金雷

【摘? ? 要】在《科學(xué)》實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，教師要精心創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)情境，把實(shí)驗(yàn)融入到情境當(dāng)中，從而讓實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生更大的活力和魅力，對(duì)提升實(shí)驗(yàn)效果很有幫助。情境創(chuàng)設(shè)具體分為時(shí)事情境創(chuàng)設(shè)、歷史情境創(chuàng)設(shè)、角色情境創(chuàng)設(shè)、生活情境創(chuàng)設(shè)、問題情境創(chuàng)設(shè)。高質(zhì)量實(shí)驗(yàn)情境創(chuàng)設(shè)要堅(jiān)持趣味性、鮮活性、生活性、經(jīng)典性、問題性、可操性等原則。

【關(guān)鍵詞】實(shí)驗(yàn)? 時(shí)事情境? 歷史情境? 角色情境? 生活情境? 問題情境

中圖分類號(hào)：G4? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.3969/j.issn.1672-0407.2021.17.009

一湯匙鹽讓你直接下咽，別提有多難受，你肯定會(huì)斷然拒絕，但如果把鹽加入到美味的湯中，人們往往會(huì)欣然接受。鹽之于湯，有如情境之于實(shí)驗(yàn)，在科學(xué)學(xué)科眾多的實(shí)驗(yàn)中，教師如果精心創(chuàng)設(shè)情境，把實(shí)驗(yàn)融入到情境當(dāng)中，會(huì)讓實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生更大的活力和魅力。正如蘇霍姆林斯基所說：“如果老師不想辦法使學(xué)生產(chǎn)生情緒高昂和智力振奮的內(nèi)心狀態(tài)，就急于傳授知識(shí)，那么這種知識(shí)只能使人產(chǎn)生冷漠的態(tài)度，而給不動(dòng)感情的腦力勞動(dòng)帶來疲勞。”就當(dāng)前實(shí)驗(yàn)教學(xué)來看，去情境化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)還是比較常見，導(dǎo)致許多學(xué)生不喜歡實(shí)驗(yàn)，覺得實(shí)驗(yàn)枯燥乏味，更不愿動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，學(xué)生直接面對(duì)現(xiàn)成的結(jié)論，這對(duì)學(xué)生思維的發(fā)展是非常不利的。實(shí)驗(yàn)前高質(zhì)量的情境創(chuàng)設(shè)是非常有必要的，作為科學(xué)學(xué)科的教師，要充分認(rèn)識(shí)到實(shí)驗(yàn)情景創(chuàng)設(shè)的重要性，對(duì)每一個(gè)科學(xué)實(shí)驗(yàn)，都要精心設(shè)計(jì)情境，以充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)的作用。

一、時(shí)事情境

學(xué)校教育的根本任務(wù)是立德樹人，著重培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)，樹立社會(huì)主義核心價(jià)值觀。時(shí)事材料在“必備知識(shí)、關(guān)鍵能力、學(xué)科素養(yǎng)、核心價(jià)值”的落實(shí)上有著獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，可高效達(dá)成教學(xué)目標(biāo)。時(shí)事熱點(diǎn)素材具有鮮活性、時(shí)代性，可幫助學(xué)生了解國(guó)內(nèi)外發(fā)生的大事，開拓學(xué)生的國(guó)內(nèi)國(guó)際視野，有利于調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高課堂教學(xué)的時(shí)效性，所以，時(shí)事熱點(diǎn)素材是創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)情境的很好材料。在《科學(xué)》的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師要把時(shí)事熱點(diǎn)素材作為重要的課程資源加以開發(fā)利用，最好是能形成時(shí)事熱點(diǎn)素材資源庫，按科學(xué)教材的教學(xué)目錄加以整理，以備快速調(diào)取、深度利用，同時(shí)能夠有效彌補(bǔ)教材滯后性帶來的不足，讓實(shí)驗(yàn)教學(xué)充滿鮮活的時(shí)代氣息，提升學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的興趣，加深學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的理解，充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)的價(jià)值導(dǎo)向功能。需要注意的是，在利用時(shí)事熱點(diǎn)素材時(shí)要緊緊圍繞實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)展開，時(shí)事熱點(diǎn)素材的選用要與實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)保持高度一致，不能華而不實(shí)，需要時(shí)事熱點(diǎn)素材的價(jià)值導(dǎo)向與實(shí)驗(yàn)的過程與目的是高度匹配的，否則還不如不用。

