科學(xué)教師提高科學(xué)素養的三步曲論文
【內容摘要】
《科學(xué)（3～6年級）課程標準解讀》在“課程資源的開(kāi)發(fā)與利用建議”一節中強調：科學(xué)教師是最重要的科學(xué)課程資源，是科學(xué)教育改革成敗與否的關(guān)鍵性因素，是科學(xué)課程改革的主力軍和生命線(xiàn)。作為兼職的科學(xué)教師，教師的探究意識和創(chuàng )新精神直接關(guān)系到學(xué)生科學(xué)素養的培養。兩年的科學(xué)教學(xué)中，我主要從以下幾個(gè)方面開(kāi)展“教師探究”：探究學(xué)生的前科學(xué)概念，找準教學(xué)起點(diǎn)；探究實(shí)驗的可行性，做到心中有數；探究實(shí)驗結果的反常性，尋找問(wèn)題根源；探究活動(dòng)材料的有效性，避免節外生枝。
【關(guān)鍵詞】前科學(xué)概念、演示實(shí)驗、實(shí)驗結果、有效材料
現代科學(xué)教育以培養學(xué)生的科學(xué)素養為目的�？茖W(xué)素養無(wú)法像知識那樣直接“教”給學(xué)生，如果教師缺乏探究意識和創(chuàng )新精神，缺乏一定的方法，單一地把科學(xué)知識傳授給學(xué)生，那么學(xué)生科學(xué)素養的培養將大打折扣。要讓學(xué)生真正在活動(dòng)中提高科學(xué)素養，讓活動(dòng)價(jià)值最大化，教師科學(xué)素養的提高是先決條件。教師在關(guān)注靜態(tài)知識的同時(shí)，必須豐富對科學(xué)方法、科學(xué)態(tài)度、科學(xué)精神的認識，也就是說(shuō)要比學(xué)生提早一步親歷探究活動(dòng)的過(guò)程，為學(xué)生探究活動(dòng)的開(kāi)展打好基石。作為一名兼職科學(xué)老師，兩年來(lái)我開(kāi)展了無(wú)數次的教師探究活動(dòng)，為學(xué)生的探究活動(dòng)“披荊斬棘”、“保駕護航”，同時(shí)以最快的速度提高自身的科學(xué)素養，從中我還深刻地領(lǐng)悟到了科學(xué)教學(xué)“山花爛漫”、“柳暗花明又一村”的美妙境界。
一、探究學(xué)生的前科學(xué)概念，找準教學(xué)起點(diǎn)
科學(xué)課對農村的孩子來(lái)說(shuō)快樂(lè )無(wú)窮，因為農村雖缺乏完備的實(shí)驗儀器，先進(jìn)的教學(xué)設備，但有豐富的教學(xué)資源，隨處可見(jiàn)的花草樹(shù)木、飛禽走獸、山川巖石，這些有利條件為科學(xué)教育特別是有關(guān)動(dòng)植物方面內容的教育，提供了豐富的、活生生的教學(xué)材料，為開(kāi)展科學(xué)教育提供了觀(guān)察、考察、飼養等實(shí)踐活動(dòng)的場(chǎng)所，種養殖活動(dòng)的開(kāi)展更是如魚(yú)得水。
生活處處皆科學(xué)，我們的學(xué)生進(jìn)入課堂學(xué)習科學(xué)，也并非是一張白紙，他們的頭腦中具備了豐富的日常概念，我們稱(chēng)之為學(xué)生的前科學(xué)概念。所以，教師備課時(shí)要多層次了解學(xué)生，探究學(xué)生的前科學(xué)概念，因地制宜開(kāi)展教學(xué)。
以《植物的生長(cháng)變化》為例，我是這樣開(kāi)展教學(xué)的。第一節課，我出示《植物的生長(cháng)變化》單元導語(yǔ)，接下來(lái)讓學(xué)生做兩件事：
�、僬埡⒆觽儼殃P(guān)于植物方面的知識以問(wèn)卷表的形式提供給老師，這樣能讓我在整理每個(gè)小組問(wèn)卷表的過(guò)程中掌握學(xué)生頭腦中已形成的科學(xué)前概念，哪些知識該詳細講，哪些知識可以略講，做到心中有數；
�、谧尯⒆觽兞谐霰締卧容^完整的實(shí)驗器材清單，讓小組成員商量著(zhù)做好相關(guān)的實(shí)驗材料，教師只要補充一些欠缺的材料即可。
