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凭借实验操作和数字化平台培育学生科学素养

2024-01-08龚志岚上海上海市静安区闸北实验小学

小学科学 2023年24期
关键词:科学知识摩擦力科学素养

◇龚志岚(上海:上海市静安区闸北实验小学)

随着时代的不断发展,小学自然学科教育不仅应注重学生科学知识能力的培养,更要关注学生科学素养的提升。在核心素养视角下,学生的科学素养包括科学知识、科学方法、科学态度和科学伦理等方面,这些素养的培养需要采取有效的策略和方法。

一、小学自然教学培育学生科学素养的意义

(一)有助于提高学生科学知识水平

培养学生科学素养可以增强学生对自然界的认识和理解。自然界是学生生活的重要组成部分,学生需要了解自然界中无数的物种、物质和现象等,形成对自然界的直观和深入理解。在此基础上,学生才能够更好地理解自然规律,掌握自然现象背后的科学原理和科学知识。通过科学素养的培养,学生可以更系统地学习和掌握自然科学相关知识,从而进一步提高其在自然科学领域的水平和素养。

培养学生科学素养可以让学生更好地从事科学实践。科学实践是培养学生独立思考和创新能力的有效手段之一,科学素养是科学实践的重要保障。在科学实践中,学生需具备科学思维和科学方法,懂得怎样提出科学问题、怎样设计并进行科学实验、怎样整理和分析实验数据等。这些都需要培养学生的科学素养,让学生具备良好的科学基础和科学素养,从而能够更好地从事科学实践。

(二)有助于培养学生创新思维能力

第一,培养学生创新思维能力可以使学生更好地适应市场需求,为未来的职业发展打下扎实的基础。在未来的社会中,创新能力将成为一种核心竞争力,拥有创新能力的人具备更优秀的综合素质和竞争力,在未来的创新领域中也将更受欢迎。

第二,培养学生创新思维能力能够培养他们主动学习、自主创新的能力。从小培养创新思维能力,能够提高学生主动学习的积极性,使他们具有自主阅读、自主探究和自主学习的能力,这种能力将有助于学生未来的学习和应对工作中的挑战。

第三,培养学生创新思维能力也可以帮助他们更好地适应社会发展的需求,推动社会创新和进步。在当今社会快速发展的背景下,创新能力也越来越成为人才的重要素质之一。因此,大力培养学生创新思维能力可以增强其应对社会和时代变化的能力,促进社会的可持续发展。

(三)有助于培养学生科学伦理素养

在小学自然科学教育中,培养学生科学伦理素养的重要性日益凸显。科学伦理素养是指学生具备正确的科学伦理观念和价值观、能够正确处理科学道德和科学伦理问题的能力。随着科学技术的发展和应用,伦理问题也在科技创新成果迭出的同时不断出现,因此,培养学生的科学伦理素养是非常关键的。学生需认识到科学活动的社会性和历史性,理解科技对社会发展的贡献和作用,同时也要认识到科技对人类文明带来的风险和挑战,具有科学伦理思维能力,以及能够通过道德的方式约束自身的科技行为。从而,提高他们防止不良科学行为和决策的能力,保障自身利益和社会公正,这对于学生的健康成长和未来社会的可持续发展,都具有重要的现实意义。

在小学科学教育教学实践中,教师可以根据学生的年龄特点和性别差异,以浅显易懂的语言教育普及伦理常识,让学生深入了解科技形势,明确科学与道德、科学与社会的关联,形成良好的科技伦理观念,促进道德价值观的形成。并且,教师还可以参考有关科技伦理案例,开展相关课程设计和实际探究性活动,培养学生探究和解决科技伦理问题的能力。实践证明,科学伦理素养的提高不仅能够增强学生在科技行为中的主观能动性,还能够促进学生创新意识和创新精神的培养,提升学生的创新能力和综合素质。因此,在小学自然学科教学中,科学伦理教育应紧密结合科技知识体系,采取多样化的教育手段,倡导良好的科技伦理态度,为学生的人生发展和未来社会的科技进步打下坚实基础。

二、小学自然教学培育学生科学素养的策略

(一)“从生活出发”引导学生认识科学

在小学自然学科教学中,教师应坚持“从生活出发”的教学理念,引导学生认识科学,培养他们的科学素养。教师可以通过实例,让学生从日常生活中自然引出科学概念,感受到科学知识与生活息息相关,并通过有趣的探究、实验和活动,培养学生的好奇心、发现精神和创新能力。

第一,教师可以利用富有趣味的小实验和课堂活动,让学生在动手操作的同时,感受到科学知识呈现在生活中的深刻而有趣的面貌。

第二,教师可以带领学生实地探究和观察自然现象,让学生更好地认识自然界和科学规律。例如,组织学生参加自然教育课程、野外实践活动、生态考察等,让学生亲身感受到自然环境的变化和影响,从而探究科学原理。

第三,教师可以通过科普阅读、科学展览、科技讲座等多种途径,培养学生对科学的兴趣和热爱,让学生了解到科学是一门宏大而有趣的学问。科普专家和科学家的讲解,以及展示科技产品和科学实验,有助于引导学生认识科学的发展历程和科技的前沿方向,增强学生对科学知识和科学精神的理解和认识。

