憑借實(shí)驗(yàn)操作和數(shù)字化平臺培育學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)

◇龔志嵐（上海：上海市靜安區(qū)閘北實(shí)驗(yàn)小學(xué)）

隨著時代的不斷發(fā)展，小學(xué)自然學(xué)科教育不僅應(yīng)注重學(xué)生科學(xué)知識能力的培養(yǎng)，更要關(guān)注學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的提升。在核心素養(yǎng)視角下，學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)包括科學(xué)知識、科學(xué)方法、科學(xué)態(tài)度和科學(xué)倫理等方面，這些素養(yǎng)的培養(yǎng)需要采取有效的策略和方法。

一、小學(xué)自然教學(xué)培育學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的意義

（一）有助于提高學(xué)生科學(xué)知識水平

培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)可以增強(qiáng)學(xué)生對自然界的認(rèn)識和理解。自然界是學(xué)生生活的重要組成部分，學(xué)生需要了解自然界中無數(shù)的物種、物質(zhì)和現(xiàn)象等，形成對自然界的直觀和深入理解。在此基礎(chǔ)上，學(xué)生才能夠更好地理解自然規(guī)律，掌握自然現(xiàn)象背后的科學(xué)原理和科學(xué)知識。通過科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)，學(xué)生可以更系統(tǒng)地學(xué)習(xí)和掌握自然科學(xué)相關(guān)知識，從而進(jìn)一步提高其在自然科學(xué)領(lǐng)域的水平和素養(yǎng)。

培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)可以讓學(xué)生更好地從事科學(xué)實(shí)踐。科學(xué)實(shí)踐是培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考和創(chuàng)新能力的有效手段之一，科學(xué)素養(yǎng)是科學(xué)實(shí)踐的重要保障。在科學(xué)實(shí)踐中，學(xué)生需具備科學(xué)思維和科學(xué)方法，懂得怎樣提出科學(xué)問題、怎樣設(shè)計并進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)、怎樣整理和分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)等。這些都需要培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，讓學(xué)生具備良好的科學(xué)基礎(chǔ)和科學(xué)素養(yǎng)，從而能夠更好地從事科學(xué)實(shí)踐。

（二）有助于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維能力

第一，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維能力可以使學(xué)生更好地適應(yīng)市場需求，為未來的職業(yè)發(fā)展打下扎實(shí)的基礎(chǔ)。在未來的社會中，創(chuàng)新能力將成為一種核心競爭力，擁有創(chuàng)新能力的人具備更優(yōu)秀的綜合素質(zhì)和競爭力，在未來的創(chuàng)新領(lǐng)域中也將更受歡迎。

第二，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維能力能夠培養(yǎng)他們主動學(xué)習(xí)、自主創(chuàng)新的能力。從小培養(yǎng)創(chuàng)新思維能力，能夠提高學(xué)生主動學(xué)習(xí)的積極性，使他們具有自主閱讀、自主探究和自主學(xué)習(xí)的能力，這種能力將有助于學(xué)生未來的學(xué)習(xí)和應(yīng)對工作中的挑戰(zhàn)。

第三，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維能力也可以幫助他們更好地適應(yīng)社會發(fā)展的需求，推動社會創(chuàng)新和進(jìn)步。在當(dāng)今社會快速發(fā)展的背景下，創(chuàng)新能力也越來越成為人才的重要素質(zhì)之一。因此，大力培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維能力可以增強(qiáng)其應(yīng)對社會和時代變化的能力，促進(jìn)社會的可持續(xù)發(fā)展。

（三）有助于培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)倫理素養(yǎng)