在做有關(guān)液體浮力實(shí)驗(yàn)前，教師可先講述有關(guān)我國(guó)航母的時(shí)事材料。中國(guó)首艘自主建造的國(guó)產(chǎn)航母——山東艦，于2019年12月17日在海南三亞某軍港交付海軍，山東艦是中國(guó)真正意義上的第一艘國(guó)產(chǎn)航空母艦，綜合性能位居世界前列，到2035年我國(guó)將有六艘航空母艦，極大提升了我國(guó)的海防實(shí)力。該時(shí)事材料會(huì)使學(xué)生非常感興趣，教師教學(xué)時(shí)配上山東艦圖示，可產(chǎn)生強(qiáng)大的震撼力，激起學(xué)生很大的民族自豪感，對(duì)學(xué)生情感、態(tài)度與價(jià)值觀的培育是很有意義的，也為開展有關(guān)浮力概念實(shí)驗(yàn)教學(xué)作了很好的鋪墊。利用該材料，還可設(shè)計(jì)有關(guān)浮力計(jì)算的相關(guān)鞏固題目，加深學(xué)生對(duì)浮力概念及相關(guān)知識(shí)的理解與掌握。但同時(shí)要注意，材料的運(yùn)用要精練、時(shí)間上要把控好，不能顧此失彼。

二、歷史情境

新課程改革后，科學(xué)史在教學(xué)中的應(yīng)用逐步得到重視，被認(rèn)為是理解科學(xué)內(nèi)容的一個(gè)重要途徑?？茖W(xué)史上科學(xué)問題的發(fā)現(xiàn)與科學(xué)問題的解決過程正是發(fā)現(xiàn)發(fā)明與創(chuàng)造的真實(shí)寫照。當(dāng)前的課堂教學(xué)日益注重對(duì)學(xué)生探究能力的培養(yǎng)，教學(xué)改革向?qū)W生核心素養(yǎng)的深度培養(yǎng)逐步推進(jìn)，科學(xué)史在課堂教學(xué)中的應(yīng)用日益得到重視，在科學(xué)課堂上適當(dāng)?shù)刂v解科學(xué)史能夠激發(fā)學(xué)生的科學(xué)學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)熱情，讓學(xué)生感受科學(xué)家追求科學(xué)的精神，從而激發(fā)學(xué)生的探究興趣，使其逐步形成科學(xué)態(tài)度與科學(xué)精神，對(duì)提升學(xué)生的科學(xué)探究能力來說，其功效是顯著的。

教師在實(shí)驗(yàn)前可講一些有趣的科學(xué)歷史故事、科學(xué)歷史事件，作為實(shí)驗(yàn)前的情境創(chuàng)設(shè)。有趣的歷史故事、歷史事件可以給予學(xué)生豐富的感性認(rèn)識(shí)，可使抽象、枯燥的實(shí)驗(yàn)知識(shí)變得形象化、簡(jiǎn)明化，可充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性與積極性?？茖W(xué)史上的許多重大發(fā)現(xiàn)與研究成果都是通過不斷實(shí)驗(yàn)得到的，好多科學(xué)成果都是在多次的失敗后才走向成功的，通過科學(xué)史在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用，可讓學(xué)生體味到成功來之不易，在追求科學(xué)的道路上要有毅力、要堅(jiān)持不懈，讓實(shí)驗(yàn)成為自己的一種習(xí)慣，讓實(shí)驗(yàn)成為自己的一種能力，讓不斷實(shí)驗(yàn)和發(fā)現(xiàn)探索成為一種精神，在學(xué)習(xí)求知的道路上不斷迸發(fā)出智慧的火花，找到解決問題的路徑，提升自己的科學(xué)探究能力和科學(xué)精神境界。

在做阿基米德原理實(shí)驗(yàn)前，可先講一講公元前245年前的歷史故事。公元前245年發(fā)生了什么事呢？為了慶祝盛大的月亮節(jié)，古希臘國(guó)王赫農(nóng)王決定做一頂純金皇冠?；使谧詈笞龅镁蓜e致，其重量也與國(guó)王所給的黃金重量一樣。問題是有人反應(yīng)金匠在皇冠中摻了銀子，把部分黃金私吞了，國(guó)王很生氣，但怎么證明工匠搗鬼呢？既要檢驗(yàn)真假又不能破壞王冠。大臣們想不出好辦法，最后請(qǐng)來數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家阿基米德來解決這個(gè)問題。不把王冠鑄成金塊，就無法知其體積，也就無法驗(yàn)證全金打造，阿基米德冥思苦想金多日想不出辦法。直到有一天，國(guó)王催他進(jìn)宮匯報(bào)進(jìn)展情況。阿基米德妻子看他太臟了，讓他洗完澡再去。在澡堂洗澡時(shí)，阿基米德突然注意到，隨著身體在浴盆里不斷下沉，浴盆里的水不斷溢出，且入水愈深，體量愈輕。阿基米德立刻跳出浴盆，一邊跑，一邊叫：“我想出來了，我想出來了，解決皇冠的辦法找到啦！”阿基米德把王冠放到盛滿水的盆中，量出溢出的水，又把同樣重量的純金放到盛滿水的盆中，但溢出的水比剛才溢出的少，于是，他得出金匠在王冠中摻了銀子。偉大的浮力原理被發(fā)現(xiàn)了。

