關(guān)于小學(xué)科學(xué)的論文示例
一、農(nóng)村小學(xué)科學(xué)課程教學(xué)現(xiàn)狀
為深入了解農(nóng)村小學(xué)科學(xué)課程教學(xué)情況，課題組以蠡縣部分農(nóng)村小學(xué)校長和科學(xué)課教師為調(diào)查對象，并編制了教師問卷和校長訪談提綱，調(diào)查結(jié)果如下。
（一）農(nóng)村小學(xué)科學(xué)課教師的基本情況。1.科學(xué)課教師的基本情況分析。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，小學(xué)科學(xué)課教師的男女比例大概是1：4；年齡分布方面，20至30歲的占32%，31至40歲的占30%，41至50歲的占30%；教師專業(yè)分布方面，學(xué)習(xí)理工科的僅為30%，70%的科學(xué)課教師是人文學(xué)科畢業(yè)；從學(xué)歷分布看，專科以上學(xué)歷的教師占到了74%。2.科學(xué)課教師的受訓(xùn)情況分析。調(diào)查中，70%的科學(xué)課教師從未參加過專門的、系統(tǒng)的科學(xué)課程培訓(xùn)；而參訓(xùn)的教師中，73.3%的教師認為最大的收獲是進一步了解了基礎(chǔ)教育課程改革的背景、意義和目標。
（二）科學(xué)課教師的教學(xué)情況。1.課時情況。訪談某校長時，他表示根據(jù)課標的要求，學(xué)校每班安排一周2至3節(jié)科學(xué)課程。但從教師的問卷結(jié)果看，90%的教師反映科學(xué)課程的課時經(jīng)常被語、數(shù)、外占用或淪為自習(xí)課。2.教學(xué)參考依據(jù)分析。調(diào)查中，66%的教師依靠教材、教參教案進行教學(xué)，還有28%的科學(xué)課教師根據(jù)個人經(jīng)驗教學(xué)；而教學(xué)活動中，80%的科學(xué)課教師采用勾劃重點、學(xué)生背誦的方式。3.實驗教學(xué)情況。實驗演示時，教師選擇性做少數(shù)實驗的比例是36%，從來不做實驗的教師比例為60%。一旦實驗數(shù)據(jù)或現(xiàn)象不一致時，11.1%的教師采用少數(shù)服從多數(shù)的方式，83.3%的教師自己直接給出結(jié)論。
（三）科學(xué)課教學(xué)資源利用開發(fā)情況。1.實驗器材利用情況。科學(xué)課教師做實驗時所需的工具和材料多數(shù)由實驗室配備，而學(xué)校提供的實驗器材少數(shù)能用的比例占88%。2.教學(xué)資源開發(fā)情況。通過網(wǎng)絡(luò)等現(xiàn)代信息技術(shù)平臺來補充教學(xué)內(nèi)容的教師占16%；教學(xué)過程中，能偶爾根據(jù)實際情況開發(fā)利用教材以外的課程資源的教師比例為32%，剩余68%的教師完全按照教材內(nèi)容實施教學(xué)。
（四）科學(xué)課教學(xué)評價情況。1.教師對學(xué)生的評價情況。調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，科學(xué)課教師評價學(xué)生的主要依據(jù)是書面考試成績，而學(xué)生的創(chuàng)新能力摘要：科學(xué)史是科學(xué)產(chǎn)生、形成、發(fā)展及其演變規(guī)律的反映，是一部人類認識與改造自然的歷史。在小學(xué)科學(xué)課當(dāng)中，適當(dāng)引入科學(xué)史可以讓小學(xué)生理解科學(xué)本質(zhì)，是培養(yǎng)其科學(xué)素養(yǎng)的主要學(xué)習(xí)資源。