在小學(xué)自然科學(xué)教育中，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)倫理素養(yǎng)的重要性日益凸顯?？茖W(xué)倫理素養(yǎng)是指學(xué)生具備正確的科學(xué)倫理觀念和價值觀、能夠正確處理科學(xué)道德和科學(xué)倫理問題的能力。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，倫理問題也在科技創(chuàng)新成果迭出的同時不斷出現(xiàn)，因此，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)倫理素養(yǎng)是非常關(guān)鍵的。學(xué)生需認(rèn)識到科學(xué)活動的社會性和歷史性，理解科技對社會發(fā)展的貢獻(xiàn)和作用，同時也要認(rèn)識到科技對人類文明帶來的風(fēng)險和挑戰(zhàn)，具有科學(xué)倫理思維能力，以及能夠通過道德的方式約束自身的科技行為。從而，提高他們防止不良科學(xué)行為和決策的能力，保障自身利益和社會公正，這對于學(xué)生的健康成長和未來社會的可持續(xù)發(fā)展，都具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

在小學(xué)科學(xué)教育教學(xué)實(shí)踐中，教師可以根據(jù)學(xué)生的年齡特點(diǎn)和性別差異，以淺顯易懂的語言教育普及倫理常識，讓學(xué)生深入了解科技形勢，明確科學(xué)與道德、科學(xué)與社會的關(guān)聯(lián)，形成良好的科技倫理觀念，促進(jìn)道德價值觀的形成。并且，教師還可以參考有關(guān)科技倫理案例，開展相關(guān)課程設(shè)計和實(shí)際探究性活動，培養(yǎng)學(xué)生探究和解決科技倫理問題的能力。實(shí)踐證明，科學(xué)倫理素養(yǎng)的提高不僅能夠增強(qiáng)學(xué)生在科技行為中的主觀能動性，還能夠促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新意識和創(chuàng)新精神的培養(yǎng)，提升學(xué)生的創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)。因此，在小學(xué)自然學(xué)科教學(xué)中，科學(xué)倫理教育應(yīng)緊密結(jié)合科技知識體系，采取多樣化的教育手段，倡導(dǎo)良好的科技倫理態(tài)度，為學(xué)生的人生發(fā)展和未來社會的科技進(jìn)步打下堅實(shí)基礎(chǔ)。

二、小學(xué)自然教學(xué)培育學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的策略

（一）“從生活出發(fā)”引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識科學(xué)

在小學(xué)自然學(xué)科教學(xué)中，教師應(yīng)堅持“從生活出發(fā)”的教學(xué)理念，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識科學(xué)，培養(yǎng)他們的科學(xué)素養(yǎng)。教師可以通過實(shí)例，讓學(xué)生從日常生活中自然引出科學(xué)概念，感受到科學(xué)知識與生活息息相關(guān)，并通過有趣的探究、實(shí)驗(yàn)和活動，培養(yǎng)學(xué)生的好奇心、發(fā)現(xiàn)精神和創(chuàng)新能力。

第一，教師可以利用富有趣味的小實(shí)驗(yàn)和課堂活動，讓學(xué)生在動手操作的同時，感受到科學(xué)知識呈現(xiàn)在生活中的深刻而有趣的面貌。

第二，教師可以帶領(lǐng)學(xué)生實(shí)地探究和觀察自然現(xiàn)象，讓學(xué)生更好地認(rèn)識自然界和科學(xué)規(guī)律。例如，組織學(xué)生參加自然教育課程、野外實(shí)踐活動、生態(tài)考察等，讓學(xué)生親身感受到自然環(huán)境的變化和影響，從而探究科學(xué)原理。

第三，教師可以通過科普閱讀、科學(xué)展覽、科技講座等多種途徑，培養(yǎng)學(xué)生對科學(xué)的興趣和熱愛，讓學(xué)生了解到科學(xué)是一門宏大而有趣的學(xué)問。科普專家和科學(xué)家的講解，以及展示科技產(chǎn)品和科學(xué)實(shí)驗(yàn)，有助于引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識科學(xué)的發(fā)展歷程和科技的前沿方向，增強(qiáng)學(xué)生對科學(xué)知識和科學(xué)精神的理解和認(rèn)識。