這則科學(xué)歷史故事比較經(jīng)典，學(xué)生在課堂上表現(xiàn)出的興趣也比較大。針對(duì)班級(jí)學(xué)生的特點(diǎn)，如有表達(dá)較好的學(xué)生，教師可讓其預(yù)先熟悉該歷史故事后再上臺(tái)講，如此可產(chǎn)生更好的學(xué)習(xí)效果。正是因?yàn)檫@則科學(xué)歷史故事比較經(jīng)典，加上現(xiàn)在的學(xué)生閱讀面比較廣，有些學(xué)生可能較早地接觸過這類科學(xué)故事，課堂上教師可讓學(xué)生發(fā)揮自己的聰明才智解決“證明工匠搗鬼”的問題。當(dāng)有學(xué)生解決該問題后，教師再講解阿基米德是如何解決這個(gè)問題的，會(huì)使學(xué)生的成就感更強(qiáng)，由此產(chǎn)生的探究動(dòng)力也更強(qiáng)，對(duì)實(shí)驗(yàn)的興趣也更大了。

也有一些科學(xué)教師認(rèn)為在課堂上介紹科學(xué)歷史故事花費(fèi)的時(shí)間多，會(huì)影響到教學(xué)與實(shí)驗(yàn)的進(jìn)度，產(chǎn)生的效果讓人質(zhì)疑。教師要控制好應(yīng)用的時(shí)間與技巧，在創(chuàng)設(shè)歷史情境時(shí)要精煉，那些確實(shí)與實(shí)驗(yàn)關(guān)系不大的內(nèi)容要大膽舍棄，同時(shí)要認(rèn)識(shí)到磨刀不誤砍柴功，能激發(fā)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣是至關(guān)重要的。科學(xué)史在教學(xué)中的作用早有研究定論，不應(yīng)懷疑，教師唯有認(rèn)真?zhèn)湔n、深入研究、科學(xué)設(shè)計(jì)，方能收到理想效果。

三、角色情境

角色扮演理論是以美國(guó)社會(huì)學(xué)家米德的角色理論和心理學(xué)家班杜拉的社會(huì)學(xué)習(xí)理論為基礎(chǔ)發(fā)展起來的。角色扮演法在各種培訓(xùn)中應(yīng)用廣泛，角色扮演給予受訓(xùn)者角色實(shí)踐的機(jī)會(huì)，讓受訓(xùn)者在真實(shí)的模擬情景中體驗(yàn)?zāi)撤N行為的具體實(shí)踐情況，從而幫助受訓(xùn)者深入了解自己，不斷加以改進(jìn)和提高。角色扮演法在教學(xué)中的應(yīng)用主要是基于教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)目標(biāo)，讓學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)中模擬情境，得以提高教學(xué)效果，深度達(dá)成教學(xué)目標(biāo)。

實(shí)驗(yàn)前教師可適當(dāng)創(chuàng)設(shè)仿真情境，通過學(xué)生扮演不同的角色，讓學(xué)生深入其境，給學(xué)生更直觀、更真切的認(rèn)識(shí)，留下深刻的印記。角色扮演幫助學(xué)生處在別人的位置上思考問題，可充分體驗(yàn)各類人物的心理感受，對(duì)學(xué)生自可我控制能力、表達(dá)溝通能力以及隨機(jī)應(yīng)變能力的培養(yǎng)都是很有好處的。

在做阿基米德原理實(shí)驗(yàn)前，教師也可以讓學(xué)生上臺(tái)先講“曹沖稱象”的故事，發(fā)生在公元200年的“曹沖稱象”的故事家喻戶曉，學(xué)生比較熟悉，更有興趣，可營(yíng)造更好的實(shí)驗(yàn)氛圍。課堂上，教師可讓四名學(xué)生上臺(tái)分別扮演曹操、曹沖、大臣一（發(fā)表造秤來稱觀點(diǎn)）、大臣二（發(fā)表宰象來稱觀點(diǎn)）。六歲的曹沖利用“漂浮在水面上的物體的重力等于水對(duì)物體的浮力”這一科學(xué)原理，解決了一個(gè)令高智商大臣都一籌莫展的大難題，這在當(dāng)時(shí)是一個(gè)奇跡。該故事的主人公是個(gè)小孩童，這可給學(xué)生一個(gè)啟示：有時(shí)年齡大小不是問題，只要認(rèn)真學(xué)習(xí)、勤于觀察思考，也是可以解決一些難題，取得一些成果的。

