科學(xué)素養(yǎng)中小學(xué)科學(xué)教學(xué)設(shè)計(jì)的思考

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隨著時(shí)代的發(fā)展，發(fā)展型和創(chuàng)新型人才更為社會(huì)所需求，科學(xué)教育成為各個(gè)國(guó)家的教育主題。在國(guó)家對(duì)科學(xué)教育的大力提倡和教學(xué)方法的大力改革的環(huán)境下，小學(xué)教育作為系統(tǒng)學(xué)習(xí)知識(shí)的起步階段，教師的科學(xué)素養(yǎng)以及如何在課堂教學(xué)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)體現(xiàn)對(duì)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)無(wú)疑成為科學(xué)教育的核心。本文主要論述科學(xué)素養(yǎng)的重要性，以及以“聲音的產(chǎn)生”為例討論如何在課堂教學(xué)設(shè)計(jì)中將科學(xué)素養(yǎng)具體化。

一、引言

隨著時(shí)代的發(fā)展，發(fā)展型和創(chuàng)新型人才更為社會(huì)所需求。科學(xué)教育順應(yīng)時(shí)展成為各個(gè)國(guó)家的教育主題。國(guó)際教育界普遍認(rèn)為，基礎(chǔ)教育階段，科學(xué)素養(yǎng)教育尤為重要,它與科普和提高科學(xué)教育質(zhì)量聯(lián)系在一起，具有重要的理論價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。美國(guó)《2061計(jì)劃》中著重強(qiáng)調(diào)，科學(xué)技術(shù)是今后人類生活變化的中心。1.學(xué)生應(yīng)當(dāng)具備一定的“科學(xué)素養(yǎng)”,即相應(yīng)的知識(shí)、技能和處世態(tài)度。著眼國(guó)民素質(zhì)，實(shí)行全民改革。在處理有關(guān)課程內(nèi)容的問(wèn)題上，《2061計(jì)劃》采用了與傳統(tǒng)不同的態(tài)度擯棄學(xué)校授課內(nèi)容越來(lái)越多的偏向,把教學(xué)的著眼點(diǎn)集中在最基本的科學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)和訓(xùn)練上。2.強(qiáng)調(diào)技術(shù),并賦予技術(shù)教育全新的概念。計(jì)劃指出人類文化以掌握制造工具的技術(shù)為起源，人類發(fā)明并控制技術(shù)，但社會(huì)影響技術(shù)，技術(shù)同時(shí)也影響社會(huì)，因此技術(shù)教育不僅包括技藝，而且包括社會(huì)影響，應(yīng)當(dāng)展示技術(shù)是如何影響個(gè)人和社會(huì)的。我國(guó)科學(xué)素養(yǎng)教育抓的偏晚，本應(yīng)該在小學(xué)階段就進(jìn)行系統(tǒng)的科學(xué)素養(yǎng)教育，但我國(guó)在相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間里沒(méi)有開(kāi)展。可喜的是在2001年，依據(jù)國(guó)務(wù)院《面向21世紀(jì)教育振興行動(dòng)計(jì)劃》建立“21世紀(jì)基礎(chǔ)教育課程體系”的要求，我國(guó)開(kāi)始了新一輪的課程改革，當(dāng)時(shí)將“自然”課更名為“科學(xué)”課，起始年級(jí)是三年級(jí)，小學(xué)科學(xué)課程被正式提上日程。在2017年2月15日印發(fā)并要求執(zhí)行的《義務(wù)教育小學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》中，小學(xué)科學(xué)課被列為與語(yǔ)文、數(shù)學(xué)同等重要的“基礎(chǔ)性課程”。《科學(xué)》課程的起始年級(jí)從此前的小學(xué)三年級(jí)提前到小學(xué)一年級(jí)，一、二年級(jí)每周的課時(shí)安排不少于1節(jié)。從以上可以看出，我國(guó)對(duì)小學(xué)階段的科學(xué)教育及學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)重視程度日益加深。現(xiàn)階段小學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)，不僅僅是獲取信息、接受知識(shí)，更重要的是能運(yùn)用一定的科學(xué)方法去探索大自然的奧秘，并讓他們?cè)趯W(xué)習(xí)過(guò)程中，更好地掌握獲取知識(shí)的方法和能力，能夠解決生活中的一些具體問(wèn)題。小學(xué)科學(xué)教育的目標(biāo)是著眼于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，而不是培養(yǎng)某一領(lǐng)域的專業(yè)科學(xué)技術(shù)人才。這就要求新形勢(shì)下小學(xué)科學(xué)教師要順應(yīng)時(shí)展，改變固有的教學(xué)方法和教學(xué)模式。因此，把提升科學(xué)知識(shí)、科學(xué)精神、科學(xué)方法為內(nèi)核的科學(xué)素養(yǎng)作為其核心價(jià)值定位，如何在科學(xué)的課堂設(shè)計(jì)中體科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)，以及學(xué)生完成這門(mén)課會(huì)獲得哪些科學(xué)素養(yǎng)，是我們現(xiàn)階段所有科學(xué)教師面臨的共同問(wèn)題。

