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關(guān)鍵詞:小學(xué)科學(xué); 實驗設(shè)計; 研究
中圖分類號:G623.6 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1006-3315(2013)11-083-001
小學(xué)科學(xué)實驗的設(shè)計與實施實際上是小學(xué)科學(xué)正常進(jìn)行的重要保障和后備力量。只有在科學(xué)實驗的成功開展下,兒童才會對科學(xué)產(chǎn)生興趣,從而主動的進(jìn)行科學(xué)探究活動。
一、小學(xué)科學(xué)實驗設(shè)計綜述
1.小學(xué)科學(xué)實驗設(shè)計目標(biāo)
1.1傳授學(xué)生科學(xué)研究方法。小學(xué)科學(xué)實驗設(shè)計要求之一就是傳授科學(xué)研究方法。在實際的科學(xué)實驗教學(xué)過程中,教師須著重培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思維及其實驗技能,使其從一開始就養(yǎng)成良好的實驗習(xí)慣,并督促其保持下去。與此同時,在具體的實驗過程中,教師須向?qū)W生詳細(xì)講解實驗設(shè)備及儀器的準(zhǔn)確操作、實驗設(shè)計的方法及實驗過程中的注意事項等相關(guān)知識。在實驗完成之后,科學(xué)地總結(jié)并分析實驗結(jié)果。如此一來,才能夠保證在真正意義上啟發(fā)和引導(dǎo)學(xué)生從直觀生動的實驗現(xiàn)象中,上升為抽象的思維理解,進(jìn)而促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)造和創(chuàng)新能力的挖掘和開發(fā)。
1.2培養(yǎng)學(xué)生主動發(fā)現(xiàn)問題能力。常言道,興趣是人生最好的導(dǎo)師。只有充分發(fā)掘?qū)W生對實驗的興趣,培養(yǎng)學(xué)生主動發(fā)現(xiàn)問題的能力,才能夠讓學(xué)生在實驗過程中收獲到更為印象深刻的知識。培養(yǎng)主動發(fā)現(xiàn)問題的能力,這不但能夠幫助學(xué)生發(fā)揮自身的潛能,同時能夠讓學(xué)生在更深層次上感受到學(xué)習(xí)實質(zhì)上是出自內(nèi)心深處的一種自我需求,從而產(chǎn)生源源不斷的內(nèi)在學(xué)習(xí)動力。
1.3擴(kuò)散學(xué)生探索創(chuàng)新思維。為了擴(kuò)散學(xué)生探索創(chuàng)新思維,教師在教學(xué)活動中要通過指導(dǎo)學(xué)生分組實驗、激發(fā)學(xué)習(xí)興趣、啟發(fā)設(shè)計實驗、組織觀察討論、歸納概括總結(jié)、強(qiáng)化記憶、擴(kuò)散思維等方式來完成學(xué)生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。比如為了進(jìn)一步掌握一類物質(zhì)的共同特征,教師可以運(yùn)用投影與實物相結(jié)合的教學(xué)手段,讓學(xué)生從多種物體中辨別出單一物質(zhì),既做到了新授知識與生活實踐相結(jié)合,同時,也擴(kuò)散了學(xué)生的思維,使學(xué)生的知識水平和認(rèn)識能力得到了提高。
2.小學(xué)科學(xué)實驗的具體設(shè)計
小學(xué)科學(xué)實驗的具體設(shè)計基本實驗、基礎(chǔ)實驗、生活實驗和探究實驗四種。
