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一、激发中班幼儿的好奇心,为幼儿的探索发现创造条件
中班幼儿作为学习的主体,对周围的一切事物充满兴趣和好奇心,在教育过程中一定要保护好幼儿的探究思想,支持幼儿主动完成科学小实验,通过自己动手实验的方式,获得知识,树立探究意识。教师在设置科学小实验的过程中,一定要考虑幼儿的需求和被认可的心理,使幼儿得以充分体验科学实验活动的乐趣。还要为幼儿的科学实验创造良好的情境,选取《瓶子吃鸡蛋》为主题的科学小实验,让幼儿思考怎样将比瓶口大的鸡蛋放入瓶子内,引导幼儿进行思考,激发幼儿的实验兴趣,让幼儿动手体会、探索瓶子将鸡蛋吞进去的原理,从而提高幼儿对科学知识的渴求度。基于幼儿兴趣特点基础上,设置科学小实验,能够很好地调动幼儿的探索积极性,塑造良好的探索氛围,有利于幼儿开展科学实验实践活动。
二、引导孩子在科学小实验活动中主动探索
鼓励幼儿主动地进行探索,在科学小实验中获取探索经验,多种形式的科学实验活动促进了幼儿园教学材料的互动,基于一定的任务去完成活动,在游戏过程中提高幼儿的观察力和思维变通能力,促进幼儿科学探究思维的发展。
在进行《纸屑跳舞》科学小实验时,教师可以先提出引导性的问题,例如:怎样使纸屑跳舞呢,为什么纸屑会跳舞等,提供毛坯、塑料管、化纤棉布、木棍、吸管和纸屑等多种原材料,让中班幼儿带着这些问题自主进行探索。实验过程中,幼儿彼此之间会学习,利用不同的材料去摩擦木棍、塑料管,还有些幼儿会做出创新性的改变,用木棍去摩擦头发,教师在此过程中不要对幼儿进行对错评判,只在旁边进行合理引导,让幼儿充分发挥自己的想象力,让纸屑跳舞。完成试验后,教师要鼓励和赞扬幼儿的科学实验成果,让幼儿从不同的角度了解到实验的原理,从而形成一定的思考能力,锻炼幼儿的动手能力。
三、鼓励幼儿进行尝试,培养幼儿的探索兴趣
教师在对幼儿进行科学探究兴趣培养的过程中,应将幼儿日常生活中或其他教育形式的科学实验活动结合起来,丰富教学手段,在实验中引进日常生活知识,为幼儿创造一个轻松、愉快的科学实验环境。实现不同领域科学实验活动同科学知识探究教育的有机结合,可以激发幼儿的主观能动性,激发幼儿的思维发展,充分发挥科学小实验的作用,全身心投入到科学实验的探究中。
幼儿的创新思想和探索兴趣的培养,可以通过科学小实验来建立,且以教师的鼓励和支持为基础,教师要注重幼儿思维的发散,不能将幼儿的探究思想束缚在一个方向上,了解幼儿内心真实的想法,使幼儿充分的发表自己的意见,肯定幼儿的想法,不能打击幼儿的积极性,这样才能为幼儿进行进一步的探索,为完成科学小实验奠定坚实的基础。在进行《颜色变化》小实验时,教师可以先让幼儿猜想什么颜色组合在一起可以变成蓝色,红色和黄色融合在一起会变成什么颜色,让幼儿敢于猜想和实践,使幼儿树立正确的科学探索态度,实现科学小实验的教学目标。
四、注重多样化教学策略,激发幼儿的科学探索兴趣
关键词 科学教育;化学实验;在线实验;多媒体教学
中图分类号:G424.省略是IBM、纽约科学馆和科技中心协会(ASTC)协力打造的一项基于信息技术开展科学教育的成果,它采取动手试验、虚拟实地旅行、交互式展览和其他形式提供丰富的科技资源,引领学生通过与全球科学和技术中心的在线和离线交互活动,体验激动人心的当代科学和技术。
该网站以青少年科学教育为特色,提供大量网络实验案例,囊括了地球科学、生物学、数学、物理学、航天学、工程技术、化学、社会科学、医疗保健等主题板块。每个实验案例均提供详细的实验信息,包括实验目的、实验材料、步骤和现象、“怎么回事”、“给家长/老师的提示”。有的案例以Flas提供在线实验体验,搭配生动的音效以及体现操作的彩图,符合学生的喜好,激发学生的好奇心和探索欲;大部分案例所需实验素材简单易得,可操作性强,便于大多数的实验在家完成;每个实验均以有趣的动画和图片呈现实验步骤,生动地引导学生从中获取详尽的在线指导,也以直观的形式激发学生的兴趣;“怎么回事”为该实验案例提供了生活情境和原理规律,这样的安排有利于学生明白实验的意义;“给家长/老师的提示”是为指导学生操作实验的教师或者父母提供的文字资料,比如获取实验素材的途径、实验中的安全问题等,也在一定程度上拓宽学生自身的视野。
1 化学主题的实验案例概述
TryScience网站提供的12个化学主题实验活动,以其原料简单易得、实验操作简单和趣味性强而深受科学教育工作者的关注。实验案例不只限于化学学科,具有鲜明生命科学、物理学特色的小实验充分体现了化学科学的“中心性”,进一步体现科学教育中化学的独特价值。
1)DNA检测。利用盐与一滴清洁剂的混合水溶液作为提取液,获取两颊之间的细胞并使之破裂释放出DNA;再注入冰乙醇(或甲醇、外用酒精),进而可以观察到DNA链。(DNA在不同浓度盐溶液中的溶解度不同。)适用于生命科学相关的课外教学活动,其中“DNA的粗提取与鉴定”可以借鉴这个实验。
2)会呼吸的酵母。把酵母消耗糖这一生命活动作为微生物和碳循环的相互作用的具体实例,了解有机体是如何依赖于食物链中的水和能量的。这里主要根据“酵母对不同量的糖经过呼吸作用产生二氧化碳的量不同”的问题进行探索研究。可作为阐述碳循环的补充实验;生物学学生的探究实验“酵母的呼吸作用”的课外探索实验;在化学中化学反应定量分析应用。
3)胡椒粉扩散。通过观察胡椒粉在水中和肥皂水中的不同变化,了解物质的扩散和水的表面张力。帮助学生了解水的表面张力和物质的扩散。
4)想吃冰淇淋。利用盐水在结冰之前必须低于0 ℃这一特性,准备牛奶、糖、调味剂、冰块和食盐就可以制作冰淇淋,从而了解制冷剂的具体用途。适用于初中化学中制冷剂的课外实验。
5)粘住它!该实验利用酸可以使蛋白质变性的原理来获取白胶,让学生了解蛋白质的结构特性。这里用醋(乙酸)来使牛奶中的酪蛋白发生性质的改变,来获取固状凝结物。可用于“有机化学基础”中的蛋白质的性质探索实验。
6)浮油。由阿拉斯加州的普拉德鲁湾的“艾克森瓦尔迪兹”漏油事件来引发学生对浮油的清除的探索实验,比较网眼布、粗棉布或纱布、棉球、聚丙烯布清除油污的效果。可用于小学的课外活动,培养正确的洗涤知识;也可以配套“高分子材料”的实验探究教学。
7)防晒油。设计对比实验,比较涂和没涂防晒油的苹果的干瘪程度,让学生从生活中了解防晒油或保湿霜的功效。可作为小学科学实验的一个趣味实验。
8)木乃伊魔术。就古埃及人做木乃伊过程中使用脱水技术为背景,探究泡碱混合剂如何使苹果变干就像它把人的尸体吸干变成“木乃伊”一样。可以作为初中“常见的碱”的拓展知识,帮助学生拓宽视野。
9)电解。网站中包含了在线实验,同时可以方便学生在线动手进行实验,探索电解的奥秘,整个过程包括连接导线、导体、电极、电解质溶液的选择及氢气和氧气的释放。可作为九年级化学“水的组成”或高中“化学反应原理”模块的电解中的网络媒体辅助教学。
10)镀铜实验。简单地利用铁能置换铜的原理,巧妙地利用回形针从硬币中置换铜离子,给回形针镀铜,该实验包含许多探索性问题。可作为初中“置换反应”的具体实例。
11)谈谈奶酪。用醋来制作奶酪,相对于利用细菌产的酸与牛奶进行反应,过程很快,之后经过处理即可获得奶酪。可用于中小学的课外科学实验活动,融合了生物和化学的知识。
12)绚丽的颜色。用Kool-Aid™和醋混合制成染料即可以给布料染自己喜欢的花样,这不仅仅是一个化学实验,还是能让学生发挥自己的想象的一个桥梁。可作为小学科学实验的一个趣味实验案例。
2 化学实验典型案例
为了让大家更好地了解TryScience网站科学实验案例的特性,以电解实验为案例,为大家详细阐述。
2.1 在线实验
以Flash呈现的在线实验动画可以模拟实验操作,弥补一般实验教学网站只呈现实验步骤文本资料的缺陷,给予使用者、学习者更为真实的感性体验。
点击“化学”“电解”,可进入图1的界面。左侧呈现出的实验步骤给予学生详细的指导:1)用一节电视、一块纸板、两个导体、一杯水和两根电线组成一个电路;2)杯子上的纸板用来固定导体;3)选择良好的导体,将它们插入纸板的洞中;4)连接电线,形成电路。