二、教學(xué)理念

現(xiàn)代課堂教學(xué)應(yīng)該順應(yīng)教學(xué)改革，改變過(guò)去的以老師教學(xué)為主體，學(xué)生被動(dòng)學(xué)習(xí)的模式。本文將以“聲音是如何產(chǎn)生的”課題為例，從課程設(shè)計(jì)的幾個(gè)創(chuàng)新角度來(lái)介紹科學(xué)素養(yǎng)如何在課程設(shè)計(jì)中具體化。通過(guò)讓學(xué)生運(yùn)用多種方法來(lái)“制造聲音”，并對(duì)發(fā)聲的物體與不發(fā)聲的物體進(jìn)行觀察、比較，就觀察到的現(xiàn)象進(jìn)行積極思考，建立起“聲音是由物體振動(dòng)產(chǎn)生的”的初步感性認(rèn)識(shí)。最后從正反取證，驗(yàn)證假設(shè)，培養(yǎng)了學(xué)生多方面的能力，特別是讓學(xué)生經(jīng)歷了整個(gè)探索求知的過(guò)程，養(yǎng)成在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中既動(dòng)手又動(dòng)腦的好習(xí)慣。學(xué)會(huì)與人合作，學(xué)會(huì)交流與傾聽(tīng)，養(yǎng)成尊重事實(shí)的科學(xué)態(tài)度。

三、科學(xué)素養(yǎng)在課堂設(shè)計(jì)中的體現(xiàn)

