一、西藏县域小学科学教学的现实困境
从一线教学实际来看,小学科学教材标准化案例与高原地域学情、学生生活实际脱节,是制约县域小学科学教学提质增效的突出问题。
植物教学板块中,鄂教版三年级下册“从种子到种子”单元以凤仙花为唯一核心研究载体,围绕种子萌发、根系生长、茎的输送功能、开花结果及植物完整生命周期等知识点逐层展开。西藏县域海拔偏高、气候寒冷、昼夜温差悬殊,凤仙花无法在本地自然环境正常生长繁育,学生从未接触真实植株,只能机械识记课本文字,缺少直观观察与动手探究的过程,知识理解浮于表面。
动物教学板块中,教材以蚕的完全变态发育为典型范例,依托 “卵——幼虫——蛹——成虫”生长链条讲解动物变态发育规律,要求配套开展长期观察记录活动。受地域植被条件限制,西藏县域桑树分布极少,蚕类养殖几乎处于空白状态,学生对蚕的形态特征、生活习性、生长过程完全陌生,相关教学内容难以落地实操。
物理现象教学板块中,鄂教版《水的沸腾》一课,将标准大气压下100℃沸点设定为核心探究结论,仅把高原沸点差异作为拓展内容简要提及。西藏县域大多海拔在3800米以上,受海拔升高、大气压强降低的物理规律影响,区域内纯水沸腾温度普遍维持在90℃左右。该现象是学生日常生活煮水、烹饪均可感知的真实场景,却未被纳入课堂核心探究范畴,错失依托本土资源激发科学探究兴趣的良好契机。诸多现实教学痛点,推动教学立足高原本土资源,开展适配县域学情的科学教学实践探索。
二、“实验室+乡土化” 融合的教学实践策略
(一)植物案例全面本土化,替换为本土常见物种
在“从种子到种子”的教学中,舍弃教材里不好落地的凤仙花,改用本地随处可见的青稞、格桑花开展教学,学生熟悉、上手快。讲根系作用时,带领学生对比观察:青稞是须根,主要吸收水肥,适合农田生长;格桑花是直根,扎根深,能固住山坡水土。结合学生日常看到的农田、山坡植被景象,大家很容易就能弄懂根系的两大作用,不用再死记知识点。
做光合作用实验时,教材的天竺葵不耐高原低温,很难养活。可换成耐寒、好培育的本地土豆苗,适配本地教学条件。
学生按照遮光、脱色、滴碘液的步骤操作,能明显看到叶片的颜色变化,直观看懂光合作用的条件和产物。用身边的植物做实验,拉近了科学和生活的距离,也让学生发现日常花草农作物里,也藏着很多科学知识。
(二)动物案例本土化,融入高原蝴蝶开展变态发育探究
教材养蚕观察变态发育的实验,不适合高原环境,很难开展。本文结合本地实际,换成牦牛、羔羊、高原蝴蝶三种学生熟悉的本土动物,重点依托高原蝴蝶,讲解变态发育的核心知识。
班里多数学生家里都养牦牛、羔羊,则可引导学生结合生活观察,体会牦牛厚皮毛、特殊体态适配高原严寒、山地环境的特点,同时持续观察小羊的生长变化,直观感受动物的成长过程。
课堂上引导学生观察记录蝴蝶“卵——幼虫——蛹——成虫”的完整生长过程,和教材蚕的发育方式做对比,学生就能分清变态发育和直接发育。同时引导学生观察蝴蝶的生存特点,了解它适配高原低温、强紫外线环境的本领。把抽象的生物知识变成看得见的观察实践,有效降低学习难度,提升学生的探究兴趣。
(三)立足高原特点,开展水的沸点探究实验
讲解《水的沸腾》一课时,本文没有局限于课本100℃沸腾的固定结论,结合高原特殊的地理环境,设计了本土化探究实验。组织学生分组用常规器材烧水实验,实时观察水温变化,记录水的沸腾温度。
学生多次实验后发现,本地水温90℃左右就会沸腾,和课本标准结论不一样,极大地激发了他们的探究好奇心。接着顺势开展延伸实验,在平地和山坡分别测量气压,让学生直观看到海拔越高、气压越低的规律。
学生通过数据总结出:高原海拔高、气压低,水的沸点就会降低。再结合生活实际,给学生解释本地用高压锅煮肉、煮饭更快的原因,让学生明白增压升沸点的原理。让实验贴合生活,既能帮助学生活用知识,也能培养他们敢于质疑、主动求证的科学思维。
(四)巧用乡土材料,设计低成本补充实验
乡村学校实验器材有限,很多标准实验难以正常开展。为此可充分利用本地乡土材料,设计很多低成本、安全又好操作的简易实验,弥补器材短板。
比如在土壤成分实验中,因缺少专业加热器材,可让学生用钻孔易拉罐搭配石棉网代替实验容器,用本地随处可见的干牛粪做燃料,在室外安全区域完成土壤加热实验。学生通过观察土壤冒烟、杯壁出水珠、闻到焦味,就能直观发现土壤里含有水分和腐殖质。
这些简易的乡土实验,既解决了器材不足的问题,也让学生明白,科学探究不用依赖专业设备,生活处处是科学,随时随地都能开展探究学习。
三、教学实践的效果与学生变化
经过六年的实践探索,“实验室+乡土化”的教学模式适配高原县域小学的教学现状,有效改善了学生的科学学习状态,提升了学生的科学综合素养。
以往学生学科学只会死记硬背,如今学习方式有了很大转变。以青稞、格桑花、牦牛、高原蝴蝶等本土事物为教学素材,贴近学生生活,课堂氛围更加活跃,学生的参与度明显提高。遇到问题时,学生能主动思考、提问交流,逐步养成了自主探究的学习习惯。
同时,学生的知识运用能力也显著提升,不再局限于背诵课本知识。大家能活用课堂所学,解释身边的生活现象,弄懂高原烧水沸点低、高压锅增压、农田灌溉等生活常识背后的科学原理,真正做到学以致用。
四、实践反思与未来方向
(一)实践反思
高原乡村小学的科学教学,不用盲目追求高端的实验设备。想要上好科学课、提升教学质量,关键在于贴合本地环境和学生的真实生活。
把课本里枯燥抽象的知识点,和本地的花草作物、高原气候、日常生产生活结合起来,让学生从熟悉的事物中学科学,就能充分调动他们的学习兴趣,让学生愿意主动探究,切实提升高原小学科学课堂的教学效果。
(二)未来方向
在后续教学中,本研究将继续挖掘身边易得、低成本的乡土材料,优化简易实验设计。同时多组织课外观察、野外探究活动,让学生课内课外都能开展科学探究,形成连贯的学习体系。
此外,本研究还将梳理总结教学经验,整理出一套适合高原县域小学的科学教学方法,供本地同类学校参考交流,切实助力高原学生科学素养稳步提升。
(作者单位:西藏自治区日喀则市南木林县第二完全小学)