小學(xué)科學(xué)教育的教材與教育研究

鄭碧瑩

近年來，我國越來越重視培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，科學(xué)素養(yǎng)是一項(xiàng)潛移默化的工作，需要從小學(xué)抓起，小學(xué)是學(xué)生形成科學(xué)素養(yǎng)的關(guān)鍵時(shí)期。其中，科學(xué)本質(zhì)教育是科學(xué)素養(yǎng)的關(guān)鍵一環(huán)?？茖W(xué)本質(zhì)教育對學(xué)生認(rèn)知能力、情感、態(tài)度和價(jià)值觀等方面的發(fā)展具有重要的促進(jìn)作用。本文將以教科版小學(xué)科學(xué)教材為例，探討如何從教材和教學(xué)過程加強(qiáng)小學(xué)科學(xué)教學(xué)中滲透科學(xué)本質(zhì)教育，從而促進(jìn)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)提升。

一、沉浸式教材，讓學(xué)生快樂學(xué)習(xí)

長期以來，我們的課本內(nèi)容都是由簡單的生活情景或是簡單實(shí)驗(yàn)作為伊始，由易到難地把科學(xué)知識(shí)教會(huì)給學(xué)生，這就導(dǎo)致學(xué)生對于知識(shí)的溯源到達(dá)不了核心問題，只能淺層次了解、應(yīng)用知識(shí)，缺乏知識(shí)本質(zhì)的求知和探索的精神，這也從根本抑制了學(xué)生對于科學(xué)知識(shí)的認(rèn)識(shí)。所以我們需要通過引入科學(xué)史學(xué)的內(nèi)容，再經(jīng)加工，使學(xué)生以主人公的形式，活躍在科學(xué)史中。這種沉浸式的教育方法可以更好地讓學(xué)生認(rèn)識(shí)知識(shí)本質(zhì)是什么，能極大的引起學(xué)生對于科學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)興趣，在思維層面上也可以加強(qiáng)學(xué)生對科學(xué)概念 的理解和批判性思維的逐步形成，也為學(xué)生深入學(xué)習(xí)相關(guān)科學(xué)理論和科學(xué)方法打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。學(xué)生對科學(xué)本質(zhì)的領(lǐng)悟也將有質(zhì)的飛躍。小學(xué)科學(xué)是一個(gè)比較復(fù)雜，各內(nèi)容交匯的學(xué)科，體現(xiàn)了人類從各個(gè)方面認(rèn)識(shí)自然、認(rèn)識(shí)科學(xué)的過程，在這個(gè)最開始的起點(diǎn)，需要我們?nèi)谌肟茖W(xué)史學(xué)，讓整個(gè)過程包含思想產(chǎn)生和發(fā)展，科學(xué)知識(shí)的形成與應(yīng)用。這樣才能讓我們的學(xué)生認(rèn)識(shí)到人類的精神財(cái)富，以及它承載著科學(xué)家們怎么樣的科學(xué)思想、科學(xué)方法、科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神。例如在教科版小學(xué)科學(xué)教材五年級(jí)第二章“船的研究”中，我們引入阿基米德發(fā)現(xiàn)浮力定律的部分片段，片段的大概內(nèi)容為國王讓阿基米德驗(yàn)證皇冠純度的故事。我們通過讓學(xué)生扮演阿基米德融入故事，再給予學(xué)生接近原故事的實(shí)驗(yàn)材料，通過一系列與原故事相似實(shí)驗(yàn)和教師扮演管家的部分指引，最終讓學(xué)生在情景中發(fā)現(xiàn)與浮力有關(guān)的因素。本節(jié)課經(jīng)過多批學(xué)生與教師的打磨，形成了本書的情景課，本節(jié)課引入阿基米德的發(fā)現(xiàn)故事，讓學(xué)生扮演阿基米德活躍在整個(gè)故事之中，教師扮演的管家在故事中不斷給與阿基米德制造困難，使學(xué)生融入故事，不斷克服困難，并且感受到知識(shí)的本質(zhì)。本節(jié)課既讓學(xué)生在愉快的環(huán)境中學(xué)習(xí)到了與浮力有關(guān)的知識(shí)，又讓學(xué)生對今后科學(xué)的學(xué)習(xí)充滿期待，說明了沉浸式教材是教育過程的關(guān)鍵一環(huán)，讓學(xué)生對于科學(xué)本質(zhì)的認(rèn)識(shí)和興趣有著極大的作用。

