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[科学] 小学科学课程实施建议

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发表于 2010-7-11 22:18:44 | 显示全部楼层 |阅读模式
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一、教学建议
    1.全面理解“以探究为核心“
    “科学学习要以探究为核心”,是科学课程的基本理念之一,课程标准中的阐述如下:
    “科学学习要以探究为核心。探究既是科学学习的目标,又是科学学习的方式。亲身经历以探究为主的学习活动是学生学习科学的主要途径。科学课程应向学生提供充分的科学探究机会,使他们在像科学家那样进行科学探究的过程中,体验学习科学的乐趣,增长科学探究能力,获取科学知识,形成尊重事实、善于质疑的科学态度,了解科学发展的历史。但也需要明确,探究不是惟一的学习模式,在科学学习中,灵活和综合运用各种教学方式和策略都是必要的。”
    在阐述以探究为核心的同时,又指出“但也需要明确,探究不是惟一的学习模式”,对此如何理解?探究不是惟一的学习模式,是不是说有时候以探究为核心,有时候不以探究为核心?探究是学科学习的主要途径,是不是还有探究以外的次要途径?究竟“核心”与“不是惟一的”之间是什么关系?明确这一点很重要。举个例子说:传统的“先生讲,学生听”是非探究的,为什么不能使用这种方式?明确了,才有可能在教学中体现以探究为核心。
    教学中如何体现以探究为核心,有四点需要明确:
    第一,亲历以探究方式进行的学科学的实践活动和过程,是科学学习的基本途径。所有科学课的学习,都应通过这个途径。不是说有的课通过这个途径,有的课可以通过“先生讲,学生听”的途径。也不是说现在教学手段现代化了,可以从传统的“先生讲,学生听”变成电脑讲,学生看的途径。
    第二,科学学习中,有些局部活动是无法亲历的,例如教学生认识火山成因:
    谁能保证在我教学生认识火山成因时,一定有火山喷发发生?谁能保证我能及时带领学生去直接观察到火山喷发现象?显然像这类事物,是小学生既不可能也没有条件通过直接认识获取事实材料的,这项学习活动必须采用亲历以外的方式进行。
    还有像地球内部的地幔、地核是科学家也无法直接认识的;在实际教学中,都是通过教科书、教师告诉学生的。告诉是探究以外的方式,但告诉是有条件的。
    第三,即使是以亲历的方式进行学习,也需要训练学生用亲历以外的方式获得信息,以拓展知识领域,了解科学技术的新进展,这是社会发展对人们提出的新的要求,我们要训练学生学习适应这种新的要求。
    第四,用亲历以外的方式进行学习,应当在以探究为核心的前提下进行。
    以认识火山成因为例,说明探究以外的方式在以探究为核心的前提下是如何进行的。
    (1)这类课的教学也是以事实为基础的。
    这类课中事实材料不是由学生通过探究获得的,通常采用提供事实材料,引导学生运用已有的知识进行推理认识的方式进行。推理认识,抽象思维,需要思维材料,所以也要搜集事实,这种搜集,有的是从已有的知识中检索出相关的事实材料,有的由教科书上呈现一些主要的事实,有的要从书刊、电视、互联网上搜集。要让学生参与搜集才能获得生动、丰富的事实。搜集到了各种自然现象的材料,学生才能运用已有知识,解释各种自然现象之间的因果联系。
    搜集到了事实材料,还要按火山喷发外部现象的发生过程,对事实材料作初步整理,便于学生运用已有知识,推测地球的内部情况:
    地面震动,喷出浓烟,巨大的爆裂声,轰鸣声——说明地球内部有巨大压力。
    喷“火”,火红的喷出物,火红的岩浆流出——说明地球内部温度很高,物质在高温下熔化,巨大的压力使岩浆喷出或溢出。