角色扮演要求教師進(jìn)行嚴(yán)格的情景模擬設(shè)計(jì)，教師要了解學(xué)生特點(diǎn)，精心選擇扮演學(xué)生，做好過程調(diào)控，方能達(dá)到理想效果。有時(shí)由于學(xué)生自身能力原因，角色參與意識(shí)不強(qiáng)，角色表現(xiàn)漫不經(jīng)心，表達(dá)不佳，占用時(shí)間過多等因素皆影響學(xué)習(xí)進(jìn)程與學(xué)習(xí)效果。角色扮演對(duì)科學(xué)教師提出了更高的要求，教師要扮演好導(dǎo)演的角色，對(duì)“演員”的選擇要慎之又慎，如果在不了解授課班級(jí)學(xué)生的情況下貿(mào)然使用角色扮演，一方面了浪費(fèi)了課堂教學(xué)寶貴的時(shí)間，另一方面可能學(xué)生沉迷于表面的熱熱鬧鬧，而實(shí)際收效甚微，也難以讓學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生持久的興趣。

四、生活情境

陶行知先生認(rèn)為“生活即教育”。學(xué)生對(duì)自己親身經(jīng)歷的、熟悉的、身邊的事物與現(xiàn)象是感興趣的。以現(xiàn)實(shí)生活的事物與現(xiàn)象為基礎(chǔ)，立足于學(xué)生積累的現(xiàn)實(shí)生活經(jīng)驗(yàn)，作為實(shí)驗(yàn)的鋪設(shè)材料，并著眼于學(xué)生的發(fā)展需要，學(xué)習(xí)對(duì)生活有用的科學(xué)知識(shí)。在做“物質(zhì)的溶解”有關(guān)實(shí)驗(yàn)前，教師可先布置一個(gè)“喝最甜的紅糖水”活動(dòng)，讓學(xué)生在家沖一玻璃杯最甜的紅糖水，并嘗試分析如何達(dá)到最甜。沖紅糖水活動(dòng)本身難度是小的，大部分學(xué)生可能都沖過，但嘗試分析如何達(dá)到最甜卻有一定的挑戰(zhàn)性。從學(xué)生反饋的信息來看，大體有幾下幾種類型：

第一類：玻璃杯中倒?jié)M熱水，結(jié)果倒入紅糖時(shí)，水溢出杯口，感覺紅糖水不甜，沒喝到最甜的紅糖水。第二類：玻璃杯中倒一部分熱水，逐漸加入紅糖，糖水逐漸變甜，但不能確定是否最甜。第三類：玻璃杯中倒一部分冷水，大量加入紅糖，一部分紅糖溶解不了，感覺肯定喝到最甜的糖水。第四類：玻璃杯中倒一部分溫開水，大量加入紅糖，一部分紅糖溶解不了，感覺肯定喝到最甜的糖水。第五類：玻璃杯中倒一部分熱水，大量加入紅糖，一部分紅糖溶解不了，感覺糖水不是很甜。為了喝到最甜的糖水，后來燒了一壺開水，再不斷倒入紅糖，直至溶解不了為止，確信喝到了最甜的紅糖水。

最后，學(xué)生討論得出要喝到最甜的紅糖水必需要滿足下列條件：足夠高的水溫，杯底要有蔗糖殘留不能溶解。并進(jìn)一步得出“溫度越高，固體紅糖溶解能力越強(qiáng);在一定量水中，蔗糖溶解能力是有限的”等結(jié)論。如此，為做物質(zhì)的溶解有關(guān)實(shí)驗(yàn)打下了良好的基礎(chǔ)，營(yíng)造了十分有利的情境。

五、問題情境

針對(duì)實(shí)驗(yàn)本身的問題情境創(chuàng)設(shè)非常重要。創(chuàng)設(shè)問題情境意在實(shí)驗(yàn)教學(xué)與學(xué)生求知心理之間立疑設(shè)障、激情引趣，讓學(xué)生處于“憤”與“悱”之狀態(tài)，激發(fā)學(xué)生探究欲望。依據(jù)生成資源引導(dǎo)學(xué)生多角度、多方位地對(duì)情境內(nèi)容進(jìn)行綜合、分析、比較、判斷，促使學(xué)生不斷地同化和順應(yīng)，達(dá)到新的平衡態(tài)。如“水的電解”實(shí)驗(yàn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)過程中的現(xiàn)象變化科學(xué)設(shè)置問題，科學(xué)營(yíng)造問題情境，循序漸進(jìn)、步步深入，突出重難點(diǎn)，弄清易錯(cuò)點(diǎn)，促使實(shí)驗(yàn)教學(xué)的深度推進(jìn)與高效學(xué)習(xí)。

