疫情背景下初中科學(xué)家庭小實(shí)驗(yàn)探究實(shí)踐研究

浙江省紹興市柯橋區(qū)教師發(fā)展中心(312030) 王華震

1 問(wèn)題的提出

疫情期間，全國(guó)各地教育系統(tǒng)積極響應(yīng)教育部“停課不停學(xué)”的號(hào)召，開(kāi)展各種形式的線上教學(xué)。本區(qū)通過(guò)3個(gè)平臺(tái)3種方式進(jìn)行線上教學(xué)取得了良好的教育教學(xué)效果：①區(qū)教育資源公共服務(wù)平臺(tái)(點(diǎn)播)；②區(qū)中廣有線專門(mén)頻道——空中課堂(輪播)；③科技公司云直播平臺(tái)(直播)。觀察網(wǎng)上教學(xué)課程，發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)網(wǎng)課存在以下明顯問(wèn)題：①一講到底的講座式網(wǎng)課；②一讀到底的PPT朗讀式網(wǎng)課；③一播到底的影片拼湊式網(wǎng)課。以上3種教師講授式的網(wǎng)課教學(xué)，缺少學(xué)生的主動(dòng)參與和構(gòu)建，對(duì)所學(xué)的知識(shí)不能深入理解和完全掌握，特別是初中科學(xué)網(wǎng)絡(luò)課程中實(shí)驗(yàn)教學(xué)的嚴(yán)重缺失。由于疫情防控需要采取特殊的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)方式，教師無(wú)法有效利用學(xué)校實(shí)驗(yàn)室的場(chǎng)地和器材，初中科學(xué)教學(xué)中大量的教師演示實(shí)驗(yàn)和學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)無(wú)法正常開(kāi)展。這種缺失實(shí)驗(yàn)的科學(xué)教學(xué)不利于學(xué)生科學(xué)思維的培養(yǎng)，同時(shí)有悖于科學(xué)本質(zhì)的教學(xué)。

2 認(rèn)識(shí)來(lái)源于實(shí)踐

初中科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)指出：“教學(xué)中應(yīng)重視觀察和實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生通過(guò)觀察和實(shí)驗(yàn)來(lái)理解和掌握科學(xué)的概念、原理、規(guī)律?！背踔锌茖W(xué)網(wǎng)絡(luò)課程的教學(xué)如果沒(méi)有具體問(wèn)題要解決，就很難讓學(xué)生的學(xué)習(xí)行為真正發(fā)生。杜威的經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)理論認(rèn)為：教育必須以經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)，“從做中學(xué)”和“一切學(xué)習(xí)都來(lái)自經(jīng)驗(yàn)”。很顯然，實(shí)驗(yàn)技能不是通過(guò)觀看實(shí)驗(yàn)視頻和學(xué)生做題就能掌握的，而必須通過(guò)學(xué)生的自主實(shí)驗(yàn)與探究實(shí)踐不斷積累?？茖W(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)無(wú)數(shù)次的網(wǎng)絡(luò)視頻觀摩比不了一次學(xué)生的親自動(dòng)手操作。

家庭小實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)就是教師根據(jù)教材內(nèi)容和學(xué)生的實(shí)際情況，利用家庭生活中易得的常見(jiàn)物品設(shè)計(jì)一些直觀反映科學(xué)現(xiàn)象和規(guī)律的實(shí)驗(yàn)，也可引導(dǎo)學(xué)生利用身邊的物品設(shè)計(jì)一些小實(shí)驗(yàn)來(lái)探究科學(xué)問(wèn)題?；诰W(wǎng)絡(luò)環(huán)境，通過(guò)釘釘、微信、QQ等網(wǎng)絡(luò)交互平臺(tái)實(shí)施初中科學(xué)家庭小實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)。開(kāi)展家庭小實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的興趣，為學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的方法提供機(jī)會(huì)，著力擴(kuò)展學(xué)生的科學(xué)視野，促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)。