    喷出的岩浆冷却成为岩石——由此可以推断地球外壳由冷却了的岩浆包裹着。
    据此推断:地球内部温度很高,压力很大,外壳又是由岩浆冷却形成的坚硬的岩石,一旦某一部分在高温、高压的作用下,形成了薄弱环节,内部物质冲出外壳形成火山喷发。
  (2)指导学生运用知识,进行推理认识,发展学生思维,是这类课教学的核心。
    地球的内三圈,是经过多学科科学家长期研究的,不是小学生能够研究出来的,更不是通过推理推断出来就可以确认的。训练学生学习推理认识,使相关概念联系起来,形成高一层次的认识。学生在推理认识中,不可能说得像书上讲的那样“科学”,那样准确,这是必然的。按传统的教学观念,学生说了不“科学”,不准确的话,教师必须指出,必须纠正,否则就会受到责难。然而这类课的教育价值,并不要求学生说出科学家的研究结果,而是在于训练学生运用知识进行思维,发展学生的科学思维和创造性思维,鼓励学生用自己的语言表达自己的思维。所以一切积极思维,勇于表达的学生都应受到尊重、鼓励。
    (3)这类课,最终由老师把科学家研究的结果告诉学生,告诉是有条件的,是在学生根据事实对地球的内部构造作出了推断的基础上告诉的。告诉的更重要目的在于实证:“你们的推断是科学的,科学家经过长期研究,他们的研究结果同你们的推断是一致的。”告诉的目的有四:
    第一,鼓励、肯定学生的思维。第二,潜在涵义在于说明推理认识是科学认识的一个方面,科学讲求实证,我们没有能力获得实证,用科学研究的结果,证实学生的推测。第三,为学生提供合适的说法,用积极的方式告诉学生,而不是“纠正”,“指出”。第四,知识。同传统的教学观念相反,这类课的教育价值正在于鼓励学生“胡说”。
    在这个教例中,学习仍然是以探究为核心进行的,只是在探究过程中,事实材料是由教科书提供的,地球的内部构造是由教科书和教师告诉学生的,但告诉是有条件的,是在学生通过思维,作出推测的基础上,作为验证学生的推测告诉的。这种亲历以外的学习方式,只是学习过程中进行局部活动的方式,不是整课的学习模式。
    通过这个教例还可以看出,两个“探究”的内涵是有所不同的。“以探究为核心”中的探究,是指科学探究的过程和方法。科学课要教学生了解科学探究的过程和方法,逐步学会科学地看问题,想问题,所有的课都应根据教学内容和具体情况,引导学生亲历科学探究过程。“探究不是惟一的学习模式”中的探究,是指探究过程中进行局部活动的方式:多数活动是要亲身经历,直接认识的,通过探究方式进行。有的不可能亲身经历、直接认识的,则通过探究以外的方式进行。虽然在局部活动上采取了非探究方式,而学习过程仍然是以探究为核心的。
  2.怎样体现“像科学家那样进行科学探究”
    以教育科学出版社出版的《科学》教科书、三年级上册《植物的一生》为例,这一单元教材,以凤仙花为典型材料,通过种凤仙花,主要让学生了解凤仙花从播种到结出新种子的生长繁殖过程。
    我们怎样教学生像科学家那样进行科学探究?
    问三年级的孩子:“种子种到土里,会发生哪些变化?”许多孩子能告诉你:会生根发芽,会长高,会开花结果。
    孩子们都知道,我们还教什么呀?
    从教学方面看,学生说得越多,我们就越好教。即使他们把老师打算教他们掌握的概念说出来了,也无妨,不过是知道一个说法、一个文字符号,没有经历探究过程,他不会了解这个说法的具体含义。学生所说的,是他们原有的知识经验,是一般的生长过程,这很好。但是,我们是学科学,从知识教学方面说,就是把学生原有的知识、经验,变成科学的知识、科学的经验。
    科学要求准确回答:老师现在交给你们的这些种子,种到土里以后:
    过多少天生根、发芽?根和芽怎样生长?是什么样?
    能长多高?怎样逐步长高?
    过多少天开花、结果?能结多少果?花是什么样?果是什么样?