(二)借助实验操作提升学生探究能力

实验教学是小学自然科学教育中非常重要的教学策略之一,能够提高学生的探究能力和实践能力。教师可以充分利用实验教学资源和手段,通过设计有趣的实验活动,激发学生的好奇心和探究兴趣,从而提高他们的探究能力和实践能力。实验教学能够为学生提供直观、可操作的学习场景,让学生亲身参与其中,感受科学现象、探究科学规律。学生通过实验操作能够增进认识,探究解决问题的方法和提高科学思维能力,培养科学批判思想,有利于发现和解决问题。

以《摩擦力》一课为例。

本节课是上海远东出版社《自然》教材四年级第二学期第三单元“自然界里的力”第四课时的内容,属于《上海市小学自然学科教学基本要求(试验本)》中主题3“物质的运动与相互作用”的重要内容。在本节课中,学生先通过交流生活中的摩擦现象以及用手感受知道什么是摩擦力;随后按照思考问题、设计方案、实验操作的科学探究过程,借助DIS 设备发现影响摩擦力大小的因素,最后利用实验解决课堂生成的问题。

在学习本课内容前,学生已在三年级“运动和力”单元的学习中具备了简单的力学知识,能说出包括摩擦力在内的各种力,知道力有大小和方向,会利用弹簧测力计进行简单的力的测量。四年级的学生虽然经常能在生活中感受到摩擦力的存在,但他们对于摩擦力这一概念还是比较抽象的,无法准确地描述摩擦力的方向,也很少思考哪些因素会影响摩擦力的大小。此外,DIS力传感器和摩擦力演示器对学生来说也是新颖的探究学习工具。

整节课分成了两个活动。活动一中,教师引导学生通过观看冰壶比赛的视频导入,知道摩擦力的存在,接着让学生将手按在桌面上感受摩擦力有大有小,以画一画的形式知道摩擦力方向与物体运动方向相反,进一步通过阅读文字知道究竟什么是摩擦力。活动二中,学生先根据已有的认知,思考讨论并提出可能影响摩擦力大小的假设;在了解实验步骤和操作要点后,根据研究对象选择合适的材料设计实验并验证实验,通过交流及数据的汇总,发现接触面粗糙程度和物体的重量是影响摩擦力大小的因素;最后运用学到的知识解释冰壶刷在冰壶运动中起到的作用。这节课的设计注重整体的科学探究过程,在“探究影响摩擦力大小的因素”中设计了“提出问题—做出猜测—明确任务—设计实验—合作实践—得出结论”的科学探究过程,并融入了学习态度、学习习惯、学业成果等不同的评价要求,符合四年级学生的兴趣和能力。

(三)借助数字化平台改进科学教学

在小学自然学科教学中,创新教学方式是非常重要的策略之一。科学教育需要通过多种方式和途径激发学生的科学兴趣和创造力,培养学生的科学素养。因此,创新教学方式具有重要的现实意义和价值。教师可以通过一些数字化教学工具和数字化教学平台,让科学教育更加富有趣味性,让学生真正体验科学的奇妙,进而培养学生的科学素养。

例如在《力的大小》一课的教学中,用赛课堂三个助手中的备课助手和教学助手,设计了“圈一圈,弹簧测力计的主要组成部分;拖一拖,使用弹簧测力计的正确步骤;填一填,使用弹簧测力计测量力的大小”三个活动。在圈一圈和拖一拖的活动中,相较原来只能在大屏幕上进行互动,将学生的学习从全班变成小组,提升了学生参与的程度。在填一填环节中,以电子学习单取代原来纸制版学习单。这对教师而言,能更好地掌握学生的学习情况,根据学生上传的数据判断学生操作是否正确,并及时且准确地进行指导。全班交流时,赛课堂平台的合并统计数据功能也能帮助教师更好地汇总数据,使全班数据可以通过图片或表格的形式呈现,帮助学生更直观地发现力和质量之间的关系。

(四)注重科学素养的评价和提高

在小学自然学科教学中,教师可以通过“从生活出发”的教学理念,引导学生认识科学,培养他们的科学素养。教师可以通过实例,让学生从日常生活中自然引出科学概念,感受到科学知识与生活息息相关,并通过有趣的探究、实验和活动,培养学生的好奇心、发现精神和创新能力。

教师可以利用富有趣味的小实验和课堂活动,让学生在动手操作的同时,感受到科学知识呈现在生活中的深刻而有趣的面貌。例如,组织学生参加自然教育课程、野外实践活动、生态考察等,让学生亲身感受到自然环境的变化和影响,从而探究科学原理。

最后,教师可以通过科普阅读、科学展览、科技讲座等多种途径,培养学生对科学的兴趣和热爱,让学生了解到科学是一门宏大而有趣的学问。科普专家和科学家的讲解,以及展示科技产品和科学实验,有助于引导学生认识科学的发展历程和科技的前沿方向,增强学生对科学知识和科学精神的理解和认识。创新教学方式是小学自然学科教育中促进学生科学素养提高的重要策略之一,教师应根据学生的实际情况和学科要求,探究多种教学方式,不断提升教学的有效性。

综上所述,小学自然学科教学中学生科学素养的培养有助于提高学生科学知识水平、培养学生创新思维能力以及培养学生科学伦理素养。遵循从生活出发、借助实验操作和数字化教学平台以及注重评价和提高的策略,可以有效提高学生的科学知识水平、创新思维能力和科学伦理素养。这对于改进小学教育和促进学生全面发展,具有重要的指导意义。

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