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摘要:“小實驗”既具有實驗課的特征,也是一種全新的教學方式。即把實驗引入科學課堂教學中去,達到實驗的隨堂化。美國對小實驗的研究較早,現流行的美國小學科學教材——《科學啟蒙》中就有小實驗的設置,但國內對小實驗的研究還較少,更沒有將小實驗應用到小學科學課堂上去,缺乏具體的小實驗教學案例的研究。本文簡述實施“小實驗”的教學思想和重要意義,對小學科學教學具有指導意義。
關鍵詞:小實驗;小學科學;科學素養
生物學是研究生命現象和生命活動規律的一門學科[1]。20世紀60年代以前,生物學課程的內容是教授學術性的生物學知識。60年代初,生物教學主要是培養學生的科學探究能力和科學探究態度。在教學形式上,開始強調實驗和啟發式的方法[2]。從英國科學家虎克用自制顯微鏡觀察植物細胞,到達爾文的《物種起源》;從奧地利學者孟德爾的遺傳定律,到美國生物學家摩爾根“基因位于染色體上”的假說;再到今天的DNA分子結構和功能的揭示、動物體細胞克隆、人類基因組計劃等。每一個生物學結論無不是通過各個科學家經過大量實驗得出來的。可見,生物學科不僅僅是一門自然學科,更是一門以實驗為基礎的學科。在小學科學生命科學領域即生物課程,更應突出其實驗的重要性。《小學科學課程標準》權威闡述了小學科學課程的性質:小學科學課程是一門基礎性課程、實踐性課程、綜合性課程。生物課程的學習要在保證達到知識目標的前提下,進一步提升學生的生物科學素養[3]。把實驗作為一種教學技術手段,讓學生通過實驗的學習,重溫生物科學家們的探究歷程,體驗生物學的奇妙,驗證前人得出的結論并在此基礎上創造出新的發現[4-5]。并把實事求是的精神帶到生活中去。但是傳統實驗的講解,一般是教師先講完理論知識,再讓學生到實驗室進行實驗,這樣的實驗教學設計費時費力,學生實驗技能以及科學素養的提高是一個長時間的培養過程,短時間內并不能有到很好的效果。況且有的學校師資力量有限,根本就不允許學生進行實驗操作,更不要說提高學生的實驗技能和科學素養了。基于小學科學課程的基本性質以及小學科學教學現狀,本人提出“小實驗”的運用,以此來改變小學科學教學現狀。美國關于小實驗的研究已十分成熟,現流行的美國小學主流科學教材中就有小實驗的設置。美國主流的小學科學教材《科學啟蒙》分為三個領域:《地理科學》《物質科學》《生命科學》其中《生命科學》,分為1—6六冊,每冊包含A,B兩個單元。教材中實驗類型的設置十分豐富包括:探索活動、小實驗和探究技能培養三個板塊。第1、2冊中只有“探索活動”的設置,且主要以觀察、分類為主。3—6冊中,除“探索活動”外還增加了“小實驗”和“探究技能培養”兩部分,總計144個實驗(如表1)。由表1可知數量最多的為探索活動,平均每個單元有7個,并且隨年級增高探究活動從觀察、分類到驗證性探究實驗,3-6冊中除探索活動外還包含小實驗和探究技能,其中小實驗是為了回答學生關于事物“怎么了”“是什么”“為什么”等問題而設置的一類需要動手操作的小型活動,共有40個,占實驗總數的27.8%。涉及的形式有:觀察、觀察與推斷、對比與研究、構建模型、實驗與調查、處理與解釋數據的活動、分類與預測、分析信息、運用概念等。這些活動設計的共同特點是器材簡便、方便操作、在家里或者在教師的幫助下即可完成[6]。雖然“小實驗”在美國的應用已相當成熟,但是縱觀我國小學科學教學,至今未進行系統的“小實驗”的設置。不僅如此,國內各大期刊以及全國各大高校關于“小實驗”的研究論文少之又少。在中國知網中搜索關于美國小學科學教材“小實驗”的尚沒有相關研究論文。因此,如果將“小實驗”引入小學科學教學當中,同樣會提高課堂效率,達到事半功倍的效果。
一、小實驗的理論意義
“小實驗”本身具有兩層含義。首先,符合實驗的特征,具有純理論課不具有的優勢。其次,“小實驗”也是一種全新的教學方法,一改以往課堂上教師枯燥的講解,而是將學生放在第一位,把實驗教學法引入科學教學中去,讓學生這一主體觀察總結。這樣不僅極大地提高了學生的學習興趣,也豐富了科學課堂的教學內容,讓科學教學在一種歡樂、愉快的環境中進行。《小學科學課程標準》中指出《標準》的設計面向全體學生,著眼于學生全面發展和終身發展的需要。“小實驗”教學突出教師的主導作用,充分發揮了學生的主體作用[7]。并結合實驗教學的優勢,讓學生在實踐中自主學習,不僅僅是為了讓學生學會知識,更重要的是讓學生學會如何學習。當學生邁出校園后,腦中的知識被清空,但仍然具有一種技能,那就是學習的技能。因此,“小實驗”教學符合《小學科學課程標準》的理念,更推動了“新課標”的實施。
二、小實驗的實踐意義
(一)科學素養的提升。“科學素養”由兩個詞所構成:科學和素養。《辭海》中對科學作出了明確的解釋:科學是運用范疇、定理、定律等思維形式反映現實世界各種現象的本質、規律的知識體系[8]。“科學素養”這個名詞最早是在1958年美國學者赫德所著《科學素養:它對美國學校的意義》一文中出現的,用來描述對科學的理解和科學在技術上的應用[9]。由于各個國家的文化背景存在一定的差異,時代的快速發展,因此不同時代、不同國家的人們對科學素養的理解也不盡相同,直到“米勒界定”的提出。他在對20世紀后半葉的科學素養進行分析后提出,公眾的科學素養包括以下三個方面:對科學知識的基本了解;對科學的研究過程和方法的基本了解;對科學技術對社會和個人產生影響程度的基本了解[10-11]。“小實驗”教學注重以學生為主體,注重學生的感受,鍛煉學生的觀察能力,讓學生在學習生物學知識的基礎上鍛煉實驗技能,符合《小學科學課程標準》中突出學生主體地位的基本理念。通過小實驗的學習,可以讓學生在日常生活中發現已學習的科學知識,并對生活中常見的現象進行科學的提問;能讀懂通俗的科學文章;能夠運用已具備的生物學知識來辨別科學信息的可靠程度,甚至可以預言一些科學現象。因此,通過小實驗的學習能夠有效提高學生的科學素養。
(二)加強情感態度價值觀的培養。小學科學課程貼近生活,易于讓學生接受。小實驗教學要求學生在認真觀察實驗的基礎上,實事求是地總結出實驗結論,能夠培養學生嚴謹求實的科學態度,和鍥而不舍、金石可鏤的科學精神[12];小實驗教學可以激發起學生對生物學領域的極大熱情,用積極樂觀的態度生活和學習。因此小實驗的設置使情感態度價值觀的培養與生物課堂緊密的聯系在一起,為實現情感態度價值觀的教育提供途徑和方法。
三、結束語
“小實驗”能夠有效地培養學生的探究能力,使學生認識到實驗的重要性,進而提高學生的實驗技能、探究能力和科學素養。通過對小實驗的學習能夠激發起學生對生物學科的熱愛,調動起學生的積極性,對小學科學教學具有指導意義。
作者:苗璐 單位:長春新區北湖明達學校