問題1：比較開始時(shí)兩玻璃管液面高度。

問題2：描述電極上產(chǎn)生的現(xiàn)象。

問題3：描述兩支玻璃管內(nèi)液面的變化。

問題4：判斷產(chǎn)生的兩種氣體的體積比。

問題5：驗(yàn)證這兩種氣體所采用的方法與出現(xiàn)的現(xiàn)象。

問題6：分析水在通電情況下是如何分解產(chǎn)生氫氣和氧氣的？

問題7：判斷水的電解是化學(xué)變化還是物理變化？氧氣和氧、氫氣和氫是否一樣？水是由氧氣和氫氣組成的嗎？

教師在創(chuàng)設(shè)問題情境時(shí)要注意問題的梯度性，在實(shí)驗(yàn)中對(duì)不同能力層次的學(xué)生要提問不同難度的問題，要注意問題難度與學(xué)生能力的匹配度。一個(gè)實(shí)驗(yàn)問題如果連問兩個(gè)學(xué)生都答不出來，教師就應(yīng)調(diào)整設(shè)問角度，積極作適當(dāng)?shù)匿亯|和調(diào)整，從而避免課堂的冷場(chǎng)，消減學(xué)生的挫敗感。惟有問得其所，讓學(xué)生思一思能答出來，讓學(xué)生有成功的體現(xiàn)，才能激發(fā)學(xué)生持續(xù)探究的興趣，如此方能收到理想的效果。

綜合來看，《科學(xué)》實(shí)驗(yàn)情景的創(chuàng)設(shè)要堅(jiān)持以下幾個(gè)原則：

一是趣味性。學(xué)習(xí)自興趣始，無味無趣，多的是抽象概括，而忽視趣味情境的營(yíng)造，這對(duì)于學(xué)科實(shí)驗(yàn)教學(xué)是非常不利的，教師要積極打造有趣的實(shí)驗(yàn)課堂。二是鮮活性。鮮活材料時(shí)代感強(qiáng)，取當(dāng)下正發(fā)生的與實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的時(shí)事材料與實(shí)驗(yàn)教學(xué)緊密結(jié)合，對(duì)學(xué)生的吸引力大;且時(shí)事材料往往蘊(yùn)含著較強(qiáng)較多的思想教育因子，有利于克服純粹認(rèn)知活動(dòng)的缺陷，對(duì)學(xué)生核心素養(yǎng)的培育有著較大的意義。三是生活性。要注重聯(lián)系現(xiàn)實(shí)生活，家鄉(xiāng)的、自己熟悉的生活情境是令人愉悅的，生活事件中均包含或強(qiáng)烈或含蓄的情感因素。教師平時(shí)要注重與學(xué)生實(shí)際生活相關(guān)的素材的積累與處理，挖掘?qū)嶒?yàn)情境資源，使實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)成為一種包括情感體驗(yàn)在內(nèi)的綜合性活動(dòng)，增強(qiáng)學(xué)生的情感體驗(yàn)，這對(duì)于提高實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)效果具有重要的積極意義。四是經(jīng)典性。情境創(chuàng)設(shè)材料的選取不僅僅是現(xiàn)實(shí)的，還有許多的歷史經(jīng)典素材可選擇，經(jīng)典素材之所以流傳下來，是因?yàn)槠渖羁痰慕逃饬x，我們不但要繼承，更要在其基礎(chǔ)上不斷創(chuàng)新。五是問題性。有價(jià)值的教學(xué)情境可有效地引發(fā)學(xué)生思考，絕不是嘩眾取寵，讓學(xué)生一笑了之。情境中的問題是根據(jù)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)目標(biāo)要求而提出來的，具有強(qiáng)烈的針對(duì)性;問題設(shè)置的難易度要照顧到全體學(xué)生，以保證使大多數(shù)學(xué)生在課堂上都處于思考狀態(tài);問題的設(shè)計(jì)和表述盡量新穎生動(dòng)，以使問題具有真正吸引學(xué)生的力量。六是可操性。布置的任務(wù)、設(shè)計(jì)的問題要具有較強(qiáng)的可操作性，要有一定的梯度，要有一定的可選擇性，不要讓學(xué)生產(chǎn)生畏難情緒。