李玉蘋
〔摘? ? 要〕? 實驗教學(xué)是自然學(xué)科教學(xué)中的重要組成部分,也是學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)探究的重要過程。疫情防控期間,學(xué)生居家學(xué)習(xí)中很多課堂實驗活動無法正常開展。教師如何引導(dǎo)學(xué)生利用身邊材料進行實驗活動,并啟發(fā)學(xué)生動手開展家庭實驗就顯得很重要了?;诖耍倚W匀唤萄薪M線上教學(xué)期間以居家小實驗為載體,利用實驗預(yù)錄視頻、在線演示實驗、課后挑戰(zhàn)任務(wù)、過程反思總結(jié)等方法,有效提升學(xué)生實驗探究的能力,引導(dǎo)學(xué)生用居家小實驗支持科學(xué)探究學(xué)習(xí),讓在線自然課堂真正“動”起來。
〔關(guān)鍵詞〕? 小學(xué)科學(xué);居家小實驗;科學(xué)探究
〔中圖分類號〕? G424? ? ? ? ? ? ? ?〔文獻標(biāo)識碼〕? A? ? ? ? 〔文章編號〕? 1674-6317? (2023)? 11-0049-03
一、研究目的
《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》指出:科學(xué)學(xué)習(xí)要以探究為核心。探究既是科學(xué)學(xué)習(xí)的目標(biāo)又是科學(xué)學(xué)習(xí)的方式。親身經(jīng)歷以探究為主的學(xué)習(xí)活動是學(xué)生學(xué)科學(xué)的主要途徑??茖W(xué)課程應(yīng)為學(xué)生提供充分的科學(xué)探究機會。在教學(xué)活動中,實驗教學(xué)是自然學(xué)科教學(xué)中的重要組成部分,也是學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)探究的重要過程。在新冠疫情防控期間,學(xué)生居家進行線上學(xué)習(xí)。學(xué)生在線學(xué)習(xí)中,由于專業(yè)實驗設(shè)備缺乏,讓原本可以在實驗室中進行的常規(guī)實驗探究活動無法有效開展。在線課堂模式主要以教師講解、學(xué)生觀看和聆聽為主,使學(xué)生動手實踐能力無法鞏固與強化,學(xué)科核心素養(yǎng)無法有效落實。如何引導(dǎo)各年級的學(xué)生尋找身邊的材料開展探究實驗,彌補線上學(xué)習(xí)在實驗操作上的短板,豐富線上教學(xué)形式,就成了擺在各年級自然教師面前的突出問題。
開展線上教學(xué)以來,我校自然教研組教師以居家小實驗為載體,通過設(shè)計并優(yōu)化線上教學(xué)過程,激發(fā)學(xué)生實施居家小實驗的興趣,真正開展時空延續(xù)、形式豐富的居家小實驗,從而落實學(xué)科核心素養(yǎng)的培育。
研究認(rèn)為,居家小實驗的內(nèi)容選擇和組織應(yīng)以學(xué)生的興趣和經(jīng)驗為基礎(chǔ),應(yīng)盡可能貼近學(xué)生的生活。教師在進行實驗引導(dǎo)時可以以學(xué)生學(xué)習(xí)和生活中能接觸到的事物為載體,為學(xué)生提供充分的動手機會和思維空間,盡可能讓學(xué)生在實驗過程中感受自然的奧秘,親身體驗自然與日常生活的密切關(guān)系。學(xué)生在居家小實驗材料和儀器選擇上更加廣泛,他們可以從家庭中一些常見的生活用品中,根據(jù)自己的實驗設(shè)計選擇一些常見實驗材料和儀器,進行簡單的替代性的實驗操作,進而完成整個實驗操作過程。居家小實驗有很多優(yōu)點:材料容易獲得,操作便捷,學(xué)生可以采用多種方法進行嘗試,等等。我們在線上教學(xué)期間,可以充分發(fā)揮這些優(yōu)點,這樣既彌補了線上學(xué)習(xí)期間無法進行傳統(tǒng)的實驗教學(xué)的不足,又培養(yǎng)了學(xué)生自主探究的學(xué)習(xí)能力。
