創(chuàng)造性實(shí)驗(yàn)與科學(xué)課堂教學(xué)的多點(diǎn)對(duì)接探研

林兆崇

摘 要：科學(xué)學(xué)科是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維、創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)造性學(xué)習(xí)能力的重要學(xué)科。教師要以創(chuàng)造性實(shí)驗(yàn)為抓手，通過對(duì)接生活元素、對(duì)接已有知識(shí)、對(duì)接信息手段、對(duì)接自主設(shè)計(jì)等途徑，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)造性實(shí)驗(yàn)與科學(xué)課堂教學(xué)多點(diǎn)對(duì)接，豐富學(xué)生科學(xué)認(rèn)知和體驗(yàn)，提升學(xué)生科學(xué)綜合素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：科學(xué)教學(xué);創(chuàng)造性實(shí)驗(yàn);多點(diǎn)對(duì)接;科學(xué)思維;創(chuàng)新意識(shí);綜合素養(yǎng)

中圖分類號(hào)：G623.6 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1008-3561（2021）15-0122-02

創(chuàng)造性實(shí)驗(yàn)指的是突破知識(shí)外在表象框架，針對(duì)教學(xué)內(nèi)容的核心屬性，從新的維度探索和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，從而更好地適應(yīng)學(xué)生認(rèn)知特點(diǎn)，提高實(shí)驗(yàn)的啟發(fā)性和生成性的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。教師結(jié)合科學(xué)學(xué)科教學(xué)特點(diǎn)，提高創(chuàng)造性實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)質(zhì)量，用好不同種類的創(chuàng)造性實(shí)驗(yàn)，能拓展科學(xué)課堂教學(xué)，調(diào)動(dòng)學(xué)生科學(xué)探究興趣，深化學(xué)生對(duì)科學(xué)知識(shí)的理解，提升學(xué)生的科學(xué)思維能力和創(chuàng)新能力。

一、對(duì)接生活元素，創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)情境

日常生活是學(xué)生接觸、感受、理解科學(xué)知識(shí)的“大舞臺(tái)”，教師關(guān)注各類科學(xué)知識(shí)相關(guān)的生活元素，從生活現(xiàn)象出發(fā)設(shè)計(jì)創(chuàng)造性實(shí)驗(yàn)，能為科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供優(yōu)秀的實(shí)驗(yàn)情境，拉近科學(xué)實(shí)驗(yàn)與學(xué)生的距離，降低科學(xué)實(shí)驗(yàn)的操作難度和理解難度。不同學(xué)段學(xué)生生活閱歷和對(duì)生活現(xiàn)象的認(rèn)知理解存在一定差異性，教師選擇的生活元素既要緊密聯(lián)系課堂教學(xué)的核心知識(shí)，又要與學(xué)生生活經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合，以激發(fā)學(xué)生對(duì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的好奇心和內(nèi)驅(qū)力。

教師創(chuàng)設(shè)的實(shí)驗(yàn)情境要展現(xiàn)科學(xué)知識(shí)與生活資源的聯(lián)系性，啟動(dòng)學(xué)生探究思維，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中抽象出相對(duì)應(yīng)的科學(xué)知識(shí)，建立對(duì)科學(xué)知識(shí)的準(zhǔn)確認(rèn)知。例如，在教學(xué)“校園生物大搜集”時(shí)，教師可聯(lián)系學(xué)生熟悉的校園生活創(chuàng)設(shè)情境，在導(dǎo)入環(huán)節(jié)展示校園多個(gè)區(qū)域的實(shí)景照片，讓學(xué)生觀察圖片，說出自己觀察到的內(nèi)容。展示的圖片是學(xué)生每天都能看到的景色，學(xué)生很容易進(jìn)入到情境中，積極表述自己的發(fā)現(xiàn)。學(xué)生回答結(jié)束后，教師順勢(shì)切入“校園生物”的核心知識(shí)，合理安排學(xué)生分組、分工、準(zhǔn)備工作，組織學(xué)生小組合作，共同搜集、觀察、記錄校園中的生物。

陶行知先生提出的“生活即教育”理論闡述了生活就是學(xué)習(xí)的過程，注意觀察生活的細(xì)節(jié)能學(xué)到很多知識(shí)。教師鏈接學(xué)生生活實(shí)際，用學(xué)生熟悉的校園照片創(chuàng)設(shè)課堂導(dǎo)入情境，可以讓學(xué)生盡快進(jìn)入到情境中，提高學(xué)生課堂專注力，為之后的科學(xué)實(shí)驗(yàn)分小組、分區(qū)域進(jìn)行打好基礎(chǔ)。