    从播种到结出种子要多长时间?一粒种子能繁殖出多少新的种子?
    这些问题,你查不到资料,即使是科学家,也不能作出准确、具体的回答。回答这些问题,需要我们像科学家那样进行科学探究,只有我们亲自去种植、去观察、测量、记录,然后研究观察记录到的科学事实、科学数据,才能回答,这种回答就是用科学事实、科学数据说话,是自己的科学研究成果。
    本来还考虑把植物生长同环境温度变化,同动物的活动联系起来观察,然而课时有限,内容不宜多,只好割爱了。
    我教什么?
    我教学生学习科学探究,教学生亲历科学探究的过程,学习科学探究,学习搜集科学事实、科学数据,学习用科学事实、科学数据说话,学习尊重证据。
    由此可以看出科学课同自然课的不同。
  从我们比较了解的自然课说起。
    虽然从20世纪80年代的自然课改革开始,提出自然教学要“引导学生学着像科学家那样探索大自然的秘密”,自然教学要“符合科学的本性”,但在教学中怎样体现,并没有找到适当的方法途径。从观察在教学中的地位来说,仅限于从形成概念的角度看待观察,通过观察了解事物的性状、构造,获得对事物属性、特征的认识,即定性观察。即使对观察结果作量的描述,也不过是描述量的相对性,例如大和小、冷和热、软和硬,等等。自然课很少有定量观察。例如,自然课对摩擦力的观察,虽然也作一些测量,但只是比较力的大小,没有量的规定性,没有记录、统计方面的要求。而且,测量方法也不符合小学生的特点。以观察摩擦力为例:直接用弹簧秤拉动物体,由于克服静摩擦的瞬间,物体快速运动,桌面的长度有限,学生难以控制使物体匀速移动,弹簧的长度变化不稳定,所以测量结果基本上是不可靠的。这些因素使得观察技能的训练,科学态度、认真细致做科学的训练,都难以落实。与此相似的,还有对水的浮力的认识,自然教学中,通常是用手向下压浮在水面上的物体,根据感觉作出判断:水有浮力。不要求测量浮力的大小。另一方面,《自然》教材中,许多具体的实验方法与初中雷同,造成重复学习,并且对初中的学习,可能造成不利的影响。
    自然课的观察与科学课的观察,有许多不同,首先是观察在教学中的地位,不仅限于通过观察获取知识,而是从科学教育的全方位看待观察;不仅重规定性观察,而且重视定量观察,通过观察、测量,了解事物量的规定性,从而更准确地认识事物的性质。道理很简单:引导学生学习像科学研究那样进行观察,不仅要学习定性观察,还要根据小学生的特点,学习定量观察。
    课程标准中,与定量观察有关的内容有:在教学理念上,认为科学课程教和学的方式,要引导学生“像科学家那样进行科学探究”;
    在“总目标”中,关于对待周围世界的态度,指出要“尊重证据”;
    在“情感态度与价值观”中,“重证据”是对待科学学习的具体内容标准之一;
    在“认识科学探究”中,提出要让学生“体验科学探究证据……的重要性”;
在“让探究成为科学学习的主要方式”的6条建议中,第4条是“注意搜集第一手资料,教会学生观察、测量、实验、记录、统计与做统计图表的方法”。
在“观察、实验、制作”中,要求训练学生“能用简单测量工具(尺、测力计、天平、量简、温度计、秒表)对物体进行定量观察,采集数据,并作简单记录”。
    课程标准,从教学理念到观测技能的训练,全方位地阐明了观察的意义,这些都同定量观察有关。通过定量观察,测量、记录,才能获得科学事实和科学数据,有了科学事实和科学数据,才能进行统计与做统计图表。
    什么是“证据”?科学事实和科学数据就是证据。科学是用科学事实和科学数据说话的,科学讲求实证,所以必须尊重证据,从实事中求是。“重证据”首先要重视搜集科学事实和科学数据,搜集科学事实和科学数据的方法,就是定量观察。可见定量观察在科学教育中的重要性。
