小学教育专业学生的实验教学与科学素养培养
小学教育专业学生的实验教学与科学素养培养 一、巧斗学素养”概念的起源与发展最早正式使用“科学素养，，一词 的是美国著名教育家、哈佛大学校长科南特他在1952年出版的《科学中的普通教 育》中,将科学素养定位于普通教育随着社会和经济发展的不断变化，对公民科 学素养涵义的理解和表述也不断更新，目前国际上普遍将科学素养概括为三个组 成部分，即对于科学知识达到基本的了解程度;对科学的研究过程和方法达到基 本的了解程度;对于科学技术对社会和个人所产生的影响达到基本的了解程度。国际科学素养测试大纲(piSA)中提出，科学素养的测试应该由三个方 面组成：科学基本观念、科学实践过程和科学场景;在测试范围上由科学知识、 科学研究的过程和科学对社会的作用三个方面组成中国科学技术协会发布的全 民科学素质2049计划》中，对中国公民的科学素质作了如下描述：科学素质是国 民素质的组成部分，是指公民了解必要的科学知识，具备科学精神和科学的世界 观，以及用科学态度和科学法法判断和处理各种事物的能力我国著名教育学家钟 启泉提出：科学素养就是借助普通教育的重要组成部分--包括物理学在内的理科 教育所应当培育的公民素质对科学素养涵义的阐述特点，通过突出科学素养与理 科教育的关系来规定科学素养，即从科学素养的形成、发展的主要渠道和途径来 界定。
二、小学教育专业师范生的科学素养培养与实验教学的联系 小学教育专业是培养小学教育工作的专业人才，服务于小学教育事业 发展的师范教育专业。它具有师范性、启蒙性和综合性等特点，师范生将来要面 对的是一群充满好奇、幻想和无限创造力的小学生无论是保护和开发小学生的创 造性，还是培养孩子的科学精神，都要求小学教师本身具有先进的教育理念和较 强的实验操作、实验设计技能我国的小学专业师范教育开设了人文与科学类的基 础课程，但在实践过程中，师范院校相对比较重视学生人文素养的培养，弱化对 学生的科学素养特别是科学实验能力的培养作为一名从事自然科学教学的教师， 笔者认为;自然科学实验具有普遍性和实践性，在学生科学素养的培养方面有着 得天独厚的优势。但是，我国学生从小学以来，较少有真正自己实验的机会,大 多是听教师讲实验、看视频甚至是直接背答案这使得小学教育专业的师范生不仅 缺乏科学探索精神，在科学过程中的探究能力和进行科学教学的能力也有所欠缺 本文就从自然科学课堂教学中的实验教学切入，探讨以此为基石培养小学教育专 业学生科学素养的途径与方法。三、以实验教学为基石培养学生科学素养实验教学是指学生在教师的 指导下，使用一定的设备和材料，通过控制条件的操作过程，引起实验对象的某 些变化，从观察这些现象的变化中获取新知识或验证知识的教学方法从教学手段 和途径来划分，实验教学可分为演示实验、验证实验、探究性实验和综合实验设 计等，它们对学生科学素养的形成和发展各有其独特的作用。
(一)利用教师演示实验，培养学生科学素养 1.借助演示实验，培养学生严谨的科学精神。科学精神的培养既是科 学教育的核心，也是科学素养的要义演示实验属于直观教学，它的基本方式是教 师演示实验过程，展示实验现象,引导学生观察、思考、分析实验现象，继而得 出结论演示实验具有很强的示范性，是学生使用仪器、实验操作的典范，它教给 学生正确的实验方法，化抽象为具体，帮助学生建立正确的概念和关于规律的认 识。所以教师在进行演示实验时，要做到明确演示实验设计的思路，准备充分， 动作规范，过程严谨，讲解严密，培养学生严谨的科学态度，提高其科学素养。
2利用演示实验导入，培养学生学习兴趣和科学思维演示实验具有形 象真实生动有趣的特点，可以有效地激发学生的好奇心，而好奇心就会促使他们 产生浓厚的学习兴趣，积极地思考，并结合实验现象来积累感性材料，使学生自 然而然地受到科学素养的陶冶，培养科学兴趣和价值观教师在进行演示实验时， 可采用“提出问题_进行实验_再提出问题_再实验，，的任务驱动方式来培养学生 的科学思维。借助演示实验，培养学生的观察能力。观察是人们对客观事物、现 象感知过程中的一种最直接的方法提高学生的观察能力有助于深化他们对科学 现象的认识，实现科学研究的可持续性为了提高观察能力，在引导观察实验现象 时应提醒学生注意：(3:具体观察什么怎么观察③如何概括提升观察什么是指观察 内容,包括用到什么实验仪器、实验条件和步骤是什么、实验现象有哪些等。怎 么观察是指观察方法，通常有全面观察与重点观察、直接观察与间接观察，正面 观察与侧面观察等概括提升是指观察能力，教师通过实验过程中的讲解、引导、 设疑，学生通过认真观察与比较研究，进行思考、讨论总结并归纳得出结论，以 达到逐步提高观察能力和思维能力的目的，如观察毛细管现象实验时，教师提出 问题让学生边实验、边思考:实验器材中每支毛细管粗细是否相同水在毛细管中 为什么上升水在粗细不同的毛细管中上升的高度呈现什么特点教师利用层层设 问，引导学生关注实验细节，领悟实验设计的意图，有目的有效地观察。
