科學(xué)實(shí)驗生活化的有效策略初探

科學(xué)實(shí)驗生活化的有效策略初探溫嶺市敬業(yè)中學(xué)馬若雷發(fā)表于《吉林教育》2008年第9期【摘要】實(shí)驗教學(xué)改革是科學(xué)課程與教學(xué)改革的重要組成部分。讓教學(xué)走進(jìn)生活，使生活成為教學(xué)的重要組成部分是科學(xué)教學(xué)發(fā)展的必然。本文從生活化資源開發(fā)、科學(xué)實(shí)驗設(shè)計、實(shí)施策略和實(shí)踐思考的角度，談了筆者在多年的科學(xué)鄉(xiāng)土教學(xué)素材的開發(fā)實(shí)踐和研究嘗試之后的一些研究結(jié)論和實(shí)踐思考?！娟P(guān)鍵詞】生活化科學(xué)實(shí)驗生成策略教學(xué)實(shí)施實(shí)踐思考所有關(guān)心科學(xué)新課程教學(xué)實(shí)施的教師都有同感：科學(xué)學(xué)習(xí)難就難在如何養(yǎng)成科學(xué)的思維習(xí)慣和掌握科學(xué)研究的方法；科學(xué)教學(xué)難就難在如何開發(fā)針對性和說理性強(qiáng)的實(shí)驗進(jìn)行有效教學(xué)。在科學(xué)教學(xué)中，我們經(jīng)常會碰到實(shí)驗室器材不夠齊全、書本實(shí)驗不夠典型、教材實(shí)驗內(nèi)容繁舊或教材實(shí)驗材料具有較強(qiáng)的地域性和時間性等現(xiàn)象，系列問題嚴(yán)重困擾著一線科學(xué)教師的教學(xué)實(shí)踐。經(jīng)歷多年科學(xué)鄉(xiāng)土教學(xué)素材開發(fā)實(shí)踐和研究嘗試之后，我越來越覺得鄉(xiāng)土性的生活化實(shí)驗可以解決科學(xué)教學(xué)中的上述問題，并且生活化的科學(xué)實(shí)驗開發(fā)在新的科學(xué)教學(xué)實(shí)施中越來越被人們所接受，越來越具生命力。下面我結(jié)合自己的實(shí)施經(jīng)歷，就有關(guān)科學(xué)實(shí)驗生活化的背景、概念、特點(diǎn)、意義、生成策略、應(yīng)用舉措和存在問題等方面談?wù)勛约旱囊恍┙?jīng)驗和思考，望能為推進(jìn)新課程的深入開展盡自己的一份微薄之力。一、生活化科學(xué)實(shí)驗的概念生活化科學(xué)實(shí)驗是指圍繞科學(xué)教學(xué)某一主題，以身邊熟悉素材為載體設(shè)計的科學(xué)實(shí)驗。它是相對于課本中提出的實(shí)驗室實(shí)驗而言的另一類實(shí)驗設(shè)計。盡管新的科學(xué)教材已經(jīng)關(guān)注了教學(xué)素材的生活化，但作為教材出現(xiàn)的生活化素材，很難關(guān)注每一個地區(qū)、每一個人群或每一個時間的現(xiàn)實(shí)，我們開展生活化實(shí)驗開發(fā)的實(shí)踐研究既是對教材的完善補(bǔ)充，又是教學(xué)實(shí)施的必然要求，還是促進(jìn)有效教學(xué)的有力措施。二、生活化實(shí)驗開發(fā)的意義1.開發(fā)生活化實(shí)驗資源是新課程實(shí)施的要求在《科學(xué)（7~9年級）課程標(biāo)準(zhǔn)》第四部分教學(xué)建議中提出：“探究活動的設(shè)計應(yīng)當(dāng)符合學(xué)生的心理特點(diǎn)，注意從學(xué)生熟悉的事物出發(fā)，設(shè)計學(xué)生喜愛的活動，提倡用自制教具和低成本實(shí)驗進(jìn)行探究活動，注意將課內(nèi)與課外、校內(nèi)與校外的探究活動結(jié)合起來，努力開發(fā)并鼓勵學(xué)生參與開發(fā)各種層次的、以小型為主的探究性課題。”同時還指出“探究活動應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào)學(xué)生的直接經(jīng)驗，但獲取證據(jù)的方式是多樣的。某些問題和證據(jù)可以來自于教師的演示實(shí)驗，也可以讓學(xué)生從各種渠道收集相關(guān)資料，進(jìn)行分析、思考，提出自己的觀點(diǎn)和看法，這樣做同樣可以培養(yǎng)學(xué)生的一些重要的科學(xué)探究能力?！睆纳峡梢钥闯?