王學男 葉寶生

摘 要:小組合作學習是我國新一輪課程改革中大力提倡的組織形式。結合實例的論證,從科學方法、科學知識和科學情感態(tài)度三個方面探討小組合作學習對于小學科學教學的獨特功能,可為合作學習在學科教學中的應用提供借鑒。

關鍵詞:小組合作學習;科學方法;科學知識;科學情感態(tài)度

中圖分類號:G623.6 文獻標識碼:A 文章編號:1009-010X(2009)10-0052-03

20世紀80年代,合作學習(cooperative learning)理論進入中國學者的視野,并由我國的教育理論工作者和教師不斷予以豐富。合作學習的重要性和價值越來越被廣大教師所認可,它對改善課堂內的社會心理氣氛、促進學生良好的非智力品質的發(fā)展,起到了十分積極的作用。

但由于許多教師只是簡單機械地將合作學習的形式模仿套用,并未真正理解其內涵,實踐中流于形式、效率不高,未能發(fā)揮其優(yōu)勢。合作學習廣泛適用于任何學科,又因不同學科特點而具有特殊性。合作學習在小學科學教學

中發(fā)揮的獨特功能,既體現(xiàn)科學的本質特征及小學科學教學的特點,又突顯了合作學習的實效性和針對性。

目前,小組合作學習是在教學中使用最多的合作學習方式。鑒于此,本文從三個方面分別討論并分析小組合作學習對小學科學教學的獨特功能。

一、小組合作學習可有效強化對科學研究方法的體驗

小學科學課程把科學探究作為學生學習的主要方式,這種“簡約復演”式的科學探究活動充分體現(xiàn)了科學的本質特征,以動態(tài)的觀點突出了科學研究方法的重要性。

培根認為科學是實驗的科學,科學定律是通過歸納得出的,這在很大程度上說明科學方法在科學發(fā)展中的重要作用以及歸納在科學方法中的重要地位?！翱茖W是一種證實的知識,而證實是歸納的,證實追求數(shù)據(jù)的量。”明確提出了數(shù)據(jù)的量是歸納的基本保證。歸納法是一種從個別到一般的論證方法,它通過許多個別的事例或分論點,歸納出它們所共有的特性,從而得出一個一般性的結論。因此,可供調查的事例或分論點越多越充分,提供可靠的支持,使結論越逼近真實。歸納法最大的困難在于不可能完全歸納,它的合理性是通過量的積累過程來減小誤差,確保結論最大限度趨于可靠。

在歸納法的科學指導下,探究活動的科學結論是基于充分的證據(jù)的基礎上獲得的,是以“數(shù)量”為基本保證的。在英國的科學課程標準中提出“做充分的觀察和測量以減少誤差并得到可靠的證據(jù)”。美國的課程標準也寫道:“收集數(shù)據(jù)所采用的技術提高了數(shù)據(jù)的精確度,使科學家能夠分析調查研究結果并使之量化?！倍叨济鞔_提出對于探究活動中相關證據(jù)的量的要求及其意義。

小組合作學習在小學科學教學中的運用,對于科學研究方法的突出作用主要體現(xiàn)在三個方面,分別是體驗科學歸納法、體驗科學統(tǒng)計規(guī)律和體驗減小偶然誤差的方法。

1.體驗科學歸納法。

如《觀察魚》一課,教師提供各種實驗材料,有雙面膠、夾子、筷子、紅墨水等,讓各小組根據(jù)其興趣進行自主探究。學生利用不同材料,發(fā)現(xiàn)魚各個方面的特點,并最終在交流中建構起關于魚的認識。有的組用雙面膠粘或者用夾子夾住魚的尾巴,發(fā)現(xiàn)魚不能正常游動,得出了魚的尾鰭與游動有關;有的組用筷子敲魚缸,發(fā)現(xiàn)魚沒有什么明顯反應,得出魚的聽力不是很好;有的組把紅墨水滴在魚的鰓旁邊,發(fā)現(xiàn)紅墨水被沖散,但滴在魚嘴旁邊,紅墨水被吸入,得出了魚是用嘴吸氣,用鰓呼氣的。每組都以組內成員共同興趣點為基礎得出結論,在組間交流中,互相補充,共同建構了本課的知識。

