小學科學教育的教材與教育研究

鄭碧瑩

近年來，我國越來越重視培養學生的科學素養，科學素養是一項潛移默化的工作，需要從小學抓起，小學是學生形成科學素養的關鍵時期。其中，科學本質教育是科學素養的關鍵一環。科學本質教育對學生認知能力、情感、態度和價值觀等方面的發展具有重要的促進作用。本文將以教科版小學科學教材為例，探討如何從教材和教學過程加強小學科學教學中滲透科學本質教育，從而促進學生的科學素養提升。

一、沉浸式教材，讓學生快樂學習

長期以來，我們的課本內容都是由簡單的生活情景或是簡單實驗作為伊始，由易到難地把科學知識教會給學生，這就導致學生對于知識的溯源到達不了核心問題，只能淺層次了解、應用知識，缺乏知識本質的求知和探索的精神，這也從根本抑制了學生對于科學知識的認識。所以我們需要通過引入科學史學的內容，再經加工，使學生以主人公的形式，活躍在科學史中。這種沉浸式的教育方法可以更好地讓學生認識知識本質是什么，能極大的引起學生對于科學知識的學習興趣，在思維層面上也可以加強學生對科學概念 的理解和批判性思維的逐步形成，也為學生深入學習相關科學理論和科學方法打下了堅實的基礎。學生對科學本質的領悟也將有質的飛躍。小學科學是一個比較復雜，各內容交匯的學科，體現了人類從各個方面認識自然、認識科學的過程，在這個最開始的起點，需要我們融入科學史學，讓整個過程包含思想產生和發展，科學知識的形成與應用。這樣才能讓我們的學生認識到人類的精神財富，以及它承載著科學家們怎么樣的科學思想、科學方法、科學態度和科學精神。例如在教科版小學科學教材五年級第二章“船的研究”中，我們引入阿基米德發現浮力定律的部分片段，片段的大概內容為國王讓阿基米德驗證皇冠純度的故事。我們通過讓學生扮演阿基米德融入故事，再給予學生接近原故事的實驗材料，通過一系列與原故事相似實驗和教師扮演管家的部分指引，最終讓學生在情景中發現與浮力有關的因素。本節課經過多批學生與教師的打磨，形成了本書的情景課，本節課引入阿基米德的發現故事，讓學生扮演阿基米德活躍在整個故事之中，教師扮演的管家在故事中不斷給與阿基米德制造困難，使學生融入故事，不斷克服困難，并且感受到知識的本質。本節課既讓學生在愉快的環境中學習到了與浮力有關的知識，又讓學生對今后科學的學習充滿期待，說明了沉浸式教材是教育過程的關鍵一環，讓學生對于科學本質的認識和興趣有著極大的作用。

二、以實驗教育為基礎，讓學生認識科學本質

小學科學包含了很多學科內容，例如化學、物理學、生物學、工程學、生命科學能多方面的學科，這些學科都有一個共同的地方，都以實驗為基礎的實驗科學，通過進行實驗來探索未知事物。所以我們進行小學科學教學過程也要以實驗為核心內容，通過實驗讓學生體驗科學的神奇魅力，增強對科學理論的進一步理解。教師需要認識到以實驗為核心的科學教育是學生學習科學的基礎。科學實驗是以辯證思維、反復試錯為基礎的解決問題過程。讓學生不斷參與實驗，在實驗中充當操作者、指導者等不同角色，以及同學之間不斷思維的碰撞，這些都有利于學生創造性思維、邏輯推理能力、團隊協作能力的不斷提升。通過實驗過程學生可以經歷與創始科學家們相似的實驗過程，了解科學知識是如何由科學實驗形成的過程，進一步加深知識本質的理論基礎。在通過反推法，不斷感受探究科學本質過程中，研究方法的多樣性，再不斷應用于其他科學本質實驗中。與此同時，教師還需要認識到實驗的過程是發掘知識的載體，實驗是有完整過程的，首先是問題的提出、建立假設與猜想、實驗方案的設計、實驗數據的分析、實驗結論的歸納總結、結論的驗證，這整個過程是實驗的必經之路，必須讓學生學會用科學的方法進行科學實驗。例如在教科版小學科學教材四年級下冊第二章“電路”第四節“電路出故障了”中，先讓學生回顧上節課程并動手制作簡易電路，在引導學生對故障電路提出問題，假設故障電路問題的可能性，再讓學生尋找、思考簡易電路與故障電路的異同，引導學生找到電路的聯系并設計尋找電路中問題的方法，記錄實驗中全部的實驗情況，再請各小組學生分別總結實驗結果，找到故障電路的問題所在，最后老師打開故障電路與學生實驗結果相驗證。本節課的學科知識是通路的組成，但我們通過讓學生進行科學實驗方法尋找故障電路中問題的方式，既讓學生了解到實驗是需要一個完整的流程，又讓學生親自動手實驗感受到了電學實驗的魅力，說明了實驗教育是科學本質教育的重要組成部分，使學生對于動手實驗和科學本質有著深刻認識。

總之，小學科學課程中蘊含著豐富的學科知識，教師需要在教材和教學的過程中不斷發掘科學的本質，再利用科學史學、童話故事等教育材料等方式呈現給學生;在教育過程中也要注意探究方法的潛移默化，最終使學生正確認識科學本質與對于科學學習的責任感，促進學生科學素養的穩步發展。