，新課程實(shí)施必須要有大量的課程資源支撐，開發(fā)生活化實(shí)驗資源是新課程實(shí)施的必然要求。2.生活化實(shí)驗對學(xué)生的發(fā)展影響深遠(yuǎn)在科學(xué)教學(xué)中，實(shí)驗活動具有形象直觀、真實(shí)明理、引人思考等特點(diǎn)，對激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生自主合作、探究創(chuàng)新、動手實(shí)踐能力，掌握學(xué)習(xí)科學(xué)方法，培養(yǎng)科學(xué)精神等都有不可替代的作用。典型的演示實(shí)驗可以成為成功完成某一科學(xué)課題研究的腳手架，使我們不費(fèi)吹灰之力化解難題、掌握規(guī)律；規(guī)范的學(xué)生實(shí)驗可以使學(xué)生養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和規(guī)范的操作意識，使學(xué)生理解一些文字以外的奧妙；有趣的課外實(shí)驗可以培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的興趣，引導(dǎo)學(xué)生走上科學(xué)探究之路；特別是生活化的實(shí)驗活動，更能讓學(xué)生學(xué)到有用的知識，對樹立科學(xué)生活意識有著不可估量的推進(jìn)作用。所以，實(shí)驗就理所當(dāng)然地成為了科學(xué)學(xué)習(xí)的中心環(huán)節(jié)，生活化實(shí)驗對學(xué)生的發(fā)展影響深遠(yuǎn)，意義非凡。3.生活化實(shí)驗對教師組織教學(xué)作用重大新課程的實(shí)施需要開發(fā)大量教學(xué)資源來補(bǔ)充，新科學(xué)課程的教學(xué)需要開發(fā)大量的實(shí)驗來支撐。實(shí)施新課程的一線教師最苦惱的就是缺少教學(xué)的載體素材，如何利用生活化素材來組織教學(xué)是大部分教師的努力的方向。經(jīng)過生活化科學(xué)實(shí)驗開發(fā)實(shí)踐嘗試的人們都會覺得“學(xué)會熟練運(yùn)用身邊素材開設(shè)科學(xué)實(shí)驗，會使科學(xué)教學(xué)就變得更加便捷、輕松和有效?！比⑸罨茖W(xué)實(shí)驗的生成策略生活中的每一處都可以開展科學(xué)探究，身邊的一物一器都可以充當(dāng)實(shí)驗用品，所以，以興趣小組形式開展的生活化的科學(xué)實(shí)驗探究活動是非常容易的，但是作為提高課堂教學(xué)效率的生活化實(shí)驗開發(fā)與設(shè)計必須要有近熟性、便捷性、廉價性和針對性。其生成主要有以下三個途徑。1.圍繞科學(xué)主題尋找生活素材以主題設(shè)計教學(xué)是實(shí)施科學(xué)教學(xué)的最常用思維策略，所以圍繞主題尋找生活素材設(shè)計相關(guān)實(shí)驗，就是最常見的做法。如在《聲音的發(fā)生和傳播》一節(jié)的教學(xué)設(shè)計時，為了讓學(xué)生體驗聲音的發(fā)生和傳播原理，就可以圍繞“聲音發(fā)生和聲音傳播”的主題，尋找學(xué)生熟悉的生活中與“發(fā)聲和傳聲”有關(guān)的物品器具進(jìn)行實(shí)驗設(shè)計。揚(yáng)聲器、錄音機(jī)、各種樂器，甚至廚房中的杯、碗、勺、蓋等生活器具都可一起上場，為了是物體的振動現(xiàn)象更加明顯，還可用上廢舊泡沫碎在塑料可樂瓶中翩翩起舞的實(shí)驗來加深學(xué)生體驗、激發(fā)學(xué)生興趣。深入生活，我們就會發(fā)現(xiàn)諸如此類的生活化實(shí)驗設(shè)計具有廣闊的天地，對促進(jìn)科學(xué)的有效教學(xué)效果明顯。2.以生活化素材營造科學(xué)主題學(xué)生身邊“熱、近、熟、趣”的生活化實(shí)驗素材比比皆是。①熱：熱點(diǎn)問題學(xué)生普遍了解和關(guān)心，以熱點(diǎn)問題設(shè)計相關(guān)的實(shí)驗開展案例教學(xué)，使學(xué)生一聽就來勁；②近與熟：從與學(xué)生生活帖近的、學(xué)生有所了解的熟悉問題（如衣食住行有關(guān)的生活問題）入手，設(shè)計實(shí)驗，使學(xué)生由淺入深，不知不覺地參與了共同的研究、探討；③趣：從可以激發(fā)學(xué)生興趣的生活化實(shí)驗（如生活中的奇異怪事現(xiàn)象）入手，引導(dǎo)學(xué)生去鉆研、去探索，對開展有效教學(xué)十分有利。