2.1基本實驗。該類別的實驗是科學(xué)實驗的起步階段,主要內(nèi)容是展示小學(xué)生能夠接觸到的科學(xué)領(lǐng)域內(nèi)的基本設(shè)備和儀器,通過一定的實驗,要求學(xué)生能夠較好地掌握基本材料、物品類別及基本儀器的操作方法。在實驗結(jié)束之后,學(xué)生必須能對之前的實驗?zāi)康?、方法、步驟及其結(jié)論作出準(zhǔn)確和完整的表述,記住實驗過程中涉及的規(guī)范操作,最后能夠?qū)嶒灛F(xiàn)象作出正確、合理的解釋。
2.2基礎(chǔ)實驗?;A(chǔ)實驗在基本實驗的基礎(chǔ)上進(jìn)行,該類別實驗的主要內(nèi)容是引導(dǎo)學(xué)生對小學(xué)科學(xué)中的經(jīng)典理論進(jìn)行印證實驗。
2.3生活實驗。生活實驗必須基于學(xué)生已經(jīng)具備良好的基本實驗和基礎(chǔ)實驗的技能掌握的基礎(chǔ)上,具體來說,就是學(xué)生已經(jīng)對實驗對象的觀察和研究、實驗儀器的操作和使用以及實驗結(jié)論的總結(jié)和概述都有了較好的提升,才能夠?qū)嵺`生活實驗。
2.4探究實驗。探究實驗可謂是科學(xué)實驗的最高境界,同時也是科學(xué)實驗的最終歸宿。探究實驗的主要任務(wù)便是培養(yǎng)學(xué)生主動發(fā)現(xiàn)問題的能力,觀察實際生活中的環(huán)境,對生活中不明了的問題提出勇敢的猜想和假設(shè),運(yùn)用自身掌握的知識和技能,大膽地創(chuàng)設(shè)情境,自主設(shè)計實驗方案,解釋現(xiàn)實現(xiàn)象并形成具有創(chuàng)新性的實驗結(jié)果,真正做到實踐與理論的完美結(jié)合。
二、小學(xué)科學(xué)實驗設(shè)計的案例分析
本文所用的是義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)實驗教科書六年級下冊科學(xué)第一單元第2課――《杠桿的研究》一課時的案例,實驗是加深學(xué)生杠桿知識點的理解。
1.案例
1.1實驗?zāi)康?。對于簡單機(jī)械我們?nèi)裟苷J(rèn)識到它的規(guī)律,就能通過利用它來簡化生活中的問題。通過實驗,我們能夠利用觀察和動手操作,幫助學(xué)生更好地掌握這一課的教學(xué)重難點。
1.2教學(xué)片斷
(1)創(chuàng)設(shè)情境,提出問題。教師無意間把筆丟到了講臺下就試著搬動講臺來找,并邀請學(xué)生來進(jìn)行幫忙。在學(xué)生用盡力氣還沒辦法的情況下提出問題:能不能利用工具來完成?用吊機(jī)吊、把桌子、用滑輪吊……(請學(xué)生出謀劃策)
(2)實驗步驟。①教師給學(xué)生介紹一種非常簡單卻能輕松完成工作的工具――杠桿。解釋杠桿的含義:在一根棍子下面放一個支撐物就可以用它撬起重物,人們稱這樣的棍子為撬棍,科學(xué)名稱即杠桿;②示范用杠桿來撬起講臺,拿起掉下去的那支筆;③出示提前制作好的圖片:一個杠桿,并標(biāo)出支點、用力點阻力點。并附三個部分的定義;④再出示生活中利用杠桿的工具圖:壓水井、蹺蹺板,請大家在上面畫一畫,標(biāo)出三個點的位置。再展示給學(xué)生一些并不是利用杠桿的工具圖,讓學(xué)生來分辨哪些是杠桿,哪些不是杠桿?并說出自己的看法。讓學(xué)生體驗杠桿的組成和變化,并說出自己的看法。
(3)歸納總結(jié)。
師:大家的觀察都很細(xì)心,下面我們就要進(jìn)行討論:什么是杠桿,為什么要利用杠桿?
生(回答):依靠支撐物能夠撬起重物的木棒就是杠桿,用杠桿能夠省力。
師:這位同學(xué)杠桿的定義是沒錯的,但是同學(xué)們,用杠桿都能省力嗎?
