科学教育如何走进生活

科学教育如何走进生活

走进生活是科学课程的重要理念，也是世界科学教育的一个趋向.

新课程实施十多年来，这一理念已经深入人心，广大科学教师都十

分明确科学教育应当引导学生“从生活走进科学，从科学走向社

会”，都在积极探索科学教育生活化的相关问题.那么，科学教育应

当如何走进生活呢？

一、由生活现象引出科学学习课题

学习始于问题.学生在日常生活中会观察到许许多多奇异有趣的

现象，这些现象引起学生极大的好奇，也使学生陷入深深的困惑之

中.从学生熟悉的生活现象引出科学学习的课题，能够为学生的学

习创设良好的问题情境.

【案例1】镜面反射和漫反射的教学

人眼能够看见本身不发光的物体，是因为该物体能够反射照射在

它上面的光，而物体对光的反射有镜面反射和漫反射.在教学时，

我们可以先让学生观察图1，并向学生指出：一座大楼在阳光照耀

下，我们常常可以看到这样的情景：大楼有些部位看上去非常清晰，

有些部位却因为反光很刺眼，什么都看不清.这究竟是为什么？这

是一个学生十分熟悉而又难以解释的生活现象，由这个生活现象，

我们可以自然地将学生引入新课题的学习.

熟悉的生活现象对学生来说具有亲切感，但作为引出学习课题的

生活现象并非一定要求是学生熟悉的.有时，一些对学生来说是陌

生的生活现象，具有为科学教学制造悬念之功能，只要在叙述时能

够把情境陈述清楚，同样可以用于引出科学课题，同样也能引起学

生的兴趣.

【案例2】气体压强与流速的关系

气体的压强与流速密切相关，流速越大，压强越小.在教学时，

我们可以先给学生讲述草原犬鼠的“空调”系统：在北美的草原上

生活着一种犬鼠，它生活在地下的洞穴中.科学家在考察中发现，

草原犬鼠生活的洞穴有两个出口，其中一个是平的，而另一个则做

成隆起的圆形土堆（如图2）.草原犬鼠为什么要这样做呢？这是学

生所陌生的现象，它反映了动物一个十分有趣的行为.它深深地吸

引着学生，引发学生极大的探究热情.

学生会想：这隆起的圆形土堆是不是犬鼠所建的视野开阔的瞭望

台呢？但如果是瞭望台，为什么不在两个洞口都建筑土堆呢？有两

个瞭望台不是更好吗？在学生对现象充满好奇、急于解开头脑里的

谜团的状态下，将学生引入对新课题的学习中.

二、利用生活素材帮助建构科学概念

1.概念的形成

建构主义教学观认为，知识不能简单地进行传授，而必须是学生

以自身（包括个体和群体）已有的经验、方式和信念为基础，在与

认识客体的知识之间的互动中，以主动、积极的建构方式而获得.

科学概念是理性思维的产物，观察和实验可以为理性加工提供丰富

的原材料，但学生在课堂学习中，并非所有知识都要通过当时的观

察、实验而获取感性材料的.在教学中，教师完全可以引导学生搜

寻头脑里已有或教材文本提供的生活素材，通过对生活素材进行比

较分析、抽象概括，而得出科学概念的.

【案例3】声音的响度概念与距离的关系

声音的响度不但与声源的性质及振动情况有关，还跟距离有关.

在教学中，我们可以利用学生已有的生活经验，让学生建构起这一

知识.

师：公交车上的车载电视正在转播一段音乐，你坐在靠近电视机

的前排时听到的声音响些，还是坐在远离电视机的后排时听到的声

音响些？

生：坐在前排时听到的声音响些.

师：这一事实说明声音的响度跟什么因素有关？关系如何？

生：这一事实说明声音的响度跟距离声源的远近有关.距离越近，

响度越大.距离越远，响度越小.

师：是的.这是因为声音从声源发出后，是向四面八方传播的，

越到远处越分散，所以，离声源的距离越远，声音的响度越小.我

们常看到有人对远方喊叫时，将双手掌围在自己的嘴边（如图3），

你能对这样的做法作出解释吗？

生：将双手掌围在嘴边，可以减小声音在传播过程中的分散，从

而增大声音在远处的响度.