以這一類生活化素材設(shè)計實(shí)驗營造科學(xué)主題也是生活化實(shí)驗設(shè)計的一大策略3.在生活中積累實(shí)驗素材科學(xué)教學(xué)中要實(shí)現(xiàn)經(jīng)常性利用生活化實(shí)驗開展有效教學(xué)，我們就必須要做好生活化實(shí)驗素材的積累工作。只有積累了足夠的生活化素材，合理地進(jìn)行設(shè)計和分類，才可能在科學(xué)教學(xué)中拿來就用。用科學(xué)的眼光看待生活中的問題，就會形成生活化的科學(xué)問題；用科學(xué)的方法來驗證生活化的問題，就會形成生活化的科學(xué)實(shí)驗。對于生活中原來認(rèn)為是這樣的，而實(shí)際又不是這樣的一類問題設(shè)計的實(shí)驗，學(xué)生會更感興趣。如氣球一刺就破是大家所深信不疑的，當(dāng)我們以“刺不破的氣球”引題開展教學(xué)時，就會牢牢地吸引學(xué)生的眼球，深深地引發(fā)學(xué)生思考。只要我們對生活中的事或物多問一個“為什么這樣”或“為什么不是怎樣”，我們就可以積累一大堆的生活化科學(xué)實(shí)驗素材。值得提醒的一點(diǎn)是，網(wǎng)絡(luò)化時代的現(xiàn)代學(xué)生與生活實(shí)際接觸減少，我們教師認(rèn)為的生活化實(shí)驗素材，而對他們來說可能聞所未聞。所以在開發(fā)生活化實(shí)驗素材中，教師要盡可能做到與學(xué)生一起開發(fā)，讓學(xué)生參與到整個實(shí)驗生成的過程中去，這樣效果才會更好。四、生活化實(shí)驗的特點(diǎn)及應(yīng)用策略舉措1.便捷的引入，理想的效果生活化的實(shí)驗設(shè)計具有便捷性，其便捷性主要表現(xiàn)在取材方便。理想的效果主要表現(xiàn)在生活化的實(shí)驗具有體驗性、近熟性和針對性的特點(diǎn)，可以使教學(xué)一開始就進(jìn)入狀態(tài)。在七年級上“熔化與凝固”中物質(zhì)的熔化教學(xué)時，書本中采用海波進(jìn)行實(shí)驗，這當(dāng)然有使用海波的理由，因為它熔點(diǎn)較低、常溫下不加熱又會較快地凝固，是制冷技術(shù)不高年代的首選。在制冷技術(shù)較為發(fā)達(dá)今天，越來越多的教師喜歡用冰箱中的霜代替海波設(shè)計實(shí)驗。這樣既可以打破時間的限制，又可以在不用酒精燈加熱的情況下短時完成操作，并且溫度容易控制，再者冰箱中的霜是學(xué)生熟悉的生活化材料，并且冰水混合物為“O℃”的知識大家都已接受，這樣又可以避免不必要的障礙。下面是一段用霜代替海波的教學(xué)設(shè)計：首先可以將冰放到學(xué)生的手心中，讓學(xué)生感知冰在手心中融化的過程。師問：從狀態(tài)來看發(fā)生了怎樣的變化？生答：固態(tài)的霜變?yōu)榱艘簯B(tài)的水。師點(diǎn)撥：這類物體由固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)的過程就是熔化。師問：有無冷熱的感覺？生答：感覺冷。師點(diǎn)撥：說明這是一個吸熱的過程。這樣很快就可以將師生的活動引入正題。從上舉例和分析來看，生活化的實(shí)驗設(shè)計具有內(nèi)容近熟、使用便捷、說理性強(qiáng)、效率高的優(yōu)點(diǎn)，在新授課教學(xué)中顯示它有教材老實(shí)驗無法比擬的優(yōu)勢。2.震撼的發(fā)現(xiàn)，深入的思考當(dāng)研究之后發(fā)現(xiàn)“一貫認(rèn)為如此的卻原來是錯的”或“原來司空見慣的，它的背后卻蘊(yùn)藏著天大的秘密”的一類越是生活化的近熟事例，越能對學(xué)生產(chǎn)生震撼力，越能培養(yǎng)學(xué)生探究的興趣，越能激發(fā)學(xué)生深思的動力?！犊茖W(xué)》七年級上第一章第1節(jié)《科學(xué)并不神秘》這一課是初中科學(xué)學(xué)習(xí)的第一節(jié)課，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的興趣，培養(yǎng)學(xué)生探究科學(xué)的熱情極為重要。如果在教學(xué)教學(xué)設(shè)計時，安排一些具有思考性和震撼力的生活化實(shí)驗，就會使上課變得很有意思。