生:討論發(fā)言。
2.分析
很顯然,每個步驟環(huán)環(huán)相扣,步步深入,使得學(xué)生的認(rèn)知由淺入深,由表象認(rèn)識到內(nèi)在掌握。在教學(xué)活動過程中,教學(xué)目標(biāo)和實驗設(shè)計要求是相互滲透,同時完成的,而非按照先后順序依次完成。
實驗過程都是當(dāng)堂完成,整個教學(xué)活動過程中,學(xué)生手腦合作,對于素質(zhì)教育的全面開展起到了很好的促進(jìn)作用。
三、結(jié)語
簡而言之,小學(xué)科學(xué)實驗教學(xué)是科學(xué)教學(xué)的重要組成部分。作為一名科學(xué)老師,必須保持“終身學(xué)習(xí)”精神,努力提高自身的科學(xué)素養(yǎng)和教學(xué)水平,致力于小學(xué)科學(xué)實驗教學(xué)有效性的不斷提高,在真正意義上實現(xiàn)科學(xué)教學(xué)質(zhì)量的提高,實現(xiàn)素質(zhì)教育的貫徹和實施。
參考文獻(xiàn):
關(guān)鍵詞:科學(xué)課;小學(xué);實驗;教學(xué)方法;探討
中圖分類號:G632 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B 文章編號:1002-7661(2016)18-220-01
小學(xué)科學(xué)課大量的篇幅是實驗,而實驗又是科學(xué)課的重要組成部分,是培養(yǎng)學(xué)生動手能力、訓(xùn)練能力、創(chuàng)新能力的基本途徑。而現(xiàn)在農(nóng)村的科學(xué)實驗教學(xué)實際狀況離這一目標(biāo)的完成相差甚遠(yuǎn):學(xué)生動手能力不是很強(qiáng)、創(chuàng)新能力比較缺乏,對實驗設(shè)計、方法、步驟是只知其然、不知其所以然。直接影響了教學(xué)效果,特別是對學(xué)生觀察能力、提出問題、分析問題、解決問題能力的培養(yǎng)達(dá)不到教學(xué)目標(biāo)中的要求。耐人尋味的是,一些學(xué)生對實驗結(jié)果對答如流,實驗操作卻不盡如意,而對學(xué)生觀察能力、分析問題、解決問題的培養(yǎng)正是實驗課應(yīng)完成的主要任務(wù)。那么,怎樣解決這些問題呢?筆者認(rèn)為需要改進(jìn)科學(xué)課實驗教學(xué)方法。根據(jù)教學(xué)經(jīng)驗,筆者認(rèn)為可以從以下兩個方面著手:
一、轉(zhuǎn)變觀念,建立以全面發(fā)展為基礎(chǔ),培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素質(zhì)為重點的實驗教學(xué)目標(biāo)
在科學(xué)課中,每個概念的建立,每個規(guī)律的發(fā)現(xiàn),都需要堅實的實驗做基礎(chǔ)。因此學(xué)生在實驗操作中會發(fā)現(xiàn)理論課上遇不到的問題,通過分析、反復(fù)嘗試,尋找解決問題的方法。這一解決問題的過程對學(xué)生而言是一種綜合性、和諧性的發(fā)展過程,其中,科學(xué)實驗?zāi)芰?、解決實際問題、探究、創(chuàng)新能力均得到了發(fā)展,這些能力正是科學(xué)課的核心。所以,實驗課與理論課是相輔相成、缺一不可的。根據(jù)實驗教學(xué)這一特點,科學(xué)課的發(fā)展?fàn)顩r,實驗課教學(xué)目標(biāo)除了鞏固認(rèn)識和培養(yǎng)實驗技能外,還應(yīng)包括:
1、培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力,如觀察能力、思維能力、實驗操作能力、創(chuàng)新能力等。
2、使學(xué)生了解科學(xué)實驗方法,如實驗設(shè)計方法、實驗研究方法、科學(xué)思維方法和儀器使用方法。
3、培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)意識、精神。實事求是的科學(xué)態(tài)度、獨(dú)立自主的思想意識和追求科學(xué)真理的不懈精神和創(chuàng)新精神等。為了實現(xiàn)這些目標(biāo),就應(yīng)轉(zhuǎn)變觀念,應(yīng)給學(xué)生提供一個寬松、和諧的實驗環(huán)境,使學(xué)生的情緒、情感處于一種積極主動的狀態(tài);應(yīng)鼓勵學(xué)生在實驗中大膽提問、大膽設(shè)想、大膽選擇、大膽創(chuàng)新,使其不拘泥于實驗方法或?qū)嶒灢襟E,給他們更多的選擇自由。
二、優(yōu)化實驗教學(xué)模式,尋找解決困境的突破口
