挖掘科学资料教育价值 提升学生科学素养

挖掘科学资料教育价值  提升学生科学素养

海盐县西塘桥镇中心小学   陈建忠   手机：13706586368    邮编：314305

摘要：  教科版小学《科学》（修订版）教材中选编了许多科学资料。这些科学资料具有激发学生对科学的兴趣，促进学生科学概念的建构，提高学生的科学探究能力，培养学生的科学态度、情感与价值观的教育作用。将这些科学资料融入课堂教学和学生的课外自主学习，作为导入课题的情景媒介、创设问题情境的素材、科学探究的过程指导案例、课堂拓展延伸的补充资料、学生课外自主探究的题材以及开展科幻作品欣赏创作活动和科学知识竞赛是充分发挥科学资料教育价值、提高学生科学素养的有效途径。

关键词：  科学资料    科学素养    教育价值    教学途径

《科学（3～6年级）课程标准》中指出：“小学科学课程是以培养科学素养为宗旨的科学启蒙课程”，并在教材编写建议中提出要“注意选择那些有助于实现多领域学习目标的内容，全面提高学生的科学素养”。教科版小学《科学》教材基于6年的教材实验，在教材的整体框架结构没有做大的变动的情况下，进行了局部的调整和完善。修订后的教科版小学《科学》教材更加突出科学课程的特点，用活动统整科学知识、过程、方法和情感、态度、价值观三维目标，使学生在有序的科学探究中形成科学概念，发展科学探究能力，养成科学态度。为了增加教材的可读性，使教材成为小学生要看的读物，教材的编写者在这次修订中特别关注了相关科学资料的充实，很多的资料直接进入了教材，尤其是在每一单元后面设计了“资料库”。选编的科学资料紧密结合单元学习内容，有利拓展延伸，便于查阅对照，是科学课学习的重要组成部分。反观在实际科学教学中，由于教师在理念上还没有引起足够的重视，更没有行为上的及时跟进，表现在教学过程中没有很好地挖掘、利用科学资料的教育价值，也有虽加以重视却但缺少具体的操作策略，不知如何有效地利用这些科学资料来提升学生科学素养的。有鉴于此，笔者认为应对教材中的科学资料的教育价值进行重新审视和定位，并有必要对在科学教学中如何挖掘科学资料的教育价值，致力于提升学生的科学素养进行探讨。

一、科学资料对于提升学生科学素养的教育价值

承担培养学生科学素养这一科学启蒙任务的科学课程，要使学生通过学习“知道与周围常见事物有关的浅显的科学知识，并能应用于日常生活，逐渐养成科学的行为习惯和生活习惯；了解科学探究的过程和方法，尝试应用于科学探究活动，逐步学会科学地看问题、想问题；保持并发展对周围世界的好奇心与求知欲，形成大胆想象、尊重证据、敢于创新的科学态度和爱科学、爱家乡、爱祖国的情感；亲近自然、欣赏自然、珍爱生命，积极参与资源和环境的保护，关心科技的新发展”。研读教科版小学《科学》（修订版）教材可以发现，选编的科学资料有助于学生深入理解相关单元的科学概念、丰富他们的已有的经验和发展他们探究科学的兴趣，有助于学生加深对科学探究和科学本身的认识，还可以了解科学家的科学精神、科学思想和思维方法，以及科学发现和发明的艰苦、曲折的历程，由此接受科学文化的洗礼，领悟科学的本质。

1．利用科学资料，激发学生对科学的兴趣

儿童天生对周围的事物充满好奇心，对科学具有好奇心是培养科学兴趣最好的心理基础。皮亚杰认为：“一切有成效的工作必须以某种兴趣为先决条件。”无疑，培养学生对科学的兴趣是科学教育的必由之路，只有激发起学生对科学的兴趣，学生才能积极主动地投入各种探究活动，启迪其智力潜能并使之处于最活跃的状态。小学科学教育的任务就是要使学生的这种好奇心得以保持和发展，逐步形成对科学的兴趣和求知欲。把科学资料引入课堂，将生命世界中千奇百怪、光怪陆离的动物、植物呈现给学生，让学生在惊叹之余深切地感受到生物的多样性，感受植物世界的多姿多彩和动物世界的纷繁复杂，并随之产生强烈的探究欲望，激发起学生的学习兴趣。例如，在学习“植物”单元时，将该单元后“资料库”中的会捕虫的猪笼草、结“面包”的树、王莲、大王花等“令人惊奇的植物”适时呈现，必将收到意料之中的良好效果。另外，将科学家们的具有传奇色彩和趣味性强的“故事”展示给学生，无疑也会引发学生强烈的探究欲望和浓厚的学习兴趣。

