小學科學教育之我見

楊槐馨

2010年，我有幸走進北京市中關村第一小學的課堂，為這里的學生上了一堂科學課。他們的學識、熱情及對未知世界的好奇與向往，深深地感染了我。在中國科學院物理研究所于淥院士、沈保根院士的支持和鼓勵下，我們組建了一支科普志愿者團隊，為一小學生開設“神奇的物理學”這門選修課，每周利用一個下午（兩節課）的時間和學生面對面、手把手地切磋、交流。后來，團隊成員從最初的4人發展到現在的16人，由院士擔任課程顧問，其他團隊成員均有在牛津大學、劍橋大學、哈佛大學、斯坦福大學等國外院校工作、學習的經歷，許多成員是中科院“百人計劃”引進的高層次人才，不乏“杰出青年基金”和“優秀青年基金”獲得者，雖身負緊張的科研任務，卻甘愿俯下身子傾聽小學生的講述。6年多時間，盡管我們每個人都遇到了不同的困難與瓶頸，但大家都在堅守，沒有一個人退出，累在其中，樂在其中。

以隨機應變應對即時挑戰

小學生對未知世界充滿好奇，頭腦中沒有太多的條條框框。而且，一小學生見識多，知識面廣，如果沒有充足的知識儲備和較強的教學能力，給他們上好一節科學課，可沒有那么容易。

有一次，正準備給學生介紹摩擦力的知識，授課教師剛把兩本厚厚的書拿出來，就有一個學生得意地說：“老師，我知道你要干什么。你肯定是想把兩本書一頁壓一頁地插在一起，然后讓我們拉，對不對？我們早玩過了……”在學生的哄笑聲中，授課者直冒冷汗，還真被這個小學生不幸言中了。多虧他經驗豐富，馬上轉變思路：“誰還玩那種老套的把戲，我把一本書放在另一本書的上面，只接觸一半，你們照樣拉不開，信不信？”學生當然不信。于是，輪流上臺挑戰，結果鎩羽而歸，無一例外。

這一反常識的結果，極大地激發了學生的好奇心。他們不僅相互討論，還自己做實驗驗證，卻始終不得要領。原來，這位機智的授課者在學生試圖拉開相互壓著的兩本書時，手上暗暗用了點兒勁，把兩本書緊緊地壓在一起，在摩擦力的幫助下，身單力薄的小學生想拉開，還真沒有那么容易。真相揭秘后，學生恍然大悟，若有所思，了解了增大摩擦力的兩種途徑：增大接觸面、增加壓力。

上好一節科學課，不僅要有充足的知識儲備，還要深入了解學生的知識水平和認知能力，利用他們能理解一些不常見的示例，增強興趣，引領探索。正所謂，情理之中，意料之外，妙不可言。

以生活趣聞激發科學興趣

科學課的內容和實例，如果能從生活中來到科學中去，通常會得到學生的歡迎。和生活緊密結合，不僅易于引起共鳴，還能讓學生深刻體會科學是有用的，是可以用來解決身邊問題的。

一次，一位團隊成員在給學生介紹單擺的原理時，看到自認為很有意思的實驗絲毫不能引起學生的興趣后，決定先給大家講個故事：一個村子里，最近經常有黑熊闖入，黑熊重幾百千克，跑得快，又會爬樹，人類根本不是它的對手。和黑熊遭遇，村民通常兇多吉少。村子里的人想盡了辦法，也沒有把黑熊趕走，整天提心吊膽，惶惶不可終日。后來，物理學家給村民出了一個主意。當黑熊又一次大搖大擺地走進村子，隨手推翻所有它感興趣的東西時，村民趕緊躲進屋子，緊閉門窗。在一棵茂密大樹的樹冠中藏有一罐蜂蜜，黑熊聞到了蜂蜜的味道，三兩下就爬了上去。裝蜂蜜的罐子就在眼前，可有一根粗木棒擋在面前。黑熊一巴掌就把木棒打飛了。就在黑熊拿到蜂蜜的一剎那，可惡的木棒又飛了回來，不但再次擋住了蜂蜜，還差點被擊中。黑熊大怒，用更大的力氣又一次推開木棒，木棒再次固執地跑回來。幾十個輪回下來，固執的黑熊累得筋疲力盡，甚至連樹也抱不住，掉了下來。村民一擁而上，把黑熊團團圍住。黑熊實在是沒有一點力氣了，眼睜睜地任由村民把它綁起來，送到野生動物保護中心，從此村民再也不怕黑熊的騷擾了。