3 策略和途徑

3.1 加強(qiáng)教師引導(dǎo)，親歷實(shí)驗(yàn)過(guò)程

教師提前布置學(xué)生實(shí)驗(yàn)任務(wù)，明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒁蠛筒襟E。通過(guò)教師的引導(dǎo)突出學(xué)生的主觀能動(dòng)性，讓學(xué)生親歷整個(gè)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)、準(zhǔn)備、操作、觀察、記錄、分析、總結(jié)、反思等過(guò)程。以探究“樺樹(shù)尺蛾群體中不同體色個(gè)體數(shù)量變化的原因”模擬實(shí)驗(yàn)為例。

在學(xué)習(xí)了達(dá)爾文生物進(jìn)化學(xué)說(shuō)之后，結(jié)合書(shū)本中“樺樹(shù)尺蛾群體中不同體色個(gè)體數(shù)量變化的原因”探究后，筆者和家人進(jìn)行了一次蝴蝶顏色模擬實(shí)驗(yàn)，我們進(jìn)行了2組實(shí)驗(yàn)以形成對(duì)照，為防止實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)偶然性，我們將2組實(shí)驗(yàn)各進(jìn)行了3輪。

實(shí)驗(yàn)過(guò)程：用50只蝴蝶(本實(shí)驗(yàn)中采用小方塊代替蝴蝶形狀)，50個(gè)方塊中有5個(gè)顏色——分別對(duì)應(yīng)著我家客廳的墻面、柜面等顏色。第一組實(shí)驗(yàn)是由姐姐將方塊貼在與之顏色相近處，并統(tǒng)計(jì)1 min內(nèi)由我找出的方塊數(shù)量；第二組實(shí)驗(yàn)是由姐姐將方塊貼在與之顏色差異大處，并統(tǒng)計(jì)1 min內(nèi)由我找出的方塊數(shù)量。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。

表1 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析：從表1中可以看出，3次實(shí)驗(yàn)后求平均值，B組實(shí)驗(yàn)找到的蝴蝶數(shù)竟然比A組多出了23個(gè)，差距明顯。

實(shí)驗(yàn)思考：如果說(shuō)這些方塊模擬的是蝴蝶，那么我扮演的角色不就是捕食者嗎？我尋找這些方塊的過(guò)程也就模擬著捕食者捕獲這些蝴蝶的過(guò)程?？梢猿醪娇闯?，具有與環(huán)境相似顏色的蝴蝶更容易隱藏，也使得自己存活的幾率大大上升。在1850年之前，樺樹(shù)的樹(shù)干呈現(xiàn)淺色，淺色樺樹(shù)尺蛾可以更好地隱藏自己存活下來(lái)，而黑色樺樹(shù)尺蛾由于其體色與環(huán)境差異較大而數(shù)量減少。而在1850年后，由于環(huán)境改變，使樺樹(shù)顏色變深，淺色樺樹(shù)尺蛾更容易暴露在環(huán)境下，而黑色樺樹(shù)尺蛾卻因?yàn)榕c環(huán)境顏色相似可以更好地隱藏自己，從而數(shù)量越來(lái)越多。

實(shí)驗(yàn)反思：原來(lái)在簡(jiǎn)單的生物現(xiàn)象下還蘊(yùn)含著這么奇特的自然規(guī)律。正如達(dá)爾文所言，自然生物存在適者生存，不適者淘汰的自然選擇，這次的模擬實(shí)驗(yàn)加深了我對(duì)自然選擇的了解。同時(shí)在家人的啟發(fā)下，我又想到，這些奇特的生物現(xiàn)象在如今的社會(huì)中是否有用呢？換個(gè)角度想，從這次實(shí)驗(yàn)我們也可以看出對(duì)于生物而言，保護(hù)色也是一個(gè)提高自己存活率的重要因素。在軍事上，綠色的迷彩服也是軍人的一種別樣的保護(hù)色，而我們所佩戴的小黃帽則是一種反保護(hù)色。