2．利用科学资料，促进学生科学概念的建构

小学科学课程要引领小学生学习有关周围世界的科学知识，形成对这个世界的初步的理解。教科版小学《科学》（修订版）教材在编写中，注重基本的科学事实和原理以及科学领域中对学生后继学习和终身学习最有影响的概念，将帮助小学生建构重要的科学概念作为衡量科学素养的重要标准。单元中的每个活动都统一在一个大概念之下，核心概念和具体概念之间又互相联系、衔接，呈现出递进发展的关系。每个单元后面设计了“资料库”，选编了2至5篇科学资料，每一个科学资料都是对该单元科学概念的延伸和深化。例如，在学习“岩石和矿物”单元时，组织学生阅读“岩石的成因和分类”这一科学资料，获得岩石分为岩浆岩、沉积岩和变质岩，由于岩石的成分和形成原因不同，形成了不同形态和性质的各种岩石的事实，促进了“不同的岩石和矿物有不同的形态、性质和用途”这一概念的建构。

3．利用科学资料，提高学生的科学探究能力

科学课程要带领学生去亲身经历、体验科学发现的过程，学习运用科学的方法，一步步深入，探寻科学的结论。这个过程中，学生要像科学家，真刀真枪地做科学。教科版小学《科学》（修订版）教材在编写时体现了教材的双螺旋框架体系结构，科学概念、科学探究双螺旋式的同步向前发展。科学探究不能孤立存在，它一定要依附于科学概念的构建；科学概念必须依靠科学探究这个平台，这样概念才有活力，否则学生只有简单记结论。在进行科学知识的教学时，常常需要展现科学探究的过程。科学资料中有许多关于科学家进行科学探究的典型案例，可以作为引领学生进行探究的样板。比如，在学习“水和空气”单元时，资料库中提供的伽利略有关“空气的重量”的实验和拉瓦锡所做的“空气中有什么”的燃烧实验就为我们提供了一个范例。

为了让学生更好地理解科学的本质，我们常常要跟学生讲“科学发现、发明有一个不断探究、深化和修改的过程”，但是假如离开了具体的事例去讲解这句话，那么我们教学一定会显得非常的空洞。解决这一问题的途径之一就是借用科学资料。例如，在学习“地球的运动”单元中的“人类认识地球及其运动的历史”时，向学生讲述从公元100年托勒密的“地心说”到十五世纪哥白尼提出“日心说”这一千多年的科学研究历程，使学生领会到科学是在处在不断变化发展和成熟的过程中，也让学生领悟到科学家们对真理的追求与执着。

4．利用科学资料，培养学生的科学态度、情感与价值观

对学生进行科学态度、情感与价值观的教育，是科学教育的重要方面，但是缺乏合适的载体，教育势必流于一种空泛的说教。教科版小学《科学》（修订版）教材在编写中“有意识地关注那些蕴含了情感态度与价值观培养因素的教学内容”。例如，在学习“宇宙”单元时，讲述“人类对宇宙的探索”，强调我国是世界上公认的火箭发源地，早在距今1700多年前三国时代的古籍上就出现了“火箭”的名称；目前，我国的航天技术在世界上占有相当重要的位置，长征系列运载火箭的顺利发射，“神舟”五号和“神舟”六号圆了中国人的航天梦，“嫦娥”一号探月卫星的成功发射。又如，在学习“我们周围的材料”时，就可以介绍“蔡伦与造纸术”，了解东汉时期科学家蔡伦，于公元105年制成了世界上第一张植物纤维纸，从此纸迅速被推广使用，而且逐渐传到世界各国。这些记录我国科学发展历程的资料，不仅让学生了解到科学发展中的新成果，更是极佳的爱国主义教育题材，能够使学生从中陶冶思想情操，由衷地产生民族自豪感，树立远大志向，增强责任感和使命感。