二、對(duì)接已有知識(shí)，指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)方法

教師對(duì)接學(xué)生之前學(xué)習(xí)的舊知內(nèi)容，以新舊知識(shí)的內(nèi)在聯(lián)系為切入點(diǎn)設(shè)計(jì)創(chuàng)造性實(shí)驗(yàn)，可以自然地切入課堂教學(xué)的新知內(nèi)容，維持科學(xué)知識(shí)教學(xué)的連貫性，強(qiáng)化學(xué)生對(duì)同一科學(xué)知識(shí)體系、科學(xué)實(shí)驗(yàn)方法的印象，促使學(xué)生完成創(chuàng)造性實(shí)驗(yàn)中蘊(yùn)含的實(shí)驗(yàn)思想、實(shí)驗(yàn)方法的有效內(nèi)化。小學(xué)生的聯(lián)想思維和類比思維能力尚不成熟，教師對(duì)接學(xué)生已有知識(shí)、指導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗(yàn)方法時(shí)，要把舊知內(nèi)容和方法分析放在實(shí)驗(yàn)之前，引領(lǐng)學(xué)生回憶、表述相關(guān)知識(shí)，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)方法的遷移，以降低實(shí)驗(yàn)方法理解的難度。

教科版小學(xué)科學(xué)教材各個(gè)模塊的內(nèi)容編排具有很強(qiáng)的系統(tǒng)性，與學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律相契合，教師可按照同一章節(jié)內(nèi)容的延續(xù)性設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。例如，教學(xué)“用顯微鏡觀察身邊的生命世界”相關(guān)知識(shí)時(shí)，教材將該部分內(nèi)容分成了三個(gè)小節(jié)，由淺入深地揭示了顯微鏡的發(fā)展史、顯微鏡的構(gòu)成、顯微鏡觀察玻片標(biāo)本的操作方法、洋蔥表皮玻片標(biāo)本的制作方法等教學(xué)內(nèi)容。教師在利用各類植物素材組織學(xué)生開展自制裝片的創(chuàng)造性實(shí)驗(yàn)時(shí)，可設(shè)計(jì)必要的舊知回顧環(huán)節(jié)，喚醒學(xué)生的已有認(rèn)知，規(guī)范學(xué)生實(shí)驗(yàn)行為。

小學(xué)生的科學(xué)實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)相對(duì)欠缺，特別是對(duì)各類精密儀器的操作使用缺少認(rèn)識(shí)。教師基于顯微鏡規(guī)范操作的核心舊知設(shè)計(jì)創(chuàng)造性實(shí)驗(yàn)，通過聯(lián)系儀器構(gòu)成、操作方法等科學(xué)知識(shí)，能激活學(xué)生舊知學(xué)習(xí)印象，增強(qiáng)學(xué)生使用顯微鏡進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的規(guī)范操作意識(shí)，提高創(chuàng)造性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)效率，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)、規(guī)范的科學(xué)實(shí)驗(yàn)態(tài)度。

三、對(duì)接信息手段，剖析實(shí)驗(yàn)原理

教師利用信息手段設(shè)計(jì)創(chuàng)造性實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，可以為實(shí)驗(yàn)的順利展開提供豐富的數(shù)字化資源支撐，創(chuàng)新科學(xué)實(shí)驗(yàn)演繹方式，豐富實(shí)驗(yàn)素材，拓展學(xué)生科學(xué)實(shí)驗(yàn)思維，幫助學(xué)生準(zhǔn)確把握科學(xué)實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理。科學(xué)知識(shí)學(xué)習(xí)中，有很多實(shí)驗(yàn)受限于實(shí)驗(yàn)條件無法操作。而借助信息技術(shù)能解決實(shí)驗(yàn)操作難度大、時(shí)間跨度長、觀察現(xiàn)象不明顯等問題，保證每個(gè)創(chuàng)造性實(shí)驗(yàn)都能完美地呈現(xiàn)，避免科學(xué)實(shí)驗(yàn)流于形式。

教師要提升自身信息素養(yǎng)，結(jié)合課堂教學(xué)內(nèi)容，認(rèn)真搜集和學(xué)習(xí)各類可利用的實(shí)驗(yàn)教學(xué)信息資源和操作軟件，以便給學(xué)生帶來更加深刻的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)體驗(yàn)。例如，在“日食和月食”教學(xué)中，教師以日食、月食圖片展開課堂導(dǎo)入環(huán)節(jié)，用“不一樣的太陽、月亮”調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，再配合微課視頻，展現(xiàn)日食、月食的過程，引導(dǎo)學(xué)生觀察視頻中太陽、地球、月亮及其他星體的運(yùn)動(dòng)，分析探討哪個(gè)天體是遮擋物，幫助學(xué)生建立實(shí)證概念。最后，借助模擬實(shí)驗(yàn)軟件，為學(xué)生深入剖析不同情形下的日食、月食形成原理，加深學(xué)生對(duì)概念的理解。

