我國(guó)近十年來(lái)關(guān)于“小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)”的研究綜述

王柳媚

本文對(duì)CNKI中國(guó)期刊數(shù)據(jù)庫(kù)和中國(guó)優(yōu)秀碩博學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行文獻(xiàn)檢索，以“小學(xué)”并含“科學(xué)實(shí)驗(yàn)”為精確主題詞，檢索時(shí)間為2009年1月1日到2018年12月31日，共檢索出725篇文獻(xiàn)。前半部分采用文獻(xiàn)計(jì)量法，后半部分采用共詞分析法，并結(jié)合筆者教學(xué)實(shí)踐，對(duì)“小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)”研究的熱點(diǎn)進(jìn)行分析。

一、引言

2017年頒布的《義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)《課程標(biāo)準(zhǔn)》），根據(jù)立德樹(shù)人工作總體部署，進(jìn)一步加強(qiáng)小學(xué)科學(xué)教育，突出強(qiáng)化教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)。要求各地方積極引導(dǎo)教師促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)的發(fā)展，依據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)組織教學(xué)。在課程資源開(kāi)發(fā)與利用建議部分，建議教師要充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)室的功能，恰當(dāng)布置實(shí)驗(yàn)室及周邊環(huán)境，積極開(kāi)展課程標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，有條件的學(xué)校可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行拓展實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)室是開(kāi)展實(shí)驗(yàn)教學(xué)的主要場(chǎng)所，教師要充分利用實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行教學(xué)。

科學(xué)實(shí)驗(yàn)是進(jìn)行立德樹(shù)人教育的重要環(huán)節(jié)，是提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)必要途徑。科學(xué)實(shí)驗(yàn)教育通過(guò)設(shè)置符合學(xué)生認(rèn)知規(guī)律的實(shí)驗(yàn)，能最大限度地滿(mǎn)足學(xué)生的好奇心，并巧妙地激發(fā)他們的求知欲。本文通過(guò)深入分析我國(guó)“小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)”研究領(lǐng)域內(nèi)的發(fā)展規(guī)律和熱點(diǎn)，以利于小學(xué)科學(xué)研究者和實(shí)踐者更加清楚地了解“小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)”動(dòng)態(tài)，力求促進(jìn)我國(guó)“小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)”的理論研究與實(shí)踐探索。

二、文獻(xiàn)的年發(fā)布量

為了解小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的研究發(fā)展階段，本文對(duì)725篇文獻(xiàn)的年發(fā)布量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。發(fā)現(xiàn)我國(guó)對(duì)“小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)”的發(fā)文量在2009年僅18篇，2017年達(dá)114篇。2009年至2016年間，文獻(xiàn)量劇增，2009年（18篇）至2010年（35篇）增速達(dá)94.4%，2011年（38篇）到2012年（65篇）增速達(dá)71.1%。可知，近十年來(lái)，我國(guó)的研究者對(duì)“小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)”的關(guān)注度不斷提高。

三、教育研究陣地

基于文獻(xiàn)的來(lái)源統(tǒng)計(jì)，本文統(tǒng)計(jì)了該領(lǐng)域研究的主要陣地。刊文量排名前十的期刊共374篇，超出總文獻(xiàn)量的半數(shù)。其中《實(shí)驗(yàn)教學(xué)與儀器》（101篇）、《科學(xué)大眾（科學(xué)教育）》（48篇）、《課程教學(xué)研究》（39篇）、《教學(xué)儀器與實(shí)驗(yàn)》（39篇）為主要的研究陣地。數(shù)據(jù)顯示，小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的研究陣地相對(duì)集中。

四、活躍作者貢獻(xiàn)分析

統(tǒng)計(jì)文獻(xiàn)的第一作者，發(fā)現(xiàn)725篇文獻(xiàn)由679人撰寫(xiě)完成。發(fā)文量最多的作者是王俊卿（8篇）、何美惠（3篇）、徐春明（3篇）、張士元（3篇），絕大多數(shù)作者的發(fā)文量?jī)H為1篇。可見(jiàn)，作者間的合作度較低。在倡導(dǎo)“學(xué)習(xí)共同體”的背景下，筆者認(rèn)為作者間的合作度提高，將有助于該研究領(lǐng)域往縱深方向發(fā)展。