通過(guò)調查，我發(fā)現學(xué)生在了解和準備材料的同時(shí)，就在腦中整理出了已有的生活經(jīng)驗：種子的萌發(fā)條件是空氣、溫度、水分，他們略知一二；鳳仙花的生長(cháng)變化，他們年年看，了如指掌；莊稼、蔬菜的播種、發(fā)芽、開(kāi)花、結籽的種植過(guò)程大部分孩子親身經(jīng)歷過(guò)，不新鮮了。在這種情況下，怎樣才能有效地開(kāi)展種植的探究活動(dòng)，對我來(lái)說(shuō)是一種挑戰。經(jīng)過(guò)思考，我決定只詳細講解“植物的器官有自己的特殊結構，不同的器官所承擔的功能不同”這個(gè)概念，其他的概念放手讓學(xué)生自行解決。在種植鳳仙花的同時(shí)，我還讓學(xué)生嘗試種自己感興趣的植物（如向日葵、蝴蝶花、太陽(yáng)花等），過(guò)一段時(shí)間與鳳仙花進(jìn)行比較，及時(shí)觀(guān)察、記錄它們的生長(cháng)情況。課堂上我要做的工作就是指導學(xué)生怎樣觀(guān)察、記錄，提供范例讓學(xué)生參考，組織討論交流，培養學(xué)生堅持性和合作能力，而不是放任自流。
學(xué)生在獲取了鳳仙花等植物生長(cháng)的大量的事實(shí)信息后，經(jīng)過(guò)思維提煉形成“植物有不同的部分組成，這些部分在植物的生長(cháng)過(guò)程中發(fā)揮不同的功能”的認識，是一種原理性的科學(xué)概念，以后就可以用來(lái)解釋自然界中植物特征的概念。學(xué)生不僅僅掌握了這些知識，還學(xué)會(huì )了栽培、觀(guān)察、記錄的方法，更是形成了關(guān)注生命、尊重生命的好品質(zhì)。
二、探究實(shí)驗的可行性，做到心中有數
課程標準指出：科學(xué)探究一般從半獨立探究逐步過(guò)渡到獨立探究，從單一問(wèn)題的探究過(guò)渡到復雜問(wèn)題的探究，從參與局部的探究過(guò)渡到全過(guò)程的探究。在以科學(xué)探究為核心的科學(xué)課堂中，更是強調由扶到放的策略，強調教師適時(shí)的、必要的、嚴謹的、有效的指導。在教師引導下的探究教學(xué)是小學(xué)階段的主要教學(xué)策略。小學(xué)生主要是模仿教師的實(shí)驗方法、實(shí)驗過(guò)程。因此，教師的演示實(shí)驗不容忽視。它能使學(xué)生在獲得生動(dòng)的感性認識的基礎上，更好地理解、掌握科學(xué)概念和規律，同時(shí)培養學(xué)生的觀(guān)察能力、分析綜合能力及邏輯思維能力，還為學(xué)生實(shí)驗的正確操作起著(zhù)示范的作用。
3月22日，我在備《小蘇打和白醋的變化》一課，“把玻璃杯中的氣體倒在蠟的火焰上”這個(gè)實(shí)驗剛開(kāi)始做了十幾遍，杯子從小換到大，小蘇打和白醋的數量一次比一次多，就是不能熄滅蠟。我本想這個(gè)實(shí)驗口頭講一下算了，可我清楚地記著(zhù)“聽(tīng)過(guò)會(huì )忘記，看過(guò)能記住，只有做過(guò)才能學(xué)會(huì )�！庇谑�，我通過(guò)親戚問(wèn)了中學(xué)的化學(xué)老師后，掌握了要領(lǐng)：把一下截蠟放在燒杯底部，混合小蘇打和白粗后馬上蓋上玻璃片，移近蠟火焰時(shí)迅速抽掉玻璃片。我終于成功了一次，但第二天又做不成功了。
我仔細地看著(zhù)插圖，對照那位化學(xué)老師的建議，我開(kāi)始懷疑這個(gè)實(shí)驗的可行性。去年我在杭州培訓時(shí)，這個(gè)單元是喻伯軍老師講的，當時(shí)我在書(shū)本上記著(zhù)“（二氧化碳）重量比空氣重，可以滅火”。我就給喻老師發(fā)了電子郵件尋求幫助，邊等邊繼續研究。還沒(méi)收到喻老師的郵件，我就摸索出該用什么杯子能把實(shí)驗做成功了，3月26日一大早我就把這一“成果”告訴喻老師。幾個(gè)小時(shí)后，喻老師發(fā)來(lái)賀詞：“祝賀你成功！”我滿(mǎn)心歡喜，當天在浦陽(yáng)一小賽課時(shí)充滿(mǎn)自信，發(fā)揮自如。但課堂上我采用了演示實(shí)驗，沒(méi)放手讓學(xué)生探究，因為我心中沒(méi)底。