教師根據(jù)不同教學(xué)環(huán)節(jié)的實(shí)際需求，靈活投放圖片、視頻、模擬實(shí)驗(yàn)等不同的信息教學(xué)素材，為學(xué)生理解日食、月食現(xiàn)象及其形成原理提供了豐富的素材支持，能夠深化學(xué)生認(rèn)知理解，讓學(xué)生感受到探索宇宙奧秘的樂趣，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)學(xué)習(xí)情感。

四、對(duì)接自主設(shè)計(jì)，發(fā)展實(shí)驗(yàn)思維

科學(xué)課堂的教學(xué)不能局限于科學(xué)知識(shí)的記憶，還要讓學(xué)生在充分理解的基礎(chǔ)上，知道如何認(rèn)識(shí)身處的這個(gè)世界，引導(dǎo)學(xué)生用科學(xué)知識(shí)分析和解決實(shí)際問題。因此，教師要著眼于學(xué)生應(yīng)用能力培養(yǎng)，增設(shè)自主設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，把創(chuàng)造性實(shí)驗(yàn)的“設(shè)計(jì)權(quán)”交給學(xué)生，提高學(xué)生參與熱情，發(fā)展學(xué)生實(shí)驗(yàn)思維。自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中，教師要做好實(shí)驗(yàn)教學(xué)留白，可以專門設(shè)計(jì)一些專項(xiàng)設(shè)計(jì)活動(dòng)，組織學(xué)生圍繞特定的科學(xué)主題，作出自己的猜想，設(shè)計(jì)相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)探究方案，也可以根據(jù)學(xué)生實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)表現(xiàn)，靈活設(shè)置新的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生從不同角度認(rèn)識(shí)和探索科學(xué)知識(shí)。

例如，在講解“馬鈴薯在液體中的浮沉”時(shí)，教師設(shè)計(jì)的課堂演示實(shí)驗(yàn)是把同一馬鈴薯依次放入盛有清水、淡鹽水、濃鹽水的燒杯中，觀察馬鈴薯的沉浮情況。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，教師并不急于說明液體成分，講解其中的科學(xué)知識(shí)，而是讓學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)觀察，自主思考什么原因?qū)е铝笋R鈴薯不同的沉浮情況，并為學(xué)生提供水、燒杯、鹽、白糖等必要的實(shí)驗(yàn)材料。學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和教師提供的實(shí)驗(yàn)材料，很快想到影響因素與燒杯內(nèi)的液體有直接關(guān)系，積極投入到實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)和操作中。

教師尊重學(xué)生實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性，在直觀的實(shí)驗(yàn)演示后放手給學(xué)生，引導(dǎo)學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)展開探究，培養(yǎng)了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)意識(shí)，鍛煉了學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力，不僅讓學(xué)生經(jīng)歷了完整的實(shí)驗(yàn)探究過程，認(rèn)識(shí)到“不同液體對(duì)物體的浮力作用大小不同”的科學(xué)知識(shí)，還增強(qiáng)了學(xué)生科學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的自信心與成就感，提高了學(xué)生探索科學(xué)知識(shí)的好奇心和求知欲。

總之，創(chuàng)造性實(shí)驗(yàn)與科學(xué)課堂教學(xué)有機(jī)融合，能為學(xué)生充分感知科學(xué)知識(shí)形成過程和核心本質(zhì)提供多元化的學(xué)習(xí)平臺(tái)，能夠使學(xué)生經(jīng)歷“感性—理性—應(yīng)用”的完整認(rèn)知過程，確保學(xué)生科學(xué)知識(shí)理解的準(zhǔn)確性。教師要立足科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)視角，加強(qiáng)科學(xué)知識(shí)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)素材開發(fā)與利用，立足每個(gè)課時(shí)科學(xué)知識(shí)的具體特點(diǎn)，靈活把握創(chuàng)造性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)切入點(diǎn)和投放時(shí)機(jī)，最大限度地發(fā)揮創(chuàng)造性實(shí)驗(yàn)的思維啟發(fā)和能力培養(yǎng)作用，打造高效化、趣味化的科學(xué)課堂。

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