科學素養中小學科學教學設計的思考

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隨著時代的發展，發展型和創新型人才更為社會所需求，科學教育成為各個國家的教育主題。在國家對科學教育的大力提倡和教學方法的大力改革的環境下，小學教育作為系統學習知識的起步階段，教師的科學素養以及如何在課堂教學設計環節體現對學生科學素養的培養無疑成為科學教育的核心。本文主要論述科學素養的重要性，以及以“聲音的產生”為例討論如何在課堂教學設計中將科學素養具體化。

一、引言

隨著時代的發展，發展型和創新型人才更為社會所需求。科學教育順應時展成為各個國家的教育主題。國際教育界普遍認為，基礎教育階段，科學素養教育尤為重要,它與科普和提高科學教育質量聯系在一起，具有重要的理論價值和現實意義。美國《2061計劃》中著重強調，科學技術是今后人類生活變化的中心。1.學生應當具備一定的“科學素養”,即相應的知識、技能和處世態度。著眼國民素質，實行全民改革。在處理有關課程內容的問題上，《2061計劃》采用了與傳統不同的態度擯棄學校授課內容越來越多的偏向,把教學的著眼點集中在最基本的科學基礎知識和訓練上。2.強調技術,并賦予技術教育全新的概念。計劃指出人類文化以掌握制造工具的技術為起源，人類發明并控制技術，但社會影響技術，技術同時也影響社會，因此技術教育不僅包括技藝，而且包括社會影響，應當展示技術是如何影響個人和社會的。我國科學素養教育抓的偏晚，本應該在小學階段就進行系統的科學素養教育，但我國在相當長一段時間里沒有開展。可喜的是在2001年，依據國務院《面向21世紀教育振興行動計劃》建立“21世紀基礎教育課程體系”的要求，我國開始了新一輪的課程改革，當時將“自然”課更名為“科學”課，起始年級是三年級，小學科學課程被正式提上日程。在2017年2月15日印發并要求執行的《義務教育小學課程標準》中，小學科學課被列為與語文、數學同等重要的“基礎性課程”。《科學》課程的起始年級從此前的小學三年級提前到小學一年級，一、二年級每周的課時安排不少于1節。從以上可以看出，我國對小學階段的科學教育及學生科學素養的培養重視程度日益加深。現階段小學生學習科學，不僅僅是獲取信息、接受知識，更重要的是能運用一定的科學方法去探索大自然的奧秘，并讓他們在學習過程中，更好地掌握獲取知識的方法和能力，能夠解決生活中的一些具體問題。小學科學教育的目標是著眼于培養學生的科學素養，而不是培養某一領域的專業科學技術人才。這就要求新形勢下小學科學教師要順應時展，改變固有的教學方法和教學模式。因此，把提升科學知識、科學精神、科學方法為內核的科學素養作為其核心價值定位，如何在科學的課堂設計中體科學素養的培養，以及學生完成這門課會獲得哪些科學素養，是我們現階段所有科學教師面臨的共同問題。

二、教學理念

現代課堂教學應該順應教學改革，改變過去的以老師教學為主體，學生被動學習的模式。本文將以“聲音是如何產生的”課題為例，從課程設計的幾個創新角度來介紹科學素養如何在課程設計中具體化。通過讓學生運用多種方法來“制造聲音”，并對發聲的物體與不發聲的物體進行觀察、比較，就觀察到的現象進行積極思考，建立起“聲音是由物體振動產生的”的初步感性認識。最后從正反取證，驗證假設，培養了學生多方面的能力，特別是讓學生經歷了整個探索求知的過程，養成在實驗過程中既動手又動腦的好習慣。學會與人合作，學會交流與傾聽，養成尊重事實的科學態度。