点击“开始”即可进入图2所示的操作界面。右侧是实验主界面,包含一只锥形瓶和一只电池;左侧提供了备用素材,由网友点击拖拉到主界面中连接、搭配。如果选用素材有误或实验仪器连接错误,系统会作出提示,以便改正。如把左侧的塑料吸管拖到右侧作为导线与电池连接,动画立刻提示:“这是用来喝饮料的!塑料管不导电!塑料、橡胶、黏土类材料是绝缘体,电子这种细微粒子无法通过这些材料。”即时的提示有利于学生纠正错误概念,也有利于指导学生掌握正确的化学观念。如果操作和填加素材正确,则会给出正确提示和如雷掌声。
当全套仪器搭建完成,动画里作为电极的铅笔芯周围就会释放出大量气泡,随即提示:“电流可以产生足够多的能量来分解水分子中的氢和氧。”
动画提示的下一步操作是通过改变变量进一步探究水的电解。如增加电压后,两极产生气泡更多,让学生了解到不同强度的电压是影响产生气体速率的重要因素之一;“交换电线”更换电极连接后,产生气体的现象与原来实验相反;还可以通过“放大镜”清晰观察某个电极产生气体,排开集气装置中的水。
“在线实验”不只限于具体操作,还拓展到实验意义,关注情感态度与价值观的教学目标。“电解实验”进一步指出产生的氢气和氧气作为燃料电池来发电驱动汽车的行驶(图3)。
TryScience提供的在线实验体验,充分体现网络多媒体对化学教学的辅助功能。学生不再是一味地听教师讲、看教师做,而是在足够的时间和空间范围内,由自己分配时间,进行方案设计,并进行虚拟实验操作,最后通过对实验事实的分析、归纳得出结论。就是在这样的学习氛围中,学生能真正感觉到自己是学习的主人,由此激发其主动参与的热情。
其中具有特色的是它的在线实验,虚拟提供给学生电线、纸板、不同的导体以供选择组合成电路,通过自己动手来尝试搭制实验装置。总之,这个实验还是很值得让学生去实践探索的。
2.2 家庭实验
动画实验不能完全替代化学实验操作,网站提供的“家庭实验”设计具有一定的开放性,不局限于教材,从知识、能力等多方面向外延伸或扩展,创设开放性问题情境,督促学生自己在家利用方便易得的素材开展实验操作,提高对科学实验的浓厚兴趣。
1)实验目的:水(H2O)分离出氧气和氢气;了解电能转化为化学能的原理。
2)实验仪器和材料:两支铅笔(HB或者2B),两根电线(每根长约30 cm),一个广口玻璃瓶(500 mL),一张足够盖住广口瓶的纸板,带子,手电筒电池或电灯电池,水,盐。
3)实验步骤和现象。①削尖每支铅笔的两头,削铅笔前,拿掉铅笔的橡皮和金属部分。②将广口瓶装满水,往装满水的广口瓶加入一些盐。③在广口瓶的瓶口盖上一张纸板。慢慢地将一支铅笔穿过纸板,使铅笔芯完全浸在水下。与这支铅笔隔大约3厘米处,插入另一支铅笔。要使每支铅笔芯都近似地处于同一水位。用电线将第一支铅笔的另一头连接到电池的阴极。也就是用电线的一端缠在铅笔芯上,另一端缠在电池阴极端。将第二支铅笔的另一头连接到电池的阳极。④通电,观察实验现象。
4)讨论与研究。①水中必须放少许盐。如果水中盐浓度太高,则有可能会产生氯气。②在溶液中加入酚酞(某些泻药的成分之一),它可以检测阴极附近pH值的升高。如果pH值升高,溶液会变成粉红色。红球甘蓝汁也可以看到这一现象。红球甘蓝汁在阴极变成蓝色,在阳极变成红色。如果使用紫色的甘蓝汁,颜色的变化就很难看出来。试着多加几节电池,就可以产生更明显的气泡效应。
3 网站实验特点及点评
3.1 生活化,趣味化
TryScience实验选题广泛,内容新颖,大多来源于学生的学习和社会生活,实验设计注重引导学生运用所学的知识研究和解决学生关注的一些社会问题,很多题目设计贴近生活、独具匠心,足以引起学生的好奇心和学习心向。例如,“谈谈奶酪”“吃冰淇淋”这两个基本就从学生热衷的食品取材,让学生从生活中能够体会到化学的存在,进而走进化学,喜欢化学。这样的实验新颖而又熟悉,直观生动,易于吸引学生,引起学生的认知冲突和学习心向,使学生认识到化学知识就在身边,增强化学知识的实用性,并且生活化的实验提供学生某种生活经验,使学生能够找到自己的“先行组织者”。
学生学习科学知识的动机很大程度上来源于兴趣,实验趣味性越强就越能调动学生学习的积极性,即化学实验具有激发动机的功能。但近年来应试压力下的实验选题单调,使学生对化学实验的兴趣逐渐降低。各种调查显示,很多中小学生对化学学习的兴趣正在明显降低,导致这一状况的原因是多方面的,如何通过化学实验,激发和保持学生的化学学习兴趣引起人们的思考。而TryScience的“木乃伊魔术”实验,联系传说中的木乃伊,激发学生学习碱的兴趣。当然,卡通的界面、孩子气的动画设计也是TryScience网站体现趣味性的一个重要方面。
3.2 探究化,绿色化
在化学实验的设计上,化学教科书中过于强调实验对所认识的化学基本概念、基本规律和基本原理的验证,即使是“探索性实验”或“启发性实验”,也是照方抓药式的设计。这样的实验设计学生几乎不需要进行什么“探索”,只要按照实验步骤做下去,就可以得出结论,别说发挥实验的功能、促进科学素养的发展,就连学生最初的实验操作兴趣,也可能因为这样的设计而丧失殆尽。而TryScience网站的实验设计,利用在线实验的互动多媒体效果,实验研究方法的运用和实验结果的表达有较大的灵活性。这些特点有利于发挥学生的个性特长和才能,形成开放的学习过程,更好地发挥化学实验的探究功能,对促进学生科学素养主动、全面发展,有一定的引导作用。例如,“电解”的在线实验,给出所需的实验器材和提示,让学生自己进行探索,自主学习,搭制正确的实验装置。过程中的提示和警醒也让学生深刻了解实验原理。
TryScience网站涉及的实验也充分体现绿色化学观念,遵循绿色化学中避免使用有毒的和危险的试剂和溶剂的要求。例如,“绚丽的色彩”就是从绿色化学角度着手,试剂选用绿色材料,建议家长或教师带领学生尝试用水果和蔬菜制成的天然染料(冰冻蓝莓、黑莓和甜菜汁的效果都很好。使用食物加工机混合水果或蔬菜并滤掉果肉来准备染料,得到的液体就是染料)来给自己的衣服染色,体会染色趣味的同时,还能树立一定的环保意识。
3.3 综合化,现代化
TryScience网站案例突出现实性、多学科性、动态性等整体化知识的特点。实验设计内容在加强化学与现实生活密切联系的基础上注重多种学科、多种技能的整合,注意与现实背景和历史背景相结合,有助于培养和发展学生的创造性思维。化学栏目的实验与生物学、数学、生物技术、物理等学科均有不同程度的渗透和综合,其中DNA检测涉及化学、生物学、工程技术;会呼吸的酵母涉及生物学、数学、化学、社会科学;防晒油涉及生物学、化学和医疗保健;木乃伊魔术涉及生物学、化学、社会科学;电解涉及物理学和化学。这些实验涉及的知识都可以看出化学是一门比较“中心”的学科,对化学的研究必须要建立在其他一些基础学科上,当然利用化学的一些实验技术知识也可以帮助对其他领域的探索研究。
网站功能设计具备现代教学设计特色。譬如,对于某些实验的实验步骤设置,通过连环问题的设置来串联教学思路,由浅入深,由简单到复杂,创设出真实、新异的教学情景,为学生创造性思维发展营造良好的环境,引导学生循序渐进地由被动思维转变到积极主动的思维,不仅促进学生积极思考、主动探索,锻炼学生的思维能力,而且培养了学生的探究精神。学生利用多媒体实验可以有目的地去注意观察整个实验的一个动态过程,并不是按部就班、毫无思考地进行化学实验。运用动画也恰到好处,不仅体现信息技术的辅助功能,还培养了学生利用技术去学习的主动性和积极性。
总之,这个网站的实验不仅可以作为教师的在校演示实验和学生探究实验素材,还可以作为家长早期引导孩子认识化学的家庭实验,既可以锻炼他们的动手能力,也能拓展他们的科学视野,更科学全面地认识这个绚丽多姿的世界。
参考文献
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[2]王炜祺,张凤,陈凯.趣味化学实验与儿童科学启蒙教育[J].教学仪器与实验,2007(12):50-52.
[3]王炜祺,陈凯,张凤.儿童科学教育的典范:德国巴斯夫“小小化学家”实验案例介绍[J].教学仪器与实验,2007(8):56-57.
