小學科學課程是實踐性很強的課程,科學、規范地進行實驗操作是打好科學探究的基礎、提高科學課教學質量的重要一環。然而,在小學科學課由按部就班的統一的程序化的教學向自主、開放的形式發展的今天,規范化實驗操作卻往往重視不夠,本文就此作初步探討。
一、科學實驗規范化操作的意義
小學科學中的實驗規范化操作是指師生在使用儀器、連接和裝配儀器及觀察現象時按一定的程序規范和動作規范完成操作活動,這些規范是以科學理論為依據并經實踐總結出來的。如彈簧秤實驗前的歸零檢查、溫度計的讀數、顯微鏡的操作程序、酒精燈的兩次蓋滅、實驗后的器材整理等,這些看似細節,卻為實驗教學不可忽視的重要環節。而規范實驗操作,可讓良好的實驗習慣和思維方式通過多次的實驗過程逐步內化成為學生的基本能力和素質,對學生的終生發展有著非比尋常的意義。
1.規范操作有助于學生知識的掌握和能力的培養
規范化操作和準確觀察,能使學生獲得最典型、最真實的感性認識,再通過思維活動形成概念、總結規律。實驗中,動作的一招一式都有其規范要求,如滴管的使用,規范的操作是用中指和無名指夾住滴管,拇指、食指擠壓膠頭處,垂直使用;溫度計的使用,須看清溫度計的量程與分度值、讀數時眼睛要平視、讀數時溫度計不能離開被測物體……無論教師演示實驗還是學生自主實驗,只有按規范去做,才能使學生在獲得知識和方法上少走彎路,使學生的思維能力、操作能力得到培養。
2.規范操作有助于學生情感態度與價值觀的養成
小學科學課中的實驗都是最基本、最淺顯的實驗,但操作要求應當是嚴謹的。如蘇教版《溶解》單元,涉及11個實驗,包含溶解、過濾、加熱分離。以溶解為例,其規范操作要點含靜觀(靜觀物質在水中的變化)、攪拌(要注意溶液是否均勻,攪拌要先慢后快)、靜候(物質的溶解有快慢)等,操作中高錳酸鉀的取放、勺子與玻璃棒的使用都有一定的規范。只有嚴格按照規范利用溶解裝置進行實驗才能體驗研究溶解與不容易溶解現象的樂趣,更重要的是能使學生像科學家那樣通過探究溶解過程,體驗到學習科學知識的情趣和成功的喜悅,形成嚴謹的科學態度。
3.規范操作有助于課堂氣氛的和諧與效率的提高
操作的規范化程度往往決定著實驗的成敗。科學課堂中,只有在愉悅、和諧的氣氛下學生的學習熱情才會高漲。學生的規范操作能使實驗過程井然有序,更多體驗到成功的樂趣,否則實驗成功率降低,易誘發偶發事件,甚至引起學生間的矛盾。同樣,教師的規范化操作是得到正確結果的前提,有助于提高教學效率,否則,不僅貽誤時間,而且會引起學生對科學知識的懷疑或對科學知識理解的偏差,以至影響教學效率。如《摩擦起電》實驗中,若用潮濕的玻璃棒與絲綢摩擦時不起電或起電很微弱不能吸引紙屑,必然會給學生留下很多的疑問。又如對《擺的研究》,從擺的制作到數擺動次數的方法、探究影響擺動快慢因素的次序等都有一定要求,否則探究過程難以有效進行。
4.規范操作有助于實驗過程的安全與儀器的保護
盡管小學科學實驗比較簡單,極少涉及易燃易爆、有毒藥品,但不規范操作有時也會出現危險。以加熱這項基本操作為例,觀察水的沸騰現象、研究固體的熱傳導等均涉及加熱,若學生在操作時程序不合理、方法不當就可能造成不必要的麻煩。教學中務必要強調不要伸手穿越火苗、試管在加熱前應先均勻受熱、加熱化學藥品時試管口不要朝向自己或他人、金屬絲被加熱后不應該馬上用手直接去接觸等,以免造成安全事故。另外,從實驗的準備到實驗之后儀器的拆除、存放整個過程中完全按規范化的操作規程辦還有助于實驗儀器的保護。
二、小學科學教學中實驗操作欠規范的理性思考
走進小學科學課堂,師生在實驗操作中欠規范的現象比比皆是,其中既有“學”的問題,也有“教”的問題。
1.從學生角度分析
科學實驗的操作過程本應是一個嚴謹的過程,但科學課堂中,學生的實驗活動常帶有盲目性,有些學生操作過程混亂無序,對器材的使用隨意性大,實驗結束后對器材的整理不規范。典型問題有:
一是有活動沒思考。小學生具有好奇、好問、好動即廣義探究的天性,會有一種探究的欲望。他們喜歡做實驗,卻往往又把實驗當做游戲,不按科學的程序進行操作,經常會在開始實驗之前或者之后樂此不疲地提前或繼續研究,而對一些基本操作則處于“看起來都會,做起來不太會”的狀態。這種純粹被玩的意識支配的實驗活動帶有很大的盲目性,會導致動手操作與動腦思考分離,為活動而活動,學生缺少反思,科學實驗的價值幾乎喪失殆盡,長此以往,甚至會造成科學實驗的安全隱患。
