歸納出的方法是否源于學生自己的思考,方法和思維的提升能不能更好地分析、解決問題。記得第一次試講時,我設計了兩個實驗:預測玻璃珠、食鹽放入水后液面的變化情況。每次實驗后都通過交流討論,歸納怎樣才能獲得正確的預測。學生很快就認識到需要充分的經驗和證據,而經驗和證據的獲得可以通過觀察、實驗、查資料、調查等。最后讓學生談談自己的預測經歷,分享成功的經驗和失敗的原因。此時,我感覺到學生饒了個大圈,又回到了初始狀態,整節課被兩個費時的實驗占去30分鐘,對實驗的小結僅僅停留在歸納的層次上,沒有提升,更沒有提升后的應用指導、鞏固。尤其是最后環節,恍惚又回到上課開始時的情境創設了。反思之下,感悟到了許多問題,最關鍵的是實驗中、實驗后沒有科學知識、方法、思維的提升,導致一直在低層次徘徊。通過改進,我設計了這樣幾個層次:①什么叫預測?②要想準確預測最關鍵的是什么?怎樣收集證據?③只有具備了充分正確的經驗和證據才能更精確地預測。④在預測中發現新問題。要尋找新的證據來進行新的預測,所以預測本身就是一種重要的探究方法,它對探究有推動作用。⑤預測還能幫助我們分析未來形勢并采取有效措施。⑥科學預測與人類的生產、生活、生命息息相關。

這六個層次組成的學習內容具有良好的生成性,使松散的課堂有了主心骨,層層提升之后,整節課就環環相扣,步步向上,充滿緊湊感和節奏感。最重要的是學生的探究思路持續向前,在不斷發現問題和解決問題的過程中欣然領會了“預測”的要點,提升了思維品質。從前后兩次截然不同的教學效果中,看出實驗與“游戲”,與“玩”的根本區別在于它本身的科學性和其中貫穿的嚴謹的科學思維。

在實驗的科學性方面上,我們還會發現一些誤區。如教師語言表達的不規范,隨意性大,缺乏對學生語言的有效指導;以現象的再現、觀察、描述和操作流程為實驗教學的重心,缺乏對科學原理的了解;在一些對比實驗中,忽視對數據的分析。所有這些問題,可能源于老師覺得一旦涉及科學概念、原理、公式、數據就不再是小學科學,而是跨界到中學了,同時也擔心學生會因此失去興趣。而事實呢?比起“一切盡在掌握”的瀟灑,“一切皆有可能”的探索讓學生更有自我效能感。一個有自我效能感的人,又怎么會沒有興趣呢?

科學離不開實驗。真實的具有科學性的實驗是學科學、做科學的重要的環節,是第一手資料的可靠來源,所以我們對實驗器材的選擇、實驗教學的設計、實驗語言的使用等各方面都要力求做到科學無誤。只有這樣,科學實驗才能更科學。

作者:薛玲 單位:江蘇省常州市西夏墅中心小學

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