一、在观察中开启创造思维的“闸门”
观察是儿童认识世界的主要途径。也是学生获得知识的前提,教师的作用是为学生提供生动具体的感性材料,引导学生对所观察的材料进行充分细致的观察;根据教材内容的不同,采取的观察形式也有所不同,大致分为课堂观察、课外观察、独立观察。前两者是在教师的指导下,有目的地观察,后者是学生根据要研究的对象,进行独立观察。前一步是教给学生观察的方法,为后一步打基础,后一步观察是前一步观察的必然发展。
心理学告诉我们,观察是有目的、有计划、比较持久的知觉。观察者在观察的时候要预先提出一定的目的和任务,制定出计划,按计划仔细地察看知觉对象,提出问题,从中寻求某种答案。教师在教学中注意激发学生的兴趣,引导学生在观察的深入中求异,开启创造思维的“闸门”。
在教学《有趣的不倒翁》一课时,我让学生观察各自带来的不倒翁,意在引领学生在观察中发现并提出问题:“不倒翁为什么不倒?”本环节设计的目的主要是让学生在观察的过程中对不倒翁产生浓厚的兴趣,激发学生的探究欲望,进而提出问题,培养学生的思维能力。
二、在猜想中碰撞创造思维的火花
假设猜想是科学研究的前提,它是对提出的问题作出合理的解释。《小学科学课程标准》中对“科学探究”提出的具体的分目标中就有“能运用已有的知识作出自己对问题的假想答案”,“能根据假想答案,制定简单的科学探究活动计划”的规定。从中,我们可以知道,猜想的结果同时是学生制定计划的前提根据,是学生确定研究方向,选择实验方法的基础。让学生在已有的知识和经验中寻找依据,完成思维的突破与升华,从而形成科学合理的猜想与假设,能使探究活动方向明确,思路明朗,从而碰撞创造思维的火花。
猜想是儿童认识事物必要的心理过程。在教学《有趣的浮沉现象》中,把物体放进水里,有的浮在水面,有的沉入水底。这是想象,这是从感觉器官中得到的感知,为什么有的物体浮在水面,有的物体沉到水底呢?是什么原因?是不是这样,是不是那样?可能是这样,可能是那样。这就是学生对事物观察后所产生的种种猜想。这种猜想是积极的,是思维活动的积累阶段。这一环教学,要求学生敢想、多想、会想,这是智力和语言发展的一个相当重要的心理动因。学生想得多了,思路便开阔了,表达的内容就丰富,想得合乎逻辑,思维也就发展了。
三、在实验中拓宽创造思维的空间
科学实验是指学生根据猜想中所假设的条件或可能是的原因设计的。利用教学仪器、学具,根据研究目的、模拟自然现象,把较为复杂的条件简单化,控制其他因素,突出研究对象,利用学生好奇、好动的特点,让学生亲手摸一摸、做一做,从中发现问题、学到知识。
在教学《改变浮和沉》一课时,除了课本上要求的实验材料外,我特意为学生准备了一些有结构的实验材料,一是研究物体:马铃薯、泡泡糖、小瓶子;二是辅助研究的物体:盐、螺母、筷子、清水、透明杯子。这些都是生活中微不足道的小东西,可是学生爱玩,而且会玩,一放上桌子就引发了他们摆弄的欲望。学生的研究验证方法是多样的,它突破了研究物体与辅助物体的界限,在精挑细选中实现了材料间动态的组合、分解。如有的学生想出了让瓶子沉下去的两种方法:一是在瓶子里放入螺母和水;二是在瓶子里加盐。有的学生想出了让马铃薯浮上来的几种方法:一是在水中放盐;二是用小刀在马铃薯的“肚子”里挖一个洞,然后用泡泡糖把口封住。有的小组的泡泡糖是碗状的,浮在水面上,学生就想出了把它揉成团,或者在泡泡糖上放上重物,这样它就沉下去了。在学生所想到的五花八门的方法中,他们懂得了物体并不因为重而沉,轻而浮,并不因为大而沉,小而浮;沉的物体可以浮上来,浮的物体也可以沉下去。在实验的过程中,孩子们不断产生新构思,寻求新方法,大大拓宽了学生的思维空间,提高了思维深度。
四、在结论中延伸创造思维的“触角”
学生生在观察、实验的基础上,根据在观察、实验产生的现象,进行综合,推理等思维加工之后,得出比较科学的结论。由于小学生文字水平有限,因此,这一环是以学生说出来为主(包括课堂发言、小组讨论等)。把发现的知识表达出来,这是教师从学生反馈的信息中了解学生是否真正理解和掌握知识的重要一环,同时也是学生创造思维的一个延伸。
课程改革之后,无论是哪一个学科的教学课堂都要强调学生学习的主体性,让学生成为学习的主人。这就要求教师快速转变自己的教学思想,摒弃传统教学中满堂灌的教学方式,通过营造一此良好的学习氛围和情境来组织学生少开展积极的探索活动,让学生通过自己的努力来获取更加丰富的科学知识,提高自己的科学观念和科学能力。正如教育家第斯多惠所说:“我们教育教学艺术不在于在课堂中传授给学生本领,而在于不断的激励、唤醒、鼓舞学生,让学生乐于学习”学生乐于积极主动地开展自主学习活动,需要建立在对知识拥有浓厚兴趣的基础上,需要教师在课堂中为他们创设良好的自主学习的氛围根据这么多年的教学经验,我发现教师精心创设的各种有意义的、新颖的教学情境都将使学生的学习情趣调节到最佳的状态,从而使学生积极、乐观地从事知识的探索环节,能够让学生充分调动自己的思想、思维以及各种器官来积极学习,发展学生的创造性思维,让学生形成良好的科学探索精神一、在此,我就小学课堂如何营造适宜良好的教学氛围谈谈自己的一此看法和做法
一、巧妙利用科学实验激发学生学习科学的浓厚兴趣
科学是一门自然的、科学的学科知识,在科学教材中有很多有趣的小实验,运用这种简单实验的方式来让学生理解一些简单的科学知识。为此,在我们课堂教学的过程中就一定要重视实验环节,充分利用科学实验来为学生营造得人独厚的学习情境,体现出科学学科的知识优势各种科学实验都充满了惊奇和兴趣,在小学课堂教学过程中教师要充分利用这些实验带来的惊奇来激发学生学习的欲望和动力,采取更加灵活多样的呈现形式将实验形象、生动地展现在学生面前,运用自己的学识和能力来巧妙地安排实验,争取做到标新立异,给学生更多的惊奇和意外,有效地触动学生探索的心弦,推动着学生亲自动手、动脑去探索科学知识中的奥秘,从而为学生创设一种寓教于乐的教学氛围,从而让学生更加喜爱上科学实验,更加喜爱上科学知识,也更加喜爱上传授科学知识的课堂一、同时,在学生的自主探索和实验过程中,还能够锻炼学生的动手、动脑能力,能够促进学生形成科学的探究方式。
例如,在学习科学知识“气体的热胀冷缩”时,我首先给学生演示一个被压扁的乒乓球放到热水中能够鼓起来的实验,通过这个实验勾起学生强烈的好奇心,激发学生探索其中包含的奥秘,在这种充满好奇的学习氛围中,教师再组织学生进行更加深入的探索,这样就能够有效地启发学生发挥其自身的创造性思维,从而达到最好的教学效果。为此,我们教师一定要充分运用生活中的一此富有科学知识的小实验,调动学生的好奇心,激发学生继续探索的动力和欲望
二、充分利用科技的历史来创设故事情境,激励学生努力学习科学,不断发展创造
科学知识并不是一天两天就能够得到的,它需要科学家不断地努力和探索,需要具有顽强的毅力和持之以恒的决心,为此,在科学发展的历史中有很多科学家的英雄事迹,有很多科学家为了探索科学知识发生的感人故事一、作为一名小学科学教师,我们要学会运用这此科学发展过程中的历史,在科学教学课堂中以故事的形式讲述给学生,让学生在这此感人故事中得到启示和启发,从而更加产生较强的学习欲望和探索动力
有一位教育家曾经说过:“故事是儿童的第一大需要一”小学生的年龄都比较小,在他们这个阶段正是对故事感兴趣的时期,教师一定要抓住学生这个心理,在课堂教学过程中根据授课的内容,为学生准备一些动人的、有趣的历史故事或是一些科学人物的探索故事,利用多媒体技术为学生播放一些科学家的照片或是一些实验的情境,增加学生的印象和感想,从而使学生追随着科学家的脚步去体验科学探索和创造。例如,我们可以给学生讲述达尔文热爱大自然,喜欢去郊外游玩,去观看各种各样的小动物,捕捉一些小昆虫,和小松鼠一起玩耍的故事,运用故事的情节引导学生去学习和探索《生物进化》的知识。在科学发展的历史长河中有着十分丰富多彩的历史资料,有很多都能够触动学生的心弦,激励着学生不断地探索和学习,陶冶学生的情操,鼓舞学生产生勇敢的斗志,让学生勇于发现和探索。教师运用这此事迹的再现来为学生营造良好的学习情境。
三、重视新旧知识的内在联系,创设不断探究新知的学习情境
知识之间有着密不可分的联系,任何一个新问题的探索和应用都是在旧知识的基础上得出的。为此,在小学科学教学课堂中,我们教师要结合堂课的教学内容与旧知识之问的密切联系,为学生设置一些有趣的悬念,从而帮助学生创设一种探索的学习情境,让学生根据已有的知识,经过学习经验迁移和对比能够在新的学习情境中探索到新的知识。促使学生能够在旧知识的不断运用过程中学习新的知识,运用新知识去解决问题,这样有利于学生积极主动地开展新知识的探索活动,调动学生学习的积极性。例如,在学习物体的导电性时,我们教师可以先给学生介绍一此运用电能才能工作的物体,然后利用最常见的小灯泡来让学生设计和验证一些物体的导电性能如何这样学生就会结合自己生活中的一此经验和做法,自己动手操作,通过灯泡的亮与不亮或者是亮暗的程度来判断物体的导电性能如何,这样便让学生在解决问题的过程中学到了新的知识,提高了自己自主探索和学习的能力
四、组织学生开展游戏活动,运用游戏创设融洽轻松的学习氛围
1.以观察为主的实验:猜想引导细致观察
评判一项科学研究是否科学,首先不在于你的理论有多高深,而在于你的观察资料有多真实。训练孩子们观察得细致、准确是非常重要的教学内容。[2]本文所论述的“观察为主的实验”,主要指实验中涉及的操作技能简单,学生的操作没有困难,重点是期望孩子在操作过程中仔细观察实验现象,发现问题或搜集证据,进而深入研究感兴趣的未知科学秘密的实验。因此进行此类实验之前,有没有适时、适度的猜想,直接影响着学生的观察活动,进而影响实验的成效。
以苏教版小学科学三上“空气占据空间”学习内容为例。(以下所涉及的教学内容均为苏教版小学科学)
教学A:(不组织猜想)
师:(演示)把一团报纸塞在玻璃杯底部,再将杯子倒着竖直放入水中,仔细观察有什么现象。
(学生分组实验)
师:实验中你观察到什么?
生:把杯子竖直放入水中,没有什么变化!
师:没有变化的意思什么?
……
师:报纸湿了吗?
生:没有。
师:为什么会这样呢?
……
教学B:(组织猜想)
师:(演示:把一团报纸塞在玻璃杯底部。)如果把杯子倒着竖直放入水中,可能会出现什么情况?
生:可能会有气泡冒出来。
生:报纸变潮湿。(为什么?)因为水会慢慢漫到杯子里,再接触到报纸。
生:报纸不会湿,因为杯子里有空气,水根本进不去。
师:大家能大胆提出自己的看法都非常好,不管对和错,都说明我们能像科学家一样认真观察,仔细分析,想通过自己的努力解决问题。
(学生分组实验。)
师:实验中你观察到什么?
生:报纸没有湿。(能说完整吗?)杯子倒着竖直放入水中,报纸根本就不会湿。
师:报纸没有湿说明什么?
生:水没有进入杯子。
生:水进去了,只不过只进入了一点点,没接触到报纸。
师:观察真仔细,水为什么不能接触到报纸呢?