二是重流程輕細節。新課程背景下,突出學生的主體地位,強調學生的自主探究,這一導向無疑是正確的,但這并不意味著不需最起碼的科學實驗的規范。小學生的科學實驗也應當是嚴謹的,需要按照一定實驗操作程序嚴格進行,如酒精燈的點火和熄滅、測力計使用前的刻度歸零、托盤天平砝碼的取用與游碼移動、實驗前的變量控制等,一旦不認真就會造成實驗的失敗。另外,課堂教學中的一些不恰當的比賽,會造成學生因爭強好勝而忽略實驗中轉瞬即逝的現象,難以做到潛心觀察實驗現象,使實驗活動流于形式。
三是重操作輕記錄。小學生的年齡特點決定了學生在實驗過程中,較多關注實驗本身和實驗材料本身,對于實驗數據的記錄往往不夠重視,不能及時準確地記錄、整理數據或收集到的數據不全面。實驗記錄既是學生體會科學實驗的規范性的重要環節,也是從事實推理到結論之間的一道橋梁,它使課堂交流匯報更有序、有據、有理。
2.從教師角度分析
教師的一舉一動對學生的具體實驗操作起著潛移默化的作用,所以科學教師的每一個動作都必須準確、規范,但現實狀況并不理想。
一是認識偏差。片面認為小學科學實驗非常淺顯,操作無需太苛刻,能得出結果即可,表現在心理上不重視,事先很少親自動手去做實驗,對實驗的具體操作過程不甚了解,對教學中可能會遇到的問題只是憑個人經驗想當然,因而難以對學生進行正確規范的引導。還有的教師沒有真正理解課程改革、課程標準的精神實質,更沒有真正理解小學科學課中實驗教學的目的和要求,表現在把實驗過程完全放給學生,讓學生隨意操作,自由發揮,經常導致實驗結果與預期目標背道而馳。
二是素養不高。教師是學生模仿的范例,是學生借以形成動作印象的重要來源。但是,現階段多數小學科學老師都不是科班出身,且以兼職為主。他們的實驗技能水平參差不齊,從來沒有接受過專業的實驗技能的培訓和學習,對實驗的細節挖掘不深、對某些操作細節模棱兩可。
三是培訓欠缺。由于小學科學課標、教材處于調整中,兼職教師往往又是科學教師隊伍的主體,他們對于編寫者的用意往往不甚了解,又沒有專業的指導培訓,同時很多的實驗材料需要教師去挖掘和找尋,完全靠教師的自我摸索,所以很難達到實驗教學的規范。
三、實驗教學過程中操作規范化的實施
1.加強研訓,提升素養
實驗是完成科學課教學任務的必要途徑,小學階段是學生從游戲性實驗向規范實驗發展的基礎階段,實驗教學中不但要提倡自主、開放的探究,而且要指導學生像科學家那樣進行規范化操作,成敗取決于科學教師的教學行為、取決于老師對于“規范”的把握。針對在崗教師,比較適宜的方式是問題導向、研訓一體、區域教研、協同進取的體系,培訓內容上既要學習理論、升華認識,使教師對小學科學的課程目標、基本理念和方法、科學知識與體系等有一定程度的了解和熟悉,也要讓科學教師以參與式培訓的方式通過實踐具備與新課程相匹配的技能。同時,校本教研中,科學教師要以教學中出現的實際問題為研究對象,通過與同伴交流在互動中傳播操作規范,教師本人還可以閱讀一些培養動手能力的書籍以及通過網絡查詢,鉆研、琢磨、借鑒操作規范要求。科學教師只有親自動手、不斷嘗試,才能熟悉操作規范,提高素養,進而在教學實踐中言傳身教、作好示范。
2. 關注細節,有序訓練
學生操作環節,教師要“扶”“放”有度,先入為主,讓學生明確實驗目標、理清操作程序、認識操作規范。要訓練學生一定要清楚操作要求和規范后再動手,應定好“標”——讓學生明確實驗的目的,理好“序”——讓學生明確實驗的操作過程,懂得“法”——了解基本器材的操作方法與注意事項,避免實驗操作的隨意性。動作規范化是實驗操作規范化的核心,無論是演示實驗還是示范操作,教師必須以身作則,嚴格執行規范,對要求小學生掌握的規范化動作要領,必須通過清楚正確的肢體動作、姿勢來進行準確、熟練、連貫的操作示范,尤其對學生初次接觸的儀器的使用及易碎易破的儀器等,教師要不厭其煩地講解、示范動作準確到位,讓學生清楚每個操作的細節,對計量類儀器要強調有序操作,以提高測量的準確性。
當然,而實驗操作規范化教育是一項長期而艱巨的工作。教學中,師生實驗操作的規范化也不在于規范條目的多少,關鍵在于如何有效地將這些規范條目堅持不懈地付諸行動,才能使學生形成規范操作的意識,養成良好的規范操作習慣。