小学科学教学中培养学生实践能力探析*

郝 瑞

引言

科学教学不仅是学生获得科学知识的重要途径,也是学生在感悟科学魅力的基础之上进一步认识自然、提高整体感知能力的“助手”。学生实践能力的培养是科学教学的关键教育目标之一,教师应当根据科学教学的特点将学生实践能力的养成融入其中,充分发挥科学教学在推行素质教育过程中的作用。

一、小学科学教学中培养学生实践能力的意义

小学阶段的科学教学内容与学生的生活实际有着密切的联系,这些科学知识大多从实践中获得,因此,教师也可以从实践的角度出发设计科学教学活动,从而结合对学生实践能力培养的需要来优化科学教学环节。在小学科学教学中培养学生的实践能力符合素质教育对于科学教学目标的要求,手脑结合的方式能够使学生在实践的过程当中产生独特的思维,发展自身的个性品质,这能进一步凸显科学教学对于提高学生知识运用能力的作用。另外,将对学生实践能力的培养融入到小学科学教学中也能够加强教师和学生对科学实践的重视程度,使学生进一步了解科学知识与生活之间的联系,使科学教学更加符合全新教学环境之下学生自身发展的需要。可见,在小学科学教学中培养学生的实践能力具有积极的现实意义。

(一)科学认识过程的实验

首先,要获得关于因果之间关系的科学观察力和实验结果,就是要通过观察和设计测量各种仪器设备的使用情况,遵循基本技能要求训练操作程序——通过讲解、示范、模仿和综合练习,达到熟练才能使用,强调操作标准化和操作准确性,体现观察技术设备使用的基本技能要求。其次,寻求研究因果相对关系的应用观察技术实验“观察渗透理论”,应用于寻求研究因果对应关系的实验归纳分析思维设计方法,实施技术设计方案,获得相关观察技术实验设计结果(观察证据或设计数据),体现观察技术使用设计提案方法,按照观察技术设计方案要求强调观察技术使用过程。举例来说,一些旨在研究确认自然因果之间关系的科学观察者和实验,以一般性的科学理论为大前提,提供可能满足这些大前提的科学例子(小前提),得出可能满足这些大前提的个别科学结论。这其实是人类思维的一种演绎方法。

(二)对科学原理的运用

根据人们在众多物理实验或科学实践成果总结中提出的人类科学生活原理,生产者可加工研制一类新的技术性产品,实现人类技术生产原理和人类科学生产原理的综合研究应用价值。例如,人类已经利用量子电流中的热效应和电子能量相互转换的数学原理成功开发出了各种电能热水壶和智能电饭煲。1957 年人类利用电子超声波的发射原理成功发明了电子雷达。

(三)体验科学技术

体验技术教育和科学课程的主要区别之一是主要看它的学习效果。如果学习的目的是为了获得对科学基本概念、规律或基本原理的深入理解和对科学基本概念、规律或基本原理的实际应用,则应该属于科学类;如果学习的目的是对技术管理因素的实际应用,那么基于技术管理因素的企业技术产品生产管理过程以及生产制造的精神产品的技术经验管理就是一门实践经验丰富的技术类课程。体验与科学技术教育课程因其对科学技术职业教育的突出价值体现,需要与其他科学技术课程及其区分开,既保证了对学生技术素养的培养,又有助于保持科学课程的科学性和认知性。