二、方法與過程
在線教學(xué)以來,教研組團隊的教師充分發(fā)揮自己的專業(yè)特長,以居家小實驗為主題,云端互動研討,主動探索在線實驗教學(xué)方式和方法,引導(dǎo)并鼓勵學(xué)生積極開展居家小實驗自主探究活動。教師用生動的在線演示實驗和巧妙的任務(wù)設(shè)計啟示學(xué)生在家也可以進行實驗探究,并且更具趣味性。居家小實驗的探索詮釋著教師對線上實驗教學(xué)的理解,演繹著對有效課堂的探索。
(一)巧用視頻導(dǎo)入,提高學(xué)生細(xì)致觀察能力
線上互動課時間比線下課堂更為緊張,空中課堂結(jié)束后只有20分鐘的時間。在等待學(xué)生入群時,教師巧用實驗視頻,播放預(yù)錄實驗視頻或者科普小視頻。這樣,提前進入直播間的學(xué)生可以觀看,有助于提高學(xué)生細(xì)致觀察能力,培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。教師在視頻播放結(jié)束后,組織學(xué)生對視頻內(nèi)容進行簡單的互動反饋,同時鼓勵感興趣的學(xué)生居家動手實踐。
(二)線上直播演示,提高學(xué)生動手實踐能力
教師利用家中常見的材料進行直播演示,在直播時邊實驗邊講解,闡明實驗原理,提高學(xué)生動手實踐能力。同時,教師也鼓勵學(xué)生親自動手實踐,比較自己的實驗和老師演示實驗現(xiàn)象的異同,分析其原因。學(xué)生在課前經(jīng)歷了實驗知識的認(rèn)知,課中觀看甚至模仿教師演示實驗,起到了潛移默化的作用,學(xué)生的動手能力也就逐漸提高了。
以三年級《水的三態(tài)變化》一課為例。空中課堂通過認(rèn)識水的蒸發(fā)和沸騰現(xiàn)象、探究水蒸氣凝結(jié)成水的過程、探究水變成冰和冰變成水三個活動,探究水的三態(tài)變化。水有液態(tài)、固態(tài)和氣態(tài)三種狀態(tài),而空中課堂對水蒸氣變成冰的過程并沒有通過實驗詳細(xì)講解?;诱n時,教師利用家里的廢棄易拉罐、自來水、冰箱,設(shè)計冰凍和室溫的對比實驗,引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識水蒸氣變成冰的過程需要比較低的溫度。通過觸手可及的實驗材料與清晰的演示,學(xué)生明白了使用家里的常見材料同樣可以開展實驗,激發(fā)和引導(dǎo)學(xué)生課后主動動手實踐。
(三)引導(dǎo)反思實驗,提升學(xué)生總結(jié)思維能力
教師還可以在教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)任務(wù)單設(shè)計自己感興趣的實驗。首先,學(xué)生根據(jù)實驗主題,尋找家中對應(yīng)的實驗材料,自主設(shè)計實驗方案。接著,學(xué)生根據(jù)實驗方案邊實驗邊講解,整個實驗過程用視頻或者圖片進行及時記錄。教師通過家校本進行回應(yīng)與評價,引導(dǎo)并鼓勵學(xué)生進行總結(jié)反思。最后,形成居家實驗小報告。這樣,就促使學(xué)生在整個在線學(xué)習(xí)過程中,也能經(jīng)歷完整的科學(xué)探究過程,并對自己的探究過程進行及時的反思,從而提升了學(xué)生總結(jié)思考能力。
以四年級《摩擦力》一課為例。教師在課后布置了自主探究影響摩擦力大小因素的挑戰(zhàn)性任務(wù)。學(xué)生在互動直播課時,觀看了影響摩擦力大小的演示實驗。課后學(xué)生根據(jù)挑戰(zhàn)任務(wù)單選擇家里常見的材料(紙盒和書本等),設(shè)計并開展了利用空紙盒與裝入書本的紙盒做比較的實驗,最后拍攝視頻記錄整個實驗過程,教師給予反饋和指導(dǎo)。學(xué)生通過邊實驗邊講解的方式,獲得了壓力(正壓力)越大摩擦力就越大的結(jié)論。
(四)結(jié)合任務(wù)要求,提升學(xué)生自我評價能力
