科学领域的探索和实践

来源:    日期:2020-11-23    浏览次数102

 一、关于科学领域

自古以来,人类就在大自然中进化、生存和发展。随着人们对客观世界的认识不断深化,科学和数学逐渐成为两个相互联系而又相对独立的学科,既有共性特点又有各自的独特性,既相互促进和相互助益,又发展着各自的独特功能和作用。

每一个儿童自出生之日起就开始了对周围环境的探索和认识,儿童对周围自然环境和客观世界的认识简约地重演了人类的认识过程。相对而言,儿童对自然界中实物和现象进行探索并形成解释的过程可以称之为儿童的“科学探究”,儿童基于对自然环境中事物和现象的认识进一步形成的对其逻辑关系的理解可以称之为“数学认知”。科学探索有助于幼儿更好的认识和解释客观世界,数学认知则有助于儿童发现客观世界的规律性和有序性。

(一)科学领域的结构

基于人类自然科学发展的历程和儿童认识客观世界的特点,科学探究和数学认知成为《指南》科学领域中相互联系而又相对独立的两个重要方面,可以称为科学领域的两个子领域,在具体的每个子领域,又提出三个方面的目标以及相应的不同年龄阶段的典型表现

(二)科学领域的价值取向

1.探究既是儿童科学学习的目的,也是儿童科学学习的方法。

总之幼儿科学学习的核心是激发探究兴趣,体验探究过程,发展初步的探究和解决问题的能力,也就是通过科学学习使幼儿形成受益终身的学习态度和能力。

在科学界探究是科学的核心,探究也是科学研究的基本方法,所以谈到科学领域首先会想到探究,科学是用探究的方法来学习的,数学同样也可以用探究的方法来学习的。

2.解决问题是幼儿数学认知的重点,也是幼儿数学学习的基本途径。

幼儿思维具体形象性的特点凸显了直接感知、亲身体验和实际操作队幼儿数学认知的重要意义。然而长期以来,幼儿园的数学活动往往忽视让幼儿操作具体物体,常常以图画表象为中介并很快过渡到抽象符号的认识和运算,由于幼儿没有真正经历从具体事物到抽象符号的认知建构过程,数学的学习变成了没有真正理解和内化的纯粹记忆。让幼儿在运用数学解决实际生活问题的过程中初步感知数学的有用和有趣,能够激发和保持幼儿对数学学习的持久冬季和兴趣,喜欢数学,愿意学习数学,并具有运用数学解决实际问题的意识和能力。这是幼儿数学认知的核心价值所在,有利于幼儿的后继学习和终身发展。尽管在2001年颁布的《纲要》中就倡导让幼儿在生活和游戏中,在解决问题的过程中运用数学、理解数学和学习数学,但在现实中,幼儿园和家庭教育脱离实际的机械学习和训练还在很大程度上存在。

比如说当前学前儿童数学教育的一些误区:经常看到一些家长在教孩子书写数字、学习计算,达不到预期的效果,就指责孩子笨。也曾看见一些年轻的妈妈,在耐心地教孩子学数学。然而仔细听来,方法无非就是不断重复地问孩子:“1加3等于几啊?2加2等于几啊?”包括目前社会上流行快速心算、手指速算等方法,许多家长对这种方式非常感兴趣,甚至还买来加减或乘法口诀让幼儿诵读,有些幼儿园也应家长的要求开设了这样的特长班。

从我以上举的例子中可看出,许多家长望子成龙,期望孩子从小就能学到许多的数学知识,但却不明白什么是真正的数学,而幼儿教师教师是学前儿童操作和探究数学的引导者,应该具备正确的数学教育观、儿童发展观,遵循儿童身心发展规律和数学教育的基本原则,并且能够运用较高的教育技术为学前儿童创设良好的探究环境。必须明确儿童学习数学,其意义绝不在于简单的数数和计算。因为学前儿童所获取的数学知识是有限的,但数学对儿童思维方式的训练却是其它任何学习所不具备的:同时,数学还能够培养幼儿解决问题的能力,特别是用数学方法解决问题的能力。3.为幼儿的科学探究和数学认知活动建立有机的联系

