“非常規(guī)”物理實驗在小學科學課程的運用

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摘要：中學物理課程與小學科學課程在內(nèi)容上具有共同性，在階段上具有連續(xù)性，在教學目標上均以培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)為根本目的。小學科學課程同時作為科學的啟蒙教育，培養(yǎng)學生的過程需要有效的途徑和方法，本論文旨在針對小學科學課程中物理部分的教學提出解決措施，考慮小學生年齡特點和心理特點，筆者提出利用“非常規(guī)”物理實驗進行小學科學課程的有效教學。關鍵詞：中學物理；小學科學；“非常規(guī)”物理實驗

一、小學科學課程與中學物理的聯(lián)系

小學是基礎教育的初始階段，也是終生教育的啟蒙階段，小學課程的設置較廣泛，具有一定的代表性與普遍性。其中小學科學課程融合了物理、生物、地理三門學科，少量涉及化學學科。其中光、電、力、聲、機械等方面是中學物理的基礎內(nèi)容［1］。中學物理課程是在小學科學普及的基礎上，深入系統(tǒng)化的學習過程，是從現(xiàn)象了解升華到本質(zhì)學習的重要階段。根據(jù)現(xiàn)代認知心理學相關理論，認知學習具有累積性、階段性和等級性等特點，學習高階段的知識是在掌握低階段知識、能力、技能的基礎上進行的，即學習需要必要的學習準備。因此，小學科學課程的授課內(nèi)容與中學物理教學內(nèi)容的銜接，成為一門學科由啟蒙到系統(tǒng)化過渡的重要環(huán)節(jié)。如能將小學中學兩個階段有機地結(jié)合起來，構(gòu)建一個完整的教學體系，則可以提高教與學的效率。目前多數(shù)小學與中學獨立設置，校際之間的溝通多局限在橫向，缺乏足夠的縱向交流，小學科學課程的教學尚未引起教育界的足夠重視，教師缺少系統(tǒng)有效的教學方法，因此本論文致力于小學科學課與中學物理課的有效教學，避免小學科學課因教學難度把握不當而導致學生厭學，避免中學物理教學只是單純簡單的重復小學科學課程內(nèi)容，扼殺學生學習興趣，同時造成時間的浪費。小學科學課程以培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)為根本目的，是科學的啟蒙教育，培養(yǎng)過程需要有效的途徑和方法以保護和提高學生的興趣，考慮小學生年齡特點和心理特點，筆者提出利用“非常規(guī)”物理實驗進行小學科學課程有效教學的實踐。

二、小學科學課程與中學物理課程內(nèi)容的比較

小學科學與中學物理在內(nèi)容標準上有相近之處，中學物理是小學科學的延續(xù)，在教學上能夠進行合理且有效的遷移，如下圖所示。小學科學（物質(zhì)與世界部分）與初中物理相應部分的內(nèi)容基本一致，《物理課程標準》中也明確指出，學習這些內(nèi)容能夠使學生在小學科學課程的基礎上進一步認識物質(zhì)世界［2］。小學科學課教師在教學過程中大多采用講授、談話、討論、實驗、自學等傳統(tǒng)教學方法，在這些方法的應用中初步體現(xiàn)出科學探究的思維萌芽，但受學生自身認知結(jié)構(gòu)和心理特點的限制，學生在學習過程中常常缺乏理性思維的參與，機械模仿，重復記憶的現(xiàn)象較為普遍，沒有產(chǎn)生良好的教學效果。中學物理除沿用小學科學教學方法之外，更強調(diào)探究式教學，即強調(diào)“授人以漁”的方法，重視學生的自主、合作、探究的能力。在《物理課程標準》中作了明確的要求，即重視科學探究的教學；保護學生學習興趣；提倡使用身邊的物品進行物理實驗。

三、“非常規(guī)”物理實驗概念界定

常規(guī)物理實驗一般是指在人為控制的條件下，有目的地利用實驗室裝備的專門實驗器材、設備展開的物理實驗教學活動。此類實驗通常采用廠制儀器，遵守嚴格、有序、規(guī)范的操作步驟，突出了實驗規(guī)范、定量、嚴肅的特點。“非常規(guī)”物理實驗，是與常規(guī)實驗相對，指選擇和利用環(huán)境中“非專門”的物質(zhì)手段，不按固定方法或形式，人為控制條件、有目的實施的觀察與探索物理規(guī)律的實驗活動［3］。此類實驗貼近生活，主要利用學生熟悉的物品、材料、工具以及兒童玩具等多種生活常見資源開發(fā)進行的一類體現(xiàn)創(chuàng)造性、簡易型、趣味性、體驗性、生活化的物理實驗教學活動。“非常規(guī)”物理實驗是一種直接的創(chuàng)新活動，有利于對學生創(chuàng)新精神和動手實踐能力的培養(yǎng)。新課程的全面實施為“非常規(guī)”物理實驗的廣泛開展提供了空間，使“非常規(guī)”物理實驗在新課程改革中發(fā)揮不可替代的作用。“非常規(guī)”物理實驗的范圍廣泛，包括人們熟悉的“低成本實驗”、“自制教具實驗”、“玩具實驗”、“家庭實驗”等［4］。

