晓君在探究 【小学】在好奇中探究和求真——在小学科学教学中培养学生发展核心素养
已发布的《中国学生发展核心素养》提出要培养“全面发展的人”,即学生应具备学会学习、健康生活、责任担当、实践创新、人文底蕴、科学精神这六大核心素养。小学科学教育承担着培养小学生核心素养的重任,然而具体到小学科学的教学中,我们应该培养学生哪些素养,又应该从何入手呢?
相关报告曾提出“公民科学素质”这一概念,具体指“了解必要的科学技术知识及其对社会与个人的影响,知道基本的科学方法,认识科学本质,树立科学思想,崇尚科学精神,并具备一定的应用它们处理实际问题、参与公共事务的能力”。
我们由此得知,科学素养的六要素是科学知识、科学方法、科学思想、科学本质、科学精神、科学实践。《科学(3-6年级)课程标准》则提出,“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”。
而在《中国学生发展核心素养》对“科学精神”的阐释中,重点强调了培养学生的好奇心和想象力。因为有了好奇心和想象力,学生们才会有探究欲,才会在成长过程中不断地用习得的探究方法去思考、创新。
然而当前这样的现象却十分突出:儿童们对大自然的方方面面都是那么的好奇,时时想一探究竟,可随着年龄的不断增长,他们却对本该好奇的事物变得麻木:看到无数根钢缆组成的桥梁能承受多年的风吹雨打而屹立不倒没有疑问,坐在旅途的飞机上不会思考为什么它能高空飞行,觉得世间的万物万象都是理所当然。
依据以上三个方面的分析以及当前科学教育中存在的问题,我们认为,在小学科学教育中培养学生的核心素养,可从这四个方面着手:好奇、探究、求真、创新。即让学生在好奇心的驱使下经历探究过程,在探究过程中习得探究方法,养成严谨、求真、求实的科学态度,从而认识科学的本质,并最终把所学的科学知识、方法和技术应用于生活中,进行实践创新,这个流程实际上是一个有机循环(如图)。
其中,好奇心学生们探究的动力源头和起点。如何在教学中激发学生的好奇心,让他们亲自经历探究、求真、创新这一过程?我们的经验如下。
一、生活元素是好奇心的发源地
如果学生探究的问题中有他们熟悉的生活元素,能更好地激发学生对问题的探究兴趣,保持学生自主学习的热情,同时让学生体会到科学知识并不是无用的,它随时都在指导帮助人们更好的生活,能让学生将科学知识与生活关联起来,让他们懂得用科学探究方法解决问题,用科学知识解释生活现象。因此,我们在教学过程中力求将教学内容与生活社会紧密联系起来,在设置探究问题时注意融入贴近学生的生活元素,为学生的探究创设鲜活的生活情境。
1. 生活元素要贴近学生的“最近发展区”
探究问题中的生活元素最好能与学生的原有经验、日常生活相联系,因为学生有了以往的学习经验作为当前学习的铺垫,能更顺利地进入主题的探究学习中,教学也更容易开展。此外,学生在与生活相关的探究学习中获得了科学事实和探究的成就感,通常会逐渐产生对主题单元其它方面的好奇,而这个好奇和探究欲正是促使学生系统完成主题单元学习的关键因素。
比如在教学六上“生活中的简单机械”单元中《两种滑轮的研究》一课时,教师播放录制的升旗短视频,请学生们思考为什么升旗手向下拉绳子旗帜就会上升。学生们本身就对滑轮的作用十分的好奇,在生活中也经常与滑轮相关的生活物品接触,这一问题激起了学生的探究欲,对后面定滑轮和动滑轮作用的教学做好了铺垫,引导学生进一步研究滑轮组的作用也水到渠成。
又如在教学《运动与摩擦力》一课时,教师提一双新鞋和学生自己带来旧鞋,通过对鞋底的比较,让学生分析为什么旧鞋鞋底磨损了,这与学生的生活经验相近,学生因此产生了探究摩擦力以及进一步测量摩擦力大小的兴趣。
2.为学生的探究创设鲜活的生活情境
在教学中以生活问题为切入点,为学生的探究创设鲜活的生活情境,不仅能轻易走进学生的最近发展区,也能长期持久地调动和保持他们的好奇心。比如在教学四年级“岩石与矿物”单元的《认识矿物》一课时,让学生准备自己家里的矿物饰物、摆件或它们的图片,上课伊始先请学生介绍自己带来的生活物品。
这些身边的实物一下子激起了学生们对矿物的好奇心,激发了他们研究的热情。从玉石到金银等金属矿物,从石油等液态矿物到气态矿物,学生们的研究兴趣还远远不止于书本,他们带着疑问和好奇去互联网自主搜寻信息,或者购买老师推荐的书籍,有的甚至捡到一块石头都要好好研究一番。