在科学研究中,科学探究和发现往往是数学发展的基础,而数学在科学探究中的应用能够使证据更清晰,两者相互助益,就幼儿阶段的认识和学习所具有的综合性和情境性特点而言,幼儿的科学探究和数学认知常常有你相同的认识杜爱香和活动情景,可以自然的相互关联。

例如:幼儿观察探究和记录植物的生长变化时要用到数学和测量,要记录种子种下的日期和发芽所用的时间,在观察和记录天气时也用到数学,发现温度高低的变化;在探究斜坡和物体滚动之间的关系是还要用到长短、高低和快慢等数学知识和经验。

二、科学探究

尽管科学探究和数学认识有着有机的联系,但是为了让幼儿园教师和家长更好的观察和了解幼儿科学探究和数学认知的主要目标和发展的重要方面,了解不同年龄幼儿的学习特点和典型表现,《指南》相对地将科学领域划分为科学探究和数学认知两个子领域,下面重点分析和阐述科学探究的目标、科学探究活动的实施和支持幼儿的科学探究需要注意的问题。

(一)科学探究的目标

1.目标1  亲近自然,喜欢探究

这一核心目标体现了对幼儿好奇心和探究兴趣的高度重视,可以用“好奇”、“好问”、 “好探究”三个关键词来概括。

(1)好奇。幼儿的好奇主要表现在喜欢接触大自然和新鲜实物。喜欢到户外游戏到大自然中去,并常常为周围的事物所吸引,驻足观看。

刚刚发芽的小树、刚刚长出的小草会吸引孩子们的注意力,不知名的小虫和下雨天地上的积水会让孩子观察半天、问这问那

好奇是幼儿阶段的年龄特点,好奇心是幼儿探究对的冬季基础和内在动力,正是幼儿与强烈的好奇心使幼儿保持探究的人情和积极性。

(2)好问。

做父母的都曾有这样的感受:从孩子呱呱坠地开始,就会用好奇的目光东张西望,打量着周围多彩的世界;而自孩子说话起,就爱问这问那,还常会提出一些稀奇古怪的问题比如说:妈妈,为什么天空是蓝的?为什么飞机不会从天上掉下来?为什么猪没有翅膀?

好问的幼儿常常会对自己接触和观察到的实物和现象提出有关的问题,比如班里养了几只蜗牛或在雨后的墙边、树下发现了小蜗牛,孩子们会提出一系列的问题:蜗牛有嘴吗?蜗牛喜欢吃什么?这些问题正是“适宜的探究的问题”

有些父母或会老师会对孩子说:问这么多,烦不烦?孩子的好奇心,就在父母和老师这样的不断呵斥声中被毁灭了!很多孩子长大后,便再也不会问为什么之类的问题了。

作为教师,支持孩子们的提问,耐心、认真倾听孩子们的提问,记录下孩子们提出的问题,这就是探究的良好开端,经过筛选和判断,引导孩子用适宜的方法解决问题寻找答案,这就是典型的探究过程。

(3)好探究。动手探究是幼儿满足好奇心,找到问题答案的必由之路。好奇好问是幼儿探究的动力和前提,而动手操作才是幼儿探究的真正开始,当幼儿好奇的摆弄物体,探索物体和材料,试图通过各种动手动脑的方式解决问题和寻找答案时,正是幼儿“好探究”的表现。

比如电珠通电、鸡蛋浮起来了

2.目标2  具有初步的探究能力

这一目标包括经历探究过程和获得探究能力两个相辅相成、相互交织的层面。

首先从探究过程来看,包含经历提出问题、观察探索、思考猜测、调查验证、收集信息、得出结论、合作交流等基本环节。(不同年龄的完整细致程度和深度不同)

