巧用家庭常見物品組織實驗教學(xué)

◇劉冬雪 李美凝 趙 洋（北京：北京市朝陽區(qū)花家地實驗小學(xué)）

在過去的兩年中，間歇性的“居家辦公”“居家教學(xué)”讓教師發(fā)揮了全部的想象力。小小的電腦被玩出了花樣，繪畫、書寫樣樣精通，線上分組合作有模有樣，班主任和各科教師構(gòu)建起了線上的課堂，秩序井然。

對于小學(xué)科學(xué)來說，線上教學(xué)要多一些思考，多在活動上下功夫。初聽之下，線上活動似乎只有分組討論、屏幕共享等形式，但小學(xué)科學(xué)是以實踐探究為主要教學(xué)形式的學(xué)科，僅討論無法達到教學(xué)培養(yǎng)目標，學(xué)生無法學(xué)有所得。因此應(yīng)從實驗道具入手，利用學(xué)生身邊的簡單事物，幫助教師和學(xué)生共同完成科學(xué)課的學(xué)習(xí)，提升核心素養(yǎng)。

一、序言

2022 年版的《義務(wù)教育科學(xué)課程標準》關(guān)于科學(xué)課有五條理念，其中第四條提及“利用學(xué)校、家庭、社區(qū)的各種資源，倡導(dǎo)以探究和實踐為主的多樣化學(xué)習(xí)方式”。

科學(xué)課程旨在培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)，為學(xué)生的終身發(fā)展奠定基礎(chǔ)，從科學(xué)觀念、科學(xué)思維、探究實踐和態(tài)度責任等方面培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)。其中探究實踐的具體目標為：掌握基本的科學(xué)方法，具有初步的探究實踐能力。

小學(xué)科學(xué)是以探究實踐為主、在“做中學(xué)”“玩中學(xué)”的一門學(xué)科，但做和玩都是在一定的規(guī)格和標準下進行的。因此在科學(xué)教室中的實驗，總是由教師準備好相同規(guī)格的實驗器材，在相同時間、相同環(huán)境下開展。這樣的形式，有助于提高科學(xué)實驗的準確性，也有助于在全班學(xué)生快速掌握科學(xué)事實。而居家的線上學(xué)習(xí)，就沒法達到這一目的。所以利用身邊簡單的事物提高實驗的準確性便成為需要思考的內(nèi)容，即做到“善假于物”。

二、具體案例分析

（一）《珍惜水資源》案例分析

1.課程分析

《珍惜水資源》位于教科版小學(xué)科學(xué)五年級下冊“環(huán)境與我們”單元，具有復(fù)雜性和綜合性，涉及生命科學(xué)領(lǐng)域、地球與宇宙領(lǐng)域和技術(shù)與工程領(lǐng)域。要培養(yǎng)學(xué)生的節(jié)約資源，主要以地球與宇宙領(lǐng)域為核心，培養(yǎng)學(xué)生保護環(huán)境的態(tài)度和責任感。

基于前兩節(jié)課《地球——宇宙的奇跡》和《地球面臨的環(huán)境問題》對地球環(huán)境現(xiàn)狀的數(shù)據(jù)分析、總結(jié)歸納人與環(huán)境相互作用的學(xué)習(xí)，以及課外活動或其他課程的了解，學(xué)生已清楚地認識到地球上的環(huán)境正在受到污染的危害。“我要保護水資源”“我要保護環(huán)境”也是學(xué)生常常掛在嘴邊的口號，學(xué)生已具有環(huán)境保護的態(tài)度。進一步追問如何能做到保護環(huán)境，節(jié)約（減少用水量）是學(xué)生能想到的最有效的辦法。所以學(xué)生已具有態(tài)度責任這一核心素養(yǎng)，繼續(xù)運用數(shù)據(jù)分析、觀察圖片的教學(xué)方式，意義不大。

為了進一步激發(fā)學(xué)生對環(huán)境保護的責任和認同感，產(chǎn)生強烈的、迫切的環(huán)保意識，采用動手動腦的方式，讓學(xué)生意識到節(jié)能（科技小發(fā)明）和循環(huán)（回收再利用）也是環(huán)保的有效方式，更加符合素質(zhì)導(dǎo)向的教學(xué)，更能加強對學(xué)生探究實踐能力的培養(yǎng)，促進質(zhì)疑創(chuàng)新能力的發(fā)展。