三、科學素養在課堂設計中的體現

（一）精心預設教材，創設情境引入，提高學生學習興趣。一個學習興趣濃厚的學生，對各種現象和問題都會產生好奇心理，而這種好奇心理往往會成為他們繼續研究該問題的動力，使他們能投入全部熱情全神貫注地探索未知的知識領域。小學科學課中，穿插有趣的、新奇的動手實驗會給學生留下深刻印象。例如:學生利用身體或身邊的物體來“制造聲音”，并對發聲的物體與不發聲的物體進行觀察、比較，讓學生認識到不使力，就發不出聲音。（二）從學生的角度進行科學思維發散引導——培養直接和間接、正面和反面論證兩種科學思維方法的習慣。第一組實驗：讓學生觀察橡皮筋和直尺發聲時的現象，可以用眼睛去看，也可以用手去觸摸。在此處學生基本就能總結出聲音是由于物體振動產生的。因為這組實驗材料能夠明顯地看出發聲時的振動現象，可以直接證明振動和聲音的關系。當學生興致勃勃地利用實驗材料做完第一組實驗后，學生雖然總結出物體振動產生聲音，但是心中還是有疑問的：“有些物體發聲時沒有看到明顯的振動，是不是所有物體發聲時都振動呢？”第二組實驗：教師引導學生敲擊鼓面、擊打音叉發出聲音，肉眼觀察看不到鼓面和音叉明顯的振動，視覺效果不明顯。此時教師引導學生用手感受聲音的產生時的振動，但是手的感覺并不準確，觸覺效果也不明顯。直接觀察得不到有效證明，教師提示引導學生從間接證明的角度思考問題，轉化矛盾的重點。學生可以先假想討論如何操作來解決振動現象不明顯的問題，后來操作驗證。例如學生提出借助輕小物體觀察物體的振動，之后用碎紙片或者乒乓球來觀察鼓面和音叉的振動，振動效果很明顯。“授人以魚”不如“授人以漁”，不論是正面論證還是間接解題思維，科學解決問題的思維方法在今后的學習、工作、研究中會常常用到。第二組實驗做完后進一步總結，你覺得聲音產生的原因是什么？到此大部分學生都應該了解到是由于物體的振動產生了聲音。教師進一步引導：那如果振動停止了呢？聲音是不是也停止？第三組實驗：敲擊音叉，用手握住音叉，聲音戛然而止。這充分說明，物體振動停止聲音也就停止了。從反面有力地論證了振動和聲音之間的關系。這兩組實驗不單單是讓生學習到聲音是由物體震動產生的，關鍵在于把正面論證、反面論證，直接和間接解決問題的科學思維方法貫穿其中，實現科學素養在課堂教學中的滲透，培養學生能夠運用科學的思維方法，嚴謹求實的分析問題、解決問題的好習慣。（三）良好的科學實驗習慣的培養——聽、思、做、說、反思，遵守實驗室規章制度。實驗室內做科學實驗不同于在課堂上的上課，既動腦又動手，因此良好的科學實驗習慣決定了學生實驗課的課堂收獲效果。首先要求學生能夠嚴格遵守實驗室規章制度，仔細聽清老師本節課的要求，明確實驗目標；其次動腦自主設計實驗方法，分小組合作動手實驗，仔細觀察，記錄實驗現象，實驗過程中要注意團隊合作；最后分析討論，得出結論，在分析討論過程中，要求學生能夠做到以下幾點：①能夠專心和耐心的傾聽，不隨便打斷同學的發言；②能夠積極思考、甄別正確和錯誤的信息；③能夠虛心接受同學的意見和建議。

四、小結

要讓科學的種子深深扎根于學生的心頭，老師的關注至關重要。每個學科都有各自的特點，科學老師要善于和其他老師互相溝通、互相支持、取長補短、共同合作。在所有學科的教學中都把學科素養的培養滲透其中，這對于開發學生的思維能力和學習能力是有相當大的助益的。

作者:張瑜 張禮 陳燕 喬立瑞 宋寶玲 單位:南京蘇杰學校 東南大學成賢學院大學物理實驗中心