(1)观察探索既是科学研究的第一步,也是幼儿常用的基础性的探究方法,常用的观察方法包括简单观察、对比观察、长期跟踪观察等。

(2)思考猜测。思考猜测是对要解决的问题的答案、结果,以及探究的过程和要使用的方法进行预测。

(3)调查验证。要根据探究的任务和问题,思考和猜测可能的结果,选择适宜的观察、实验、测量等方法,制定研究的计划和调查的方案。根据方案进行实际观察、实验和调查。

(4)收集信息。记录是收集信息的有利工具,通过记录能培养幼儿对事物的客观描述,对实施的尊重,是结论建立在事实之上。幼儿记录是可能会用到简单的图画、数字、图标或其他符号。

(5)得出结论。得出结论是幼儿根据观察、实验和调查的结果形成结石的过程,在这个阶段,幼儿需要回顾和综合思考探究的过程、发现的现象,并初步给出合理的结石。这是一个需要思维和语言高度参与的过程。

(6)合作交流。探究中的合作既有助于发展幼儿的合作能力,也有助于幼儿体验和学习如何围绕套就任务与同伴分工协作。一般来说,这种能力在幼儿大班时期比较常见。

从探究方法来看,观察比较、实验验证、调查测量是基本方法。幼儿正是运用不同的探究方法,经历了发现问题、分析问题和解决问题的过程获得探究能力的。

其次具有初步的探究能力是幼儿科学探究的重要目标或称关键性目标。(什么是探究能力)

幼儿具有了初步的探究能力就具备了基本的探究未知、寻求答案和获取知识的方法和能力,也就在一定程度上具备了主动学习、自主学习的能力。

3.目标3   在探究中认识周围事物和现象

这一目标之下4至5个方面的典型表现所反应的幼儿对事物和现象的认识,都是在幼儿感知、体验、探究和发现的过程中获得的,是幼儿探究过程的必然结果。理解和领会这一目标的关键在于认识到发现性和伴随性的特点,这些事物和现象涉及到动植物、物质与材料、天气与季节、科技、环境等,是举例性的,是探究的载体,幼儿乐于探究的态度和探究解决问题的能力更为重要。

幼儿对周围事物和现象的认识包括六个方面的主要内容:常见的动植物、常见物体、常见物理现象、天气与季节变化、科技产品和环境及其与人们生活的关系。

(1)常见的动植物。认识常见的动植物极其特征是幼儿认识生命体的特征的重要经验。关键经验包括:动植物的多样性、动植物的生存和生长变化的基本条件、动植物对环境的适应性、动植物的生长周期与繁殖。应根据地方性特点学者常见的具有代表性的动植物,作为幼儿探究和认识的对象(福州认识榕树、三角梅,武夷山认识茶叶、竹子、兰花等)

(2)常见的物体和材料。常见物体和材料包括自然物和人造物两大类。最常见的材料包括沙石、泥土、水、纸、木和各种金属物体。

(3)常见物理现象。包括物体和材料的形态或位置及其变化变化条件,如斜面与物体的运动,沉浮、磁力、光和影子等。

(4)天气与季节变化。了解天气与季节的特点和变化的重点在于感知、体验和发现其与动植物和人们生活的关系。(感知、体验和认识常见的天气特点及其对人们生活、动植物生长变化的影响;感知、体验和发现不同季节的特点和周期性变化等。)

(5)科技产品与人们生活的关系。感知和了解常用科技产品与自己生活的关系,知道科技产品有利也有弊,如感知和链接各种家用电器、交通工具、通讯工具等给人们生活带来的方便和造成的不利影响。

(6)人们生活与自然环境的关系。人与自然有着天然的联系,相依相伴,密不可分。幼儿从小感受、体验和发现这种依存关系,有助于幼儿建立良好的环境意识和养成良好的行为习惯。

(二)三个目标的关系

首先我们要知道幼儿科学探索包括哪几个维度的目标(知识经验、情感态度、能力方法)