2.教學(xué)策略——開展行之有效的活動

環(huán)節(jié)1：學(xué)生首先用水瓶倒水洗手，并利用收集盆進行用水量記錄，在收集盆上標記并估算出用水量，全班匯報結(jié)果。在匯報數(shù)據(jù)的過程中，學(xué)生發(fā)現(xiàn)：同樣是用水瓶倒水洗手，部分學(xué)生用水量多，部分學(xué)生用水量少。這引發(fā)了學(xué)生的思考，學(xué)生根據(jù)用水量多、用水量少和居中三位學(xué)生的分享，分析歸納出倒水速度、倒水時間、水柱粗細、接觸手的面積都有可能對用水量產(chǎn)生影響。這里完成了第一次分析。很多學(xué)生會在之后的實驗中有意識地控制水流速度。學(xué)生的節(jié)能意識得到進一步提升。

環(huán)節(jié)2：觀察水龍頭的結(jié)構(gòu)，思考與水瓶的異同。有學(xué)生發(fā)現(xiàn)，水龍頭出水口與水瓶不同，是一個網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。這個網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)內(nèi)還有一些小水珠藏在網(wǎng)格內(nèi)，會攔截一部分水。學(xué)生根據(jù)“網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)會攔截一部分水，減少用水量”的猜想，做出假設(shè)：如果使用水龍頭洗手，用水量小于水瓶用水，則證明了我的猜想。這里完成第二次分析，并根據(jù)分析提出假設(shè)，建立證據(jù)與假設(shè)之間的聯(lián)系。

環(huán)節(jié)3：是“善假于物”的重要體現(xiàn)，也是本課核心活動。通過對比試驗，分別用帶起泡器和不帶起泡器的水龍頭洗手，得出起泡器對用水量的影響。實驗器材取自家中日用品，簡單易得。小小的水龍頭是怎樣起到節(jié)水的作用的呢？學(xué)生進行觀察水龍頭及出水口、觀察洗手后水漬的狀態(tài)，思考、討論，最終聚焦到“起泡器”上。在這個環(huán)節(jié)中，學(xué)生通過兩次實驗的對比和分析，明確了起泡器對用水量有影響，建立證據(jù)與解釋之間的關(guān)系并提出合理見解，在討論、思考過程中逐步培養(yǎng)了探究實踐能力。

環(huán)節(jié)4：是課程的延伸。通過探究能力的逐步完善，完成環(huán)境保護態(tài)度責任的落實活動——改進礦泉水瓶蓋，并對出水量控制情況進行評價。

3.小結(jié)

通過簡單的“洗手”活動，學(xué)生能夠意識到，簡單的科技可以對人類的生活產(chǎn)生巨大的影響。想要解決環(huán)保問題不一定需要碩大的工程，一個小小的發(fā)明，也能起到環(huán)保的作用。“善假于物”能得到淋漓盡致體現(xiàn)，學(xué)生也能通過這樣的活動，進一步對家中的工具產(chǎn)生興趣，也可以對其他課程起到引導(dǎo)作用。如“小區(qū)的垃圾桶為什么是4 個呢？這樣做的意義與原因是什么？”“家里鍋生銹了，家長告訴我加入醋可以去除，這是為什么？加入比例是多少時能夠達到最好的效果？”“我和我媽媽同時種了盆植物，為什么媽媽種的長得比我的好？”這些問題都是取之于家中，又能作用于家中。無論是線上還是線下教學(xué)，科學(xué)的意義皆體現(xiàn)于此。

（二）《溫度與水的變化》案例分析

1.課程分析

本課位于教科版科學(xué)五年級下冊第四單元第一課，是物質(zhì)科學(xué)領(lǐng)域“熱”的內(nèi)容。本課的教學(xué)內(nèi)容，是學(xué)生三年級“水”單元的進階，體現(xiàn)了教科版科學(xué)教材大單元結(jié)構(gòu)、雙螺旋上升的特點。學(xué)生在三年級的學(xué)習(xí)中，知道水有三態(tài)變化，知道水在變態(tài)過程中，伴隨著溫度上升和其他現(xiàn)象。而在五年級的教學(xué)中，學(xué)生需要通過分析認識到“熱量變化導(dǎo)致了溫度變化”這一概念。“熱量”和“能量”這兩個科學(xué)詞匯，在本冊書第三單元“環(huán)境與我們”中首次出現(xiàn)，學(xué)生能從字面意思上理解，但“熱”單元則是首次應(yīng)用，初步完成概念的建構(gòu)。

在線下科學(xué)教室中，本課是經(jīng)典課，學(xué)生利用水溫計、酒精燈、燒杯、火柴、廢物盒（托盤）、計時器等實驗材料，小組分工合作完成探究實驗。而上述材料在家中幾乎沒有，而本課內(nèi)容是理解性內(nèi)容。小學(xué)五年級的學(xué)生思維發(fā)展基本過渡到抽象階段，但仍然有部分學(xué)生思維發(fā)展較慢，對純理論的內(nèi)容理解起來較困難。為了解除這一困境，教師針對不同情況采取了多種方法。

