淺談科學實踐在小學科學課中的應用研究

朱宇

摘?要：2017年以前我國的小學科學教育一直沿用美國國家科學院1996年在《國家科學教育標準》中提出的，科學以探究為核心。然而，2013年4月，美國在官方網站上發布了《新一代科學教育標準》，提出了科學與工程實踐，即科學實踐，于是科學課的觀念開始由科學探究向科學實踐開始轉變，其實科學實踐并非否定了科學探究，而是包含了科學探究，并且是對科學探究的深化和拓展。本文將以《垃圾的處理》一課為載體淺談科學實踐在小學科學課中的應用。

關鍵詞：科學實踐;科學課;垃圾的處理

我國的小學科學課程經歷了從“自然”課程到“科學”課程的轉變，從教授自然基本知識到以培養學生的科學素養為目的。但直至2017年新的《小學科學課程標準》提出，我國的小學科學教育一直沿用美國國家科學院1996年在《國家科學教育標準》中提出的，科學以探究為核心。

2013年4月，美國在官方網站上發布了《新一代科學教育標準》【2】，提出了科學與工程實踐，即科學實踐，這一理論的提出顛覆了人們對科學課就是要以探究為核心的傳統認知，打破了科學課定式的探究環節。于是科學課的觀念開始由科學探究向科學實踐開始轉變，其實科學實踐并非否定了科學探究，而是包含了科學探究，并且是對科學探究的深化和拓展。科學實踐包括八個類型：提出問題和明確需要解決的問題;建立和使用模型;設計和實施調查研究;分析和解釋數據;利用數學和計算思維;建構解釋和設計解決方案;基于證據進行論證;獲取、評估和交流信息等。較之前科學探究的五個環節，科學實踐更加突出技術與工程的重要性，也符合我們國家大眾創業、萬眾創新的國情。因此，基于科學實踐在小學科學教育中的重要性，在杜威“做中學”思想的指導下，筆者設計了一堂工程與技術領域的課程——《垃圾的處理》。較傳統的《垃圾的處理》一課的設計，該課的科學實踐的應用主要體現在以下幾個方面：

一、從兒童的視角出發，創新實驗材料

在2017年9月13日，北師大舉行的中國學生發展核心素養研究成果發布會上確定了中國學生發展的六大核心素養，其中就有實踐創新，筆者嘗試將創新精神帶入課堂，從學生的兒童視角出發，結合學生的年齡特征和實驗中的困惑，對學生使用的實驗器材進行了兩點的改進創新：

（一）改進填埋實驗

從兒童的視角出發，站在和兒童一樣的高度，就會很容易發現課堂設計的不合理。學生在填埋模擬實驗中，由于黑墨水顏色太深，導致實驗現象不清晰。針對該問題，在多次實踐之后，筆者將教參中指導的用黑墨水滴在紙巾上模擬污染物替換為用紅墨水，材料的改進方便學生開展實踐探究活動，更加直觀、高效，且滲透了培養學生追求創新的意識。

（二）優化“新型垃圾填埋場”實驗材料

在該課筆者新增的工程與技術部分，學生嘗試建立模型——新型垃圾填埋場的環節中，為了創設一個建筑工程師建造房屋的情景，以及給學生思考和發展的空間，提供給學生大量的實驗材料：超輕泥、積木、吸管、紙盒、薄膜、雙面膠、剪刀。在十分鐘的搭建模型的過程中，真實地體驗了像工程師那樣去建造的過程。

二、在實踐中提出問題

新《小學科學課程標準》明確指出，5-6年級的學生能基于所學的知識，從事物的結構、功能、變化及相互關系等角度提出可探究的科學問題。科學問題可以是學習中的，生活上的，但指向的都是學生自己有提出問題的能力。因此，為了激發學生發現問題的興趣，以及培養學生能主動提出問題的問題意識，筆者設計了一個垃圾填埋場的模擬實驗。學生通過開展小組合作，從實踐中觀察到模擬的地下水被污染的現象，學生基于現象分析出簡單填埋會污染地下水，由此自發地提出問題——“能不能設計出更新型的垃圾處理方法呢？”

三、基于問題，作出設計

美國國家科學委員會的報告中提出了STEM教育，STEM教育即科學、工程、技術、數學，STEM教育強調跨學科。因此基于STEM跨學科概念，引導學生開展需要科學、工程、技術、數學、美術等多學科融合的建筑圖的設計。對于不了解建筑施工的小學生，這很難，因此我設計了一系列的環節層層遞進，各個擊破：演示如何畫施工圖圖——引導學生繪制——修改完善——確定施工圖。筆者盡量讓學生按照自己初始的設計想法走下去，然后再通過一系列的自我修改，自我完善，逐漸反思，最后清楚地認識如何從零基礎畫出施工圖。

四、依托設計，建立模型

科學實踐強調要讓學生像科學家那樣去思考，體驗科學家探索的過程，其實是為了給學生創造一個真實的問題情景，讓學生經歷一個真實的探究過程。因此，《垃圾的處理》這一課筆者創造了一個學生經歷像工程師那樣去建造的過程，提供給學生足夠豐富的材料，讓學生參考已設計出的施工圖，即真實工程中所謂的藍圖，開始大刀闊斧地去建造一個新型的垃圾填埋場。該過程給與學生十分鐘的制作時間，讓學生盡量將施工圖還原到最大化，建造出自己最理想的新型垃圾填埋場模型。

五、交流評估，完善模型

在工程技術領域中，一項作品的問世通常要經過需求調查、設計、制作、評估等幾個基本的環節，因此，交流評估，修改完善模型必不可少。當學生以小組形式展示已修建的新型垃圾填埋場模型時，全班對其模型進行結構、功能、創新點等進行評價和建議，完善其模型。

正如《框架》中指出，“科學實踐”取代“科學探究”是為了更好地為科學探究正名。[3]科學實踐在科學課中進一步的應用研究還需要各位學者以及一線老師不斷地探索！

參考文獻

[1]?[美]國家研究理事會.美國國家科學教育標準[S].戢守志譯.北京：科學技術文獻出版社，1999：30.26.146-216.71.

[2]?歷晶，鄭長鵬，何鵬.美國《下一代科學教育標準》中的科學本質教育[J].現代中小學教育，2015（8）：01-04

[3]?盧姍姍，畢華林.從“科學探究”到“科學實踐”——科學教育的觀念轉變[J].教育科學研究，1009-718X（2015）01-0065-06