五、研究單位分析

對(duì)文獻(xiàn)的第一研究機(jī)構(gòu)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，以分析關(guān)于“小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)”研究單位的地域分布規(guī)律。725篇文獻(xiàn)來(lái)源于644個(gè)研究機(jī)構(gòu)。發(fā)現(xiàn)發(fā)文最多的是河南省息縣第一小學(xué)的王俊卿發(fā)表的8篇文獻(xiàn)。其次，南京師范大學(xué)（5篇）、華中師范大學(xué)（5篇）、廣西師范大學(xué)（4篇），東北師范大學(xué)、首都師范大學(xué)、河南師范大學(xué)、貴州師范大學(xué)、山東師范大學(xué)發(fā)文量均為3篇，小學(xué)的發(fā)文量共為14篇，大學(xué)的發(fā)文總量是29篇，含有“大學(xué)”字樣的研究機(jī)構(gòu)的文獻(xiàn)均為碩士學(xué)位論文，大學(xué)是“小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)”的主要理論陣地。

福建省泉州市實(shí)驗(yàn)小學(xué)、山東省臨沂市蘭山區(qū)方城鎮(zhèn)中心小學(xué)發(fā)文量均為3篇。這些文獻(xiàn)主要是教學(xué)案例分析、教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)。目前，小學(xué)是“小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)”的主要實(shí)踐陣地。

六、關(guān)鍵詞共詞分析凸顯研究熱點(diǎn)

關(guān)鍵詞共詞分析主要分析一個(gè)詞在不同文獻(xiàn)中出現(xiàn)的次數(shù)，以此為基礎(chǔ)進(jìn)行分層聚類(lèi)，進(jìn)而分析它們與主題的結(jié)構(gòu)變化。

（一）提取高頻關(guān)鍵詞

725篇文獻(xiàn)的關(guān)鍵詞共有2783個(gè)關(guān)鍵詞，其中含1052個(gè)不同的關(guān)鍵詞。據(jù)高頻關(guān)鍵詞閾值計(jì)算公式N=[D]，把D（1052）代入公式，算出詞頻數(shù)N為32.4。若按此標(biāo)準(zhǔn)，僅有9個(gè)關(guān)鍵詞入選。高頻關(guān)鍵詞數(shù)過(guò)少，可能會(huì)導(dǎo)致一些文獻(xiàn)無(wú)法與其他文獻(xiàn)進(jìn)行分層分類(lèi)，為了做出更全面的分析，本文適度擴(kuò)大輪選范圍，選擇了頻次20（含）以上的18個(gè)關(guān)鍵詞，以體現(xiàn)“小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)”研究熱點(diǎn)。

（二）高頻關(guān)鍵詞聚類(lèi)分析和研究熱點(diǎn)

將18個(gè)高頻關(guān)鍵詞的全樣本詞篇矩陣導(dǎo)入SPSS 22.0，方法是分析—分類(lèi)—系統(tǒng)聚類(lèi)，得到高頻關(guān)鍵詞相似矩陣和高頻關(guān)鍵詞聚類(lèi)分析樹(shù)狀圖（見(jiàn)圖1）。

在相似矩陣中，數(shù)值越接近1，表示相似度越大，反之亦然。與“小學(xué)科學(xué)”相似度最大的是“實(shí)驗(yàn)教學(xué)”，相似度達(dá)0.432。可見(jiàn)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)在小學(xué)科學(xué)體系中地位之重要。

樹(shù)狀圖聚類(lèi)分析可以體現(xiàn)整體研究?jī)?nèi)容。關(guān)鍵詞之間的縱向連線(xiàn)對(duì)應(yīng)的橫軸數(shù)字，越接近于0，說(shuō)明關(guān)鍵詞關(guān)系越密切，反之亦然。

