小学科学教育之我见

杨槐馨

2010年，我有幸走进北京市中关村第一小学的课堂，为这里的学生上了一堂科学课。他们的学识、热情及对未知世界的好奇与向往，深深地感染了我。在中国科学院物理研究所于渌院士、沈保根院士的支持和鼓勵下，我们组建了一支科普志愿者团队，为一小学生开设“神奇的物理学”这门选修课，每周利用一个下午（两节课）的时间和学生面对面、手把手地切磋、交流。后来，团队成员从最初的4人发展到现在的16人，由院士担任课程顾问，其他团队成员均有在牛津大学、剑桥大学、哈佛大学、斯坦福大学等国外院校工作、学习的经历，许多成员是中科院“百人计划”引进的高层次人才，不乏“杰出青年基金”和“优秀青年基金”获得者，虽身负紧张的科研任务，却甘愿俯下身子倾听小学生的讲述。6年多时间，尽管我们每个人都遇到了不同的困难与瓶颈，但大家都在坚守，没有一个人退出，累在其中，乐在其中。

以随机应变应对即时挑战

小学生对未知世界充满好奇，头脑中没有太多的条条框框。而且，一小学生见识多，知识面广，如果没有充足的知识储备和较强的教学能力，给他们上好一节科学课，可没有那么容易。

有一次，正准备给学生介绍摩擦力的知识，授课教师刚把两本厚厚的书拿出来，就有一个学生得意地说：“老师，我知道你要干什么。你肯定是想把两本书一页压一页地插在一起，然后让我们拉，对不对？我们早玩过了……”在学生的哄笑声中，授课者直冒冷汗，还真被这个小学生不幸言中了。多亏他经验丰富，马上转变思路：“谁还玩那种老套的把戏，我把一本书放在另一本书的上面，只接触一半，你们照样拉不开，信不信？”学生当然不信。于是，轮流上台挑战，结果铩羽而归，无一例外。

这一反常识的结果，极大地激发了学生的好奇心。他们不仅相互讨论，还自己做实验验证，却始终不得要领。原来，这位机智的授课者在学生试图拉开相互压着的两本书时，手上暗暗用了点儿劲，把两本书紧紧地压在一起，在摩擦力的帮助下，身单力薄的小学生想拉开，还真没有那么容易。真相揭秘后，学生恍然大悟，若有所思，了解了增大摩擦力的两种途径：增大接触面、增加压力。

上好一节科学课，不仅要有充足的知识储备，还要深入了解学生的知识水平和认知能力，利用他们能理解一些不常见的示例，增强兴趣，引领探索。正所谓，情理之中，意料之外，妙不可言。

以生活趣闻激发科学兴趣

科学课的内容和实例，如果能从生活中来到科学中去，通常会得到学生的欢迎。和生活紧密结合，不仅易于引起共鸣，还能让学生深刻体会科学是有用的，是可以用来解决身边问题的。

一次，一位团队成员在给学生介绍单摆的原理时，看到自认为很有意思的实验丝毫不能引起学生的兴趣后，决定先给大家讲个故事：一个村子里，最近经常有黑熊闯入，黑熊重几百千克，跑得快，又会爬树，人类根本不是它的对手。和黑熊遭遇，村民通常凶多吉少。村子里的人想尽了办法，也没有把黑熊赶走，整天提心吊胆，惶惶不可终日。后来，物理学家给村民出了一个主意。当黑熊又一次大摇大摆地走进村子，随手推翻所有它感兴趣的东西时，村民赶紧躲进屋子，紧闭门窗。在一棵茂密大树的树冠中藏有一罐蜂蜜，黑熊闻到了蜂蜜的味道，三两下就爬了上去。装蜂蜜的罐子就在眼前，可有一根粗木棒挡在面前。黑熊一巴掌就把木棒打飞了。就在黑熊拿到蜂蜜的一刹那，可恶的木棒又飞了回来，不但再次挡住了蜂蜜，还差点被击中。黑熊大怒，用更大的力气又一次推开木棒，木棒再次固执地跑回来。几十个轮回下来，固执的黑熊累得筋疲力尽，甚至连树也抱不住，掉了下来。村民一拥而上，把黑熊团团围住。黑熊实在是没有一点力气了，眼睁睁地任由村民把它绑起来，送到野生动物保护中心，从此村民再也不怕黑熊的骚扰了。

