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帮助儿童直面科学_做中学_科学实验设计的重要特点_赵岭

发布时间:2013-09-26 17:03:48  

做中学)))科学教育新视野

帮助儿童直面科学

)))/做中学0科学实验设计的重要特点

江苏南京

在/做中学0科学活动中,实验是最为基本和核心的环节,儿童是通过实验来体验科学、发现科学、学习科学的。受思维水平和经验水平所限,在实验中儿童更易发现的是自己能亲身感知,特别是自己能亲眼看到的、与自己生活经验密切相关的科学,而较难发现或认同那些需要通过间接推理或离自己生活经验较远的科学。从儿童的特点出发,/做中学0科学活动为儿童(特别是低龄儿童)所设计、提供的科学实验应该具备帮助儿童/直面0他们所要了解的科学现象和所要学习的科学知识的功能与价值。

那么,什么样的科学实验才能做到帮助儿童/直面0科学呢?通俗地说,它应该能帮助儿童直接感知到科学。具体而言,它必须具备以下两个重要特点:

11能将较为复杂、深刻的科学原理、概念用浅显易懂、较为具体形象的形式呈现出来。

21立足儿童已有的生活经验,使儿童有足够的生活经验去体验、理解实验所蕴涵的科学知识或原理。

案例1:/物体摩擦生电0实验的两种实验方式实验A:传统的/物体摩擦生电0实验)))先使劲摩擦物体,然后用经过摩擦的物体去接触纸屑等细小物体,这些细小物体就会被前者吸附,最后根据/静电有吸附细小物体的特性0的知识,推断出/物体产生了静电0的结论。

实验B:/做中学0的/物体摩擦生电0实验)))先使劲摩擦物体,然后用经过摩擦的物体与荧光灯灯管的一端接触,荧光灯灯管发光了。

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在实验A中,儿童观察到的是:物体经摩擦后,可以

吸住细小的东西,但儿童并不具有/静电有吸附细小物体的特性0这一知识经验(儿童相关的知识经验是/电可以使电灯发亮,电可以使电动玩具动起来0/只有带有磁性或粘性的物体才能吸附细小的物体0)。从儿童的经验水平出发,如果教师不告诉儿童物体能吸附细小物体就说明该物体上有电(静电)这一科学知识,儿童自己是绝对得不出这一结论的。事实上,儿童自己由此实验得出的结论是:物体经摩擦就会有磁性或粘性。用这种方式实验的结果是,虽然儿童自己做了实验,但/物体摩擦生电0这一科学知识依然是教师给予的。

而实验B则使儿童直接感知到了经摩擦后的物体上电(静电)的产生与存在。

案例2:关于/空气阻力0的实验(小学三年级)

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实验A:借用中学关于/空气阻力0实验的装置,让儿童看到在真空管中,石头和羽毛是同时、同速度下落的。

面对这个实验,三年级的儿童惊呆了。因为空气和空气阻力都是他们无法直接看见的,根据已有经验)))同样重量的东西下落的速度一样,他们得出了这样一个结论:当没有空气时(如在真空管中),羽毛就变得和石头一样重了。有些孩子甚至认为真空管是一种变魔术的装置。

实验B(上海市静安区教育学院/做中学0课题组设计,曹坚红指导):教师给学生讲了一个童话故事:乒乓球蹦蹦和跳跳喜欢从空中下落的感觉,

但觉得自己下落的速

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度太快了,来不及看风景,想请同学们想想办法,让它们下落得慢一些。孩子们利用已有的经验和生活中常见的现象和材料,设计了多种方法,如在乒乓球四周粘上羽毛,把乒乓球粘在一张纸上,在乒乓球的下方吹风,把乒乓球系在手帕做的降落伞上等。在实验过程中,教师引导儿童仔细观察,详细描述乒乓球慢慢下落的样子,探讨造成乒乓球下落速度减缓的原因。许多孩子在描述和解释中都提到了空气的作用)))/是空气,空气托住了纸0/羽毛在下落的时候,空气在下面托住了它0/风在下面帮忙0,等等。虽然孩子们的表述中并未出现/空气阻力0一词,但他们已感觉到了它的存在,并用自己的语言进行了描述。

显而易见,在上述两个案例中,两个实验B具备了帮助儿童/直面0科学的功能与价值。

/直面0不仅仅指的是视觉(看到),还包括其他所有的感知觉,如听觉(听到)、嗅觉(闻到)、触摸觉(关于事物的硬度、温度、轻重等的感知)等。如在/不倒的娃娃0的实验设计中,儿童通过用手掂量(触摸觉),发现/不倒的娃娃0与/站不住的娃娃0两者在重量上的差异(两种娃娃在外形上完全一样,只是前者重于后者),从而作出了前者内部可能放有重物的推测与判断;同时,儿童在摆弄、比较娃娃的过程中,通过听觉发现/不倒的娃娃0体内不会发出物体碰撞的声响,而其他娃娃体内有这种声响,从而作出了放置在/不倒的娃娃0体内的重物一定是固定着的推测与判断,并在自己的实验中想方设法将放置在娃娃体内的物体固定在娃娃的底部。