2.教學(xué)策略——分層次準備實驗材料

為保證課堂教學(xué)的順利進行，需要學(xué)生、家長提前自行準備實驗材料，因此教師要提前在班級群內(nèi)進行布置。

層次1：準備顯示溫度的養(yǎng)生壺、手機（計時器）、筆記本和筆。用能夠顯示溫度的養(yǎng)生壺替代酒精燈和水溫計，方便、安全、實驗速度快、實驗結(jié)果準確，是最好的選擇。

層次2：準備無法顯示溫度的養(yǎng)生壺、手機（計時器）、筆記本和筆。這樣的實驗材料只能替代酒精燈，無法替代水溫計，學(xué)生可以通過實驗現(xiàn)象和手觸摸的方式來感受。提示學(xué)生手不能碰到壺壁，而要遠距離感受。這樣的實驗缺少了嚴謹性，是退而求其次的選擇。或直接使用家庭水溫計，或在家長的看護下燒水。

層次3：部分學(xué)生家中沒有養(yǎng)生壺，也無法燒水，則可采用電腦操作的方式。一是觀看教師演示，二是利用燒杯APP。這兩種方法缺少互動，不能達到最好的教學(xué)效果，只是完成教學(xué)任務(wù)而已。三是通過直播課堂的鏡頭。通過將鏡頭對準有條件實驗的學(xué)生，將“授課權(quán)”交給他們。這樣遠程互動，模擬了課堂中小組合作的方式，學(xué)生的興趣也能得到提高。

3.小結(jié)

分層次準備材料的同時，利用攝像頭將全班實驗進行展示，既實現(xiàn)了科學(xué)概念的學(xué)習(xí)、科學(xué)思維的體現(xiàn)、探究能力的提升，學(xué)生也在多種實驗形式、展示活動中，感受到科學(xué)探究的樂趣。“善假于物”也要“善用于物”。

（三）《相貌各異的我們》案例分析

1.課程分析

本課是教科版小學(xué)科學(xué)六年級上冊第四單元“生物多樣性”中的第五課。本單元主要是引導(dǎo)學(xué)生了解物種的多樣和種群中個體的多種多樣，知道地球環(huán)境的多樣性導(dǎo)致了生物種類的多種多樣。本課通過探究人與人之間的不同，建立同一種生物不同的個體也是多種多樣的認識，從而豐富學(xué)生對于生物多樣性的認識。

本課通過觀察學(xué)生自身和周圍的人來完成。而與線下教學(xué)不同的是：學(xué)生沒辦法通過眼睛直接觀察到其他學(xué)生的異同。因此無論是直觀的視頻還是文字等形式都是至關(guān)重要的。

2.教學(xué)策略——合理使用線上資源

環(huán)節(jié)1：觀察APP 內(nèi)動畫和真實的人物，了解人的形狀及其特征。如有無耳垂、拇指能否彎折、舌頭能否卷曲、指紋斗和簸箕等。這些新名詞、新觀察，通過手機或軟件展示在學(xué)生眼前，學(xué)生迫不及待地想看看自己的形狀特征、了解好朋友的形狀特征。

環(huán)節(jié)2：找到身邊最近的鏡子觀察自己的形狀特征，并通過視頻的方式分享給班級學(xué)生。

環(huán)節(jié)3：利用PPT 白板完成班級情況統(tǒng)計。提前制作好分區(qū)，開放“標記”功能，學(xué)生能夠自由在PPT 上書寫。隨著逐層分層，擁有完全相似形狀的學(xué)生越來越少，直至1 人或0 人。此時通過屏幕前的數(shù)字統(tǒng)計，學(xué)生更能清楚地意識到個體的多樣性，在探究實踐活動中，完成了科學(xué)思維的提升。

3.小結(jié)

無論是鏡子、APP、PPT 白板還是攝像頭，都是簡單易得的材料。除了解自身的課程外，了解遙不可及的星空也可以通過這些材料來完成。“善假于物”也要順應(yīng)科技的發(fā)展，合理利用各種線上資源。

三、結(jié)語

科學(xué)源自生活，科學(xué)教育需要從生活中來。新冠疫情下的小學(xué)科學(xué)實驗教學(xué)受到非常大的挑戰(zhàn)，如果能巧妙地應(yīng)用一些家庭中常見的物品進行實驗，也不失為改善傳統(tǒng)教學(xué)的機會，會產(chǎn)生意想不到的效果。注重學(xué)生的生活，聯(lián)系生活，讓課堂知識聯(lián)系生活實際，是教師應(yīng)該重視的問題。

線上教學(xué)，也能潛移默化地引導(dǎo)學(xué)生回歸生活世界，建構(gòu)科學(xué)概念，解決生活中遇到的實際問題。

疫情終會過去，但是其帶來的對教學(xué)的思考與實踐仍有極大價值。