四、“非常規(guī)”物理實驗在小學科學課程中的應用

以教育科學出版社小學科學課程五年級上冊《運動與摩擦力》一課為例說明中學物理“非常規(guī)”實驗在小學科學課程中的應用。（一）學情分析與教學準備學生在前課已掌握了用彈簧測力計測量力的大小的方法，能夠明確拉力與彈簧伸長量成正相關，本課在前課的基礎上進一步拓展學生動手能力，了解摩擦力的概念并利用自制的彈簧測力計探究摩擦力的大小與接觸面光滑粗糙、與物體重量的關系。教學準備：橡皮筋若干、回形針、硬紙板、線繩、紙盒、學生準備可供拉動的小物體若干等。（二）實驗過程教師啟發(fā)學生先舉出一些常見的例子幫助學生認識摩擦力現(xiàn)象，如在黑板上用粉筆寫字、出示新鞋底和磨損嚴重的舊鞋底，讓學生進行比對觀察，使學生在了解了生活中的“摩擦”現(xiàn)象的基礎上，逐步給出摩擦力的概念。自制彈簧測力計彈簧測力計是測量力大小的工具，我們可以用硬紙板、橡皮筋、曲別針制作一個測力計。學生探究：用右邊兩種方法制作的彈簧測力計會有什么不同？怎樣畫出這兩個測力計的刻度？用自制的彈簧測力計和可供拉動的小物體、紙盒等推測摩擦力的大小與接觸面的光滑程度有什么關系。實驗中思考：物體重力不變的情況下，改變接觸面的光滑程度，摩擦力的大小將如何改變？實驗記錄：根據(jù)實驗得出相應結(jié)論。探究摩擦力大小與物體重量的關系運動中的物體有輕有重，用準備的實驗器材推測摩擦力與物體重量有怎樣的關系，即接觸面光滑程度不變的條件下，改變物體的重量，摩擦力將如何改變？實驗記錄：摩擦力大小與物體重量關系實驗記錄根據(jù)實驗得出相應結(jié)論。（三）實驗總結(jié)及反思中學物理與小學科學課程旨在以動手實驗揭示科學的理論，培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)。運動與摩擦力是科學與物理學科共有的基礎性章節(jié)，將中學“非常規(guī)”物理實驗理念應用在本章節(jié)具有合理性，教學過程中重在保護和提高學生對科學的興趣，在學習和實驗中緊密聯(lián)系生活實際，真正做到把“做中學”的教育理念貫徹到課堂中去。實驗過程中學生利用橡皮筋和回形針制成了彈簧測力計，用同樣規(guī)格的橡皮筋替代了鉤碼，用紙盒替代了小車等，由教師利用實驗室器材演示實驗變成學生利用生活中隨處可見的物體探究實驗，在教師的引導和教材的輔助下，學生能夠得出正確的實驗結(jié)論。經(jīng)過具體的教學實踐，能夠發(fā)現(xiàn)大部分學生由被動接受學習向主動發(fā)現(xiàn)學習的轉(zhuǎn)變，學生的興趣有所提高，在收集實驗物品及實驗過程中修理改進器材中表現(xiàn)出了極大的熱情，在本課總結(jié)時學生不僅能夠正確表述實驗結(jié)論，還能夠?qū)嶒炦^程中產(chǎn)生的問題進行說明和進行一定程度的解決。在教學實踐中也發(fā)現(xiàn)了一些問題，受社會整體教育環(huán)境影響，部分學生對科學課程注重程度不夠?qū)е抡n堂參與性不高，同時學生已有知識水平存在差異，少數(shù)同學對課堂知識的理解掌握方面有欠缺，更加難以適應以動手操作、自主探究為主的“非常規(guī)”實驗教學模式，因此面向全體學生教學，其效果和目標達成仍有待提高，這就需要在日后的教學中更加注重對學生科學素養(yǎng)的培養(yǎng)以及教師的因材施教。這是一個長期的過程，需要教師在不斷實踐中調(diào)整和完善自身的教學方法。

五、小結(jié)

小學科學課程是科學的啟蒙課程，是學生系統(tǒng)化科學素養(yǎng)培養(yǎng)中的重要一環(huán)，應用中學物理“非常規(guī)”實驗在小學科學課程的日常教學中，能夠激發(fā)學生動手實驗的興趣，促進學生積極進行建構(gòu)，讓學生參與進來，實現(xiàn)知識的有意義學習。受教育者即學生，接受教育是一個連續(xù)的過程，從系統(tǒng)角度來看，科學素養(yǎng)的培養(yǎng)及物理教學過程可看成是一個系統(tǒng)，由各教育階段教育的子系統(tǒng)共同構(gòu)成，各子系統(tǒng)之間必須互相協(xié)調(diào)、互相配合、有機銜接，才能產(chǎn)生良好的教學效果。實驗是理科課程學習過程必不可少的途徑，“非常規(guī)”物理實驗能夠很好地將小學科學課程與中學物理銜接起來，將知識的掌握系統(tǒng)化，緊密聯(lián)系生活，讓學生親自參與到實驗的動手過程中來，在平時生活中發(fā)掘?qū)嵺`的機會，使學生在“知”的環(huán)境中探索未知，提高學習興趣，時時刻刻培養(yǎng)科學素養(yǎng)，這在進入學習型社會的今天，意義尤為重大。

作者:蘇巖 張偉 單位:內(nèi)蒙古師范大學

參考文獻：

［1］崔成志．淺析小學科學與初中物理教學的過渡［J］．新課程（教育學術），2011（7）：130．

［2］陳剛．初中物理與小學科學課標銜接比較研究［J］．湖南中學物理，2014（12）：12．

［3］李屏，張偉．初論中學物理常規(guī)實驗與“非常規(guī)”實驗有機結(jié)合的原則［J］．內(nèi)蒙古師范大學學報（教育科學版），2009（4）：122．

［4］張偉，郭玉英，劉炳升．非常規(guī)物理實驗：有待深入開發(fā)的重要物理課程資源［J］．物理教師，2005（9）：47－50．