生:杯子里有空气。
生:杯子里有很多空气,把水和报纸隔开了。
……
从以上两个片断我们可以看出,动手实验前的猜想可以帮助学生明确观察的角度、侧重点、逻辑次序,这样在观察中就有了一个思维主线,观察能更全面、更细致。教学A只教给实验方法,没有猜想活动,学生实验中的观察就漫无目的,没有强趣味性现象刺激,学生的实验仅仅停留在“玩玩”的原有水平,没有思维过程,交流环节学生就无话可说。教学B,经过猜想活动,学生充分调动了前概念:“空气是真实存在的”、“水的流动性”、“空气在水中会有气泡”等,这些都是学生的原有认知,实验活动在此基础上展开,学生的观察就有了自我的视角和侧重点,并且观察中有比较、有反思,实验后就有话可说、争着说。甚至实验中的一些微小的细节也被学生清晰地关注到,如“水进去了,只不过只进入了一点点”,这虽然对建构“空气占据空间”概念帮助不大,但却是下一个概念“压缩空气”研究的重要切入点,问题不断生成,探究活动也就得以不断延续和深入。
2.以方法为主的实验:猜想引领创意操作
实验方法的本质在于它是人们根据一定的研究目的,运用适当的物质手段(科学仪器和设备),人为地控制模拟或创造自然现象,使之以纯粹、典型、精确、系统、明显的形式表现出来,从而获取人类经验的方法。[3]以方法为主的实验(此处论述的侧重点是学生已具备实验中的操作技能),整个过程中,教师对研究的问题不预先设计实验步骤、方法和过程。学生以所学的知识和实验技能为基础,根据自我研究的需要,设计个性的研究方法。针对此类实验,猜想环节的目的是引导学生能明晰自己的设计依据,并且对他人的设计进行借鉴或质疑,用批判性思维去审视不同方案,利于学生在动手操作中及时调整思路,完善自己的方案,更好地完成实验。
例:《建桥梁》,实验操作难度不大,关键是根据自己的原有认知,设计出自认为承受力最大、有创意的形状,并通过实验验证,寻找形状与承受力之间的关系。具体过程:在学生发现用一张纸建成“——”形状的桥梁不能解决问题时,适时引导学生讨论:“你还能设计出其他形状的桥梁吗?”“你认为这样的设计承受力大的理由是什么?”“怎样比较设计出的桥梁形状哪种承受力大,能让小车通过?”让学生理清对比实验的注意点,然后放手尽早满足学生进行探究活动的愿望。
经过之前的猜想,学生对研究形状与承受力之间关系的实验方法有了更多的了解,在实验中不但能快速完成自已设计的实验,而且更注重不断改进方法,不断重新实验,寻求更成功的实验设计,使得实验研究更开放、更自由。
3.以测量为主的实验:猜想规避错误数据
这类实验主要是定量研究的实验,实验中往往要借助工具测量得出具体数据。工具的正确使用、使用的时机、各种变量的控制等等因素,都会影响着数据的准确性,有时可能得出的数据误差过大,有时获得的甚至是错误的数据。针对这些可能出现的问题,组织合理的猜想活动,可以帮助学生对实验中可能得出的数据,进行一个基于自己常识经验的大体判断,从而规避实验中因为材料、操作方法、记录等因素造成的错误数据,并尽可能地减少实验中的误差。
例:《固体混合》,100ML黄豆,100ML绿豆,100ML小米,三样物体混合后体积会有变化吗?我们成人都知道,混合后体积不会大于300ML,不会小于100ML。(其他物体可能有特殊情况,另当别论,如混合在一起会产生化学变化的物质)但儿童在实际的科学实验中,即使出现了大于300ML的数据,他们也很少会质疑,他们只相信自己亲自动手操作、亲眼观察记录的数据,至于其中的操作是否正确、实验器材是否有问题则往往被忽略。教学中出现这样的情况,通常关注过程的老师会组织学生重新审视实验,找到错误的原因,然后再重新实验;只重结果的老师会以“少数服从多数”的原则,肯定正确答案,让有错误的小组“课后研究”,甚至直接宣布这小组“你们肯定操作错了”。
如果实验前组织学生猜想:你们认为三样物体混合后体积会有变化吗?可能会怎么变化?(不变、变小、变大)你是怎么样想的?学生根据常识认识到:①黄豆、绿豆、小米混合到一起,每一种物体都会保持原样,不会像盐在水里一样会溶解;②黄豆、绿豆、小米混合到一起,只要我们认真实验,每样物体都不会少了几粒,更不会多几粒;③黄豆、绿豆、小米混合到一起,没有水,不会被泡大了。从而形成对混合后体积的大致认识,同时也初步了解到,有一些物体混合在一起,体积一定会变大。(如,大米煮成米饭、面粉加水烤成面包等)实践证明,通过这样的猜想活动,学生面对异常的数据,会主动反思实验过程,从而主动规避错误数据。
4.以想象为主的实验:猜想建立虚实联系
爱因斯坦说过:“想象力比知识更重要,因为知识是有限的,而想象力概括着世界上的一切,并且是一切知识的源泉。”在童年时期,想象性游戏是儿童最初的活动之一,如果不在学校,它就在好玩的沙堡建筑中;在“好人和坏人”的情节中;在地下室或后院的乔装打扮游戏中。[4]想象思维活动在科学探究过程中是学生学习理解科学知识的一个不可缺少的经历,学生进行猜想的过程,就是展开想象的过程。在科学课中有许多研究内容是我们无法实验操作的,如有关“天空中的星体”“地球运动”“微观世界”的内容等等,很多时候,我们都是通过建立模型或通过模拟实验来帮助学生增加体验、丰富感知、建构概念。猜想就是把现实与模拟联系起来,把证据与解释联系起来,更好地帮助学生将新知真正内化吸收,建构属于儿童自己的科学概念。
如《日食和月食》一课的教学,通常做法是用一个光源、小球、大球分别替代太阳、月球、地球,变动三者之间的位置关系来研究日食和月食,当三个星体处在一条直线上,月球运行到太阳和地球中间,月球的影子落在地球上,形成了日食。完成实验后,似乎有关日食的概念也应该建构完成,可是实际的情况却是:你能解释一下日食是怎么回事吗?绝大部分学生都依然沉默,为什么呢?究其原因我们发现,模拟毕竟不是现实,在模拟和现实之间我们缺失了类比与想象。看到地球上有月球的阴影,不代表学生能体验到处在月球阴影中看太阳的情况。
所以我们需要把现实中的现象和模拟建立联系,引导学生分析:炎热的夏天,当天空偶尔飘来一朵白云,我们希望白云飘在哪儿?从而认识到:云朵阻断了光线,太阳光照不到我们,我们处在白云的影子里,我们也暂时看不到太阳。进一步猜想:如果月球运行到太阳和我们地球之间会怎么样?经过这样的过渡,学生就把模拟与现实(虽然不能从宏观上看到)联系起来了,在用模拟实验间接的研究过程,在头脑中想像现实世界中日食的成因,真正完成对日食的意义建构。
5.以探索为主的实验:猜想促进多样探究
新课程改革的基本理念倡导学生形成“自主、合作、探究”的学习方式,于是有观点认为,探索实验就是让学生独立研究,教师无需指导,乍一听起来,体现了学生的自主性、课堂的民主性,但往往事实是,有些学生不知道该做什么、该怎么做。以探索为主的实验,没有唯一正确的实验方法,也没有唯一正确的答案,而是可以从不同角度、不同深度进行多方面的研究。因此,往往对实验的要求较高,学生要对材料的特点、组合方式、内部原理等都要有所认识,更特别的是,学生在实验过程中可能经历较多的失败的考验。实验前的猜想,要更多关注学生原有资源的分享与交流,肯定学生创新性的想法,鼓励指导学生养成独立思考的习惯,形成探究未知世界的科学精神。
如《简单电路》,教师为学生准备了电池、导线、小电珠、开关等一堆材料,不加引导全部发放给学生,让学生自己组装,课堂热热闹闹,看起来充满了自主与民主,但实际是放任自流,学生把实验材料当成了玩具,漫无目的地摆弄材料,有的甚至玩起了“滚电池”的游戏,因为他们根本不知道各种材料之间的关系,多次尝试后挫败感强烈,失去了继续研究的兴趣。
类似这种实验,之前的猜想可以设计为“画前概念”,首先,让学生动手画一画:有了电线、电池、小灯泡,怎么连接才能让小灯泡发光;然后,组织展示学生的想法,引导他们表述:你是怎么想的?除了你自己的方法外,你还比较赞同谁的方法?通过这样一个过程,让学生把注意力集中到探究目的和方法上来,大家为了同一个探索目标,可能选择的方法不一样,也不仅限于一种。这样在实验中遇到失败的小组可以及时选择其他实验方案进行尝试;成功的小组也不仅仅满足于“点亮了”,而会尝试用其他方法来点亮小灯泡;善于思考的学生也许会找一找点亮小灯泡背后的秘密。实验中,每一个学生都有事做、都做自己喜欢的事,这不就是我们愿意看到的么!
猜想既是科学学习的一个重要环节和思维形式,又是科学研究活动的基本程序之一。一个合理的猜测活动既需要教师精心的预设,又要依据学生的猜想能力,而后者需要教师在教学实践中不断地进行引导与训练。以上仅是我个人对“猜想”在不同类型科学实验中运用的一些体会。当然,科学实验的类型还不限于此,猜想与实验之间如何更好地处理与把握,更好地服务于学生的发展,还需要不断地实践与反思。
参考资料:
[1][2]张红霞.科学究竟是什么[M].北京:教育科学出版社,2003.12.
[3]瞿晓峰编.课型范式与实施策略(小学科学)[M].南京:江苏教育出版社,2012.12.