二、在小学科学教学中培养学生实践能力的策略

(一)创设问题情境,培养学生思维能力

以问题来开启整节课堂能够最大限度地激发学生对于科学知识的好奇心,小学阶段的学生正处于对世界和社会初步感知的时期,教师可以根据学生的这一特点改革传统的教学模式,使学生能够主动地接受科学经验。因此,教师应当通过问题情境的创设带动学生的思维培养。问题情境能够引导学生从学习主体性的角度出发联系自身的生活实际来对问题答案进行预设,这就能够使学生的注意力持久地保持在课堂之上。以物体在水中是沉还是浮为教学案例,教师可以首先从学生的生活情境出发来创设问题:“同学们,请大家看一下PPT,图中的人在做什么运动?”学生回答:“在游泳。”教师再继续说:“大家说得没错,人在游泳的时候既可以沉在水中又可以浮在水中,那么物体在水中究竟是沉还是浮呢? 同学们可以在小组内进行交流,结合生活当中所看到的现象来回答这个问题。”讨论交流的过程也是学生之间互相交换想法的过程,能够利用学生之间的差异性活跃学生的思维,这样的生活问题情境能够最大限度地提高学生参与科学探讨的积极性。认识是从实践而来的,但学生基于实践的认识也不一定是正确的,教师可以邀请学生来发表他们的看法,从而有针对性地进行下一步的教学活动。如有的学生说:“我觉得物体在水中应该是浮起来的,就像鸭子能够在水面上一样。”还有的学生说:“我觉得物体在水中应该是沉下去的,就像扔一块石头到河里面,很快就沉下去了。”当学生各自表达自己看法的时候,他们的科学思路也得到了进一步的拓展。教师再进一步深入话题:“大家所列举的生活当中的现象以及对现象的思考都是正确的,看来物体在水中既可以浮,又可以沉,那么这种说法是否正确呢? 接下来让我们一起将不同的物体放入水中观察一下,然后想一想实验结果与自己的预测有什么样的关系。”在这个案例当中,教师借助一个问题情境的创设导入新课,学生能够在课堂中迸发出不同的思维火花,在对科学问题进行预测的基础之上检验自身认知的正确性,这样一个过程能够带动起学生参与到科学实践中的积极性,学生了解了科学实践对于提高自身认识的价值,也提高了学生对于实践能力的重视程度。

(二)融入信息技术,优化科学教学环节

受限于技术条件,一些科学实践活动无法在课堂当中展开,还有一些科学过程不能直接呈现给学生,这就在一定程度上限制了学生实践能力的培养。但通过结合先进的信息技术能够为学生呈现动态的教学信息资源,以此创建开放性的科学课堂,从而提高学生实践能力的效率。因此,教师可以通过在小学科学课堂中融入信息技术的方式来优化科学教学的环节。虽然信息技术的进一步发展给学校的教学实践带来了一定的冲击,但是也为优化学校教育提供了新的途径。例如,在讲解“金属热胀冷缩”教学内容时,教师可以通过多媒体动态演示的方式为学生展示一些金属材料遇热遇冷时的变化,学生在观看教学视频的同时也展开了对科学知识的自主学习。为强化学生对于间接经验的认知,教师可以这样引导学生:“同学们,通过之前的学习,我们已经了解到一些气体和液体都会出现热胀冷缩的现象,那么,对金属来说是否也是这样呢? 接下来,就让我们一起观看一段教学视频,了解一下加热或者冷却后的金属会出现什么样的现象。”通过教学视频为学生直观地呈现,通过信息技术进行实验的过程能够使科学课堂由封闭转变为开放,同时以学生的兴趣为引导带动学生对这部分内容的学习。观看完教学视频之后,教师再引导学生根据视频中的现象进行科学经验的总结,从而提高学生的归纳概括能力。例如,有的学生说:“根据视频可以发现,加热后的金属可能也具有热胀冷缩的特性。”以视频为引导激发出学生对于这部分内容的探究欲望,当学生表达自己的观点之后,教师再继续说:“刚刚大家都了解到了金属也会出现热胀冷缩的现象,现在就让我们通过加热约30 厘米长的钢条来观察它会发生什么现象,验证一下大家的猜测是否正确。”通过多媒体教学视频来引入实验教学,可以帮助学生了解实验过程中的一些操作规范,从而在给予学生动态资源的基础上提高他们的实践能力,帮助他们提高实验效率。