本来了无生趣的教学内容因为生活元素的介入而迅速激发了学生们对矿物的探究欲望,打开了他们的思路。
二、探究过程是求真精神的发扬地
学生在生活元素的刺激下产生了疑问和探究兴趣,接下来我们就该随着学生的兴趣去指导他们探究自己想知道的科学核心概念了。
1.让学生亲历探究的过程
通过亲身经历和体验而获得的知识更容易被学生所接受和建构,因此,对核心概念的探究,我们充分运用材料,创设更多的条件让学生在“做”中学,尽可能地让学生经历“提出问题—猜想与假设—设计研究方案—观察、实验、制作—收集和获取证据—分析数据、得出结论—分享与交流”这一探究过程,培养学生的探究能力。
比如在教学五年级《光的传播》一课时,教师首先通过魔术创设情境让学生观察黑板上的光点,借此提出问题:光点是怎样传到黑板上的,再让学生猜测比划光的传播路径。
接着引导学生,我们的猜测符合科学事实吗?如何来证明呢?学生根据教师提供的材料,以小组合作的方式设计实验方案,全班交流改进实验方案,进行实验。最后学生根据所得的数据进行分析,得出结论,各组派代表进行全班交流汇报,互相质疑、提问和建议。这样,学生们经历了探究过程,知道了探究的一般步骤和方法。
2.适时渗透求真求实的科学精神
在观察、实验、制作和搜集数据以及分析数据等过程中,学生往往会遇到实验现象、数据与预设不符的情况,此时正是培养学生的严谨、求真、求实的科学精神的良好时机,我们要求学生尊重事实、质疑实验过程是否严谨、反思可能存在的问题。
比如在上《食物中的营养》一课时,科学家说碘酒遇到淀粉会变蓝,可由于种种因素,很多时候学生看到的不是蓝色,有的说是紫色,有的说是深紫色,还有的说是黑色等。此时教师直接告诉学生那就是蓝色吗?此时其实可以让学生用求真的态度去分析自己的实验结果为什么与科学家的发现不同,思考颜色不同背后的秘密,培养学生求真求实的科学精神。
又如,在教学五年级《运动与摩擦力》一课时,摩擦力是通过用测力计匀速水平拉动物体来测量的,物体匀速运动起来的拉力就等于它与接触面的摩擦力。在测量时保持匀速拉动物体是难点,所以,学生们测量同一物体与同一接触面的摩擦力,得出的结果各不相同,此时就可以引导学生分析是否存在操作不规范的问题,是否每次都匀速拉动了物体,是否测力计碰到了桌面,是否用测力计水平拉动物体等。
为了减少实验产生的误差影响,科学家们是如何做的呢?我们又可以怎么做呢?所以在课堂教学中,教师不能仅仅追求实验结论的得出,还要“就地取材”,适时培养学生敢于质疑、求真求实的科学精神和研究态度。
三、动手实践是创新的练兵场
实践创新的重点是培养学生的劳动意识,培养学生善于发现和提出问题、解决问题的能力,让学生理解技术与人类文明的有机联系,具有学习掌握技术的兴趣和意愿,具有工程思维,培养学生将创意和方案转化成物品或对已有物品进行改进与优化的能力。所以,当学生完成了每个主题单元或每一课的科学概念的探究后,有必要让他们进一步了解科学概念在生活中的应用。
我们将融合了生活元素的课题作为单元的开始,在单元结束时又指引学生回归生活,将所学知识应用于生活。无论是主题单元的编排,还是某一课教材的编写,亦或是每一堂课的教学设计,我们都按照“走进生活,激发好奇心—概念探究,渗透求真精神—应用实践,展现创新力”这样的思路来进行。
比如在四年级声音单元的教学中,当学生学完声音的传播以及相关的科学概念以后,我们在本单元的最后一课安排学生动手自制小乐器,让学生在实践中利用振动与声音的特点制作甚至是创新各种吸管乐器、竹制乐器、瓶子乐器。
这样的动手实践既帮助学生更好的理解科学概念,又给学生提供了创新的平台。又如在教学《风向与风速》一课时,在学生了解了风向和风速的概念以后,我们设计了让学生制作小风车的实践活动,学生在玩小风车的过程中会思考和总结风车如何才能高速地转起来,一些学生甚至还根据自己所准备的材料对风车进行改进和创新,这无形中培养了学生对物品的改进和优化能力。
总之,在小学科学教学中培养学生的核心素养,我们可在教材内容的重组和教学设计方面下工夫,激发学生的好奇心和探究欲,在指导学生探究的过程中还要随机应变,把握每一个“良机”培养学生的科学精神,鼓励他们的创新思路,从而培养一位位保持着探究热情且一路前行的科学人才。