二、以實(shí)驗(yàn)教育為基礎(chǔ)，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)科學(xué)本質(zhì)

小學(xué)科學(xué)包含了很多學(xué)科內(nèi)容，例如化學(xué)、物理學(xué)、生物學(xué)、工程學(xué)、生命科學(xué)能多方面的學(xué)科，這些學(xué)科都有一個(gè)共同的地方，都以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)科學(xué)，通過進(jìn)行實(shí)驗(yàn)來探索未知事物。所以我們進(jìn)行小學(xué)科學(xué)教學(xué)過程也要以實(shí)驗(yàn)為核心內(nèi)容，通過實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)的神奇魅力，增強(qiáng)對科學(xué)理論的進(jìn)一步理解。教師需要認(rèn)識(shí)到以實(shí)驗(yàn)為核心的科學(xué)教育是學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的基礎(chǔ)?？茖W(xué)實(shí)驗(yàn)是以辯證思維、反復(fù)試錯(cuò)為基礎(chǔ)的解決問題過程。讓學(xué)生不斷參與實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)中充當(dāng)操作者、指導(dǎo)者等不同角色，以及同學(xué)之間不斷思維的碰撞，這些都有利于學(xué)生創(chuàng)造性思維、邏輯推理能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力的不斷提升。通過實(shí)驗(yàn)過程學(xué)生可以經(jīng)歷與創(chuàng)始科學(xué)家們相似的實(shí)驗(yàn)過程，了解科學(xué)知識(shí)是如何由科學(xué)實(shí)驗(yàn)形成的過程，進(jìn)一步加深知識(shí)本質(zhì)的理論基礎(chǔ)。在通過反推法，不斷感受探究科學(xué)本質(zhì)過程中，研究方法的多樣性，再不斷應(yīng)用于其他科學(xué)本質(zhì)實(shí)驗(yàn)中。與此同時(shí)，教師還需要認(rèn)識(shí)到實(shí)驗(yàn)的過程是發(fā)掘知識(shí)的載體，實(shí)驗(yàn)是有完整過程的，首先是問題的提出、建立假設(shè)與猜想、實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析、實(shí)驗(yàn)結(jié)論的歸納總結(jié)、結(jié)論的驗(yàn)證，這整個(gè)過程是實(shí)驗(yàn)的必經(jīng)之路，必須讓學(xué)生學(xué)會(huì)用科學(xué)的方法進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)。例如在教科版小學(xué)科學(xué)教材四年級(jí)下冊第二章“電路”第四節(jié)“電路出故障了”中，先讓學(xué)生回顧上節(jié)課程并動(dòng)手制作簡易電路，在引導(dǎo)學(xué)生對故障電路提出問題，假設(shè)故障電路問題的可能性，再讓學(xué)生尋找、思考簡易電路與故障電路的異同，引導(dǎo)學(xué)生找到電路的聯(lián)系并設(shè)計(jì)尋找電路中問題的方法，記錄實(shí)驗(yàn)中全部的實(shí)驗(yàn)情況，再請各小組學(xué)生分別總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，找到故障電路的問題所在，最后老師打開故障電路與學(xué)生實(shí)驗(yàn)結(jié)果相驗(yàn)證。本節(jié)課的學(xué)科知識(shí)是通路的組成，但我們通過讓學(xué)生進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)方法尋找故障電路中問題的方式，既讓學(xué)生了解到實(shí)驗(yàn)是需要一個(gè)完整的流程，又讓學(xué)生親自動(dòng)手實(shí)驗(yàn)感受到了電學(xué)實(shí)驗(yàn)的魅力，說明了實(shí)驗(yàn)教育是科學(xué)本質(zhì)教育的重要組成部分，使學(xué)生對于動(dòng)手實(shí)驗(yàn)和科學(xué)本質(zhì)有著深刻認(rèn)識(shí)。

總之，小學(xué)科學(xué)課程中蘊(yùn)含著豐富的學(xué)科知識(shí)，教師需要在教材和教學(xué)的過程中不斷發(fā)掘科學(xué)的本質(zhì)，再利用科學(xué)史學(xué)、童話故事等教育材料等方式呈現(xiàn)給學(xué)生;在教育過程中也要注意探究方法的潛移默化，最終使學(xué)生正確認(rèn)識(shí)科學(xué)本質(zhì)與對于科學(xué)學(xué)習(xí)的責(zé)任感，促進(jìn)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的穩(wěn)步發(fā)展。