根據(jù)圖1發(fā)現(xiàn)“小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)”研究的熱點(diǎn)是：一是小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)注重實(shí)驗(yàn)探究的有效性，以培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng);二是我國(guó)關(guān)注農(nóng)村小學(xué)科學(xué)的教學(xué)的研究熱度不斷提高;三是小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，通過(guò)提供適宜的實(shí)驗(yàn)材料，讓學(xué)生參與科學(xué)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程，以培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究的能力。

（三）高頻關(guān)鍵詞知識(shí)圖譜和熱點(diǎn)關(guān)系分析

由于相似矩陣0過(guò)多，不利于統(tǒng)計(jì)，故需將高頻關(guān)鍵詞相似矩陣化為相異矩陣，并繪制高頻關(guān)鍵詞知識(shí)圖譜。首先，依據(jù)上一步驟SPSS輸出的相似矩陣，高頻關(guān)鍵詞的相異矩陣。其次，把相異矩陣導(dǎo)入SPSS，方法：分析—度量—多維尺度（Alscal），輸出得高頻關(guān)鍵詞共詞知識(shí)圖譜，如圖2。

距離中心位置越近說(shuō)明關(guān)注度越高，越遠(yuǎn)說(shuō)明關(guān)注度越低，反之亦然。知識(shí)圖譜中，位于中心的是“有效性”。“小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)”作為科學(xué)教育的重要載體，與課堂教學(xué)相似，教師格外關(guān)注其“有效性”。因此，“小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)”的有效性成為近十年來(lái)教學(xué)研究的熱點(diǎn)。

本文把高頻關(guān)鍵詞知識(shí)圖譜劃分為以下三大塊知識(shí)群：

第一知識(shí)群在第一象限，包含熱點(diǎn)三，關(guān)鍵詞是：科學(xué)課、科學(xué)實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)課、小學(xué)、科學(xué)、實(shí)驗(yàn)。

小學(xué)科學(xué)課程的總目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。教學(xué)過(guò)程中，教師通過(guò)創(chuàng)設(shè)情境讓學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)探究的基本過(guò)程，合理安排教材設(shè)置的科學(xué)實(shí)驗(yàn)，因地制宜地拓展教材的實(shí)驗(yàn)，不僅可以滿(mǎn)足學(xué)生好奇心，還可以發(fā)展他們科學(xué)探究的能力。通過(guò)六年的科學(xué)學(xué)習(xí)，學(xué)生逐漸形成尊重事實(shí)、樂(lè)于探究的科學(xué)態(tài)度。學(xué)生體驗(yàn)了教材設(shè)置的實(shí)驗(yàn)過(guò)程，基本領(lǐng)悟?qū)嶒?yàn)設(shè)置的意圖，實(shí)驗(yàn)過(guò)程的嚴(yán)謹(jǐn)性，并能對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析。這就是培養(yǎng)學(xué)生理性思維的必要途徑，這是以往“講實(shí)驗(yàn)”和“看實(shí)驗(yàn)”所無(wú)法實(shí)現(xiàn)的教學(xué)效果。臺(tái)灣黃光雄教授認(rèn)為教師的教學(xué)強(qiáng)調(diào)知識(shí)的啟發(fā)，而不是知識(shí)的灌輸;知識(shí)是多元多變的，教師的教導(dǎo)不應(yīng)教導(dǎo)學(xué)生尋找單一的解答。這就是學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)培養(yǎng)目標(biāo)，與我國(guó)林崇德教授提倡核心素養(yǎng)中的科學(xué)精神有異曲同工之妙。因此，教師應(yīng)該基于課程標(biāo)準(zhǔn)，創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)探究的情境，讓學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)。