其次了解一下三个目标之间的关系

目标1:亲近自然,喜欢探究         —是首要的、前提性、动机性目标;

目标2:具有初步的探究能力         —是重要的、核心性、关键性目标;

目标3:在探究中认识周围事物和现象          —是载体性、产生性目标。

科学探究子领域中三个方面的目标是一个探究过程的不同方面。相互联系,不能分割,因此不能分别学习或单独训练。每个方面的目标都是在探究过程张宏实现的,也可以说是完整探究过程不可分割的组成部分,是在探究的不同阶段,以不同的形式表现出来的。

(三)阅读分析案例,了解幼儿探究的特点

从以上的学习我们可以总结出幼儿探究的几个特点

幼儿探究的特点

◆  幼儿具有强烈的好奇心和求知欲

◆  幼儿是积极主动的探索者

◆  幼儿的探究借助于直接经验、借助动作、借助具体事物

◆  幼儿探究的方法具有试误性

三、数学认知

儿童早期数学认知能力的发展包含了儿童对数、计算、空间、几何、测量和模式的认知能力。数主要包括对基数概念、序数、几何比较及初步的数符号系统的理解和运用;计算主要是对10以内的加减运算的理解;空间、几何主要是指对一些基本图形的特征、图形组合知识的了解,以及对基本的空间概念、方位和空间关系的认识;测量是把待测定的量与一个作为标准的量进行比较,除此以外物体还表现出一些有规律的特征,模式认知是指个体对物体间内在的规则关系的认识。

(一)了解幼儿的几种思维方式

直觉行动思维:借助动作进行思维(0-3岁)

具体形象思维:借助形象或表象进行思维(3-6岁)

抽象逻辑思维:借助语词、概念进行思维(6、7岁以后)

幼儿阶段思维发展的特点

1.直觉行动思维发生变化

这种思维方式有两个特点

一是:思维依赖于具体事物(幼儿在对几何形体的认识,最初往往会受图形的外在特征所影响,他们所辨认的形状也是以具体的客观实体为参照的,如小年龄的幼儿会把圆形和太阳对等起来把正方形和手帕联系起来,因此当他们眼前出现的形状与生活中的具体实体形状不完全一致的时候,他们就无法正确地去辨认形体了。)

二是:思维依赖于动作(儿童在计数过程中,最先显现的手部动作通常是用手移动、摆弄或触摸被数的物体,渐渐地他们脱离了对物体的触摸,而用手在空中来回摆动指点着物体进行数数,无论是触摸着物体还是指点物体,都离不开手的动作。)

2.具体形象思维占主导地位

摆脱动作和动作对象的依赖,凭借鲜明事物的具体形象或表现的联想进行思考。(如加减运算,我们常常会发现问孩子1+2=?不知道,如果问你有1个苹果,妈妈又给你两个苹果,一共有几个苹果,孩子们个都能知道,这并不是应为他们爱吃所以会做,而是因为他们可以在头脑中有一个表象的思维在活动)

3.抽象逻辑思维开始萌芽

这一阶段的幼儿能够从语言上进行推理,解决一些抽象的问题。(比如比较物体的长短,老师说红铅笔比黄铅笔长,黄铅笔比绿铅笔长,那么红铅笔和绿铅笔谁更长,a>b,b>c,a>c)

(二)数学认知子领域的目标及核心价值

1.理解目标内涵

目标1:初步感知生活中数学的有用和有趣

目标2:感知和理解数、量和数量关系

目标3:感知形状与空间关系

这三个目标用到什么数学活动中都是没有问题的,可是没有针对性不够具体,所以(三条目标不能直接的用作幼儿园具体活动内容,要根据幼儿的兴趣需求,制定有针对性的活动目标,选择教育内容。同时要注重目标之间的相互渗透和整合,不能片面强调和追求在某一方面和几个方面的发展。)