在直播互動臨近結(jié)束時,教師可為學(xué)生布置和本節(jié)課相對應(yīng)的任務(wù)。學(xué)生經(jīng)過課堂實驗學(xué)習(xí)的強化后,往往會躍躍欲試。這時候布置相應(yīng)的具有挑戰(zhàn)性質(zhì)的實驗活動任務(wù),引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)任務(wù)要求,通過材料替換或選擇,創(chuàng)造性地進行實驗。在實驗過程中,學(xué)生對照活動評價表的要求,在任務(wù)驅(qū)動下自主完成自我評價,提升了自我評價能力。
以五年級《利用磁性發(fā)電》一課為例。教師可布置利用家中材料開展與“電”相關(guān)的實驗任務(wù)單,并設(shè)計與任務(wù)相對應(yīng)的評價單。首先,提出根據(jù)實驗主題選擇并在家中找到對應(yīng)的材料的要求;其次,提出設(shè)計合理的實驗步驟,并能夠正確開展實驗的要求;最后,提出交流時語言表達準(zhǔn)確、視頻拍攝清晰的要求。學(xué)生分別完成以上三條評價要求,就可以各獲得一顆星。這樣,將評價要求與學(xué)生實驗步驟和方法相對應(yīng),就能引導(dǎo)學(xué)生在家中有序、有效地開展實驗。
三、結(jié)果與分析
在新課程標(biāo)準(zhǔn)改革背景下,運用新的學(xué)習(xí)模式對傳統(tǒng)課堂教學(xué)進行的變革,能促進學(xué)生自主參與探究活動,主動獲取知識。線上教學(xué)也是一樣,居家小實驗既可以改進線上教學(xué)的方式,也可以有效地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。居家小實驗,向?qū)W生提供了充分的科學(xué)探究機會,使他們在科學(xué)探究的過程中,體驗到了學(xué)習(xí)科學(xué)的樂趣,提升了科學(xué)探究的能力。在幾個月的線上實驗教學(xué)指導(dǎo)中,我們不僅探索了線上教學(xué)的方法路徑,還為后續(xù)更好地開展線上教學(xué)帶來了諸多啟示。實踐表明,利用實驗預(yù)錄視頻、在線演示實驗、課后挑戰(zhàn)任務(wù)、過程反思總結(jié)等方法,能有效提升學(xué)生實驗探究的能力。
(一)巧設(shè)實驗,動手動腦
實驗教學(xué)可使抽象的科學(xué)概念形象化、直觀化,通過實驗?zāi)苡行еС挚茖W(xué)探究的驗證過程。將實驗落實在教學(xué)過程中,要體現(xiàn)在教師的“教”和學(xué)生的“學(xué)”上。在激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的同時,引導(dǎo)學(xué)生積極動手動腦,并培養(yǎng)其實證意識。本案例闡述了采用以上四個方法設(shè)計直播互動課的實驗環(huán)節(jié),通過引導(dǎo)學(xué)生用居家小實驗支持科學(xué)探究,讓在線自然課堂真正“動”起來。較好地凸顯了自然課的特色,也有效地提升了學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)。
在直播實驗演示時,教師要用科學(xué)規(guī)范的實驗操作和科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度影響學(xué)生,幫助學(xué)生養(yǎng)成良好的科學(xué)探究習(xí)慣和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。實驗演示環(huán)節(jié),教師可以邊實驗邊互動,有效地調(diào)動學(xué)生在線學(xué)習(xí)的積極性,引導(dǎo)學(xué)生在主動探究的過程中獲取科學(xué)知識,形成尊重事實、善于質(zhì)疑的科學(xué)態(tài)度。