关键词:小学科学;情境教学;学习氛围
中图分类号:G623.9 文献标识码:B文章编号:1672-1578(2016)06-0287-01
在新课改下教师应该将科学教学活动处于创设的最佳教学情境之中,使学生产生贴近生活的感受。这不仅能充分发挥科学教学的功能,而且能使学生的科学学习变得亲切自由、和谐愉悦,并能对提高科学教学效果起到事半功倍的作用。为此,我对创设情景的方法进行了初步探索。
1.巧妙利用科学实验激发学生学习科学的浓厚兴趣
科学是一门自然的、科学的学科知识,在科学教材中有很多有趣的小实验,运用这种简单实验的方式来让学生理解一些简单的科学知识。为此,在我们课堂教学的过程中就一定要重视实验环节,充分利用科学实验来为学生营造得天独厚的学习情境,体现出科学学科的知识优势。各种科学实验都充满了惊奇和兴趣,在小学课堂教学过程中教师要充分利用这些实验带来的惊奇来激发学生学习的欲望和动力,采取更加灵活多样的呈现形式将实验形象、生动地展现在学生眼前,运用自己的学识和能力来巧妙地安排实验,争取做到标新立异,给学生更多的惊奇和意外,有效地触动学生探索的心弦,推动着学生亲自动手、动脑去探索科学知识中的奥秘,从而为学生创设一种寓教于乐的教学氛围,从而让学生更加喜爱上科学实验,更加喜爱上科学知识,也更加喜爱上传授科学知识的课堂。同时,在学生的自主探索和实验过程中,还能够锻炼学生的动手、动脑能力,能够促进学生形成科学的探究方式。
2.充分利用科技的历史来创设故事情境,激励学生努力学习科学,不断发展创造
科学知识并不是一天两天就能够得到的,它需要科学家不断地努力和探索,需要具有顽强的毅力和持之以恒的决心,为此,在科学发展的历史中有很多科学家的英雄事迹,有很多科学家为了探索科学知识发生的感人故事。作为一名小学科学教师,我们要学会运用这些科学发展过程中的历史,在科学教学课堂中以故事的形式讲述给学生,让学生在这些感人故事中得到启示和启发,从而更加产生较强的学习欲望和探索动力。有一位教育家曾经说过:"故事是儿童的第一大需要。"小学生的年龄都比较小,在他们这个阶段正是对故事感兴趣的时期,教师一定要抓住学生这个心理,在课堂教学过程中根据授课的内容,为学生准备一些动人的、有趣的历史故事或是一些科学人物的探索故事,利用多媒体技术为学生播放一些科学家的照片或是一些实验的情境,增加学生的印象和感想,从而使学生追随着科学家的脚步去体验科学探索和创造。例如,我们可以给学生讲述达尔文热爱大自然,喜欢去郊外游玩,去观看各种各样的小动物,捕捉一些小昆虫,和小松鼠一起玩耍的故事,运用故事的情节引导学生去学习和探索《生物进化》的知识。在科学发展的历史长河中有着十分丰富多彩的历史资料,有很多都能够触动学生的心弦,激励着学生不断地探索和学习,陶冶学生的情操,鼓舞学生产生勇敢的斗志,让学生勇于发现和探索。教师运用这些事迹的再现来为学生营造良好的学习情境。
3.重视新旧知识的内在联系,创设不断探究新知的学习情境
知识之间有着密不可分的联系,任何一个新问题的探索和应用都是在旧知识的基础上得出的。为此,在小学科学教学课堂中,我们教师要结合本堂课的教学内容与旧知识之间的密切联系,为学生设置一些有趣的悬念,从而帮助学生创设一种探索的学习情境,让学生根据已有的知识,经过学习经验迁移和对比能够在新的学习情境中探索到新的知识。促使学生能够在旧知识的不断运用过程中学习新的知识,运用新知识去解决问题,这样有利于学生积极主动地开展新知识的探索活动,调动学生学习的积极性。例如,在学习物体的导电性时,我们教师可以先给学生介绍一些运用电能才能工作的物体,然后利用最常见的小灯泡来让学生设计和验证一些物体的导电性能如何。这样学生就会结合自己生活中的一些经验和做法,自己动手操作,通过灯泡的亮与不亮或者是亮暗的程度来判断物体的导电性能如何,这样便让学生在解决问题的过程中学到了新的知识,提高了自己自主探索和学习的能力。
4.组织学生开展游戏活动,运用游戏创设融洽轻松的学习氛围
小学生正是爱玩的年龄阶段,在他们心目中最好的学习方式就是"玩",为此,我们在科学课堂中要满足学生这一爱玩的心理,教师要结合自己课堂教学的内容,设计出适宜的游戏活动,为学生创设娱乐的学习氛围,从而让学生产生轻松的学习体验。在这种比较自由轻松的学习环境下,学生不但会快速地吸收知识,而且还能够增强学生的观察能力、注意能力以及独立的思考能力,还能够在游戏中不断地挖掘学生内在的潜力,让学生积极地开展科学知识的探索活动,提高科学课堂的教学质量。同时学生也能够在学中玩,玩中学,从而学习得更加有劲,玩得也更加具有教育意义,达到双丰收的良好效果。加深了学生学习科学知识的兴趣。
综上所述,创设情景的方法还有很多,但我们要明白教育的功能不仅仅是向学生传授知识,更重要的是挖掘学生的内在潜力,启迪学生的悟性。在教学中,如果能够创设情境,帮助学生实现自我觉醒,那无疑是理想的方法之一。它对学生参与到教学之中,贯彻素质教育,取得最佳教学效果,对于课堂沉闷气氛的改变都有一定的好处。因此,教师只有不断地探索与进取,不断地积累,才能取得更好的教学效果。
参考文献:
[1] 谢强.小学科学课程资源的开发与利用[J].湖南第一师范学院学报, 2012.
得天独厚很奇妙
众所周知,在太空飞行的载人航天器内与地面有天壤之别,最显著的特点是存在地面难以模拟的长期失重环境。在那里人人好像都会轻功,可以像游泳一样随意飘来飘去。6月13日,航天员聂海胜、张晓光和王亚平都是以这种方式先后从神舟10号飞船飘入天宫1号目标飞行器内的;航天员各个均能成为大力士,可毫不费力地举起任何东西,甚至能轻松表演“一指禅”;他们的睡觉也不分上下,可以站着睡,也能倒立睡,高兴时还可不固定睡袋,当一回“夜游神”;吃东西时也能像小鸟一样,把食物放在空中后用嘴去接着吃……
载人航天器内的失重环境不仅使航天员的生活变得十分奇妙,对物理、化学、材料、生物、医学等领域也会产生重要影响。在那里,液体中密度不同的成分不会发生沉淀和对流;水和蜡烛燃烧都会呈球状;许多成语也要修改了,比如:脚踏实地、飞流直下、空中楼阁、危如累卵、摇摆不定等成语在失重环境中都不适用了,在那里水不再往低处流,甚至用竹篮也可以打水。真可谓“不一样的世界,不一样的感受”。
为了引起学生们和老师们对太空探索的兴趣, 激发他们在科学、技术、工程和数学领域方面研究的兴趣和灵感,吸引更多的学生今后加入到这些领域和航天事业的队伍中来,美国航空航天局已将太空教育确定为自己的三大使命之一。其三大使命是:“理解并保护我们赖以生存的行星;探索宇宙,找到地球外的生命;启示我们的下一代去探索宇宙”。 美国航空航天局要求在其各项任务中都要加入太空教育的内容,并每年为此投入1亿~1.5亿美元经费。
现在,载人航天的空间应用项目主要包括医学与生物学研究、生物工程、空间技术、材料科学、教育活动、地球物理学及对地观测等7个方面的科技研究性应用。由此可见,太空教育已成为载人航天的一项重要内容,是连接青少年学生与载人航天事业的最好桥梁,因而已受到越来越多国家的重视。
世界最高课堂
太空教育有多种形式,其中在太空授课是最典型的一种方式,那里称得上是世界上最高的课堂,可对培养青少年探索太空的兴趣产生积极影响。
此前,全球只有美国女航天员巴巴拉・摩根曾于2007年在“国际空间站”上对地面青少年进行过一次授课。在摩根的太空授课活动中,一个学生想了解航天员是如何在太空中锻炼身体的,摩根没有直接回答,而是将身旁2个身材魁梧的航天员举了起来,一手一个,并装出一副很吃力的样子。另一个学生想知道如何在太空喝水,摩根便从一个特制的饮水袋中挤出几个水珠,然后她和同事们用嘴接住四处飘动的水珠并吞下去。学生问摩根,航天员在太空中如何保持个人卫生,摩根马上往自己的脸上喷射肥皂水,演示她是怎么洗脸的。另一个航天员还演示了如何刷牙:漱口水需要吐到专用毛巾上,因为在太空微重力环境下,水不会往低处流。
我国原定由神舟9号航天员在太空为青少年授课,但后来因任务紧张而取消了。神舟10号航天员王亚平在天宫1号内通过电视直播的形式进行了我国第一次、世界第二次太空授课,向地面的中小学生展示失重条件下的特殊物理现象,了解液体表面张力的作用,从而激发青少年的兴趣,加深对质量、重量以及牛顿定律等基本物理概念的理解。由此不难看出,我国的太空授课与美国的太空授课有明显的差异,美国太空授课的内容是介绍和演示太空生活,而我国太空授课的内容是介绍和演示物理概念,所以我国太空授课的科技含量较高,难度也较大。
2013年6月13日,世界第一位太空女教师摩根致信即将在“天宫”上授课的女航天员王亚平:“亲爱的王亚平:在你环绕地球而行并准备从太空授课之际,我代表全世界的教师和学生向你致以荣耀和爱的问候。我们为你骄傲。我们希望你和你的乘员组同事平安和成功。你在那里一定非常忙碌,但请记得花些时间望向窗外,因为中国和这个世界美丽迷人。您真诚的芭芭拉・摩根。”
2013年6月20日,王亚平在结束太空授课后,立即从天宫1号通过电子邮件给摩根发了回信,信中写道:“亲爱的芭芭拉・摩根女士:在遥远的太空收到您的来信,我和我的同事感到很高兴,谢谢您对我们的关心和祝愿,对您为世界载人航天和教育事业做出的贡献表示敬佩和敬意。今天,我们顺利完成了太空授课活动,与亿万中国学生一起分享了太空的神奇和美妙,收获了知识和快乐,希望您和世界各地的教师、学生看到后能够喜欢。飞行期间,我经常会通过舷窗遥望我们美丽的家园。太空寄托着人类美好的向往,知识是走向太空的阶梯。我们愿与您一道为开启全世界青少年朋友热爱科学、探索宇宙的梦想共同努力。”