評(píng)析：在教師的引導(dǎo)下，學(xué)生按照模擬實(shí)驗(yàn)要求在家進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、觀察、記錄、思考，對(duì)自然選擇學(xué)說(shuō)進(jìn)行理解和反思。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，教師扮演引導(dǎo)者、促進(jìn)者的角色，給予學(xué)生寬松的學(xué)習(xí)氛圍和充足的思考空間。實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)結(jié)束后學(xué)生把視頻發(fā)給教師，教師以此為素材設(shè)計(jì)制作成家庭小實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)的微課，作為課程資源補(bǔ)充到初中科學(xué)網(wǎng)絡(luò)課程中，促進(jìn)教學(xué)相長(zhǎng)。

3.2 借助親子活動(dòng)，提高實(shí)驗(yàn)效益

家庭小實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)利用家庭環(huán)境，發(fā)揮學(xué)生的主體性，使學(xué)生始終處于實(shí)驗(yàn)全過(guò)程的積極狀態(tài)，倡導(dǎo)家長(zhǎng)的參與，使學(xué)生體會(huì)到被家長(zhǎng)認(rèn)可的快樂(lè)，培養(yǎng)豐富的情感。如在學(xué)習(xí)“感覺(jué)世界”時(shí)，可布置如下家庭小實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)：測(cè)試舌頭不同部位的敏感程度。

操作步驟：①分別準(zhǔn)備小半杯白醋、白糖溶液、食鹽溶液、無(wú)糖咖啡；②每次測(cè)試前用清水漱口，吞咽唾液后張開(kāi)口；③分別用筷子蘸取待測(cè)液體，放于舌根、舌尖、舌側(cè)前、舌側(cè)中等部位，仔細(xì)體味并記錄。

評(píng)析：家庭小實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)是學(xué)生在家里同家人一起完成的生活小實(shí)驗(yàn)。教師可以事先通過(guò)家長(zhǎng)視頻會(huì)強(qiáng)調(diào)家庭小實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)對(duì)學(xué)習(xí)科學(xué)的重要意義，爭(zhēng)取家長(zhǎng)的理解、配合和支持。提醒家長(zhǎng)關(guān)注學(xué)生做實(shí)驗(yàn)時(shí)的安全性，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)良好的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，讓學(xué)生去感受、去體驗(yàn)、去發(fā)現(xiàn)?！捌科抗薰逓閮x器，油鹽醬醋是藥品”，家庭小實(shí)驗(yàn)取材方便、操作簡(jiǎn)單，可有效激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，幫助學(xué)生理解知識(shí)，感受科學(xué)的學(xué)科魅力。

3.3 利用平臺(tái)交流，分享實(shí)驗(yàn)成果

建立網(wǎng)上學(xué)習(xí)小組，每小組討論后將實(shí)驗(yàn)的方案發(fā)給教師，教師點(diǎn)評(píng)，再反饋給學(xué)生。學(xué)生上傳實(shí)驗(yàn)照片或視頻到學(xué)習(xí)群，跟同學(xué)一起分享、交流。教師及時(shí)跟蹤實(shí)驗(yàn)進(jìn)程，查看實(shí)驗(yàn)進(jìn)展，以留言的形式評(píng)價(jià)并指導(dǎo)學(xué)生寫(xiě)觀察日記或周記。

每次家庭小實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)之后都選擇一部分優(yōu)秀實(shí)驗(yàn)視頻和照片放到網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)進(jìn)行展示，搭建相互學(xué)習(xí)交流的橋梁，形成互助、互評(píng)、互學(xué)的良好學(xué)習(xí)氛圍。

家庭小實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)為學(xué)生提供主動(dòng)思考與探究的時(shí)間和空間，有利于調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，有利于提高學(xué)生的動(dòng)手操作能力，有利于學(xué)生問(wèn)題意識(shí)的培養(yǎng)。家庭小實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)轉(zhuǎn)變了學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，學(xué)生創(chuàng)意不斷，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案和操作步驟的每一點(diǎn)改進(jìn)，都使學(xué)生嘗到了成功的喜悅。