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“非常規(guī)”物理實(shí)驗(yàn)在小學(xué)科學(xué)課程的運(yùn)用的經(jīng)典論文
一、小學(xué)科學(xué)課程與中學(xué)物理的聯(lián)系
小學(xué)是基礎(chǔ)教育的初始階段，也是終生教育的啟蒙階段，小學(xué)課程的設(shè)置較廣泛，具有一定的代表性與普遍性。其中小學(xué)科學(xué)課程融合了物理、生物、地理三門學(xué)科，少量涉及化學(xué)學(xué)科。其中光、電、力、聲、機(jī)械等方面是中學(xué)物理的基礎(chǔ)內(nèi)容［１］。中學(xué)物理課程是在小學(xué)科學(xué)普及的基礎(chǔ)上，深入系統(tǒng)化的學(xué)習(xí)過程，是從現(xiàn)象了解升華到本質(zhì)學(xué)習(xí)的重要階段。根據(jù)現(xiàn)代認(rèn)知心理學(xué)相關(guān)理論，認(rèn)知學(xué)習(xí)具有累積性、階段性和等級性等特點(diǎn)，學(xué)習(xí)高階段的知識(shí)是在掌握低階段知識(shí)、能力、技能的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，即學(xué)習(xí)需要必要的學(xué)習(xí)準(zhǔn)備。因此，小學(xué)科學(xué)課程的授課內(nèi)容與中學(xué)物理教學(xué)內(nèi)容的銜接，成為一門學(xué)科由啟蒙到系統(tǒng)化過渡的重要環(huán)節(jié)。如能將小學(xué)中學(xué)兩個(gè)階段有機(jī)地結(jié)合起來，構(gòu)建一個(gè)完整的教學(xué)體系，則可以提高教與學(xué)的效率。目前多數(shù)小學(xué)與中學(xué)獨(dú)立設(shè)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(xué)科學(xué)課程的教學(xué)尚未引起教育界的足夠重視，教師缺少系統(tǒng)有效的教學(xué)方法，因此本論文致力于小學(xué)科學(xué)課與中學(xué)物理課的有效教學(xué)，避免小學(xué)科學(xué)課因教學(xué)難度把握不當(dāng)而導(dǎo)致學(xué)生厭學(xué)，避免中學(xué)物理教學(xué)只是單純簡單的重復(fù)小學(xué)科學(xué)課程內(nèi)容，扼殺學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)造成時(shí)間的浪費(fèi)。小學(xué)科學(xué)課程以培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)為根本目的，是科學(xué)的啟蒙教育，培養(yǎng)過程需要有效的途徑和方法以保護(hù)和提高學(xué)生的興趣，考慮小學(xué)生年齡特點(diǎn)和心理特點(diǎn)，筆者提出利用“非常規(guī)”物理實(shí)驗(yàn)進(jìn)行小學(xué)科學(xué)課程有效教學(xué)的實(shí)踐。
二、小學(xué)科學(xué)課程與中學(xué)物理課程內(nèi)容的比較
小學(xué)科學(xué)與中學(xué)物理在內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)上有相近之處，中學(xué)物理是小學(xué)科學(xué)的延續(xù)，在教學(xué)上能夠進(jìn)行合理且有效的遷移，如下圖所示。小學(xué)科學(xué)（物質(zhì)與世界部分）與初中物理相應(yīng)部分的內(nèi)容基本一致，《物理課程標(biāo)準(zhǔn)》中也明確指出，學(xué)習(xí)這些內(nèi)容能夠使學(xué)生在小學(xué)科學(xué)課程的基礎(chǔ)上進(jìn)一步認(rèn)識(shí)物質(zhì)世界［２］。小學(xué)科學(xué)課教師在教學(xué)過程中大多采用講授、談話、討論、實(shí)驗(yàn)、自學(xué)等傳統(tǒng)教學(xué)方法，在這些方法的應(yīng)用中初步體現(xiàn)出科學(xué)探究的思維萌芽，但受學(xué)生自身認(rèn)知結(jié)構(gòu)和心理特點(diǎn)的限制，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中常常缺乏理性思維的參與，機(jī)械模仿，重復(fù)記憶的現(xiàn)象較為普遍，沒有產(chǎn)生良好的教學(xué)效果。中學(xué)物理除沿用小學(xué)科學(xué)教學(xué)方法之外，更強(qiáng)調(diào)探究式教學(xué)，即強(qiáng)調(diào)“授人以漁”的方法，重視學(xué)生的自主、合作、探究的能力。在《物理課程標(biāo)準(zhǔn)》中作了明確的要求，即重視科學(xué)探究的教學(xué)；保護(hù)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣；提倡使用身邊的物品進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)。