在/做中学0教学活动案例的开发中,最为重要的工作之一便是开发与设计/帮助儿童直面科学0的实验。/做中学0实验设计的水平与设计者自身的科学知识背景与水平直接相关,科学知识水平越高的人,设计出的实验越浅显易懂,越有助于儿童/直面0科学。

由于种种原因,特别是受自身科学知识、经验水平的限制,设计/帮助儿童直面科学0的实验是幼儿园教师在/做中学0活动中面临的最为困难的工作之一。为了解决这一难点,我们采取了一些积极、有效的措施:

11积极开发和利用周围的科学工作者的资源。如,/做中学0试点幼儿园将本园从事科学、技术工作的幼儿家长发动、组织起来,作为/做中学0活动的志愿者;南京市/做中学0领导小组组织在宁高校的理科院系的大学生到小学、幼儿园去,做/做中学0活动的/陪伴者0。这些科技工作者和大学生为教师讲解相关的科学知识与原理,为科学实验的设计出谋划策。一些实验设计就是在他们的支持与帮助下完成的。

21对法国/做中学0的一些经典实验设计进行深入而全面的研究,如:设计思路是什么?为什么要选择这样的实验方式?等等。我们甚至对他们选择和使用的实验材料都进行分析研究,以提高我们设计实验的水平与能力。比如,法国的关于/认识空气0的实验,许多操作在水中进行。通过分析、研究,我们认识到:这样的实验方式可借助

水中的气泡等有形的事物,帮助儿童更为直接、深刻地感知和认识无形的空气。

31高度重视幼儿园教师自身科学水平的提高。教师是/做中学0教育教学活动的关键人物,与科学家和科技工作者相比,教师了解儿童的年龄特点,了解本班儿童发展的实际状况,了解幼儿园教育教学活动的特点与规律。我们在实践中发现科技工作者设计的科学实验虽然具有较强的科学性,但不一定符合幼儿的认识特点和幼儿园教学的特点,需要经过教师改造,才能成为适合幼儿的科学实验。教师要成功地将科学性、儿童性和教学性整合在一个实验设计中,并在组织、指导幼儿实验过程中尽可能地避免出现违背科学原理的现象或因素,这对教师的科学素养提出了较高的要求,而这恰恰是现在大多数幼儿园教师所欠缺的。为了弥补这一不足,我们把提高教师的相关科学知识水平作为/做中学0教研活动的重要内容。试点幼儿园为实验教师购买了大量科学方面的书刊;/做中学0领导小组为实验教师提供科学书籍的自学目录;每次/做中学0教研活动都安排相关的专题讲座等。三年来,随着实验教师的科学知识水平的提高,他们改造他人设计的实验的能力及组织指导幼儿实验过程的能力不断增强,更为可喜的是他们自行开发与设计科学实验的能力也得到了较大的提高,开发和设计出一批比较成功的小实验。

在开发、设计/帮助儿童直面科学0实验的探索与实践中,有两条经验值得向幼儿园教师推荐:

11尽可能为儿童提供用较透明的材料制作的实验设备或器材,以便幼儿清晰地观察到实验中事物的变化过程。如,我们为试点幼儿园专门订制了无色、透明、较高的塑料大盆。儿童用这种大盆做/沉与浮0实验,既可以俯视,也可以透过盆体作正面观察,还可以从盆底仰视。总之,儿童可以全方位观察物体在水中的沉浮现象,了解物体沉浮的不同状态。再如用无色、透明的蒸锅做关于/水的加热0的实验,儿童可以直接观察到随着水温的上升,水的状态发生的变化:水底产生了气泡,气泡上升至水面破裂;开始时产生的是小气泡,后来产生的气泡越来越大,等等。

21借助辅助材料,帮助儿童更为直观、形象地认识科学现象和科学原理。如,在做/冰块与水0的实验时,我们为儿童提供了有色彩的冰块(用淡淡的颜料水制作而成)。儿童可以更为清楚地观察到冰块在水中变化的全过程。再如,上海/做中学0实验区的教师为了帮助6岁儿童形象地感知、理解/光线是直线传播的0这一科学知识o,不仅为儿童提供电筒等直接的实验材料,还为儿童提供了直管、弯管、绳子、打气筒和铅笔等辅助材料。借助这些材料,儿童在实验中发现,光和铅笔都能通过直管,但不能通过弯管,只有可以弯曲的绳子和气体可以通过弯管,,通过类比分析,儿童自己得出了结论:光和铅笔一样,是直直的。在我们的实践中,这样的例子比比皆是。

注释:1o事例均摘自2004年1月10日的/小学科学教育网/科学课堂0。

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