小学科学教育要学生通过科学学习，内化科学精神，形成科学价值观、懂得和欣赏科学的本质。教材中的科学资料，有很多真实地展现了科学发现途径中的艰辛，科学家们对科学的价值态度、对事业的献身精神、对社会尽责的高尚情感。这些感人肺腑、催人向上的丰富事例，无一不是对学生进行情感洗礼的良好素材。例如，在学习“时间的测量”这一单元时，组织学生阅读“教堂里的‘摆’”，了解在迷信窒息着科学的1583年的意大利，17岁的伽利略在细心地观察教堂里的挂灯微微晃动中，产生了有关“摆”的问题，由此开始研究“摆”的规律，并想用“摆”来指示时间。但是，科学被宗教压制，他由于从事科学活动遭到了教会的迫害。到1636年，他已经双目失明，还向荷兰政府建议试制摆钟。

二、实现科学资料教育价值的教学途径

教科版小学《科学》（修订版）教材共八册32个单元，许多的科学资料直接以单元学习内容的形式进入了教材层面，如六下第一单元“微小世界”中“怎样放得更大”一课就编入了“列文虎克发现微生物的故事”这一科学资料等。这次教材修订还专门在每个单元后以“资料库”的形式编选了101篇科学资料。这些科学资料有涉及生命世界、物质世界和地球与宇宙的相关知识，有记述在科学探究过程中作出杰出贡献的著名科学家及其探究历程和成果，有枚举在人类科学发展史中的科学技术发展过程和重大科学事件，有罗列了一些至今未解的科学猜想，还编入了部分科学诗歌和儿童科幻作品。内容丰富多彩，呈现形式多样，充分考虑小学生的学习特点，既有文字材料，又有图片介绍。这些科学资料蕴含着丰富的教育价值，在小学科学教学中有着不可低估的作用。将这些资源融入课堂教学和学生的课外自主学习，是充分发挥科学资料内隐的弥足珍贵的教育价值的有效教学途径。在教学实践中，教师不必拘泥于教材对科学资料本身的呈现形式，应对科学资料进行有机的整合，大胆创新，以多样的形式展现给学生。

1．作为导入课题的情景媒介 

许多科学资料本身就具有故事性强，生动有趣，引人入胜。如果我们用科学家的故事作为导入课题的媒介，立即就能唤起学生盎然的兴趣。既能让学生了解相关的一段科学史人文逸事，又能激发学生的求知欲，更有助于新知识的学习。例如，在学习“工具和机械”单元“杠杆”一课时，在导入课题时用资料库中“阿基米德撬地球的故事”引入，让学生了解阿基米德虽然没有撬动地球，但他设计了一套杠杆和滑轮系统，平稳地将一艘大船推到了水中，使学生对杠杆的学习产生浓厚的兴趣。这些科学资料进入课堂学习，不仅增加了课堂的趣味性，同时也拉近了学生与科学家的距离，体会到科学无穷的力量，培养学生对科学的浓厚兴趣，起到事半功倍的功效。

2．作为创设问题情境的素材

现代脑神经科学研究成果证实，儿童具有极大的学习潜能。只要善于引导，儿童与生俱来的好奇心就能转化为强烈的求知欲和持续的学习行为。在科学学习中，教师可以搜集生活中的关于科学和自然的“问题情境”，设计特定的学习情境，檫亮学生发现问题的眼睛，引导学生自主学习。例如，在学习“磁铁”单元中的“磁极的相互作用”一课时，可以用“磁悬浮列车”这一科学资料，告诉学生磁悬浮列车在列车的底部和专用轨道上安装了用特殊材料和方法制成的与超强磁力的磁体，使列车不接触地面而以每小时300千米飞快滑行。从而产生“磁极是怎样相互作用的？”这一问题并进行深入的探究学习。

3．作为科学探究的过程指导案例

探究既是科学学习的目标，又是科学学习的方式。突出科学探究，不仅是为了获得科学知识，更重要是科学探究的过程作为学生的学习方式具有促进学生发展的内在价值。课程目标中明确提出要使学生“了解科学探究的过程和方法，尝试应用于科学探究活动，逐步学会科学地看问题、想问题”。对于初学科学探究的学生来说，选择一个具有科学性、趣味性俱佳，科学探究思路清晰，基本环节完整的科学探究史实作为学习样板是最合适不过了。例如，在学习“能量”单元时，利用“电和磁见面了”这一科学资料，围绕奥斯特当初为什么会发现“电磁现象”，它是怎样被发现的，将这些问题介绍清楚，既有利于启发学生的思维，加深学生对“电磁现象”的理解，又给学生一个典型的科学探究的案例教育。对于初学科学探究的小学生来说，在解读这一科学资料的过程中，对于提出研究问题、作出有依据的假设、根据已有经验设计能够验证假设的实验、动手实验验证假设、分析实验结果并作出结论、总结和交流研究过程和结果等科学活动的过程和方法有了清晰的认识，从而实现向科学家那样开始探究。