    举对摩擦力、水的浮力的观察为例,科学课怎样指导学生进行定量观察?目前这方面教材还没有出来,看看美国《科学》教材中的相关内容,对我们是有启发的。2000年,美国克里兰女士来我国讲学,她教学生测量载重车运动的教学资料,已在我国的刊物上发表;美国教材《沉与浮》单元中,第9课是浮力的测量,都可供研究借鉴。以下把浮力的测量教学资料摘要介绍如下:
    (1)概念与目的
    第1课到第8课,学生们通过关注重力、形状和大小对浮动物体产生的影响,已经探究了浮力的概念。前一课,他们感觉到了水对物体有向上的作用力,叫浮力。现在学生们要测量和比较:推动大小不同的三个浮子全部浸入水中所需要的力量,进而关注浮力本身,他们会发现:浮子越大,它所受到的水的浮力也越大。
  ●学生预测三个尺寸不同的浮子上所受浮力的总量。
  ●学生用弹簧秤测三个尺寸不同的浮子上所受浮力,以此来检验他们的预测。
    ●学生比较他们搜集、记录的资料并得出结论。
    (2)预测
    ●你认为每个浮子有多重?
  ●你认为每个浮子在水中会有多重?

    ●当你拉动每个浮子全部浸入水中时,你感觉用了多大的力?
  (3)教学活动程序
    ①带学生复习第8课学过的内容。
    ②说明本课的活动内容:学生把浮子拿在手中,估计每个浮子有多重,然后把浮子按入水中,观察每个浮子上所受到的浮力。
    ③分发材料(三个浮子)。
    ④作出预测:
    ●你认为哪个浮子的重量最大?
    ●你认为哪个浮子受到的浮力最大?
    先让学生在记录单9-A上记下自己的预测,讨论他们预测的原因,并把原因记录到记录单9—A上。
    ⑤分发其余的材料,学生称每个浮子的重量,并在记录单9-B上记下这个重量。
    ⑥测量每个浮子上所受到的浮力,并在记录单9--B上作记录。
  (4)最后的活动
  ①把材料送还到存放材料的地方。
  ②讨论实验结果。回答:
  ●你认为浮子尺寸大小对浮力的大小有什么影响?
  ●浮子浮得那么好,可能是什么原因?
  (5)实验装置
  如图:

  记录单
  记录单9-A
  姓名:_________
  日期:_________
  用浮子工作
  预测:你认为哪个浮子的重量最大?
  预测:你认为哪个浮子受到的浮力最大?
  原因:你预测的原因是什么?
  记录单9-B
  姓名:_________
  日期:_________
  测量浮子受到的力:重力和浮力

    以上资料出自中国科学技术协会信息中心编译的《国外科学教育理论与实践》一书,经过摘录,虽然简要,但提供的信息丰富。例如教学目的、活动程序、问题、实验方法和记录单,都设计得明确、具体。其中,实验设计和教学怎样体现科学探究,至少有三点对我们是富有启发的。
    (l)教学活动中的“预测”:先让学生作出预测,并把自己预测的结果记入记录单,还要讨论预测的根据是什么;实验后把预测的结果同实验结果作比较,讨论如何取值,等等,这些活动意义是什么?首先是运用学生已有的知识经验,吸引他们卷入到学习活动中来,通过比较预想的结果同测量结果,发现其中的差异,从而形成一个探究的学习情境,让学生体验科学证据的重要性,学习科学地看问题、想问题。
    (2)教育理念变了,目标变了,以往的一些“经典”的实验,不能保证学生搜集到所需的事实和数据,必须创造新的、符合小学特点的实验设计。
    (3)我国正在进行教材实验的《科学》教材,根据课程标准,结合具体教学内容,从起始课程开始,都设计了定量观察,摆在我们面前的任务,是学习课程标准,探索怎样教才符合课程标准的要求。
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