第二知識(shí)群在第二象限，包含熱點(diǎn)二，關(guān)鍵詞是：科學(xué)探究、科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)、農(nóng)村小學(xué)、小學(xué)科學(xué)教學(xué)、小學(xué)科學(xué)課、小學(xué)生。

小學(xué)科學(xué)課程是一門(mén)實(shí)踐性課程。小學(xué)科學(xué)的教學(xué)方式就是科學(xué)探究，強(qiáng)調(diào)從學(xué)生熟悉的日常生活出發(fā)，對(duì)于農(nóng)村小學(xué)，可以因地制宜地開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)材料。《課程標(biāo)準(zhǔn)》的基本理念之一是倡導(dǎo)探究式學(xué)習(xí)。學(xué)生基于科學(xué)證據(jù)，通過(guò)信息加工和邏輯推理，最終得出結(jié)論，分享成果，并接受質(zhì)疑。科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)要關(guān)注實(shí)驗(yàn)環(huán)境的創(chuàng)設(shè)，為學(xué)生提供自主選擇和探究的機(jī)會(huì)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)的每個(gè)環(huán)節(jié)都不容小覷，如學(xué)生選擇實(shí)驗(yàn)材料的環(huán)節(jié)就是理性思維的培養(yǎng)過(guò)程。他們?yōu)槭裁催x擇A材料而不選B材料，因?yàn)锳材料的屬性符合實(shí)驗(yàn)要求，而B(niǎo)材料不是最合適的。做出抉擇的前提是學(xué)生了解實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)步驟，并且對(duì)材料的屬性有了深層次的了解后，經(jīng)過(guò)理性分析后表現(xiàn)出的行為。這一小環(huán)節(jié)培養(yǎng)了學(xué)生提出問(wèn)題、收集和處理信息、獲取新知識(shí)等能力。

另外，教師要時(shí)刻牢記學(xué)生才是科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的主體。課程設(shè)計(jì)必須基于學(xué)生現(xiàn)有的認(rèn)知水平，依據(jù)維果斯基的“最近發(fā)展區(qū)”理論，適當(dāng)增加實(shí)驗(yàn)的難度，讓學(xué)生體驗(yàn)到戰(zhàn)勝自己“極限”的喜悅，從而激發(fā)他們探究的熱情。

第三塊知識(shí)群在第三、第四象限，主要包含熱點(diǎn)一，關(guān)鍵詞是：實(shí)驗(yàn)材料、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、實(shí)驗(yàn)探究、有效性、小學(xué)科學(xué)、科學(xué)素養(yǎng)。

小學(xué)科學(xué)課程是一門(mén)基礎(chǔ)性課程。小學(xué)階段的科學(xué)教育是為培養(yǎng)我國(guó)公民的科學(xué)素養(yǎng)打基礎(chǔ)的，科學(xué)教師應(yīng)將科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)作為教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施的最高準(zhǔn)則。科學(xué)素養(yǎng)的形成需要經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期連貫的過(guò)程。教師應(yīng)整體把握課程標(biāo)準(zhǔn)、教材的設(shè)計(jì)思路，準(zhǔn)確定位每節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)。

教學(xué)和評(píng)價(jià)是課程實(shí)施的兩個(gè)重要環(huán)節(jié)，相輔相成。“有效性”成為近十年來(lái)教學(xué)研究的熱點(diǎn)。體現(xiàn)了教師在關(guān)注教學(xué)的同時(shí)，同樣重視評(píng)價(jià)。科學(xué)教學(xué)的評(píng)價(jià)應(yīng)該是遵循必要的原則，即評(píng)價(jià)必須以國(guó)家素質(zhì)教育方針為指導(dǎo)。在強(qiáng)調(diào)過(guò)程性評(píng)價(jià)的背景下，教師通過(guò)文字圖片等方式對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)過(guò)程的表現(xiàn)的素材收集與整理，有利于客觀(guān)地學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)進(jìn)行精準(zhǔn)的評(píng)價(jià)。

【作者單位：深圳市福田區(qū)景田小學(xué)廣東】