(三)展开科学实践活动,强化学生学习体验

学生不仅能够通过间接经验获得科学知识,也能够通过直接经验获得科学知识,科学实践活动是学生获得直接经验的重要来源,它能够带动学生在观察、比较、总结科学实验中培养科学精神。因此,教师可以通过强化小学阶段的科学实践活动来增强学生的学习体验。科学实践活动是使学生获得程序性知识的重要来源,教师应当根据科学教学的具体内容设置切实可行的实验目标,让学生能够在实验的过程中展开自主的探索活动。例如,在讲解“定滑轮和动滑轮”内容时,教师首先可以通过动画演示的方式为学生呈现升国旗的场面,然后引导他们了解定滑轮与动滑轮,接着再将学生进行分组,保证每个小组学生的差异性,然后引导他们开展实验活动:“同学们,接下来我们要做模仿升国旗的实验,首先请大家思考一下我们制作定滑轮需要什么工具?”有的学生说:“我们需要钩码、滑轮。”接着教师再明确地呈现实验的目标:“接下来就请大家根据提前设想好的装置展开实验,并且在实验过程中对定向轮做好记录,尤其是要了解在利用定向轮提升物体的时候需要往哪个方向用力,使用定向轮有什么样的作用。”在实验的基础之上回答这些问题能够诱发学生进一步思考,同时,也能够帮助他们明确实验的目标,从而提高科学实践活动的针对性。当学生完成实验后,教师可以邀请每个小组选派代表发言,如有的小组说:“使用滑轮运输物品时可以省力。”还有的小组说:“滑轮的两边放上钩码之后也很省力。”当学生完成定滑轮的实验后,教师再引导学生与动滑轮的实验进行对比分析,这样的科学实验活动过程能够帮助学生构建起关于科学知识的完善体系。虽然科学实验活动是进行科学教学必不可少的环节,但是,在科学教学当中容易出现实验活动效率低下的问题,一方面是由于教师所设置的实验目标不够明确,另一方面是学生掌握的实验程序性知识还不够。因此,教师在开展科学实践活动的时候应当要求学生加强对实验器材和设备的了解以及对实验过程做好记录,这样科学实践活动就能更好地带动学生实践能力的发展,充分发挥科学教学的作用。

(四)小组合作参与实践

对于技术科学类课程,教师首先要明确此类课程所具有的特点,即培养学生的动手实践能力,让学生在科学规范的指导下通过亲身操作实验总结技术原理,从而获得对理论的理解和认知。比如,在“造船”讲授中,教师可以先给学生演示造船的整个过程,让学生能够从整体上搞清楚船的内部与外部结构、具体功能和应用条件等。然后将每班学生进行分组,给出“造船”的教学任务,指出“造船”的具体目标和未来作业用途,要求每组有两名学生积极合作共同讨论一个“造船”生产方案,要明确造船的具体生产工艺、结构及其特点和具体适用范围。在具体制作计划的正确指导下,各组别的学生积极讨论如何动手制作一艘小船,并且在完成具体分工后开始制作小船。制作成功后,小组委派学生代表现场讲解自己作品的艺术表现和实际应用价值。经过多个小组共同合作和自主动手实践,最终我们发现这些作品展现了不同学生的优势,他们不仅拥有无限的自主创造力和丰富的想象力,而且善于动手,实践独创能力强。技术应用认知培训课程侧重于引导学生深入了解和正确认识一项高端信息技术,包括这一技术的历史起源、发展和作用。它属于人类对高端信息技术的基础知识和基本理解,因此,教师有必要引入多媒体、互联网计算机等多种辅助技术教学,用大量的图片、视频和教学资料向学生展示高端信息技术从最初产生到如今不断发展的整个过程。它既能充分激发学生的学习兴趣,又能丰富课堂教学活动形式,让原本枯燥无趣的课堂充满活力。

结语

小学阶段的学生正处于好奇心比较旺盛的时期,科学教学能够帮助小学生更好地了解生活当中的科学现象,为培养他们的科学探究精神奠定基础,将对学生实践能力的培养融入到科学教学活动之中,符合素质教育背景下科学教学教育目标的转变规律。因此,教师可以通过融入生活问题情境的方式激发学生对科学知识的探究欲望,借助现代信息技术教学手段更好地呈现科学间接经验,为学生直接经验的获得奠定基础。