關(guān)鍵詞：科學(xué)課堂；科學(xué)史；重演一、科學(xué)史對小學(xué)教學(xué)的意義科學(xué)史是科學(xué)產(chǎn)生、發(fā)展及其演變規(guī)律的反映，是一部人類認識與改造自然的歷史，又是一部凝聚著人類獨有的科學(xué)思想、科學(xué)方法和科學(xué)精神的演化歷史［１］。自然科學(xué)是人類巨大的精神財富，而科學(xué)史將這筆精神財富記錄下來呈現(xiàn)給人類，是人類思想寶庫中一筆十分寶貴而豐富的`精神財富。吳國盛說過：一想到科學(xué)的歷史，就會掠過一陣異樣的激動。［２］數(shù)千年來科學(xué)先賢們?yōu)閿[脫觀念的困擾以及擴大知識的領(lǐng)地所做的艱苦卓絕的工作仿佛一部英雄史詩，勾起人的崇敬和敬仰之情。所以，科學(xué)史也是一部科學(xué)家為追求真理而進行的不屈不撓的奮斗歷史。然而直到２０世紀科學(xué)史才逐漸受到人們的廣泛關(guān)注，正式成為一門學(xué)科。閱讀科學(xué)史可以使我們回顧科學(xué)的歷史，了解歷史中的科學(xué)家們真實的工作情況，了解一些觀念逐步建立的歷史。在小學(xué)科學(xué)課堂中引入科學(xué)史，可以使學(xué)生了解在科學(xué)的發(fā)展史上哪些發(fā)現(xiàn)對社會生活產(chǎn)生了巨大影響，讓學(xué)生體會到科學(xué)與生活之間緊密的聯(lián)系，從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的興趣，并自然地重視對科學(xué)技術(shù)的學(xué)習(xí)，逐漸培養(yǎng)學(xué)生的社會參與感和責(zé)任感；學(xué)生通過學(xué)習(xí)科學(xué)史的發(fā)展過程，能夠意識到所有的科學(xué)理論都不是最終的真理，都還需要經(jīng)歷不斷改進、修正的過程。學(xué)生還可以從中感受前人在科學(xué)研究中遇到困難時的不懼權(quán)威、敢于質(zhì)疑、勇于批判、堅持真理的科學(xué)精神，體會科學(xué)的魅力，樹立嚴謹、執(zhí)著的科學(xué)態(tài)度，進而使學(xué)生認識到科學(xué)的本質(zhì)，提升其科學(xué)素養(yǎng)。
二、小學(xué)科學(xué)課堂中科學(xué)史教學(xué)情況分析
目前在小學(xué)科學(xué)教育中已經(jīng)逐漸開始重視學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)史。在《全日制義務(wù)科學(xué)（３～６年級）課程標準（實驗稿）》中指出，要讓學(xué)生了解科學(xué)發(fā)展的歷史。在小學(xué)科學(xué)的各個版本教材中也涉及科學(xué)史方面的內(nèi)容。［３］例如，用科學(xué)現(xiàn)象、科學(xué)人物、科學(xué)技術(shù)發(fā)明、科學(xué)故事或逸聞引入一個章節(jié)，或者在單元、課的拓展部分涉及相關(guān)的科學(xué)史閱讀材料，供學(xué)生閱讀學(xué)習(xí)。教師也會有意識地在教學(xué)設(shè)計中涉及科學(xué)史，例如，在導(dǎo)入環(huán)節(jié)利用一個科學(xué)家的故事或者一個歷史上著名的實驗來引入課的主題，通過利用學(xué)生課外閱讀時間，讓學(xué)生閱讀科學(xué)史類的少兒圖書。由此看來，科學(xué)教育工作者已經(jīng)認識到了科學(xué)史對于小學(xué)科學(xué)教育的重要意義，將科學(xué)史引入教學(xué)也越來越受到重視，但困難和問題的存在也是顯然的。首先，課標中僅僅提到了要讓學(xué)生了解科學(xué)發(fā)展史，并沒有確切的學(xué)習(xí)目標。想要把科學(xué)史普及到課堂之中，課標中應(yīng)對科學(xué)史融入小學(xué)科學(xué)教材作出明確的規(guī)定。