4．作为课堂拓展延伸的补充资料

课程标准指出：“科学课具有开放性，表现在时间、空间、过程、内容、资源、结论等多方面。”这就告诉我们，科学课不受课时的束缚，教师要鼓励学生课外的学习活动。例如，在学习“生物与环境”单元后，布置学生阅读“资料库”中“食物链和食物网”这一内容，通过“南非探险队将几只老鼠带上南极的马里思岛，因为没有天敌两年后这个小岛成了鼠岛；为消灭老鼠又将四只猫运到岛上，结果老鼠少了而猫迅速繁殖到6万只，每天要吃掉60多万只鸟，成了灾难；最终为了挽救鸟类只能派直升飞机和上百名士兵去捕杀猫”这一科学资料，让学生深切地感知食物链对环境有着十分重要的影响，对维护生态平衡有着重要的作用，促进了“在一定范围内的生物必须和谐共处，生态平衡受到破坏，生物的生存就会受到威胁”这一科学概念的建构。又如在学习“新的生命”时，我们可以利用资料库中“人工种子”和“世界上第一只克隆羊——多利”来了解人工繁殖的方法，也可让学生讨论人工繁殖技术所带来的高技术应用和社会问题。关于是否可用克隆技术来克隆人，可以让学生发表自己的见解来讨论，初步体验一下科学技术的“双刃剑”问题。

5.作为学生课外自主探究的题材

科学探究的学习过程能有效保持学生对自然的好奇心，激发他们的求知欲，使他们体验探究过程的喜悦和艰辛；科学探究的学习过程能促进学生主动构建具有个体意义的科学知识和技能，习得科学探究思维的方式、方法和能力。课堂的探究学习一个场所，但教师作为引导者，更应该引领学生在校园、家庭、社会和大自然中去学科学用科学。所以，教师不能局限于课堂教学的那些课时，而要重视引导学生学生在课外进行科学探究活动。科学探究的题材选择是多方位，多角度的，资料库中有关科学家探究的事例完全可以作为学生课外自主探究的课题。例如在学习“光”这一单元时，可让学生在课外自己阅读“牛顿的发现”和“看不见的光线” 两篇科学资料后自己动手做一做，让学生在多样化的探究活动中反复演练习得科学技能，不断积累科学知识，逐步形成科学态度和科学观念。

6．开展科幻作品欣赏创作活动和科学知识竞赛

以培养小学生科学素养为宗旨的科学教育强调以学生参与丰富多彩的活动为主要形式。这些活动应当是学生熟悉的、能直接引起他们的学习兴趣的、精心选择设计的。尤其是活动形式的确定上要选择学生喜闻乐见的形式。资料库里有许多涉及生命世界、物质世界和地球与宇宙的科学资料，这些知识对于小学生来说是非常新奇的。我们可以通过组织知识竞赛等形式让学生自己去学习、掌握这些知识。另外为了让知道科学已经能解释世界上的许多奥秘，但还有许多领域等待我们去探索，同时培养学生大胆想象，乐于探究的情感，教材资料库中还编选了数篇儿童科幻作品，我们可以组织学生开展科幻作品欣赏和创作活动。例如，在学习“磁铁”单元中的“指南针”一课后，沿用资料库中“为什么指南针总是指向南北方向”中吉尔伯特的探究，大胆想象，科学猜想，创作有关地球的科学幻想作品。

总之，教科版小学《科学》（修订版）教材选编的科学资料中蕴涵着巨大的教育价值，需要教师在小学科学教学实践中更新观念、积极探索、努力挖掘、开发利用科学资料内隐的教育价值，优化实现科学资料教育价值的教学途径，全面提升学生的科学素养。这也是每位科学教师应有的责任。

参考文献：

［1］郝京华. 科学（3～6年级）课程标准(实验稿)解读. 武汉：湖北教育出版社，2002.

［2］郎盛新. 科学（3～6年级）课程标准教师读本). 武汉：华中师范大学出版社，2003.

［3］张红霞. 科学究竟是什么. 北京：教育科学出版社，2003.

［4］罗星凯，李萍昌编译.探究：小学科学教学的思想、观点与策略. 北京：人民教育出版社，2003