目标1:初步感知生活中数学的有用和有趣(是首要目标)

第一个目标尽管与数学内容有联系,如涉及到了形状和模式,但它最后并没有落实到数学的内容上,而是体现了对数学的而态度以及对数学学习过程性能力方面的期望。在以往的数学学教育中,我们关注较多的是数学内容本身,如数合形等,但现在人们在关注数学的内容以外,开始关注数学学习过程性能力的培养。要认识到数学学习并非局限于数学的知识、概念和技能的习得,而是一种综合性认知能力的发展,也正是这样的学习才能保证儿童对所学的数学知识的真正理解和运用。

(1)发现数学与日常生活之间的联系。数学的学习与儿童的生活经验建立联系是有效的数学学习和发展必不可少的条件。

(2)在生活中解决数学问题。解决数学方面的问题意味着儿童能够在生活或游戏中运用自己已有的数学知识和经验解决遇到的问题,它需要儿童在实际的问题情境和已有的数学知识经验之间建立联系,幼儿涉及到的数学问题往往与日常生活和游戏中的比较多少,分享实物和玩具,日常计时工具的理解与运用,钱币的使用,比较与测量,使用工具解决数学问题等活动有关,比如在解决分享实物的问题时幼儿要弄清楚实物够不够分给所有的人,如果不够,用什么方法来解决实物分配中的公平问题。

(3)感性经验和兴趣在数学学习中的重要性。儿童早期往往更加容易关注那些可感知的实物特征,选择那些与自己的生活经验有直接联系的活动,数学学反映是一种抽象的,看不见的关系,往往很难引起儿童自发的兴趣,所以在数学学习中如何引发他们的兴趣就是教师首先要考虑的问题。

目标2、感知和理解数、量和数量关系

第二个目标涉及到一些重要的数学知识技能和能力,包括量的比较、基数概念、集合比较、序数、加减运算;涉及到的数学学习的过程性能力包括数的表达交流、数的表征。

(1)量的比较。儿童在日常生活中有大量的机会通过感知来了解和比较物体的各种特征,如通过积木来学习长度、重量和面积的知识;通过玩沙、玩水来学习容量的知识等。

(2)基数概念。数数是儿童早期数概念发展的重要基础,儿童通过与具体的情景和实物有关的数数过程来学习基数概念。(手口一直致点数,说出总数和按数取物)

(3)序数序数概念的发展晚于基数概念,相对来说,儿童在生活中接触序数的机会少于基数的机会,因此我国城市儿童中有三分之一的5岁儿童尚未完全掌握10以内的顺序位置。

(4)集合比较。比较两组物体数量的多少。小班幼儿的要求是能通过一一对应的方法比较两组物体的多少,中班能通过数数比较两组物体的多少。

(5)加减运算。加就是把两个集合合并起来,减就是把一个集合分成两个较小的集合。中班要求能通过实际操作理解数与数之间的关系,如5比4多1;2和3合在一起是5,真正理解5以内数与数之间的关系,同时它也是最简单的加减运算。大班的要求有两个,一是“借助实际情景和操作(如合并或拿取)理解“加”和“减的实际意义。”也就是说对于大班的幼儿加减运算的学习最重要的是理解它们的实际意义,而不是运算技能的熟练程度。二是“能通过实物操作或其他方法进行10以内的加减运算”这是对幼儿加减运算的技能提出了一定的要求,幼儿可以用任何策略来完成,包括实物、借助手指、口头数数或心算。

(6)表达交流。在第二个目标中,除了数、量和数量关系的内容目标之外,还蕴含了数学的表达和交流的过程性能力目标。对小班幼儿提出了“能用数词描述事物或动作”对中班幼儿提出了“会用数词描述事物的顺序和位置”的要求。儿童的口头交流最初出现在他们的日常生活中,如对食品和玩具的需求上。儿童在真实的生活情景和操作活动过程中,在于周围人的接触过程中,学到了许多有关数量的词汇和意义。