聽完這個故事，學生對神奇的木棒產生了濃厚的興趣。在教師的幫助下，他們分成若干小組，模擬黑熊遇到的狀況。通過實驗，學生很快明白：木棒是被一根繩子綁著，無論如何推，在重力的作用下，一定會回來。而且，學生還舉出了許多生活中的例子來證明他們的發現，課堂討論逐漸演變成演說。這時，授課教師認為沒有必要再強調單擺的原理和規律了，通過實驗和討論，學生已經自己找出了規律。

通過幾年的實踐，我們深刻地體會到：小學科學教育應把重點放在讓學生能夠多感知、多體驗、多討論、多質疑上。

當機立斷，捕捉轉瞬即逝的時機

我們喜歡鼓勵學生天馬行空地胡思亂想，勇敢地表達觀點，提出不一樣的問題。有時學生會莫名其妙地對某個小問題特別感興趣，這時授課教師最好放下準備好的內容，將學生感興趣的問題研究清楚。

一次上課前，有學生拿出一個能做出各種高難平衡動作的玩具，號稱采用了高科技的無線充電技術。一些學生感到非常新奇，特別想拆開看看是怎么回事；而有些學生則不屑，說：“這有什么，我家的電動牙刷就是無線充電的。”剛巧，我當天帶的工具箱中就有銅線、電池、高頻模塊和小燈泡，當即決定將本次課的內容改為“自制無線充電器”。

當學生動手做出五花八門的無線充電器并點亮小燈泡時，他們首先會認為自己太厲害了，竟能自己做出無線充電器，還有許多學生問我能不能帶回家給父母看看。而且，通過學生的動手制作，他們會明白無線充電的原理其實很簡單，完全不像宣傳吹噓得那樣玄乎。

心態平和，鼓勵學生自信表達

科學課不僅要傳授科學知識，同時也要傳遞科學精神。對于初開課，學生的表現會有差異，同一年級的學生有的會對超流、非牛頓流體等高深知識點說得頭頭是道，而有些對電流、電壓等基本概念卻一無所知。這種差異說明不了什么，對學生的學業成績與職業生涯可能也不會起到參考作用，但作為科學傳播者，一方面要盡量采用新奇的內容和實驗手段，闡述已被部分學生熟悉的知識點，帶給他們不一樣的視角和體驗，另一方面也要盡量避免回答問題成為少部分學生的專利，要重視每位學生的努力與分享。我們一直給學生傳遞這樣一種思想：科學不是少數科學家的事，大家共同關心和參與，才能促進科學的大發展。

有一次，在我們討論“實現汽車的自動駕駛需要哪些技術”時，被點名的一位學生站起來，結結巴巴地說：“老師，我不會說。”當時，我的心里咯噔一下，并不知道這個學生有“口吃”的問題，趕緊說：“沒有關系，不是你不會說，是我沒有將問題說清楚，這樣好不好，先讓其他同學說，你什么時候準備好了，隨時示意我，我給你個特權，可以插隊說……”我本來是想給這個學生一個臺階，課后和他單獨聊。沒想到，第二個學生剛剛闡述完，他就舉手要求陳述觀點。讓我意外的是，這個學生不但不結巴，而且思維清晰，表達準確，一口氣說了5分鐘。

這個事例，讓我明白了準備和不準備、思考和不思考的差別。任何科學探索都不是一蹴而就的，需要不斷的思考、驗證、總結和積累，讓學生明白科學過程，愿意勇敢地迎接困難和挑戰，比教給他們單純的知識和觀點更有意義。而且，課上討論的核心是獨立思考并樂于分享觀點，能夠準確地表達、平靜地面對質疑，理性地參與公共話題的討論，是科學公民的最基本要求。

科學教師看似輕松，實則背后要付出相當的心血。科學課與其他學科一樣，也有教學目標和教學任務，但課程內容豐富，組織形式新穎，評價方式多樣。這不僅對學生的科學素養提升有益，對其進行教學改革探索也具有不可替代的作用。作為一門綜合性學科，科學課更應該采用開放的授課模式。同一節課，入門級別的科學教師要傳授給學生精心準備的科學知識；有所積累的科學教師能設立若干有啟發性的先導問題，創設體驗環境，充分利用教具、科學工具包等引導學生自主探究，發現問題答案；經驗豐富的科學教師則會教化于無形，在引導學生的過程中發現問題，利用周邊資源研究問題、自主解決問題，注重學生的體驗與感受，培養他們的反思精神和質疑精神，提高思辨能力和處理實際問題的能力。

在此，向全國的科學教師致敬，愿意同他們一道盡自己的綿薄之力，培養未來的科學公民和小小科學家。

責任編輯：孫建輝