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往期精选丨小初科学实验方法与内容的有效衔接

(作者简介:刘天成,辽宁教育学院基础教育教学研究中心科学教研员)

       义务教育科学课程是一门体现科学本质的综合性、实践性基础课程,内容涵盖了物质科学、生命科学、地球与宇宙科学、技术与工程等领域,小学科学是初中生物学、地理、物理、化学学科的基础,探究实践是这些学科学习的主要方式,实验教学是这些学科的共同特点,加强小初科学实验方法与内容的有效衔接,既是科学课程标准的要求,也是培养学生科学素养的重要途径。

小初科学实验教学衔接案例简析

       《义务教育科学课程标准(2022年版)》提出:“科学安排进阶,形成有序结构。基于学生的认知水平和知识经验,科学安排学习进阶。一是学习内容由浅入深,由表及里,由易到难,二是学习活动从简单到综合。将学习内容和学习活动有机整合,规划适合不同学段的、螺旋上升的课程目标和课程内容,设计适合不同学段的探究和实践活动,形成有序递进的课程结构。”进阶设计的课程结构为小初实验教学衔接提供了具体的内容。

       在物质科学领域,小学五至六年级“水蒸发和水蒸气凝结”实验,直接与初中物理“物质的三态变化”章节衔接。在小学阶段,关于水的三态变化,教学内容充分考虑了学生的年龄特点,低年段的学生感受到液态的水,到了中高年段,学生感受到冰和汽化现象,难度逐渐提高,变化的条件也着眼于温度这一因素。在实验过程中,教师引导学生掌握温度计等实验器材的使用方法,以及基本的实验探究方法。到了初中,水的三态变化安排在八年级物理教材的一个章节中。融化与凝固、汽化和液化、升华和凝华,对这些变化进行了严格的定义,并全面认识这些变化的条件,揭示了变化过程中能量转移的规律,研究对象也扩展到水以外的晶体,并能够运用物质粒子模型简要解释物质的三态变化。可以看出,从小学到初中,三态变化是从现象条件到能量迁移转化,再到描述解释,逐渐系统化、理性化,是层层递进、螺旋上升的过程。

       在生命科学领域,光合作用是重要的学习内容,关于光合作用的实验探究,在小学阶段也是不断递进的,小学低年段学生认识到植物的生长需要水,小学中年段通过人的呼吸需要氧气从而理解绿色植物能够放出氧气,小学高年段通过生态系统物质和能量的来源领会到光合作用可以产生有机物并加以实验验证,于是在五六年级就有了“观察绿叶会制造养分”探究实践活动。那么,到了初中阶段,通过实验“探究在光照下合成淀粉,检验植物在光照下产生氧气”,运用实验验证法实现了光合作用从感性认识到理性认识的升华。

       在地球与宇宙科学领域,小学阶段“模拟地球自转与公转、观察记录月相的变化、制作简易的太阳系模型”“模拟降雨的形成过程、观察不同种岩石的特征、模拟地震和火山喷发”这些内容都为初中地理的“地球与地图”内容学习奠定了基础。再如,小学科学中“地球上的水资源”,与初中阶段“保护水资源”的教学内容直接相衔接,只是在内容和程度上有了进一步拓展和递进。