2.體驗科學統(tǒng)計規(guī)律。

《拋硬幣》一課是典型的統(tǒng)計問題。學生4人一組,全班共8組,以統(tǒng)計正反面次數(shù)來說明概率問題。各組記錄正反面的次數(shù)分別為12∶8;15∶5;10∶10;9∶11;1∶19……等等。每一次實驗結果都具有偶然性,是不確定的;無窮次結果具有必然性,是確定的,這就是概率。每組的實驗記錄很難得出普遍性規(guī)律;但如果把各組實驗的數(shù)據(jù)累計,就會增加樣本量。實驗次數(shù)越多,收集數(shù)據(jù)越充分,統(tǒng)計的結果越能說明問題,越具有普遍性。實驗20次,40次……其結果都仍會有很大差異,但在樣本量增加的過程中差異在縮小,趨同性逐漸增強,在“大數(shù)”原則下才能得到趨勢性結論。樣本量不斷增加,逐步向無窮延伸,概率也越來越接近1:1,體現(xiàn)了數(shù)據(jù)趨同的過程。小組實驗數(shù)據(jù)在不同規(guī)模上的應用,體現(xiàn)了規(guī)律過程和概率結論。從課堂教學角度來講,小組合作學習可以提高效率,即在單位時間內增加實驗次數(shù)。

3.體驗減小偶然誤差的方法。

在實驗過程中,系統(tǒng)誤差和偶然誤差影響實驗結果是不可避免的。偶然誤差是由實驗者的操作造成的,其特點是,多次重復同一測量時,取算術平均值來減小偶然誤差。系統(tǒng)誤差是由儀器結構缺陷、實驗方法不完善造成的,可以通過改進實驗儀器精度和實驗方法來減小。在兩種方法無法改善的條件下,數(shù)據(jù)處理再次成為減小誤差的關鍵,可通過多次測量求得平均值來獲得一個逼近真實的值。

利用單擺測量周期來具體說明。學生以小組為單位進行實驗,共測量3次周期,3個不同的周期數(shù)是由實驗者操作得出的,需利用求平均值的方法計算出最終結果。學生在合作中,體驗了減小偶然誤差的方法。測量周期要求觀察小球擺動N次并計時,再計算出周期,此處N次是為了減小系統(tǒng)誤差。另需說明,在實驗操作中,同時存在偶然誤差和系統(tǒng)誤差。

二、有效利用合作小組與成員交流建構合理的對自然界的認識

從認識論的角度理解,科學既是一種結果,又是一種過程,是以系統(tǒng)知識形態(tài)存在的,又處于不斷補充、完善和修正的發(fā)展過程。科學知識的依實性、科學知識獲得的建構性和科學認識的發(fā)展性共同體現(xiàn)了科學的本質特征。

科學知識的依實性是首要前提。實事求是其基本要求和核心要素。因為科學發(fā)現(xiàn)揭示自然界的客觀規(guī)律,它不會因人的主觀意識而改變。

科學知識獲得的建構性與科學認識的發(fā)展性是相互滲透、相互支撐的并列要素。因為科學本身是可錯的,舊的知識體系在不斷地補充、修正,甚至被顛覆的過程中發(fā)展?？茖W哲學領域里的權威人物(英)卡爾·波普爾認為:科學是在犯錯誤并一個一個地改正錯誤的過程中發(fā)展起來的。我國學者趙學漱等人也認為,科學是一種不斷前進和自我矯正的探究過程。

建構主義學習理論和多元智能理論都充分論證了“合作”對于科學知識的建構和科學認識的發(fā)展的重要作用。小組合作學習提供了“情境”,使組員通過“協(xié)作”、“會話”完成探究。另外,多元智能理論提出了智力的多元性、差異性及其多維度的特性。要使每個學生的理解更加豐富全面,就必須通過彼此間的充分合作和廣泛討論。

如《水》一課,教師準備好實驗材料:水、露露、橙汁、醋、奶、油等,讓學生選擇任意方法將水與其他液體進行比較,從而進一步了解水的性質。學生有的用眼睛觀察,有的用鼻子聞,有的動手觸摸,有的用嘴嘗味道,有的不停用筷子攪動或者搖動瓶子,并及時記錄。實驗須是客觀依實的,但個體的實驗帶有自身的局限性、主觀性,對事物的認識難免會有不同程度的錯誤、片面性,但通過交流,使學生之間的知識互補并彌補個體觀察的不足和實驗時的失誤,從而改善其學習方法。教師力求充分利用學生頭腦中已有的經(jīng)驗認知去探究,經(jīng)過組內和組間的交流互補,對新舊信息間及新信息的不同角度進行構建并使其內化。

三、小組合作學習有助于科學情感態(tài)度培養(yǎng)