如對科學(xué)史知識的數(shù)量、呈現(xiàn)的方式、科學(xué)史知識在教材中的地位以及評價建議等方面作出相關(guān)規(guī)定。第二，目前教材中將科學(xué)史引入教學(xué)中的過程過于簡單化，往往是作為教師導(dǎo)入的手段或者作為課后閱讀作業(yè)。［４］這種科學(xué)史的教學(xué)模式是低效的。科學(xué)教育的本質(zhì)在于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，使學(xué)生具有理性懷疑精神和科學(xué)創(chuàng)新能力。因此只有將學(xué)生的觀念與科學(xué)史中科學(xué)家的觀念相互交融，進行跨越時空的對話，才能夠使科學(xué)史發(fā)揮最大的價值。第三，一些教師認為科學(xué)教材中有科學(xué)家的肖像或者科學(xué)小故事就算是引入科學(xué)史的教育了。然而這種方式不能顯現(xiàn)出科學(xué)本質(zhì)并使學(xué)生產(chǎn)生對學(xué)習(xí)科學(xué)的向往。而且，一些歷史上的傳奇故事，如阿基米德在浴缸中發(fā)現(xiàn)浮力、牛頓被蘋果砸到而發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律等，這些故事雖然能夠使課堂變得豐富有趣，但往往過于強調(diào)科學(xué)發(fā)現(xiàn)的偶然性、機遇性，忽略了科學(xué)發(fā)現(xiàn)的真實歷史條件等，會使學(xué)生對科學(xué)產(chǎn)生極端或片面的認識。
三、如何在科學(xué)課堂上重演科學(xué)史
如何將科學(xué)史有效地引入科學(xué)教學(xué)之中，卻又不違背科學(xué)教育所提倡的科學(xué)學(xué)習(xí)要以探究為核心，讓學(xué)生親歷科學(xué)過程呢？在科學(xué)課堂中重演科學(xué)史或許能達到較好的效果。重演科學(xué)史的意思是將科學(xué)史與科學(xué)探究相結(jié)合。歷史上的科學(xué)家是在大量的觀察、實驗的基礎(chǔ)上，不斷進行探究，才發(fā)現(xiàn)了一些現(xiàn)象、結(jié)果、理論。這其實和現(xiàn)在小學(xué)生科學(xué)學(xué)習(xí)的過程是一致的。瑞士心理學(xué)家皮亞杰針對科學(xué)史上的科學(xué)家對“力”“速度”等基本概念的認識過程與兒童對同樣科學(xué)概念的認識過程進行對比，發(fā)現(xiàn)兒童對這些概念的認識與最早的科學(xué)家們的認識極其相似。［５］因此，在科學(xué)教學(xué)中，可以將某一概念或知識在科學(xué)史中的認識過程進行簡化，將歷史上科學(xué)家們在理論或觀念不斷改進的過程中所做的典型實驗在課堂上進行重演，讓學(xué)生了解科學(xué)的演變歷程，從中進行學(xué)習(xí)，進而達到培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的目標。下面以首師版小學(xué)科學(xué)教材五年級上冊“力與生活”單元“力”一課為例，探討如何在教學(xué)中重演力學(xué)研究的發(fā)展史。
（一）力學(xué)研究發(fā)展史