太空实验有多种
至今,国外已利用载人航天器中得天独厚的失重环境进行许多有趣的太空实验,其中不少是青少年参与实施的。太空实验的入选条件是所需要的材料和设备必须安全可靠、质量小、体积小、功耗小、对航天员健康无影响、不会污染座舱环境等。当然,也要满足创意新颖、简单可行、不需要花费航天员很多时间等要求。
在美国航天飞机服役期间,专门在航天飞机的大货舱内安装了用于太空实验的“搭载箱”,想在航天飞机上进行实验的学生可租用它。“搭载箱”可放置用于实验的“零星搭机实验”专用容器,根据大小和质量的不同分3种型号,收费的标准分别为10000美元、5000美元和 3000美元。有些国家为了培养青少年对太空科学的兴趣,为其学生租下“搭载箱”进行太空实验。
目前,在“国际空间站”的各国实验舱内,也有进行植物发育实验的“太空温室”、 对植物生长的环境参数进行精确控制的先进航天培养皿、观察外太空对材料影响的“手提箱”、可完成各种生理实验的“实验架”、能进行各种实验的“手套箱”等各种太空实验设备。除用于航天员进行预定的科学实验外,学生们可以根据自己实验的需要申请现有的实验设备。如果需要特殊的实验设备,学生可以或在有关科研单位的协助下研制。
其实,早在“国际空间站”建造初期,驻守其间的航天员就意识到了太空生活、失重环境下的种种奇妙现象对于学生的巨大吸引力。所以,他们在繁忙的工作之余尽可能地抽出时间和学生交流,甚至亲自做一些实验演示。至今,一批又一批航天员用自己的经历和行动,鼓舞和启迪着全世界数百万计的学生。“国际空间站”现已完成了几十项学校与学生的科研项目,在太空开展了教学实验活动,设置虚拟课堂和虚拟演示验证课。例如,把蝴蝶、蜘蛛等送到“国际空间站”,以作为一项教育实验的一部分。2012年,美国“龙”飞船把全美多所高校学生参与的23项研究运送到太空,后又带回地面。这些学生的研究项目是“学生航天飞行实验计划”的一部分,该计划给学生提供机会,设计微重力下物理、化学和生物学方面的研究项目。
失重科学较直观
在失重科学实验方面,国外已进行了不少有关物理和化学方面的太空实验,例如,在“国际空间站”上,美国航天员佩蒂特做过的液体实验十分有趣:他先从饮水袋出水口慢慢挤出一些水来,由于水在失重环境中不受重力的影响,液体表面张力起主导作用,所以水能飘浮在空中,且不呈水滴状,而呈球状;接着,他用注射器向水球中间注入了一些气体,形成了水气球;之后他又借助于针头小心翼翼地将水注入边缘,结果里面的泡泡发生旋转;然后他将有色饮料注入水球,制作出彩色水气球;最后他用激光照射水球,展示了彩色水气球,它有许多小泡泡发生弹跳并反射光线。
众所周知,水烧开时会出现沸腾现象,这是因为水在被加热时,底部的水先变成蒸汽,使容器底部产生小气泡,并被重力引起的对流带到容器上部,当容器中的水受热超过其饱和温度时,在水的内部和表面同时发生剧烈汽化的现象,整个水就沸腾了。但在失重状态下,由于没有对流和浮力,加热产生的气泡会一直附着在容器底部停留很长时间,最后形成一个大气泡,漂浮在水中。研究失重环境中的沸腾现象对太空或地面工程中的散热设计很有用,可防止出现“空气锁”。
燃烧是一种常见现象,但其过程与重力有很大关系,可能是一般人没想过的,常见的泪珠状火焰就是因为重力引起的对流产生的。蜡烛在地面燃烧时,由于加热后的周围气体密度低而上升、较冷的气体从下面补充进来形成的对流作用,将蜡烛的火焰拉长呈泪珠状,并且由于炭黑来不及充分燃烧就被带走,使火焰呈红黄色。在太空失重环境中,没有了对流现象,蜡烛不仅燃烧速度比地面慢得多,且其火焰呈球状,炭黑也能够充分燃烧,使火焰呈蓝色。
失重环境还会改变动物的行为。例如,在2003年美国哥伦比亚号航天飞机失事前的16天中,航天员每天多次地观察和拍摄蚂蚁的行为和筑巢进程,共进行了80多次实验,并将实验的情况及时地传送到地面,学生们每日从互联网链接中下载数据,其中包括蚂蚁行为的录像和静态照片。原先猜想在失重环境中,蚂蚁会分不清上下,行动迟缓,筑巢的速度也会减慢,但通过发回的照片和录像发现,太空蚂蚁更活跃,会疯狂地挖隧道,但挖隧道的方式与地面蚂蚁不同。地面蚂蚁是沿着蚂蚁工坊的四周挖隧道,而太空蚂蚁挖隧道的方向没有规律,更随意。
演示视频最常用
由于太空授课的次数和时间十分有限,而太空实验对青少年又有很好的启迪作用,所以上述太空实验除了可采用太空授课的方式进行演示外,目前还常采用视频传输的方式进行演示,即航天员在载人航天器内录制学生感兴趣的太空实验,然后在通信信道不忙时把教育演示视频用中继卫星传输到地面,被广泛用于全世界的教育者进行科学演示,学生们也可通过网络直接下载航天员演示视频。
现在,有的航天员在空闲时常录制进行太空实验的教育演示视频,在“国际空间站”已录制了数以百计的教育演示视频,其中不少是演示物理定义和规律,如演示失重环境中物体的质心、旋转、共鸣、波动、水滴、牛顿定律、质量和重量、线性动量、角动量守恒、液体表面张力、速度与能量和做功、伯努利定律、向心力与加速度等。
这些演示视频丰富多彩,除了拍摄航天员的太空生活――睡眠、工作、科研活动外,更多的是借助“国际空间站”奇妙的失重环境和现有器材,进行基本定律的演示。为了更加形象地演示这些规律,同时也为了使航天员更加有兴趣参与,每次演示都需要用到一些教具,为此,陀螺、跳绳、足球、回旋镖、溜溜球、纸飞机、曲棍球等很多地面的运动、游戏和玩具都被搬到了空间站上。
制作这些视频虽然不需要耗费额外的能源或者特别的硬件设备,但需要至少2名航天员配合,他们一个负责摄像设备,一个负责演示。教育演示视频已成为“国际空间站”一项成功的太空教育活动,它只需要简单的教具和利用失重环境,就可把物体运动特性、液体表面张力等在地球上不容易理解的概念讲得生动有趣,并让更多的学生参与到真正的太空任务和实验当中来,接触前沿航天设备,获得前所未有的体验,极大地激发了学生的好奇心和创造力。
中国行动早开始
在王亚平进行太空授课之前,我国已展开过多项太空教育活动。例如,我国多次进行了“中国青少年航天飞机科学实验方案”的征集活动,并积极参加航天飞机和我国卫星的搭载实验;专门为我国青少年科技爱好者发射希望1号小卫星,并启动了希望1号卫星搭载方案征集活动;多次举办航天夏令营和体验营,对中小学生进行航天知识教育;多所高等学校的学生参加航天硬件设计(如月球车)和太空实验;组织学生与“国际空间站”航天员通话等活动。
我国曾从全国各地征集的上万份提案中评选出5项由中、小学生提出的上天方案,它们是:用胶粘法控制航天飞机舱内垃圾;液态混合物的凝固;微重力环境对草履虫生长和繁殖的影响;失重环境中固?液表面间的相互作用;蚕吐丝织茧实验。这5项实验先后登上美国的航天飞机,但最后结局不完全相同。前4项实验中除了草履虫实验由于电池工作寿命限制未获得成功外,其余3个方案都取得了很好的结果。最不幸的是第5项蚕宝宝实验,由于哥伦比亚号航天飞机在返回过程中解体,中国的蚕宝宝也随着7名航天员“为国捐躯”了。为了实现学生们的心愿,我国航天部门让蚕宝宝登上了中国的第22颗人造卫星。太空蚕回到地面后,学生们与科学家一起分析太空飞行对蚕宝宝和它们后代的影响。这是首次中国航天器搭载由孩子们自己设计的实验,对中国航天科技的发展具有开创性意义。
我国还曾多次举行过太空美术展、航天体验营等多种航天科普活动。2013年6月21日,在中国科学技术馆举行了“航天科普大讲堂”系列活动启动仪式。2013年12月28日,“航天科普大讲堂”全国系列巡讲在上海科技馆举行,嫦娥3号探测器系统副总设计师张玉花、中国空间技术研究院研究员庞之浩以科普的方式向公众介绍了世界探月技术的进展。
关键词
新课程
化学实验
教学理念
改革
基础教育化学新课程“以提高学生的科学素养为主旨”,并从“知识与技能”、“过程与方法”、“情感态度与价值观”三个维度建立了新的化学课程目标体系;“倡导以科学探究为主的多样化的学习方式”;重视学生的“亲身经历和体验”;强调“创设生动而有意义的学习情景”。这些新的课程理念在化学教学中的有效落实,都离不开化学实验。课改中化学新教材的基本思想是以学生的发展为本,以科学探究为突破口,促使全体学生学习持续发展及有个性的发展是教科书设计的出发点,把学生终身学习必备的基础知识、基本技能和科学方法的学习,以及创新精神和实践能力的培养作为教科书设计的重点。而培养学生的科学素养这一新的化学实验教学思想把实验教学的功能提高到一个新的层面。本文就新课改中化学实验教学作一些初步的探讨。
1、树立新的化学实验教学理念
1·1、充分发挥实验教学的探究功能
