試論實驗對科學教育專業教學的支撐作用

實驗是科學學習中探究式學習的重要環節和學習載體，在科學教育專業教學中起著引領和支撐的作用。這種支撐作用表現在創設教學情境、促進學生理解以及發展學生能力等方面。實驗科學教育教學支撐作用小學科學課程是以培養科學素養為宗旨的科學啟蒙課程。科學素養的形成是長期的，早期的科學教育將對一個人科學素養的形成具有決定性的作用。承擔科學啟蒙任務的這門課程，將細心呵護兒童與生俱來的好奇心，培養他們對科學的興趣和求知欲，引領他們學習與常見事物有關的淺顯的科學知識，并能應用于日常生活，逐漸養成科學的行為習慣和生活習慣；幫助他們體驗科學活動的過程和方法，使他們了解科學、技術與社會的關系，樂于與人合作，與環境和諧相處，為后繼的科學學習、為其他學科的學習、為終身學習和全面發展打下基礎。培養學生創新精神和實踐能力是新課程核心目標之一，而要實現這個目標，就必須倡導“學生生活世界和科學世界的整合”。科學課程的定位、內容和性質決定了要實現這門課程教學目標就不能把教學活動封閉在一間教室里，不能把教學過程演變成教師說教的獨角戲，不能把教學目標完成在記住答案……那么，科學課程的課堂是一個什么樣的課堂？身為課堂教學組織者的教師在這樣的課堂中是一個什么樣的角色呢？這樣的教師角色應當就是師范學校培養科學教育專業學生的目標和要求。為此，在課程建設方面應當注意凸顯實驗課程的建設理念。一、科學探究是科學學習的中心環節科學課程應向學生提供充分的科學探究機會，使他們在像科學家那樣進行科學探究的過程中，體驗學習科學的樂趣，增長科學探究能力，獲取科學知識，形成尊重事實、善于質疑的科學態度，了解科學發展的歷史。實驗和動手操作以及生活觀察，都是探究學習的主要手段和通道，小學科學課程教材是教師教學的主要資源，是教與學的重要依據。教材是由教育專家編寫的，經國家審定的高水平的課程資源。教材提供了大量、豐富的真實實驗過程和要求，如觀察陽光下物體影子的變化、用平面鏡做游戲、做一個電磁鐵等，這就要求教師們能夠很嫻熟地組織學生進行實驗操作，而教師熟練地進行實驗準備和實驗操作是實驗教學的前提條件，因此，在科學專業建設中應加強對本專業學生實驗操作能力的培養和考評，分三部分實施：一是開設普通物理、化學、生物和地理學實驗操作課；二是開設小學科學實驗操作課；三是開設科技制作課，讓學生在動手過程中學習操作技巧，在操作過程中總結經驗，在總結經驗的過程中升華對知識的理解和掌握。這一過程就是“做中學”教學理念的落實過程，也是陶行知先生“教學做合一”教學理念的體現。二、實驗是科學探究的中心環節科學探究包括七個要素：提出問題、猜想與假設、制定計劃與設計實驗、進行實驗與收集證據、分析與論證、評估、合作與交流。這是科學探究的七個要素，并不是科學探究活動中必須經過的7個順序環節。因此，學校課堂教學在開展科學探究活動中，應根據學生的探究水平，只注重對某幾個要素的過程經歷與能力培養，并不強求每個科學探究活動都必須經過這7個環節。但是可以看出，不論跨越哪個環節，實驗環節是每一個探究活動或探究過程中必備環節和支撐環節。因為實驗環節既是實驗設計的執行環節，同時又是分析論證、得出結果的前提和基礎環節，同時它也是鍛煉學生動手能力、觀察能力、操作能力以及合作能力的載體和依托。與此同時，實驗也是學生自主學習和合作性學習的重要平臺。通過實驗操作過程感知實驗程序、實驗現象、實驗記錄和分析的過程，對實驗結果的認知和理解更加深刻和透徹。