(7)表征.在目标二中还蕴含了表征的过程性能力目标。所谓表征就是儿童能运用多种表现的手段(手势动作、实物、回话、口头语言和书面语言)来表达数学的概念。比如《指南》对大班幼儿提出了“能用简单的记录表、统计表等表示简单的数量关系”的要求。如,今天户外活动我们班有多少人选择了拍球,多少人选择跳绳、多少人选择走平衡木。都可以运用记录表或统计表来表征数据。以前我们在平时的活动中很少涉及到记录和统计,觉得这个对于幼儿来说比较难,只有在大班才偶尔有出现,现在提倡的是学习生活中的数学、学习应用性的数学,所以我们要明确数学是一门工具性学科,体验数学与日常生活的密切联系,可以使我们认识到许多实际问题都是可以借助数学的方法来解决的,比如说统计。如刚才出示的三幅图就是每天班级的值日生人数统计图,虽然对于儿童来说,不一定能够理解标准的统计图表及其名称,但可以形象化的帮助幼儿感知不同的统计和记录方式,对于开拓幼儿的思维,形成有关的表象认知是积极而有益的。再比如下面的这个例子:

目标3、感知形状与空间的关系

形状和空间是集合数学的初级形态,它涉及到对集合形状的名称、特征、类别和简单的组合关系的理解,也涉及到对空间概念、方位、运动方向和空间表征的理解。儿童空间感的发展不仅有助于他们理解自己所处的空间世界,还有利于学习数学的其他内容。(是伴随性目标)

如:当幼儿比较形状在空间中的方向和位置时,他们也在学习与测量有关的概念和术语;根据形状或其他集合特征进行分类的经验也是统计和数据分析的基本技能等。

(8)案例分析:相邻数作业单

 

.....

 

.......

 

.........

作业单上第二格和第四格是空白格,需要在5和7.7和9之间的格子里印上6个点子和8个点子。幼儿在印6个点子时比较顺利,印8个点子时他先点了7个点子,老师问他应该是几个点子,他回答是8,老师问“怎样才是8呢”?他去掉了一个点子,老师继续让他数数看现在是几,他数了以后说是6.老师又问“怎样才能是8呢”?她说再去掉一个。于是去掉一个点子后再说发现变成5了,这时他便加了一个点子,一数是6,又加了一个,一数是7,然后他又去掉一个点子变成了6.这次她加了两个点子,但是又数错了,数成7,又准备去掉一个,教师提醒她在数一遍,他发现正好是8个,终于完成任务。

在以上过程中,教师并没有直接纠正幼儿的错误,而是让其充分展露,从中我们可以清楚的看到幼儿对相邻两数数量关系的认识水平:她朦朦胧胧地指导相邻数之间是“多一少一”的关系,但不知道究竟是“多一”还是“少一”。她的成功也完全是尝试的结果,二对于相邻数之间的关系她还没有本质上的理解。

2.数学认知领域的核心价值

(1)强调幼儿对数学学习的兴趣和积极的情感体验

认识到数学抽象性、概括性等特点,教育方法、手段得当;

培养幼儿对数学的兴趣和主动探究的愿望,激发幼儿好奇、好问、善于思考,感受数学的有用和有趣

(2)强调幼儿在真实情境中理解和应用数学能力的发展

(3)强调日常生活中发现和解决问题能力的发展。

幼儿将已有的数学经验运用于实际问题情境中,并进行思考、分析和推理

解决问题的过程是检验幼儿是否掌握数学知识和经验的重要标志

因此我们要做的就是:

1.引导幼儿在生活中感知并运用数学(数学教育生活化)

2.以有趣的方式引导幼儿感知数学在游戏中渗透,创设有趣的情境)

3.注重幼儿的动手操作和探索(操作性)

最后将数学与实际生活紧密联系,能够促进和锻炼幼儿思维能力,使其自觉的运用数学概念、经验解决真实生活中的问题。