传统的实验教学中,过分重视实验技能的训练,忽视实验的探究功能和培养学生科学素质方面的作用,只是通过实验,论证某个规律,使实验论为知识灌输的附庸或点缀,因此实验教学也只是“把实验同教学捆绑在一起”,非常呆板地把实验目的、原理、器材、操作步骤和结果一一交代给学生,然后学生按部就班地动手“实验”,根本体会不到自己动手后发现问题并总结出一些实验结论的乐趣,感受不到科学的魅力。化学新课程中把“发展科学探究能力”作为一个重要目标,而“化学实验是进行科学探究的主要方式”,它既是科学探究的构成要素,又是科学探究其它要素在化学教学中得以实施的重要活动载体,因而,化学实验是化学教学中发展学生科学探究能力的一个不可或缺的重要途径,它对于促进学生科学素养目标的实现,具有“其他教学手段无法代替”的特殊重要作用。例如,对于“水和酒精混合后体积变小”的结论,可以设计出以下3种教学方案:
[教学方案1]教师演示实验:将50mL酒精与50mL水混合,观察实验现象。
[教学方案2]学生实验:将50 mL酒精与50mL水混合,观察实验现象。
[教学方案3]学生探究实验:取几支量筒分别进行下面实验,事先预测结果,并与记录值进行比较。
表1
水与酒精混合后的体积变化
实验操作
体积变化情况
预测结果
测量结果
50mL水与50mL水混合
不变
不变
50mL酒精与50mL酒精混合
不变
不变
50mL酒精与50mL水混合
变小
变小
对比3种教学方案可以看出,进行化学实验的探究化设计,对于发展学生的科学探究能力及促进学生科学素养的发展有着极其重要的意义。因此,按照现代教育的理念与素质教育的要求,在实验教学中要将“科学探究”摆在与“科学知识”并列的位置,让学生在实验中去经历、感受,领悟科学过程,提高学生科学探究的水平。
1·2、以学生的发展为本
新教材把学生动手实验活动融入到学习内容之中,取消了单独编排学生实验的做法,淡化了学生实验和教师演示实验的界限。在实验教学中,教师应按照学生的认知规律,使学生在和谐、宽松、民主的环境中,自主、合作、创造性地学习和实验,充分体现学生在实验教学中的主体地位。在传统的实验课和新课程理念下的探究型实验课中,师生行为大有不同,见表2。
表2
两种类型实验课中师生行为的对比
传统实验课
探究型实验课
实验前
检查预习情况,再次演示一遍实验,反复强调实验的注意事项
设置问题情境,激发学生实验欲望
实验时
要求学生严格按照实验步骤,注意自己的操作,强调纪律,不许交谈、走动
由学生自主设计实验步骤,学生间可以讨论、交流
实验后教师作讲评,布置有关该实验的习题由学生评价、小结,并要求学生查找该实验的后继补充资料
上述两种形式的实验课中师生行为方式的转化的有赖于教师教学观念及教学方式的转变。实验教学中,教师应留给学生足够的自由、空间和时间,让他们去合作、讨论与交流。正如教育家陈鹤琴所说:“凡是儿童能够自己做的,应该让他们自己做,凡是儿童能够自己想的,应该让他们自己去想。”
1·3、关注过程
化学实验的目的,不仅在于获得所谓的“正确”实验结果,更重要的是使学生经历和体验获得实验结果的探索过程。只有亲身经历了这样的过程,学生才能对什么是科学,什么是科学实验有较为深刻的理解,才能在这样的过程中受到科学过程和科学方法的训练,形成科学的态度、情感和价值观。不重视过程的实验等于把生动活泼的化学现象变成了静止的某个预期的“结论”,何况这个“结论”学生从教师的演示实验和书本上早已知道,没有悬念,引不起学生的积极思维,感受不到科学的魅力。同时由于结论和书本所述的或理论所推测所预期的完全一致,教师无须为解释或探讨学生在实验过程中所发现的或未曾预料的化学现象进行思考,因而失去了许多了解或理解化学的机会。如关于分子不断运动的活动与探究,首先做一个氨水使酚酞试液变红的实验,作为知识铺垫,然后试验分别盛有浓氨水和酚酞试液的两个烧杯放在一个密闭的空间里,会不会发生变化,并探究其原因——分子是不断运动的。让学生体验科学实验和科学探究的过程与方法,同时也培养了学生的科学态度。
2、新教材中化学实验内容的重新构建
2·1、实验内容的扩展及呈现方式的多样化。义务教育人教版九年级化学实验教科书上、下两册除了配合课本内容的实验外,还安排了活动与探究、调查与研究、家庭小实验等活动内容(见表3)。
表3
九年级化学教科书(人教版)活动内容统计
内
容
次数
上册
下册
活动与探究
11
12
调查与研究
4
8
家庭小实验
4
6
义务教育上教版化学实验教科书从实验基本操作、物质性质、物质制备、化学知识的应用等四个方面设计了80多条活动与探究的实验。这些实验都是从自然和生活现象,身边常见的物质引入问题,通过探究寻找规律,帮助学生了解它们对人类生活的影响,体会科学进步对提高人类生活质量所做出的巨大贡献,增强学生对化学的好奇心和探究的欲望。除此之外,教科书还安排了一些实验习题,如教科书第40页习题4第2小题,请同学们利用所给仪器、药品及其他必要物品自己设计:(1)寻找新的催化剂,(2)制取氧气,(3)试验氧气性质的实验方案,提交老师审阅,征得老师同意,进入实验室义,旨在培养学生创新精神和实践能力。
2·2、实验与生活实际紧密联系
新教材除了大力加强实验在全书中所占的比重以外,还大力改革实验内容,使实验生活化、简单化和微型化,以适应21世纪绿色化学的发展要求。例如,自制酸碱指示剂,要求学生取几种植物的花瓣或果实(如牵牛花、月季花、紫卷心菜、胡萝卜等)制取酸碱指示剂,并试验它们在食醋、石灰水、盐酸和氢氧化钠溶液中的颜色变化。这个实验既应用了所学知识——酸碱指示剂与酸或碱起作用显示不同的颜色,又紧密结合学生的生活实际,使学生感到化学知识是有用的,是和他们的生活紧密相联的。某些家庭小实验如利用饮料瓶、纱布、沙石等自制简易净水器,淬火和回火,清洗餐具,制作叶脉书签,保鲜膜保鲜能力测试等内容都贴近社会和学生的生活实际,使学生感到亲切,就像一块光彩的磁石极大地吸引着学生的实验兴趣和创新欲望,教师应因势利导,积极组织做好这些实验。
化学知识应用于实践,是化学实验教学的最终目的。知识的应用不仅是学习教材要求做的实验,而且更重要的是紧密联系实际,解决日常生活中的一些实际问题。上教版新教材精心编排了许多如帮助人类战胜疾病与营养保健、解决人类的粮食危机、治理日趋严重的环境污染、开发新能源等当今世界关注的热点问题的有关探究实验。例如,为了研究蛋白质的性质,新教材安排了以下探究实验:
(1)取两支盛有蛋白质的试管,分别加入蒸馏水及饱和硫酸钠溶液。
(2)取3支试管,各装入3mL的鸡蛋白溶液,一支加热,一支加入少量乙酸铅溶液,另一支加几滴浓硝酸溶液后微热。
(3)用两把镊子分别夹一小块凝固的蛋白质与一根头发或一根棉纱线,在酒精灯上灼烧,闻其气味。
通过以上探究实验,学生不难得出蛋白质的性质以及日常生活如烹调、食用蛋白质食品时应注意些什么。此外,教材还安排了酸雨的形成、水体污染的预防、固体废弃物——“放错地方的资源”、垃圾回收等全球性问题的探究实验。让学生知道化学就在我们身边,化学与当今社会生活、实际生产密切相关,从而激发学生去努力探询,用知识、智慧和行动保护环境的责任心和光荣感。
3、加强实验教学改革
3·1、充分调动学生积极性,让学生参与实验
教学中,凡是学生能做的实验,教师都应积极地让学生动手去做,充分调动他们的积极性。让他们自己提出问题,进行大胆的猜想、假设,然后为验证自己的猜想和假设进行实验。学生自己找出实验原理,设计和讨论实验方案,选取实验器材。在实验过程中,教师主要起引导作用,不仅仅是给学生提供仪器,还应检验学生实验方案的可行性,对学生实验方案中较大的涉及安全的错误进行纠正,对学生合理的建议及新颖的实验方案给予肯定和支持,尽可能提供学生实验方案中所需的仪器并指导使用。对学生实验方案中有错误但不涉及安全的问题,教师也可提供仪器让学生去实验。学生通过教师的帮助,查找原因,解决问题,提高自身分析问题、解决问题的能力。实验完毕,教师指导学生完成实验报告,指导学生从以下方面进行自我评定:①对自己实验过程和结果的评估;②分析实验中出现的问题及其原因;③在以后的实验中要进行哪些改进。最后教师评定实验结果。在实验过程中,学生参与了问题的提出、猜想与假设、制定计划、设计实验、进行实验、收集证据、分析论证、评估、交流与合作,不仅学习了化学知识,而且体验科学探究的乐趣,学习科学家的科学探究方法,领悟科学的思想和精神。
3·2、开放实验室
化学新课程标准要求学生以实验室的活动为手段,自己去设计实验,选择仪器,进行实验探究活动,总结规律,得出结论,并允许学生到实验室补做或复习尚未熟练的实验内容。在开齐课本实验的前提下,开放实验室,让学生有机会进行家庭小实验和课外实验,放手让学生去设计、动手操作实验,观察、记录现象,并查阅资料、分析实验,培养学生的创新精神和实践能力。因此,教师要充分发挥实验室在培养学生创新精神和实践能力方面的作用,让学生带着自己的问题运用实验加以解决,培养实验能力。向学生开放实验室,充分发挥实验室资源的效益。
同时,教师要根据实验教学和仪器设备的现状,因陋就简,充分利用日常生活中的廉价器具、材料或废弃物,制成简易的实验仪器,或替代实验用的化学药品,这样有助于解决实验仪器、药品的短缺问题,弥补实验经费的不足,丰富教学资源,又能增强学生的节约和环保意识。例如,用贝壳或鸡蛋壳代替碳酸钙,用食用碱代替碳酸钠,用废弃小药瓶做反应容器等。
当然,基础教育课程改革和新课程标准的实施任重道远,我们广大教师要更新教育理念,以创新的精神投入到实验教学中,充分发挥实验教学的作用,让学生通过实验能够有效地改变自己的学习方式,从而培养他们的创新精神和实践能力。
参考文献