（二）借助實(shí)驗(yàn)操作提升學(xué)生探究能力

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是小學(xué)自然科學(xué)教育中非常重要的教學(xué)策略之一，能夠提高學(xué)生的探究能力和實(shí)踐能力。教師可以充分利用實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源和手段，通過設(shè)計有趣的實(shí)驗(yàn)活動，激發(fā)學(xué)生的好奇心和探究興趣，從而提高他們的探究能力和實(shí)踐能力。實(shí)驗(yàn)教學(xué)能夠?yàn)閷W(xué)生提供直觀、可操作的學(xué)習(xí)場景，讓學(xué)生親身參與其中，感受科學(xué)現(xiàn)象、探究科學(xué)規(guī)律。學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)操作能夠增進(jìn)認(rèn)識，探究解決問題的方法和提高科學(xué)思維能力，培養(yǎng)科學(xué)批判思想，有利于發(fā)現(xiàn)和解決問題。

以《摩擦力》一課為例。

本節(jié)課是上海遠(yuǎn)東出版社《自然》教材四年級第二學(xué)期第三單元“自然界里的力”第四課時的內(nèi)容，屬于《上海市小學(xué)自然學(xué)科教學(xué)基本要求（試驗(yàn)本）》中主題3“物質(zhì)的運(yùn)動與相互作用”的重要內(nèi)容。在本節(jié)課中，學(xué)生先通過交流生活中的摩擦現(xiàn)象以及用手感受知道什么是摩擦力；隨后按照思考問題、設(shè)計方案、實(shí)驗(yàn)操作的科學(xué)探究過程，借助DIS 設(shè)備發(fā)現(xiàn)影響摩擦力大小的因素，最后利用實(shí)驗(yàn)解決課堂生成的問題。

在學(xué)習(xí)本課內(nèi)容前，學(xué)生已在三年級“運(yùn)動和力”單元的學(xué)習(xí)中具備了簡單的力學(xué)知識，能說出包括摩擦力在內(nèi)的各種力，知道力有大小和方向，會利用彈簧測力計進(jìn)行簡單的力的測量。四年級的學(xué)生雖然經(jīng)常能在生活中感受到摩擦力的存在，但他們對于摩擦力這一概念還是比較抽象的，無法準(zhǔn)確地描述摩擦力的方向，也很少思考哪些因素會影響摩擦力的大小。此外，DIS力傳感器和摩擦力演示器對學(xué)生來說也是新穎的探究學(xué)習(xí)工具。

整節(jié)課分成了兩個活動?；顒右恢校處熞龑?dǎo)學(xué)生通過觀看冰壺比賽的視頻導(dǎo)入，知道摩擦力的存在，接著讓學(xué)生將手按在桌面上感受摩擦力有大有小，以畫一畫的形式知道摩擦力方向與物體運(yùn)動方向相反，進(jìn)一步通過閱讀文字知道究竟什么是摩擦力?；顒佣?，學(xué)生先根據(jù)已有的認(rèn)知，思考討論并提出可能影響摩擦力大小的假設(shè)；在了解實(shí)驗(yàn)步驟和操作要點(diǎn)后，根據(jù)研究對象選擇合適的材料設(shè)計實(shí)驗(yàn)并驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，通過交流及數(shù)據(jù)的匯總，發(fā)現(xiàn)接觸面粗糙程度和物體的重量是影響摩擦力大小的因素；最后運(yùn)用學(xué)到的知識解釋冰壺刷在冰壺運(yùn)動中起到的作用。這節(jié)課的設(shè)計注重整體的科學(xué)探究過程，在“探究影響摩擦力大小的因素”中設(shè)計了“提出問題—做出猜測—明確任務(wù)—設(shè)計實(shí)驗(yàn)—合作實(shí)踐—得出結(jié)論”的科學(xué)探究過程，并融入了學(xué)習(xí)態(tài)度、學(xué)習(xí)習(xí)慣、學(xué)業(yè)成果等不同的評價要求，符合四年級學(xué)生的興趣和能力。

（三）借助數(shù)字化平臺改進(jìn)科學(xué)教學(xué)