（一）精心預(yù)設(shè)教材，創(chuàng)設(shè)情境引入，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。一個(gè)學(xué)習(xí)興趣濃厚的學(xué)生，對(duì)各種現(xiàn)象和問(wèn)題都會(huì)產(chǎn)生好奇心理，而這種好奇心理往往會(huì)成為他們繼續(xù)研究該問(wèn)題的動(dòng)力，使他們能投入全部熱情全神貫注地探索未知的知識(shí)領(lǐng)域。小學(xué)科學(xué)課中，穿插有趣的、新奇的動(dòng)手實(shí)驗(yàn)會(huì)給學(xué)生留下深刻印象。例如:學(xué)生利用身體或身邊的物體來(lái)“制造聲音”，并對(duì)發(fā)聲的物體與不發(fā)聲的物體進(jìn)行觀察、比較，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到不使力，就發(fā)不出聲音。（二）從學(xué)生的角度進(jìn)行科學(xué)思維發(fā)散引導(dǎo)——培養(yǎng)直接和間接、正面和反面論證兩種科學(xué)思維方法的習(xí)慣。第一組實(shí)驗(yàn)：讓學(xué)生觀察橡皮筋和直尺發(fā)聲時(shí)的現(xiàn)象，可以用眼睛去看，也可以用手去觸摸。在此處學(xué)生基本就能總結(jié)出聲音是由于物體振動(dòng)產(chǎn)生的。因?yàn)檫@組實(shí)驗(yàn)材料能夠明顯地看出發(fā)聲時(shí)的振動(dòng)現(xiàn)象，可以直接證明振動(dòng)和聲音的關(guān)系。當(dāng)學(xué)生興致勃勃地利用實(shí)驗(yàn)材料做完第一組實(shí)驗(yàn)后，學(xué)生雖然總結(jié)出物體振動(dòng)產(chǎn)生聲音，但是心中還是有疑問(wèn)的：“有些物體發(fā)聲時(shí)沒(méi)有看到明顯的振動(dòng)，是不是所有物體發(fā)聲時(shí)都振動(dòng)呢？”第二組實(shí)驗(yàn)：教師引導(dǎo)學(xué)生敲擊鼓面、擊打音叉發(fā)出聲音，肉眼觀察看不到鼓面和音叉明顯的振動(dòng)，視覺(jué)效果不明顯。此時(shí)教師引導(dǎo)學(xué)生用手感受聲音的產(chǎn)生時(shí)的振動(dòng)，但是手的感覺(jué)并不準(zhǔn)確，觸覺(jué)效果也不明顯。直接觀察得不到有效證明，教師提示引導(dǎo)學(xué)生從間接證明的角度思考問(wèn)題，轉(zhuǎn)化矛盾的重點(diǎn)。學(xué)生可以先假想討論如何操作來(lái)解決振動(dòng)現(xiàn)象不明顯的問(wèn)題，后來(lái)操作驗(yàn)證。例如學(xué)生提出借助輕小物體觀察物體的振動(dòng)，之后用碎紙片或者乒乓球來(lái)觀察鼓面和音叉的振動(dòng)，振動(dòng)效果很明顯。“授人以魚(yú)”不如“授人以漁”，不論是正面論證還是間接解題思維，科學(xué)解決問(wèn)題的思維方法在今后的學(xué)習(xí)、工作、研究中會(huì)常常用到。第二組實(shí)驗(yàn)做完后進(jìn)一步總結(jié)，你覺(jué)得聲音產(chǎn)生的原因是什么？到此大部分學(xué)生都應(yīng)該了解到是由于物體的振動(dòng)產(chǎn)生了聲音。教師進(jìn)一步引導(dǎo)：那如果振動(dòng)停止了呢？聲音是不是也停止？第三組實(shí)驗(yàn)：敲擊音叉，用手握住音叉，聲音戛然而止。這充分說(shuō)明，物體振動(dòng)停止聲音也就停止了。從反面有力地論證了振動(dòng)和聲音之間的關(guān)系。這兩組實(shí)驗(yàn)不單單是讓生學(xué)習(xí)到聲音是由物體震動(dòng)產(chǎn)生的，關(guān)鍵在于把正面論證、反面論證，直接和間接解決問(wèn)題的科學(xué)思維方法貫穿其中，實(shí)現(xiàn)科學(xué)素養(yǎng)在課堂教學(xué)中的滲透，培養(yǎng)學(xué)生能夠運(yùn)用科學(xué)的思維方法，嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的好習(xí)慣。（三）良好的科學(xué)實(shí)驗(yàn)習(xí)慣的培養(yǎng)——聽(tīng)、思、做、說(shuō)、反思，遵守實(shí)驗(yàn)室規(guī)章制度。實(shí)驗(yàn)室內(nèi)做科學(xué)實(shí)驗(yàn)不同于在課堂上的上課，既動(dòng)腦又動(dòng)手，因此良好的科學(xué)實(shí)驗(yàn)習(xí)慣決定了學(xué)生實(shí)驗(yàn)課的課堂收獲效果。首先要求學(xué)生能夠嚴(yán)格遵守實(shí)驗(yàn)室規(guī)章制度，仔細(xì)聽(tīng)清老師本節(jié)課的要求，明確實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)；其次動(dòng)腦自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方法，分小組合作動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，仔細(xì)觀察，記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中要注意團(tuán)隊(duì)合作；最后分析討論，得出結(jié)論，在分析討論過(guò)程中，要求學(xué)生能夠做到以下幾點(diǎn)：①能夠?qū)Ｐ暮湍托牡膬A聽(tīng)，不隨便打斷同學(xué)的發(fā)言；②能夠積極思考、甄別正確和錯(cuò)誤的信息；③能夠虛心接受同學(xué)的意見(jiàn)和建議。

四、小結(jié)

要讓科學(xué)的種子深深扎根于學(xué)生的心頭，老師的關(guān)注至關(guān)重要。每個(gè)學(xué)科都有各自的特點(diǎn)，科學(xué)老師要善于和其他老師互相溝通、互相支持、取長(zhǎng)補(bǔ)短、共同合作。在所有學(xué)科的教學(xué)中都把學(xué)科素養(yǎng)的培養(yǎng)滲透其中，這對(duì)于開(kāi)發(fā)學(xué)生的思維能力和學(xué)習(xí)能力是有相當(dāng)大的助益的。

作者:張瑜 張禮 陳燕 喬立瑞 宋寶玲 單位:南京蘇杰學(xué)校 東南大學(xué)成賢學(xué)院大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中心