國內外學者對科學的態(tài)度與精神的理解各有側重,但其中一些基本內容還是持一致意見的:求實、嚴謹、懷疑、創(chuàng)新、合作等。

科學的理性得以體現(xiàn)是以實證為基礎的,批判和創(chuàng)新的依據(jù)源于尊重客觀事實及已有的知識體系,合作是一種承載科學精神并使其具體化在科學活動中的組織形式和必然要求?？茖W研究本身是一項復雜的社會活動,具有社會性,隨著科學的發(fā)展,越來越離不開科學家之間的合作。

在小學科學教學中,探究活動是小組內或小組間的學生,以尊重科學為前提,以事實為依據(jù),互相監(jiān)督,共同收獲的。但在實際教學中經(jīng)常會出現(xiàn)“人云亦云”或者附和書本、教師的情況,而使其失去本應有的意義和效率。究其根源,緣于學生未形成求真依實、批評、懷疑和合作的科學精神。很多學生沒有依據(jù)自己的觀察或實驗的結果,不尊重客觀事實而盲目跟風。而以小組為單位,組內成員可以互相監(jiān)督,大膽質疑,充分發(fā)揮學生的主動性及互動性,并形成一種良好的科學氛圍以促進科學情感的養(yǎng)成,使科學探究活動本身及其結果更具實效性和科學性。

在《水沸騰》一課中,測量“水的沸點”時,5個小組匯報的結果均為:水的沸點大約是100攝氏度,只有一組結果為97攝氏度,并附有詳細描述:“大量氣泡上升、變大,到水面破裂,溫度計升溫。”教師給予該組充分肯定并鼓勵全班同學一起找原因。再次實驗時,其他組發(fā)現(xiàn)該組在讀數(shù)時,過早撤掉酒精燈,使溫度在短時間內迅速降低。最后,教師引導學生再次使用該組的溫度計重復實驗,討論交流得出實驗結論和注意事項。在學生探究過程的每個階段都滲透著實事求是的科學情感和態(tài)度的培養(yǎng)。組內、組間的互動都可以起到很好的借鑒與幫助作用。

鑒于教學實踐中小組合作學習的一些問題,本文從科學方法的體驗、科學知識的習得和科學情感態(tài)度的培養(yǎng)三個方面,針對科學學科特點和小學科學教學進行了探討,愿為進一步研究、應用小組合作學習和學科教學有一定的裨益和啟發(fā)。

參考文獻:

[1]中華人民共和國教育部.科學(3-6年級)課程標準(試驗稿)[M].北京:北京師范大學出版社,2001.

[2]周林東.科學哲學[M].上海:復旦大學出版社,2005,2.

[3]彭玲.科學課程中的科學探究活動研究[D].湖北:華中師范大學,2007,6.

[4]陳琴,龐麗娟.科學探究:本質、特征與過程的思考[J].教育科學,2005,(1):2~5.

[5]陳琴,龐麗娟.論科學的本質與科學教育[J].北京大學教育評論,2005,(2):70~73.

[6]劉克文,試論科學的本質及其在科學教育中的價值[J].教育科學,2003,(4):18~20.

[7]王坦,高艷.合作教學理念的科學創(chuàng)意初探[J].教育探索.1996,(4):17~18.

[8]于瑾.合作學習的價值取向及其形式探索[D].遼寧:遼寧師范大學,2006,11.

[9]王坦.論合作學習的理論基礎[J].教育評論,1994,(4):40~42.

[10]趙瀾波.科學精神研究綜述[J].涪陵師專學報,1999,(10):73~74.

[11]孫玉忠.科學的真理溯求與科學精神[J].北方論叢,2003,(4):12~14.

[12]李正銀.科學教育應凸現(xiàn)科學精神和思想方法的培養(yǎng)[J].曲阜師范大學學報,2002,(1):107-109.

[13]王小燕.科學精神與科學方法[J].江西行政學院學報,2007,(1):69~72.

[14]艾戰(zhàn)勝.論科學實驗的合理性[J].科技管理研究,2008,(4):237~239.

[15]項紅專.科學教育新視野[M].浙江:浙江大學出版社,2006.6.

[16]徐小蓮.《科學》課程中探究式教學的理論

與實踐研究[D].上海:上海師范大學,2004,4.

[17]元殿強.科學教育原理與策略[M].北京:科學出版社,2002.9.

[18]崔相錄.中小學探究教學200例[M].北京:人民教育出版社.2004.10.