听完这个故事，学生对神奇的木棒产生了浓厚的兴趣。在教师的帮助下，他们分成若干小组，模拟黑熊遇到的状况。通过实验，学生很快明白：木棒是被一根绳子绑着，无论如何推，在重力的作用下，一定会回来。而且，学生还举出了许多生活中的例子来证明他们的发现，课堂讨论逐渐演变成演说。这时，授课教师认为没有必要再强调单摆的原理和规律了，通过实验和讨论，学生已经自己找出了规律。

通过几年的实践，我们深刻地体会到：小学科学教育应把重点放在让学生能够多感知、多体验、多讨论、多质疑上。

当机立断，捕捉转瞬即逝的时机

我们喜欢鼓励学生天马行空地胡思乱想，勇敢地表达观点，提出不一样的问题。有时学生会莫名其妙地对某个小问题特别感兴趣，这时授课教师最好放下准备好的内容，将学生感兴趣的问题研究清楚。

一次上课前，有学生拿出一个能做出各种高难平衡动作的玩具，号称采用了高科技的无线充电技术。一些学生感到非常新奇，特别想拆开看看是怎么回事；而有些学生则不屑，说：“这有什么，我家的电动牙刷就是无线充电的。”刚巧，我当天带的工具箱中就有铜线、电池、高频模块和小灯泡，当即决定将本次课的内容改为“自制无线充电器”。

当学生动手做出五花八门的无线充电器并点亮小灯泡时，他们首先会认为自己太厉害了，竟能自己做出无线充电器，还有许多学生问我能不能带回家给父母看看。而且，通过学生的动手制作，他们会明白无线充电的原理其实很简单，完全不像宣传吹嘘得那样玄乎。

心态平和，鼓励学生自信表达

科学课不仅要传授科学知识，同时也要传递科学精神。对于初开课，学生的表现会有差异，同一年级的学生有的会对超流、非牛顿流体等高深知识点说得头头是道，而有些对电流、电压等基本概念却一无所知。这种差异说明不了什么，对学生的学业成绩与职业生涯可能也不会起到参考作用，但作为科学传播者，一方面要尽量采用新奇的内容和实验手段，阐述已被部分学生熟悉的知识点，带给他们不一样的视角和体验，另一方面也要尽量避免回答问题成为少部分学生的专利，要重视每位学生的努力与分享。我们一直给学生传递这样一种思想：科学不是少数科学家的事，大家共同关心和参与，才能促进科学的大发展。

有一次，在我们讨论“实现汽车的自动驾驶需要哪些技术”时，被点名的一位学生站起来，结结巴巴地说：“老师，我不会说。”当时，我的心里咯噔一下，并不知道这个学生有“口吃”的问题，赶紧说：“没有关系，不是你不会说，是我没有将问题说清楚，这样好不好，先让其他同学说，你什么时候准备好了，随时示意我，我给你个特权，可以插队说……”我本来是想给这个学生一个台阶，课后和他单独聊。没想到，第二个学生刚刚阐述完，他就举手要求陈述观点。让我意外的是，这个学生不但不结巴，而且思维清晰，表达准确，一口气说了5分钟。

这个事例，让我明白了准备和不准备、思考和不思考的差别。任何科学探索都不是一蹴而就的，需要不断的思考、验证、总结和积累，让学生明白科学过程，愿意勇敢地迎接困难和挑战，比教给他们单纯的知识和观点更有意义。而且，课上讨论的核心是独立思考并乐于分享观点，能够准确地表达、平静地面对质疑，理性地参与公共话题的讨论，是科学公民的最基本要求。

科学教师看似轻松，实则背后要付出相当的心血。科学课与其他学科一样，也有教学目标和教学任务，但课程内容丰富，组织形式新颖，评价方式多样。这不仅对学生的科学素养提升有益，对其进行教学改革探索也具有不可替代的作用。作为一门综合性学科，科学课更应该采用开放的授课模式。同一节课，入门级别的科学教师要传授给学生精心准备的科学知识；有所积累的科学教师能设立若干有启发性的先导问题，创设体验环境，充分利用教具、科学工具包等引导学生自主探究，发现问题答案；经验丰富的科学教师则会教化于无形，在引导学生的过程中发现问题，利用周边资源研究问题、自主解决问题，注重学生的体验与感受，培养他们的反思精神和质疑精神，提高思辨能力和处理实际问题的能力。

在此，向全国的科学教师致敬，愿意同他们一道尽自己的绵薄之力，培养未来的科学公民和小小科学家。

责任编辑：孙建辉