在實驗過程中，通過與同學的分工合作，增強與同學的表達和溝通能力，與同學分享實驗的成果，體會到集體的智慧和力量。三、實驗對科學教育專業教學的支撐作用1.運用實驗創設良好的教學情境。教育家蘇霍姆林斯基說過，“如果教師不想方設法使學生進入情緒高昂和智力振奮的內容狀態就急于傳授知識，那么這種知識能使人產生冷漠的態度，而不動情感的腦力勞動就會帶來疲倦。”（《有效教學情境創設方法》，張仁賢主編，天津教育出版社，2008年6月）。所以，教學的第一步就是創設教學情境，對于科學教育專業教學來說，教學情境的設置尤為重要，它是引發學生對特定科學問題進行認識、關注和思考的條件，任何過于寬泛和偏離主題的情境設置都會把學生的思考引入歧途。其次，興趣是最好的老師，一旦學生對任何一個科學主題產生直觀興趣，學生自己都會最快地投入到探究過程中，并利用自身已有經驗想方設法去求證。而實驗是最直觀的教學情境表現形式之一，在實驗中發現疑問、現象，引發學生思考。2.運用實驗幫助學生理解抽象的科學現象和知識。科學專業教學的使命之一，就是引導學生把自己的生活經驗上升到理性認知，把生活概念上升到科學概念。在科學教育的學習過程中，學生的許多生活經驗和生活概念會阻礙科學概念的認知，如在地球內力作用下，巖石圈各板塊運動所導致的地形變化、地球的運動方向、月相運動規律、四季的形成等地球相關知識，以及浮力、磁性、光等物質世界的基本知識和規律的認知，由于學生認知世界和認知水平的有限性，或是由于認知對象的隱秘性，很多知識概念的認知必須借助實驗來完成從抽象到具象的轉變，所以各種模擬實驗或驗證實驗成為教學的有力支撐。3.通過實驗培養和提高學生的綜合能力。在科學教育專業的學習中，學生要掌握一定的實驗能力，在實驗設計、實驗操作和實驗觀察、實驗記錄以及實驗數據的整理和分析中，培養學生尊重實驗數據、嚴謹和認真的科學態度。實驗在直觀上直接培養學生的動手能力，但是在實驗過程中同時培養和提高了學生的觀察能力和思維能力，是對學生整體素質的整體提升。觀察是一種帶有目的性的心理活動，細致的觀察是學生獲得真實實驗數據和實驗現象的必要條件，也是提高學生心智的一個過程。通過實驗設計和實驗分析，可以培養學生的想象創新能力、分析能力和縝密邏輯思維判斷能力，通過探索性試驗，讓學生在教師的引導下拓展嘗試空間，以理性的態度面對實驗的成功或是失敗。學生的素質包括知識因素、智能因素和非智能因素，包括基本的基礎知識、觀察能力、思維能力、實踐能力以及嚴謹的科學態度、細致的工作作風和堅韌的思想意志等方面。而這些能力和態度的形成，僅僅靠教師的直接指導和講授是不能內化成學生自身素質的，必須依靠學生在實際操作過程中認知和接納，從而獲得。

參考文獻：

[1]王義道.在21世紀人才培訓中實驗教學的地位和作用[J].實驗室研究與探索，1998，（3）.

[2]馮小燕.淺談新形勢下的高校實驗室建設和管理[J].實驗室研究與探索，2001，（2）.

[3]張露菁，陳小立.培養創新精神提高實踐能力[J].實驗室研究與探索，2003，（2）.

[4]賀秀良.大學基礎實驗[M].北京：國防工業出版社，2005.

[5]中華人民共和國教育部.科學（3-6年級）課程標準[M].北京：北京師范大學出版社，2008.

[6]賈俐佧.理想模型在物理教學中的地位和作用[J].山西廣播電視大學學報，2011，（1）.