三、“非常規(guī)”物理實(shí)驗(yàn)概念界定
常規(guī)物理實(shí)驗(yàn)一般是指在人為控制的條件下，有目的地利用實(shí)驗(yàn)室裝備的專門實(shí)驗(yàn)器材、設(shè)備展開的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)。此類實(shí)驗(yàn)通常采用廠制儀器，遵守嚴(yán)格、有序、規(guī)范的操作步驟，突出了實(shí)驗(yàn)規(guī)范、定量、嚴(yán)肅的特點(diǎn)。“非常規(guī)”物理實(shí)驗(yàn)，是與常規(guī)實(shí)驗(yàn)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(shí)施的觀察與探索物理規(guī)律的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)［３］。此類實(shí)驗(yàn)貼近生活，主要利用學(xué)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(jìn)行的一類體現(xiàn)創(chuàng)造性、簡易型、趣味性、體驗(yàn)性、生活化的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)。“非常規(guī)”物理實(shí)驗(yàn)是一種直接的創(chuàng)新活動(dòng)，有利于對學(xué)生創(chuàng)新精神和動(dòng)手實(shí)踐能力的培養(yǎng)。新課程的全面實(shí)施為“非常規(guī)”物理實(shí)驗(yàn)的廣泛開展提供了空間，使“非常規(guī)”物理實(shí)驗(yàn)在新課程改革中發(fā)揮不可替代的作用�！胺浅Ｒ�(guī)”物理實(shí)驗(yàn)的范圍廣泛，包括人們熟悉的“低成本實(shí)驗(yàn)”、“自制教具實(shí)驗(yàn)”、“玩具實(shí)驗(yàn)”、“家庭實(shí)驗(yàn)”等［４］。
四、“非常規(guī)”物理實(shí)驗(yàn)在小學(xué)科學(xué)課程中的應(yīng)用
以教育科學(xué)出版社小學(xué)科學(xué)課程五年級上冊《運(yùn)動(dòng)與摩擦力》一課為例說明中學(xué)物理“非常規(guī)”實(shí)驗(yàn)在小學(xué)科學(xué)課程中的應(yīng)用。（一）學(xué)情分析與教學(xué)準(zhǔn)備學(xué)生在前課已掌握了用彈簧測力計(jì)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(guān)，本課在前課的基礎(chǔ)上進(jìn)一步拓展學(xué)生動(dòng)手能力，了解摩擦力的概念并利用自制的彈簧測力計(jì)探究摩擦力的大小與接觸面光滑粗糙、與物體重量的關(guān)系。教學(xué)準(zhǔn)備：橡皮筋若干、回形針、硬紙板、線繩、紙盒、學(xué)生準(zhǔn)備可供拉動(dòng)的小物體若干等。（二）實(shí)驗(yàn)過程教師啟發(fā)學(xué)生先舉出一些常見的例子幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)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(yán)重的舊鞋底，讓學(xué)生進(jìn)行比對觀察，使學(xué)生在了解了生活中的“摩擦”現(xiàn)象的基礎(chǔ)上，逐步給出摩擦力的概念。自制彈簧測力計(jì)彈簧測力計(jì)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(gè)測力計(jì)。學(xué)生探究：用右邊兩種方法制作的彈簧測力計(jì)會(huì)有什么不同？怎樣畫出這兩個(gè)測力計(jì)的刻度？用自制的彈簧測力計(jì)和可供拉動(dòng)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(guān)系。實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)記錄：根據(jù)實(shí)驗(yàn)得出相應(yīng)結(jié)論。探究摩擦力大小與物體重量的關(guān)系運(yùn)動(dòng)中的物體有輕有重，用準(zhǔn)備的實(shí)驗(yàn)器材推測摩擦力與物體重量有怎樣的關(guān)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(shí)驗(yàn)記錄：摩擦力大小與物體重量關(guān)系實(shí)驗(yàn)記錄根據(jù)實(shí)驗(yàn)得出相應(yīng)結(jié)論。（三）實(shí)驗(yàn)總結(jié)及反思中學(xué)物理與小學(xué)科學(xué)課程旨在以動(dòng)手實(shí)驗(yàn)揭示科學(xué)的理論，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。