1.中华人民共和国教育部制订.全日制义务教育化学课程标准(实验稿).北京:北京师范大学出版社,2001
2.课程标准研究所化学课程教材研究开发中心编著.义务教育课程标准实验教科书化学(九年级).北京:人民教育出版社,2001
3.中学化学国家课程标准研制组.义务教育课程标准实验教科书化学(九年级).上海:上海教育出版社,2002
关键词: 陈鹤琴 幼儿教育 实证研究思想
陈鹤琴在对我国儿童身心发展、课程实验、家庭教育和幼稚师范教育的研究过程中,运用的实证研究方法较多,尤其是在幼稚园课程研究和幼稚师范教育研究中,借助于实证、实验法取得了巨大的成功。在陈鹤琴半个多世纪的教育生涯中,他始终不渝地融理论研究与亲身实践于一体,为当时我国幼教发展作出了巨大贡献。陈鹤琴从不人云亦云,对他人的理论、观点、经验,他都经过实践和思考,转化为自己的信念主张。陈鹤琴在南京师范学院讲授儿童心理学课程时,就曾教导学生:研究任何一门学问,我们还应直接地去调查,去观察与实验,用事实验证理论,这样的学问,才算是真学问。陈鹤琴先生求真求实的重实证、实验研究的方法和精神正是今天从事教育研究工作者所急需学习和具备的。
一、陈鹤琴的实证研究思想
1.实证研究思想产生背景。
我国近代有意识、有系统的教育实证、实验研究,是伴随着西方教育理论的传入和中国近代新式教育的建立与发展而产生的。主要受西方以“实用—实证”为方法特征的教育研究的影响,强调杜威实用主义教育理论的方法意义。在这种思潮的影响下,一方面积极引进国外教育研究方法,另一方面则运用这些方法进行大量而具体的实证研究。陈鹤琴在美国留学期间师从实用主义者,对实证型研究方法极力推崇,陈鹤琴感到要开创中国化、科学化的幼儿教育也只能借助实证实验研究。陈鹤琴说:“最近的教育思潮是注重实验,这是从美国实验主义派的哲学来的,杜威、弥勒等主张得最有力,这个思潮,影响到各种教育,使各种教育的各个方面都起了变化,其实从实验所得的结果看,实验主义确实比较来得适用。幼稚教育是各种教育中之一种,当然也应该依着实验的精神去研究。”[1]
2.实证研究精神和方法的习得。
陈鹤琴曾经留学美国霍普金斯大学,后来他谈道:“霍普金斯研究真理的那种精神,真使我五体投地。以后我回国做点研究工作,未始不是受霍普金斯之所赐呢!我觉得一个游学生到国外去游学,最重要的不是许许多多死知识,乃是研究的方法和研究的精神。”[2]对于实证实验研究,陈鹤琴深感其乐无穷,美国当时的课堂教学多采用实验教学法,强调学生的动手和自主探索能力的培养,陈鹤琴被美国教授在教学中的实验精神所折服,这与中国传统的教授法“拿着书本死教”是截然不同的。1917年冬天,陈鹤琴随孟禄去美国南方考察黑人教育,目睹了学院里浓厚的实验研究气氛和生动活泼的校园文化生活,深感受益匪浅。这一考察研究让陈鹤琴更为深刻地领会了美国实证研究的精神。实用主义教育研究中重实证实验研究方法的特征直接、深刻地影响了陈鹤琴。
二、陈鹤琴对幼儿教育的实证研究
1.重视理论联系实践。
当年他研究儿童心理学时就是在国外心理学、生物学等先进的理论指导下,通过观察、调查、实验等实证研究的方法进行研究的。后来他在总结自己的研究方法时曾这样告诫大家:儿童心理学的研究不是多看几本儿童心理学的书籍,多读几家儿童心理学的理论,就算是研究儿童心理学了的,自然,读书是必要的,但这是不够的。“因为书本上得到的知识,都是间接知识……间接的知识,别人的经验,我们固然要学,但是单凭读书看书所得到的知识与理论,往往是不够的。研究任何一门学问,我们还应当直接地去调查,去观察与实验,用事实验证理论,这样的学问,才算是真学问。”[3]陈鹤琴非常重视教育实践,认为实现中国幼稚教育本土化,进行幼稚教育实践是最好的途径。因此陈鹤琴始终坚持走实践的道路,用实践检验和发展真理,探寻中国幼儿教育的发展之路。当年陈鹤琴在鼓楼实验幼稚园进行教育实践时,与张宗麟一道着手调查中国幼稚园的办学状况,“沿着沪宁、沪杭甬路跑了一趟”[4],得到的结果非常令人失望,存在着诸如“与环境的接触太少,在游戏室的时间太多”,“团体动作太多”,“功课太简单”,“没有具体的目标”[5]等问题,幼稚教育质量着实令人担忧。课程是当时最大的问题,于是陈鹤琴就从幼稚园课程入手,开始就此问题进行研究,初步拟定实施课程试验的原则、标准及方法。该课程试验经过了一个漫长的时期,从1923年开始到抗战后共经历了三个阶段。1929年8月教育部颁布的《幼稚园课程暂行标准》主要是依据南京鼓楼幼稚园的课程实验成果拟定的。借助实验法是陈鹤琴课程实验取得成功的关键,但陈鹤琴当时的课程实验研究法并不同于一般的教育实验研究方法,他的课程实验是一种探索型的教育实验,以教育教学实际场景为主,与传统的以实验室控制为主的教育实验不同。虽然有三期实验,但并没有重复实验,立足于教育现场情境的实验最重要的特征是变革,是创新,是为了探索教育现象内在的因果关系,为了探索一个新的教育规律或解决教育实践中的新问题,是具有开创性的实验研究。
2.行动研究融入其中。
透过南京鼓楼幼稚园的课程试验过程来看,发现其实这一过程也是陈鹤琴与幼稚园教师等一起进行实践—反思—实践的过程,这符合行动研究的特点。行动研究法兴起于20世纪40年代,心理学家勒温提出行动研究的基本操作模式是计划—执行—审查—新计划……后来20世纪50年代行动研究法被引入教育领域后迅速发展起来。学前教育行动研究是以学前教育情境中的实际问题为起点,由幼儿教育者与研究者针对问题,在实际工作中边研究边反思的一种研究方法。[6]陈鹤琴的课程实验整个研究过程其实是行动研究融入其中的。但真正行动研究法的兴起是晚于陈鹤琴的,所以陈鹤琴的行动研究体现了先进性,也反映了一定的教育研究规律。
3.深入最基层,亲临教学现场进行研究。
当年办幼稚师范学校时,他亲自带领全校教职员工,在穷山恶水中开辟出了一条幼稚师范教育的康庄大道,在那里实现“活教育”幼儿教育理论。陈鹤琴提出要想发展幼稚教育,“目前所感到最迫切的问题,就是‘怎样培养师资’。一方面要培养大量师资,另一方面要谋师资的质的改进。”[7]那么怎样培养、怎样改进呢?陈鹤琴的主张是师范教育一定要实验。“只有经过实验,才能获得切实的改进。不但师范课程要实验,教材教法也要实验,以至师范学制种种,都要通过实验和研究,才能产生一部恰当而完整的师范学校新课程,适合中国国情的师范教材和教法,然后才有完美的师范新学制。”[8]陈鹤琴以拓荒和创业的精神来到江西泰和,带领师生,一切从零开始,“辟荒山为校园”,从校园的一砖一瓦到学校的课程建设都实实在在地实践,一步一个脚印地做。抗战后陈鹤琴以自己开创的国立幼稚师范学校(前身为江西省立幼稚师范学校)、国立幼稚师范专修科及幼师附小、正大附小、南昌实小等地为“活教育”基地,继续进行“活教育”理论的实践探索。在那里陈鹤琴进一步地实施推广、完善发展“活教育”在江西的实验成果,“活教育”有关步骤、原则方法得到了具体运用。
4.重视收集第一手资料,用事实说话。
当年他研究儿童心理发展的特点时采用观察跟踪的方法,通过有目的、系统地观察,全面了解其孩子在言语、动作和心理活动各方面的发展过程,用摄影、文字记录等手段,坚持了808天,积累了丰富的第一手资料。记录了婴儿808天真实的成长历程,向读者展现了婴儿的成长过程。他在《儿童心理之研究》第三章“一个儿童发展的程序”中的片段记录:“第1月第1星期第1天:(1)这个小孩子是在1920年12月26日凌晨2点零9分生的。(2)生后2秒钟就大哭,一直哭到2点19分,共继续的哭了10分钟,以后就是间断的哭了。(3)生后45分钟,就打哈欠。(4)生后2点44分,又打哈欠,以后再打哈欠6次……”[9]从这些趣味横生、精细入微的描写记叙中,我们不仅感到了陈鹤琴对儿童的无限热爱之情,而且,也看到了他在儿童心理学研究方法上严肃的、一丝不苟的实证精神和科学态度。
三、结语
实践是检验真理的唯一标准。陈鹤琴通过对幼儿教育的实证、实验研究,掌握了幼儿教育实践的第一手材料,对幼儿教育本土化作出了突出的贡献。在他最后的教育生涯中,他还坚持教育实验,在1979年11月的全国幼儿教育研究会成立大会上作为名誉理事长的陈鹤琴提出了发展幼儿教育的几点建议,重点强调的是要发展幼儿教育事业就必须重视开展对幼儿教育的科学实验。而审视当今一些学前教育工作者,“闭门造车”的太多,很少深入实际从事学前教育实验活动,这种研究方式,根本不会对学前教育水平的提升有所裨益。因此,陈鹤琴指出:“幼儿教育是一门教育科学,是基础教育的基础。”“必须十分重视和切实开展对幼儿教育的科学实验,用以促进全民族的幼儿教育事业的发展。”[10]这也应该是今天我们发展幼儿教育事业的指导方针。
参考文献:
[1][4][5][10]北京市教育科学研究所编.陈鹤琴全集(第二卷)[M].南京:江苏教育出版社,1989:29.146.1.661.
[2]北京市教育科学研究所编.陈鹤琴全集(第六卷)[M].南京:江苏教育出版社,1989:591.
[3]北京市教育科学研究所编.陈鹤琴全集(第一卷)[M].南京:江苏教育出版,1987:564-565.
[6]李灵.行动研究在学前教育中的应用概述[J].教育科学,2002(2):58-60.
[7][8]北京市教育科学研究所编.陈鹤琴教育文集(下卷)[M].北京:北京出版社,1985:643.