力學(xué)的發(fā)展有著悠久的歷史。提到力就不得不說運動，力與運動關(guān)系密切。在力學(xué)的發(fā)展史中最重要的三個階段是亞里士多德的“天然運動”和“受迫運動”、伽利略的“斜面實驗”和牛頓的“運動三定律”。［６］在《科學(xué)的歷程》一書中介紹，亞里士多德認為，第一，地上的物體由土、水、氣、火四種元素組成，其運動是直線運動，地上的物體都有其天然的處所，而所有的物體都有回到其天然處所的趨勢。這就是所說的天然運動。土和水是有重性的，它們的天然處所就在下面，因此它們具有向下的天然運動。氣和火是有輕性的，它們的天然處所在上面，因此它們具有向上的天然運動。重性越多，下落速度越快，所以重物比輕物下落的快。第二，物體之所以可以運動都是受迫運動，受迫運動是推動者加于被推動者的，推動者一旦停止推動，運動就會立刻停止。比如馬拉車這一過程，馬向前拉車，車就隨之運動；馬停止拉車，車就不再動了。這就是亞里士多德著名的觀點“力是維持物體運動的原因”。多少年來，人們對亞里士多德的觀點深信不疑，直到伽利略等科學(xué)家對這一觀念開始質(zhì)疑。伽利略率先采用“理想化模型”的研究方法，進行了大量的實驗去驗證。終于得出了落體定律。這一定律表明下落的物體所用的時間與物體重量沒關(guān)系。伽利略采用理想化模型的方式說明：“當(dāng)物體沿著水平面運動沒有遇到任何阻力時，那么該物體的運動是勻速的，并會一直繼續(xù)下去，若是這個平面無止境地向空間延伸的話。”［７］這是著名的慣性定律，這說明了外力并不是維持物體運動狀態(tài)的原因，而只是改變物體運動狀態(tài)的原因。這是對亞里士多德的觀念的重大變革。后來，牛頓系統(tǒng)地總結(jié)了伽利略的工作，提出了慣性定律，即牛頓第一定律：任何物體若不受其他物體對它的作用，將繼續(xù)保持其靜止的或勻速直線運動的狀態(tài)，直到有力去改變它的運動狀態(tài)。與伽利略的表述相比較，牛頓第一定律的表述具有了普遍性和概括性。
（二）小學(xué)科學(xué)課堂重演力的發(fā)展史
根據(jù)力學(xué)研究的發(fā)展的三個階段，我將“力”這節(jié)課的教學(xué)做如下三個環(huán)節(jié)的設(shè)計。
１．設(shè)想：小車如何動起來？動起來的原因是什么？在課堂的引入環(huán)節(jié)，借助實驗材料———小車，讓學(xué)生思考如何使小車動起來。學(xué)生的設(shè)想有很多，如用手推、用繩子拉、用風(fēng)吹等，這些都離不開力。以用手推車為例，手推車，車運動，讓學(xué)生思考車為什么會運動，大部分學(xué)生會回答：手給了車一個力。接著思考手松開，車的運動會停止的原因。學(xué)生會說：沒有手給的力了，所以車會停止。這一點符合亞里士多德的觀點。我們不用立刻去糾正學(xué)生的錯誤，繼續(xù)去讓學(xué)生用實驗自己推翻自己的觀點。
２．驗證：在課堂中重演伽利略的斜面實驗伽利略就是用斜面實驗推翻了亞里士多德的觀點。既然學(xué)生們也和亞里士多德持有一致的觀點，那么，在課堂上就可以重演伽利略的斜面實驗讓學(xué)生們自己去推翻自己的觀點。實驗前準備盡量光滑的斜面和小車。讓學(xué)生將小車放在斜面上，松開手，小車繼續(xù)運動。讓學(xué)生思考原因，手沒有給小車力了，為什么小車還能運動。知識豐富的學(xué)生可能會提到斜面、重力和摩擦力。不斷改變斜面的角度，直到斜面變成平面，觀察小車的運動情況。此時沒有高度，重力就不產(chǎn)生作用了，只剩下學(xué)生所提的摩擦力在起作用。讓學(xué)生發(fā)揮想象力，這里就用到了伽利略“理想化模型”的研究方法。如果平面沒有摩擦力，是絕對光滑的，此時給靜止的小車一個力，小車還會停下來嗎？答案是小車還會繼續(xù)運動，那么沒有任何力的作用，小車還是能夠繼續(xù)向前運動，這就推翻了前面學(xué)生認為的物體停止運動是因為沒有力的作用了。為了讓學(xué)生更深入地理解，可以探討一個生活中的實例：冰上運動。我們在滑冰的時候冰面很光，滑起來之后很難停住，滑的距離也很遠。但是如果同樣在普通地面做向前滑的運動，很可能滑不起來或者滑不遠。越光滑的表面滑行得越遠，那么如果完全光滑，摩擦力為零的時候就可以一直滑下去，直到有一個人去抓住他才能停止。然后可以繼續(xù)讓學(xué)生展開想象，如果在地球上都沒有摩擦力，那么會發(fā)生什么樣的情況。根據(jù)斜面實驗、生活實例和想象，學(xué)生則可以理解力可以改變物體的運動狀態(tài)，而不是維持物體運動。