運(yùn)動(dòng)與摩擦力是科學(xué)與物理學(xué)科共有的基礎(chǔ)性章節(jié)，將中學(xué)“非常規(guī)”物理實(shí)驗(yàn)理念應(yīng)用在本章節(jié)具有合理性，教學(xué)過程中重在保護(hù)和提高學(xué)生對科學(xué)的興趣，在學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)中緊密聯(lián)系生活實(shí)際，真正做到把“做中學(xué)”的教育理念貫徹到課堂中去。實(shí)驗(yàn)過程中學(xué)生利用橡皮筋和回形針制成了彈簧測力計(jì)，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(shí)驗(yàn)室器材演示實(shí)驗(yàn)變成學(xué)生利用生活中隨處可見的物體探究實(shí)驗(yàn)，在教師的引導(dǎo)和教材的輔助下，學(xué)生能夠得出正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)論。經(jīng)過具體的教學(xué)實(shí)踐，能夠發(fā)現(xiàn)大部分學(xué)生由被動(dòng)接受學(xué)習(xí)向主動(dòng)發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)的轉(zhuǎn)變，學(xué)生的興趣有所提高，在收集實(shí)驗(yàn)物品及實(shí)驗(yàn)過程中修理改進(jìn)器材中表現(xiàn)出了極大的熱情，在本課總結(jié)時(shí)學(xué)生不僅能夠正確表述實(shí)驗(yàn)結(jié)論，還能夠?qū)?shí)驗(yàn)過程中產(chǎn)生的問題進(jìn)行說明和進(jìn)行一定程度的解決。在教學(xué)實(shí)踐中也發(fā)現(xiàn)了一些問題，受社會(huì)整體教育環(huán)境影響，部分學(xué)生對科學(xué)課程注重程度不夠?qū)е抡n堂參與性不高，同時(shí)學(xué)生已有知識(shí)水平存在差異，少數(shù)同學(xué)對課堂知識(shí)的理解掌握方面有欠缺，更加難以適應(yīng)以動(dòng)手操作、自主探究為主的“非常規(guī)”實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，因此面向全體學(xué)生教學(xué)，其效果和目標(biāo)達(dá)成仍有待提高，這就需要在日后的教學(xué)中更加注重對學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)以及教師的因材施教。這是一個(gè)長期的過程，需要教師在不斷實(shí)踐中調(diào)整和完善自身的教學(xué)方法。
五、小結(jié)
小學(xué)科學(xué)課程是科學(xué)的啟蒙課程，是學(xué)生系統(tǒng)化科學(xué)素養(yǎng)培養(yǎng)中的重要一環(huán)，應(yīng)用中學(xué)物理“非常規(guī)”實(shí)驗(yàn)在小學(xué)科學(xué)課程的日常教學(xué)中，能夠激發(fā)學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)的興趣，促進(jìn)學(xué)生積極進(jìn)行建構(gòu)，讓學(xué)生參與進(jìn)來，實(shí)現(xiàn)知識(shí)的有意義學(xué)習(xí)。受教育者即學(xué)生，接受教育是一個(gè)連續(xù)的過程，從系統(tǒng)角度來看，科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)及物理教學(xué)過程可看成是一個(gè)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(jī)銜接，才能產(chǎn)生良好的教學(xué)效果。實(shí)驗(yàn)是理科課程學(xué)習(xí)過程必不可少的途徑，“非常規(guī)”物理實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蚝芎玫貙⑿W(xué)科學(xué)課程與中學(xué)物理銜接起來，將知識(shí)的掌握系統(tǒng)化，緊密聯(lián)系生活，讓學(xué)生親自參與到實(shí)驗(yàn)的動(dòng)手過程中來，在平時(shí)生活中發(fā)掘?qū)嵺`的機(jī)會(huì)，使學(xué)生在“知”的環(huán)境中探索未知，提高學(xué)習(xí)興趣，時(shí)時(shí)刻刻培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)，這在進(jìn)入學(xué)習(xí)型社會(huì)的今天，意義尤為重大。
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