(二)利用学生探究实验，亲历科学研究的过程科学研究的过程离不开实验，实验从设计、选材到操作无不体现了科 学研究的方向和进程,科学认识也随着实验的不断进行、变化和所呈现的结果逐 步明朗，而其中尤以探究实验更能让学生真正融入实验的具体操作过程中，从而 更直观地体会到科学研究的真谛«科学课程标准》中明确提出：科学学习要以探 究为核心。探究既是科学学习的目标，又是科学学习的方式亲身经历以探究为主 的学习活动是学生学习科学的主要途径，，探究实验是指实验者在不知晓实验结 果的前提下，通过自己实验、探索、分析和研究得出结论，从而形成科学概念的 一种认知活动。
它通过实验来回答一个感兴趣的问题，激发学生的好奇心，培养科学 探究能力。探究实验包括七个探究步骤：提出问题、猜想或假设、设计实验进行 实验分析论证得出结论评估交流。探究实验要求学生在实验中灵活运用知识和技 能进行创新性思维活动，在被动遇到问题、解决问题发展到主动发现问题、提出 问题、超越问题的螺旋上升过程中亲历科学研究。而教师要做的是为他们营造一 个宽松、民主、和谐、互动的课堂环境例如在牛顿第一定律》的实验教学中,教 师布置研究任务_探究“力与物体运动的关系”。千百年来，人们存在着一个误区， 即认为“力是维持物体运动的原因”。为了得出“力与物体运动的正确关系”，学生 必须从误区入手，探究为什么一个错误的论点会统治人们这么久，发现人们日常 生活的经验在未经过实践检验时往往存在误差面对如何消除误差这个问题,学生 们不仅要亲自收集和观察生活中的现象，还要设计和还原理想实验，结合生活实 际和多媒体模拟去研究，去伪存真，探究问题本质只有在他们亲历科学研究的过 程中，才能切身体会误区的来源以及如何避免，如何进行研究。
(三)利用综合科学活动设计，体验科学对社会的作用 科学素养形成的测试中很重要的一项是科学对社会的作用对小学教 育专业的师范生而言,这是一项重要的科学素养，可具体体现在对小学科学教育 的指导与实施中。教师可利用实验教学中科学活动的设计环节，培养师范生科学 活动教育的能力。科学活动设计是一项综合性很强的教育行为，它是一个关注学 生深层思维技能，有效培养学生批判性、创造性等综合思维的教学过程它不仅考 察了学生对科学知识的掌握程度,也体现了学生对科学的理解和领悟能力，更与 小学教育专业师范生的专业特点与技能要求相吻合，使他们的科学素养在实践中 得以检验和发展。
笔者就曾在师范生教学中进行过多次的尝试，发现通过师范生科学活 动设计，可以充分调动他们的积极性和主动性，快速地将他们所学的知识、具备的实验能力和专业的教育教学能力融合起来，并形成一种可持续发展的资源例如 在学习了“电学，，知识后，他们开展了“有趣的电路，，科学设计活动在此过程 中，首先要求学生严格甄选实验器材和内容，进行安全用电教育;其次考察他们 是否掌握基本的电路原理，懂得设计并连接实验线路;再次看他们能否根据小学 生的年龄和心理特征，结合儿童文学和儿童美术，利用教育教学手段，将枯燥乏 味的实验转变成有趣的科学实验故事或科学游戏他们在经过团队协作后，大多交 上了满意的作品有的设计了〃有趣的门铃”，利用门铃与不同线路连接时发出不 同的声音来区别来访者：如果是友人来访，门铃发出悦耳的音乐;如果是大灰狼 敲门，则发出警告，提醒小朋友注意安全有的设计了“寻宝游戏”，让小学生扮演 寻宝者，手持探测器(内置电路开关)：如果探测器碰到宝物，即开关闭合，电路 接通，宝物发光这些设计都让科学活动变得更加有趣和有效，不失为小学科学教 育的一种好方法师范生通过进行科学活动设计与交流，把学习自然科学与教学实 践结合起来，能检验自己学习的成果，也更加明确了自己专业学习的方向。
总之，科学素养的培养涉及多种因素，在自然科学的教学中，教师应 树立以培养学生科学精神和创新能力为主的教育观念，把培养学生的科学素养作 为教育的重要目标，注重实验手段与教学内容的有机融合，让学生在主动的探索、 实践、发现和体验知识的过程中，培养科学精神、创新思维和分析解决实际问题 的能力，从而有4效地提高科学素养。