2.概念的理解

知识的形成并非一蹴而就.人们对一个科学概念的理解，不但需

要认识它是什么，还要认识它的适应范围，以及它与其他概念之间

的联系，所以，概念的理解是一个随着学习的进行而逐渐深化的过

程.当建立了一个科学概念之后，我们同样可以用生活素材为学生

理解概念提供支撑.

【案例4】光的直线传播

在课堂上，我们通过实验显示了光的直线传播现象，并得出光的

直线传播规律之后，我们可以向学生展示如图4所示的生活中光的

直线传播现象，为光的直线传播提供更多的例证，以增强学生对光

的直线传播规律的信赖感.

以上所述是用生活现象为科学概念提供正面的例证.对科学概念

的意义，学生由于自己原有的前概念，有时会产生种种错误的认识.

对此，我们可以借助与学生观点相悖的生活素材来动摇并推翻学生

的错误认识.

【案例5】声音的速度与频率、响度的关系

在教学声音传播的速度知识时，有的学生会根据自己的直觉，认

为声音传播的速度与频率和响度有关，频率越大，响度越大，声音

传播的速度越大.对此，我们可以反问：如果台上有男女声在大合

唱，当男女歌手同时发出声音后，你会先听到女声后听到男声吗？

在演唱会上，虽然歌手的声音的响度要比乐器伴奏声音的响度大，

但当歌手和乐器同时发出声音后，你是先听到歌手的声音后听到伴

奏乐器的声音吗？对这两个问题，学生根据经验显然会作出否定的

回答.由此也就推翻了声速与频率、响度有关的观点.

有些科学概念与生活经验之间并不存在着直接的关系，难以在学

生的头脑里建立起清晰的图像.在教学时，我们常常会从生活经验

中寻找一个与新概念相类似的事例，来与新概念作比喻或类比，以

帮助学生理解科学概念.

【案例6】物质的构成

物质构成的知识涉及物质的微观图景，由于与学生的生活距离较

远，接受起来有点困难.为了帮助学生理解大千世界各种各样的物

质都是由一些最最简单的基本单元——分子构成的，我们可以用数

码相片的构成来进行类比：（利用电脑将数码相片逐渐放大）图5

是用数码相机拍摄的一张照片，如果把照片放大，你可以看到，照

片是由许许多多像马赛克一样的小方块构成.其实，宇宙中万物的

构成与这幅照片的构成方式是非常相似的，它们都是由大量叫做分

子的粒子构成的.

三、反观科学知识在生活中的应用

学习的目的在于应用.科学教育不但要引导学生从生活走进科

学，还要引导学生从科学走向社会.利用生活素材引出学习课题和

建立科学概念，是引导学生从生活走进科学.而在知识应用环节联

系生活，则是引导学生从科学走向社会，让科学回归于生活.科学

知识的应用是科学教育的重要环节，它不但能够体现科学知识的价

值，加深对科学知识的理解，巩固学生所学的知识，还能有效地培

养学生分析问题、解决问题的能力.

知识应用环节联系生活的主要方式是：

1.列举科学知识在生活中的应用

【案例7】压水堆中的高压水

在教学液体的沸点与压强的关系时，教材里通常是以压力锅说明

这一知识的应用.但我们还可以列举更多的应用事例，使学生看到

知识应用的广泛性.例如，在核电站的“心脏”核反应堆中，核燃

料释放出来的能量是用水来吸收的.有一种称为“压水堆”的核反

应堆中，为了提高水的传热效率，通过采用增压的方法，使水的压

强高达155个大气压.这样，水的温度即使高达300多摄氏度也不

沸腾.这样的应用实例能让学生看到，即使是在一些高技术的领域，

一些最最基本的科学原理也能得到很好的应用.

2.用科学知识解释生活现象

【案例8】走路过程中的摩擦

在教学摩擦力知识时，学生们都知道，人走路需要摩擦力.没有

摩擦力，人就无法在路面上行走.但是许多学生却不清楚人在行走

时摩擦力究竟是怎样在起作用的.为此，我们可以引导学生进行如

下分析：在行走时（如图6），两只脚的前后位置会交替变化，后脚

离开地面前要蹬地，这时，地面对脚会产生一个向前的摩擦力，正

是这个力，人才得以向前运动；而前脚踩到地面时，地面对脚会产

生一个向后的摩擦力，正是这个力，才使脚停止了向前的运动.这

样的分析，既使学生更为具体地认识摩擦力对人行走的作用，而且

还使学生应用了力和运动关系的知识.