３．反思與創(chuàng)新：對實驗進行思考并得出結(jié)論在實驗結(jié)束后，引導(dǎo)學(xué)生對這節(jié)課進行反思，并用學(xué)生能夠理解的語言總結(jié)規(guī)律。偉大的科學(xué)家牛頓，就是在前人的實驗當(dāng)中總結(jié)出了“牛頓第一定律”。學(xué)生目前還不能明白牛頓第一定律的語言，因此需要用通俗易懂的話進行總結(jié)。當(dāng)一個物體靜止時，給它一個力可以使物體運動起來；當(dāng)一個物體運動時，給一個力可以使物體運動得更快或者使物體停止運動。當(dāng)一個物體在理想狀態(tài)下，不受任何力的作用，如果原來它是靜止的，那么它還會繼續(xù)保持靜止狀態(tài)，如果它是運動的，那么它會一直運動下去，直到出現(xiàn)一個力，改變物體的這種狀態(tài)。在重演伽利略的實驗后，教師可以為學(xué)生提供不同于伽利略所用的實驗器材，讓學(xué)生體驗到科學(xué)在不斷地進步，現(xiàn)在我們可用的儀器比古代科學(xué)家先進許多，使學(xué)生意識到古代科學(xué)家在科學(xué)探究中的不易，體驗科學(xué)進步帶給我們的益處。這也可以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維，讓學(xué)生利用新器材自己設(shè)計實驗，再次驗證自己通過反思得出的結(jié)論。可以看出，在小學(xué)科學(xué)課堂中重演科學(xué)史就是將科學(xué)史與科學(xué)探究相結(jié)合，讓學(xué)生做到：讀史、親歷、反思、創(chuàng)造四個過程，讀史就是讓學(xué)生通過閱讀歷史材料、科學(xué)家的故事理解科學(xué)發(fā)現(xiàn)是一個艱難曲折的過程，對科學(xué)探究產(chǎn)生濃厚的興趣；親歷就是讓學(xué)生通過親歷和重演科學(xué)家們的探究活動，深刻理解科學(xué)概念、規(guī)律；反思就是學(xué)生通過反思所經(jīng)歷的探究活動，總結(jié)出經(jīng)驗和結(jié)論，體悟科學(xué)的人文精神；創(chuàng)造就是根據(jù)歷史上科學(xué)家們所做的實驗探究，借助身邊的儀器，創(chuàng)造出新的探究實驗。［８］科學(xué)不斷進步，現(xiàn)在我們所能使用的設(shè)備儀器遠比古代科學(xué)家們先進得多，因此在實驗探究部分我們能夠創(chuàng)新出多種方式來解決問題。這種體驗可以讓學(xué)生感覺自己可以超越歷史上的科學(xué)家們，使其產(chǎn)生成功感和喜悅感。
四、重演科學(xué)史對教師教學(xué)的要求
只有教師了解科學(xué)史，才能在課堂上有效地重演科學(xué)史，從而最大地發(fā)揮科學(xué)史的作用。因此，要求科學(xué)教師首先要掌握科學(xué)史知識，自己的知識充足才能在課堂上靈活地運用。而且，教師對科學(xué)史有深入的了解也可以有效地促進其對科學(xué)本質(zhì)的認識。第二，教師要根據(jù)事實情況合理地在課堂中運用科學(xué)史，而不是做生搬硬套的工作。總之，在課堂上引入科學(xué)史的目的是幫助學(xué)生進行科學(xué)學(xué)習(xí)，讓學(xué)生了解科學(xué)本質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)，而不是為了引入科學(xué)史而引入。因此，教師要對科學(xué)史進行靈活應(yīng)用，使其達到最優(yōu)的效果。
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