(二)任務(wù)驅(qū)動,自主評價
在學(xué)習(xí)活動中,將任務(wù)與評價要求有機融合,是支持學(xué)生完成探究的有力保障。挑戰(zhàn)任務(wù)單上設(shè)計對應(yīng)學(xué)生實驗步驟和方法的評價單,要求即評價點。通過評價引導(dǎo)學(xué)生明確活動要求,主動承擔(dān)活動責(zé)任。這既是對教學(xué)資源開發(fā)與利用的促進,也能更好地引導(dǎo)和啟發(fā)學(xué)生進行思考,從而激發(fā)學(xué)生自主探究的興趣,讓學(xué)生能更有序、有效地開展科學(xué)實驗。
任務(wù)單自主評價的設(shè)計,很好地激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,也給學(xué)生搭建了自主完成科學(xué)實驗探究的支架。學(xué)生在任務(wù)單的幫助下,利用課余時間完成自主學(xué)習(xí),實現(xiàn)挑戰(zhàn)任務(wù)單,幫助學(xué)生在自我前概念和這節(jié)課學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上完成深度學(xué)習(xí)。
(三)及時記錄,有效反思
學(xué)生通過視頻或圖片記錄自己的實驗探究過程,教師給予反饋,激勵學(xué)生及時去總結(jié),用心去反思。學(xué)生根據(jù)記錄對自己所做的實驗進行總結(jié)和反思,這也是一項重要的學(xué)習(xí)活動,是對自己原有認(rèn)知進行挑戰(zhàn),形成逆向思維。學(xué)生在這個過程中不斷發(fā)現(xiàn)問題,獲得啟示,從而不斷提高自主學(xué)習(xí)能力,培養(yǎng)創(chuàng)新思維。
(四)創(chuàng)設(shè)情境,自主探究
創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境是一種能激發(fā)學(xué)生情感和思維的有效方法。有趣生動的教學(xué)情境能有效激發(fā)學(xué)生的好奇心。在教學(xué)中,教師精心創(chuàng)設(shè)各種充滿激情、富有生活情趣和開放性的學(xué)習(xí)情境,能有效地激發(fā)學(xué)生參與實驗探究的興趣。學(xué)生在有趣的生活情境中積極互動,主動獲得知識。學(xué)生學(xué)得高興,老師教得輕松,在輕松愉快的氛圍中完成了教學(xué)任務(wù),也提高了在線互動課堂的有效性。
教研組經(jīng)過前期的探索,總結(jié)分析后發(fā)現(xiàn)一些問題。其一,1~2年級學(xué)生興趣度高,居家小實驗?zāi)苡行ч_展,而5~6年級學(xué)生參與率不足。其二,目前開展的實驗活動主要以居家小實驗為主的親子小實驗,主題比較單一。后續(xù),可以分年級確定主題開展小長周期項目式活動的探究,還可以結(jié)合學(xué)??萍脊?jié)組織開展內(nèi)容豐富、可操作性強的實驗活動,充分利用多樣化的實踐活動展現(xiàn)自然學(xué)科特點。
在線教學(xué)因疫情而生,雖然這樣的授課方式并不是最理想的,但線上授課過程中的經(jīng)驗和方法仍值得我們認(rèn)真總結(jié)和提煉。居家小實驗就是自然學(xué)科線上教學(xué)一個非常好的抓手。我們還將不斷創(chuàng)新居家小實驗內(nèi)容,探索實驗指導(dǎo)策略,豐富探究學(xué)習(xí)形式。我們相信,即使是線下教學(xué),居家小實驗仍然是實驗教學(xué)的有效補充,也是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的有效手段。今后,我們還將不斷實踐探索,讓科學(xué)探究的好習(xí)慣伴隨學(xué)生的一生。
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