這個(gè)精彩的實(shí)驗沒(méi)讓學(xué)生做，我感到很遺憾。后來(lái)，我又多次探究，發(fā)現普通的矮杯子也能做這個(gè)實(shí)驗，只要掌握要領(lǐng)：先倒好3勺白醋再放1勺小蘇打，馬上蓋上玻璃片，耐心等半分鐘后拿走玻璃片，就能順利熄滅蠟的火焰，而且能多次“滅火”。這一發(fā)現，使我在縣小學(xué)科學(xué)研討課上，再次選《小蘇打和白醋的變化》做課，教學(xué)時(shí)我先做熄滅蠟的演示實(shí)驗，然后讓全體學(xué)生做。當時(shí)學(xué)生的實(shí)驗都成功了，教室里一片歡呼聲。我異常興奮，因為是自己執著(zhù)的探究迎來(lái)了此刻孩子們幸福的體驗。而我的探究精神，也受到了教研室傅老師和聽(tīng)課老師的高度贊揚。
三、探究實(shí)驗結果的反常性，尋找問(wèn)題根源
做實(shí)驗時(shí)，教師往往會(huì )把實(shí)驗注意事項交代得很清楚，以防止實(shí)驗中出現錯誤，擔心教學(xué)任務(wù)難以完成。心理學(xué)家蓋耶認為：“誰(shuí)不嘗試錯誤，不允許學(xué)生犯錯，就將錯過(guò)最富有成效的學(xué)習時(shí)刻�！蔽蚁�，犯錯不應該只是學(xué)生的權利，同時(shí)也應該是老師的權利，不過(guò)這種錯誤可以通過(guò)教師的探究逐步修正。
4月15日，我有幸在杭州領(lǐng)略了小學(xué)科學(xué)浙派名師的教學(xué)藝術(shù)。第一節課是杭州市崇文實(shí)驗小學(xué)李家緒老師執教的《水結冰了》，授課對象是杭州市學(xué)軍小學(xué)二年級的學(xué)生。李老師講清實(shí)驗要點(diǎn)后，先做了演示實(shí)驗，再讓學(xué)生做。十分鐘后，水結成冰的溫度變化統計表出來(lái)了，七個(gè)組測得水的溫度都是下降的，如第一組18℃、12℃、6℃、3℃、0℃、0℃、－1℃，第四組9℃、5℃、2℃、0℃、0℃、－2℃，惟獨第二組的記錄是9℃、1℃、2℃、0℃、0℃、－1℃、－2℃。當時(shí)，我和邊上的幾位聽(tīng)課老師都注意到2℃這個(gè)特別的數字。按理說(shuō)溫度應該是下降的，怎么會(huì )上升的？我們期待著(zhù)李老師能注意并解釋這個(gè)“不合群”的數字。不知什么原因，李老師始終沒(méi)注意到這一點(diǎn)�！盎�(dòng)質(zhì)疑”時(shí)，我向李老師提出這個(gè)問(wèn)題，李老師說(shuō)：多次試教都沒(méi)出現過(guò)這個(gè)情況，可能是學(xué)生操作上的原因吧，課堂上他沒(méi)注意到。
回校后，我在三年級自己班上了這一課。由于某些原因，這屆三年級的學(xué)生沒(méi)做過(guò)實(shí)驗，我簡(jiǎn)單講解了溫度計的'使用方法及怎樣讀數，讓學(xué)生測量了溫水、自來(lái)水、冰以及加鹽后的冰的溫度，確定學(xué)生會(huì )讀數后開(kāi)始做水結冰的實(shí)驗，時(shí)間由我控制，要求操作員過(guò)3分鐘后每隔一分鐘輕輕撥動(dòng)溫度計，檢查水是否結冰。
實(shí)驗進(jìn)行到第6分鐘時(shí)，有幾個(gè)小組告訴我：本來(lái)是3℃的水，現在上升到4℃了！我很驚訝，以為是學(xué)生看錯了，親自過(guò)去讀數�？墒聦�(shí)確實(shí)如此，我馬上往冰上加了幾勺鹽，又把溫度計盡量放在試管底部，這時(shí)溫度慢慢下降了。第8分鐘，六個(gè)組中有三個(gè)組溫度下降到0℃了。我問(wèn)學(xué)生水結冰了嗎？他們都說(shuō)沒(méi)有。12分鐘過(guò)去了，學(xué)生還是說(shuō)沒(méi)有結冰。我想實(shí)驗可能失敗了，就讓學(xué)生把試管從冰塊里取出來(lái)。這時(shí)，每個(gè)組的學(xué)生都驚訝了：試管底部有一小塊圓柱形的冰！學(xué)生們情緒高漲，議論紛紛，有的說(shuō)：我以為水會(huì )在試管的上面結冰，因為冬天池塘只有水面會(huì )結冰，今天怎么是底部結冰的？有的說(shuō)：當溫度降到0℃后，我輕輕撥動(dòng)溫度計，發(fā)現它好像會(huì )被什么粘住一樣，又不敢拿出來(lái)看，可能那時(shí)水就結冰了吧。還有的說(shuō)：剛才溫度上升可能是冰太少，沒(méi)能將試管里的水淹過(guò)，導致試管上部水的溫度上升。我熱情地贊揚了這些會(huì )思考的孩子，因為課前我做過(guò)三次實(shí)驗，也有過(guò)這樣的思考，也確實(shí)發(fā)現撥動(dòng)溫度計有被試管壁粘住一樣的感覺(jué)時(shí)，水已經(jīng)結冰了，只是不明顯而已。