大家都知道，將向下手中的乒乓球松開，球就會落地；將乒乓球置于倒置的漏斗口，松開手后也會落下；將乒乓球置于手心，用力對著乒乓球吹氣，乒乓球就會順著風(fēng)向滾去。當(dāng)我們按照如圖所示的情形在漏斗口用力向下吹氣時，乒乓球會怎樣呢？在科學(xué)第一節(jié)教學(xué)中安排一個“用漏斗吹不走乒乓球”的實(shí)驗，會對學(xué)生產(chǎn)生震撼作用，學(xué)生就會覺得很意外、很有意思。覆杯實(shí)驗和雞蛋的浮沉實(shí)驗都具有這些特征，在科學(xué)啟蒙課或引入課中很能引人深思。3.意義的構(gòu)建，高效的綜合生活化的實(shí)驗在具有近熟性、實(shí)踐性的同時，本身還具有綜合性的特點(diǎn)。我們在復(fù)習(xí)課時安排一些探究性的生活化實(shí)驗，就可以形成知識的意義構(gòu)建并產(chǎn)生系統(tǒng)論中所說的“整體大于各部分總和”的效果。如在復(fù)習(xí)課時，我們可以拿出醫(yī)院里輸液的裝置，讓學(xué)生根據(jù)輸液情景，利用所學(xué)的知識，盡可能多地討論“輸液的學(xué)問”。這樣一來，我們就會發(fā)現(xiàn)學(xué)生討論的話題除了液體成分、輸液時壓強(qiáng)變化、輸液的作用和注意事項以外，還會提出很多我們意想不到科學(xué)話題，如：輸液速度和時間計算、藥液溫度調(diào)節(jié)、溶液的配制、為什么要輸入靜脈、為什么從藥瓶演變到藥袋等一系列問題，并且學(xué)生學(xué)習(xí)熱情很高。此時，在有意義的知識構(gòu)建中，再加以教師及時的引導(dǎo)調(diào)控，就能促進(jìn)高效地學(xué)習(xí)綜合性的知識。如討論雞蛋的浮沉、氣球在科學(xué)中的妙用、熱得快的原理、水的凈化等很多生活化的實(shí)驗素材都可以實(shí)現(xiàn)科學(xué)知識的意義構(gòu)建和科學(xué)知識的高效綜合作用。五、問題分析及思考1.長期的統(tǒng)一管理，給開發(fā)帶來意識和能力的缺陷統(tǒng)一的教學(xué)內(nèi)容、統(tǒng)一的試題評價、統(tǒng)一的教參作業(yè)、統(tǒng)一的教學(xué)進(jìn)度是傳統(tǒng)的課程與教學(xué)的特點(diǎn)，它的課程資源大多是國家和地方規(guī)定好的，是現(xiàn)成的、固定不變的，并不需要教師去開發(fā)課程、創(chuàng)造課程，教師在課程建設(shè)方面沒有參與的空間，只是考慮如何把這些內(nèi)容上好、教好就行。在這種體制的長期運(yùn)作下，再加上長期的應(yīng)付考試的傳統(tǒng)性灌輸式教育，教師也就逐漸喪失了課程資源的開發(fā)意識和能力。在開發(fā)生活化實(shí)驗方面帶來了較大的難度，為有效地實(shí)施新課程帶來了極大的障礙。2.學(xué)生生活經(jīng)驗的缺乏，給教學(xué)實(shí)施帶來難度學(xué)生的生活大部分在學(xué)校度過，就算在家里也是很少參加一些實(shí)踐性的活動，致使絕大多數(shù)的學(xué)生長期地在理論學(xué)習(xí)中過著“真空”式的學(xué)習(xí)生活。再加上信息化時代的到來，學(xué)生與現(xiàn)代信息的零距離接觸后，更加加劇了學(xué)生對周邊具體事物的漠不關(guān)心、熟視無睹。這也為利用生活化實(shí)驗有效開展科學(xué)教學(xué)平增了難度。不過對于缺乏生活經(jīng)驗的學(xué)生來說，充分利用生活化的實(shí)驗，可能會引領(lǐng)他們開始關(guān)注生活、貼近實(shí)際，這是其他課本實(shí)驗所無法實(shí)現(xiàn)的。3.好大求遠(yuǎn)心態(tài)，給開發(fā)造成阻礙由于“舍近而求遠(yuǎn)”的開發(fā)是許多教育者的一貫作風(fēng)；對身邊近熟的資源熟而無睹是許多教育者的職業(yè)通??；教育實(shí)施者總覺得太熟悉的東西引不起師生的注意，不值得開發(fā)。再加上“好大”的心理，好多教師習(xí)慣于用投入大的，以為這樣具有震撼力。長期下來就會使學(xué)生對科學(xué)失去親近感，認(rèn)為科學(xué)離他們很遠(yuǎn)，這對培養(yǎng)科學(xué)科學(xué)精神、培養(yǎng)探究熱情，學(xué)會科學(xué)看待事物、學(xué)會科學(xué)對待生活極