在小學(xué)自然學(xué)科教學(xué)中，創(chuàng)新教學(xué)方式是非常重要的策略之一?？茖W(xué)教育需要通過多種方式和途徑激發(fā)學(xué)生的科學(xué)興趣和創(chuàng)造力，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。因此，創(chuàng)新教學(xué)方式具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和價值。教師可以通過一些數(shù)字化教學(xué)工具和數(shù)字化教學(xué)平臺，讓科學(xué)教育更加富有趣味性，讓學(xué)生真正體驗(yàn)科學(xué)的奇妙，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

例如在《力的大小》一課的教學(xué)中，用賽課堂三個助手中的備課助手和教學(xué)助手，設(shè)計了“圈一圈，彈簧測力計的主要組成部分；拖一拖，使用彈簧測力計的正確步驟；填一填，使用彈簧測力計測量力的大小”三個活動。在圈一圈和拖一拖的活動中，相較原來只能在大屏幕上進(jìn)行互動，將學(xué)生的學(xué)習(xí)從全班變成小組，提升了學(xué)生參與的程度。在填一填環(huán)節(jié)中，以電子學(xué)習(xí)單取代原來紙制版學(xué)習(xí)單。這對教師而言，能更好地掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，根據(jù)學(xué)生上傳的數(shù)據(jù)判斷學(xué)生操作是否正確，并及時且準(zhǔn)確地進(jìn)行指導(dǎo)。全班交流時，賽課堂平臺的合并統(tǒng)計數(shù)據(jù)功能也能幫助教師更好地匯總數(shù)據(jù)，使全班數(shù)據(jù)可以通過圖片或表格的形式呈現(xiàn)，幫助學(xué)生更直觀地發(fā)現(xiàn)力和質(zhì)量之間的關(guān)系。

（四）注重科學(xué)素養(yǎng)的評價和提高

在小學(xué)自然學(xué)科教學(xué)中，教師可以通過“從生活出發(fā)”的教學(xué)理念，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識科學(xué)，培養(yǎng)他們的科學(xué)素養(yǎng)。教師可以通過實(shí)例，讓學(xué)生從日常生活中自然引出科學(xué)概念，感受到科學(xué)知識與生活息息相關(guān)，并通過有趣的探究、實(shí)驗(yàn)和活動，培養(yǎng)學(xué)生的好奇心、發(fā)現(xiàn)精神和創(chuàng)新能力。

教師可以利用富有趣味的小實(shí)驗(yàn)和課堂活動，讓學(xué)生在動手操作的同時，感受到科學(xué)知識呈現(xiàn)在生活中的深刻而有趣的面貌。例如，組織學(xué)生參加自然教育課程、野外實(shí)踐活動、生態(tài)考察等，讓學(xué)生親身感受到自然環(huán)境的變化和影響，從而探究科學(xué)原理。

最后，教師可以通過科普閱讀、科學(xué)展覽、科技講座等多種途徑，培養(yǎng)學(xué)生對科學(xué)的興趣和熱愛，讓學(xué)生了解到科學(xué)是一門宏大而有趣的學(xué)問。科普專家和科學(xué)家的講解，以及展示科技產(chǎn)品和科學(xué)實(shí)驗(yàn)，有助于引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識科學(xué)的發(fā)展歷程和科技的前沿方向，增強(qiáng)學(xué)生對科學(xué)知識和科學(xué)精神的理解和認(rèn)識。創(chuàng)新教學(xué)方式是小學(xué)自然學(xué)科教育中促進(jìn)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)提高的重要策略之一，教師應(yīng)根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況和學(xué)科要求，探究多種教學(xué)方式，不斷提升教學(xué)的有效性。

綜上所述，小學(xué)自然學(xué)科教學(xué)中學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)有助于提高學(xué)生科學(xué)知識水平、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維能力以及培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)倫理素養(yǎng)。遵循從生活出發(fā)、借助實(shí)驗(yàn)操作和數(shù)字化教學(xué)平臺以及注重評價和提高的策略，可以有效提高學(xué)生的科學(xué)知識水平、創(chuàng)新思維能力和科學(xué)倫理素養(yǎng)。這對于改進(jìn)小學(xué)教育和促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展，具有重要的指導(dǎo)意義。