我回家讓六歲的兒子來(lái)做這個(gè)實(shí)驗，也出現了溫度上升的情況，原來(lái)是孩子拿溫度計的手酸了，換手時(shí)把溫度計提起來(lái)了！至此，杭州學(xué)生溫度上升的原因我明白了，只要做個(gè)簡(jiǎn)易溫度計夾子（《科學(xué)課》2008、4）就能避免這個(gè)干擾了。
四、探究活動(dòng)材料的有效性，避免節外生枝
科學(xué)探究活動(dòng)中材料的準備大有學(xué)問(wèn)，材料的生活化、多樣化決定了材料大多應由學(xué)生自己準備，但還需教師的正確指導。有些材料，可以讓學(xué)生產(chǎn)生自主活動(dòng)的沖動(dòng)，產(chǎn)生科學(xué)問(wèn)題；有些材料，學(xué)生會(huì )陷入迷茫之中，打亂教師的教學(xué)設計。
我在教學(xué)四年級上冊《液體之間的溶解現象》時(shí)，做實(shí)驗用的洗發(fā)水是讓學(xué)生自帶的，可有些學(xué)生把護法素當成洗發(fā)水帶到課堂上，結果黃黃的護法素浮在水面上，怎么攪拌都不溶解，最后只做了膠水在水中的溶解實(shí)驗，但這個(gè)實(shí)驗現象不明顯，還影響了我原先設計的后續活動(dòng)。如果課前我向學(xué)生強調帶洗發(fā)水或沐浴液，那么護法素能否溶解于水的后續探究活動(dòng)就能如期開(kāi)展了，更利于學(xué)生科學(xué)概念的形成。
我們提供的材料還應能吸引學(xué)生，使學(xué)生在無(wú)意間就能全身心地參與到探究活動(dòng)中去，能更好地讓學(xué)生去發(fā)現問(wèn)題，解決問(wèn)題。一組有結構的材料還是課堂中的“紀律員”，牽引學(xué)生走上認知、探究、發(fā)展之路。我在教《不一樣的電路連接》一課時(shí)，我故意在每個(gè)小組的實(shí)驗盒里放一節沒(méi)電的電池和一只壞燈泡，學(xué)生用串聯(lián)時(shí)發(fā)現兩個(gè)小燈泡都不亮，改用并聯(lián)時(shí)發(fā)現只亮了一只，馬上想到用《電路出故障了》一課中學(xué)的方法檢測材料，當學(xué)生檢測出壞的小燈泡和沒(méi)電的電池時(shí)，臉上洋溢著(zhù)自豪的表情。整節課學(xué)生的注意力都被研究材料深深吸引，無(wú)暇顧及其他的事，避免了課堂上“亂”“無(wú)序”的現象。
教師的科學(xué)素養影響著(zhù)學(xué)生的科學(xué)素養，科學(xué)這門(mén)學(xué)問(wèn)的積累性、邏輯性和經(jīng)驗性特點(diǎn)，決定了科學(xué)學(xué)習要比其他學(xué)科的學(xué)習注入更多的理性思維，決定了科學(xué)教師要親歷科學(xué)探究。
參考文獻
喻伯軍.《小學(xué)科學(xué)教學(xué)案例專(zhuān)題研究》[M].浙江大學(xué)出版社，2005.6第一版
韓桂英.科學(xué)探究活動(dòng)中材料的有效應用[J].科學(xué)課,2008.5
房富本、任春燕.教師如何服務(wù)學(xué)生探究[J].科學(xué)課,2008.3
張紅霞.小學(xué)科學(xué)課程與教學(xué)[M].高等教育出版社,2004.7第一版
郁波主編.走進(jìn)課堂——小學(xué)科學(xué)新課程案例與評析[M].高等教育出版社,2003.9第一版
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