3.解决与生活相关的问题

在传统科学教学中，学生解答的习题绝大多数是抽象性问题，而

不是具有生活气息的原始问题.如下题：

例题1如图7所示，大烧杯内盛有一定量的水，水面上漂浮着一

只小烧杯，小烧杯内放有一块小铁块.现将小铁块取出放入水中后，

大烧杯内的水面位置将会发生怎样的变化？

a．升高b．降低

c．不变d．无法确定

这类习题只具有学术的意义，而没有生活的意义.如果只是让学

生解答这种抽象性问题，容易使学生将科学与生活割裂开来.他们

会错误地认为：生活是生活，科学是科学，两者互不相干.基于科

学教育生活化的理念，我们应当多开发一些具有生活意义和深厚生

活气息的原始问题，应当寻找一些抽象性问题的生活原型.例如对

上题，我们可以将它改编为：

例题2小池塘的水面上有一条清淤船，当船上的人将池塘底的污

泥挖起并装入船中后，池塘的水面位置将会发生怎样的变化？

a．升高b．降低

c．不变d．无法确定

这类问题不但具有学术的意义，也具有生活的意义.由于题目情

境不那么单纯，学生在解答时，需要进行分析和建模，对培养学生

的能力价值更高.

四、补充有用的生活科学知识

学生具有很强的求知欲望和求知能力，在教学某个课题时，如果

能够适当补充一些与教学课题相关的、非常有用的生活知识，能够

极大地满足学生的求知欲望，拓展学生的知识面.

【案例9】听诊器和检漏仪

在教学声音传播的知识时，为了扩大学生的知识面，我们可以利

用几分钟时间，向学生介绍他们所熟悉的听诊器和不熟悉的检漏

仪，如图8和图9所示.这不但可以使学生知道听诊器和检漏仪的

作用是传导和放大声音，同时可以使学生知道，当夜深人静时，有

一些叫wt检漏工的工人还在为我们生活的这个城市忙碌着，他们

在检测地面之下的水管是否存在着漏水，以及确定水管漏水的位置.

学生甚至还可以看到，检漏仪与听诊器的结构和原理具有极大的相

似性，从而了解技术在两种仪器之间迁移.

五、让学生在“玩”中学

科学教育走向生活并非只是将科学知识与生活事例作简单的连

接，还要将学生的学习活动和生活活动打通，从而使学生感觉到学

习是一种生活，生活是另一种学习.

杜威说过，教育原本就是生活的另一种呈现方式.“玩”是儿童

的生活常态，也是儿童重要的学习方式.科学教育应当根据学习的

课题，给学生创造更多“玩”的机会，让学生在“玩”中学科学.

尤其是采用一些生活中常用的器具玩.这种接近日常生活的学习方

式是学生所喜爱的，它不但能使学生更为自主地实现科学概念的建

构，而且能使科学知识深深扎根于学生的大脑之中，还能极大地提

高学生学习科学的兴趣.

【案例10】二力平衡条件的教学

二力平衡的条件是：两个力的大小相等，方向相反，作用在同一

直线上.在教学中，学生对大小相等、方向相反这两个条件较容易

接受，但对作用在同一直线上这一条件却缺乏经验的支持.为此，

在课堂上，我们可以请一个学生做一个有趣的活动：按如图10方

式，让脚后跟紧贴着墙根，保持腿挺直.要求学生弯腰捡起脚前的

纸.（要求人不能摔倒）学生开始觉得这是轻而易举的事，但活动

中却屡试屡败.在这基础上，教师引导学生分析其原因所在：在这

种情况下，人受到的重力与地面对人的支持力无法保持在同一直线

上.而平时为什么能够非常轻松地弯下腰捡起地上的东西，是因为

弯腰时人的屁股往后移，腿并非处于竖直状态，这样，重力的作用

线和地面支持力的作用线才得以保持在同一直线上.通过活动和分

析，学生对两个力作用在同一直线上这一条件可以留下非常深刻的

印象.