以往單向傳輸?shù)牟僮髂7率浇虒W(xué),是同片面強(qiáng)調(diào)鞏固知識、獲取技能的實驗教學(xué)目標(biāo)相適應(yīng)的。這種教學(xué)方式不利于學(xué)生獨(dú)立性、主體性、創(chuàng)造性發(fā)揮是有目共睹的。因此,要使實驗課實現(xiàn)多重教學(xué)目標(biāo),就必須改革、完善現(xiàn)有的實驗教學(xué)模式,實現(xiàn)四個方面的轉(zhuǎn)變。
1、使學(xué)生積極參與到實驗中來。變被動為主動。讓學(xué)生參與實驗的準(zhǔn)備,實驗課的管理、實驗計劃的規(guī)定。這樣有利于加深學(xué)生對實驗過程的了解、實驗作用的理解,使學(xué)生變?yōu)橐易鰧嶒灋槲乙鰧嶒?,同時,在一系列參與過程中,學(xué)生的能力也得到了發(fā)展。
2、不應(yīng)只重實驗結(jié)果,更應(yīng)看重實驗過程。實驗過程中,手、腦的結(jié)合可使學(xué)生在掌握知識、方法、技能的同時也得到態(tài)度、意識、能力的培養(yǎng),即獲得了綜合性、協(xié)調(diào)性的發(fā)展。這是理論課替代不了的,也正因為如此,我們應(yīng)加強(qiáng)學(xué)生的實驗操作環(huán)節(jié)。首先,時間上應(yīng)確保這一環(huán)節(jié)的完成;同時,應(yīng)鼓勵學(xué)生自己嘗試不同的實驗方法或?qū)嶒灢牧?,如,觀察“比較聲音強(qiáng)弱的變化”實驗中,除了教材介紹的用鋼尺做實驗材料外,可讓學(xué)生用塑料替代鋼尺來做實驗。當(dāng)然,學(xué)生自己嘗試可能有不正確的結(jié)果,但靠自己獲得“為什么”的道路要比接受現(xiàn)成的“是什么”更有意義。成功的實驗不一定是得到了正確結(jié)果,更重要的是參與和體驗了探究過程。
3、教師應(yīng)從監(jiān)管者變?yōu)橐龑?dǎo)者。教師是引導(dǎo)者,引導(dǎo)學(xué)生的實驗,解答學(xué)生在實驗中遇到的困惑,而不是監(jiān)督者,監(jiān)督學(xué)生是否講話、是否按規(guī)定的步驟操作、是否損壞了東西等。教師不要過多地干涉學(xué)生的實驗操作,要放手給學(xué)生自由,改變那種“一放就亂”的舊觀念。學(xué)生在實驗中可以互相幫助、討論,甚至爭論。
4、采用各種激勵措施,讓每位學(xué)生都進(jìn)行實驗操作。改變做不做實驗都一樣、做不好不如不做的怪現(xiàn)象。教師在實驗中或試驗后提出一些與實驗過程有關(guān)的問題讓學(xué)生思考,從而使每一位學(xué)生都能體驗一種動手實驗的快樂。同時,應(yīng)獎“勤”罰“懶”,褒獎“做”的、批評“看”的,形成一種“做”比“看”好的實驗氛圍。
總而言之,科學(xué)課是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科,實驗是學(xué)生獲取知識、進(jìn)行知識創(chuàng)新的重要手段,是培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)興趣、科學(xué)態(tài)度、提高學(xué)生科學(xué)能力的重要途徑。作為一名小學(xué)科學(xué)教師,需要充分認(rèn)識到做好小學(xué)科學(xué)課實驗教學(xué)的重要性,并對教學(xué)方法進(jìn)行不斷的探討。農(nóng)村實驗教學(xué)方法的探討是多種多樣的,關(guān)鍵是我們的一線教師要克服實際困難,做教學(xué)的有心人,努力提高自身教學(xué)水平,使實驗教學(xué)不理想的現(xiàn)狀得到進(jìn)一步改善,努力提高科學(xué)課的教學(xué)質(zhì)量。
參考文獻(xiàn):
[1] 胡祥海.科學(xué)課實驗教學(xué)中的問題與對策――以《蠟燭的變化》為例[J].江蘇教育研究,2016,16(06):61-63.
一、隨時成記
科學(xué)實驗結(jié)論的得出,必須來源于孩子們在親歷科學(xué)實踐活動中獲得的第一手資料和實驗的結(jié)果。而論證中引用的佐證材料一般只作為參考,不能作為科學(xué)實驗結(jié)論的直接依據(jù),孩子可以總結(jié)一下自己的看法,但這些看法也必須嚴(yán)格以學(xué)生親身實驗的結(jié)果為依據(jù),絕不可置科學(xué)實驗的結(jié)果于一邊,空談理論,這不但沒有任何科學(xué)意義,而且也是與科學(xué)實驗客觀性相違背的。《科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》指出:“讓兒童親身經(jīng)歷科學(xué)活動的全過程,親自收集和獲取資料和數(shù)據(jù)……”。因此在課堂實踐中,我經(jīng)常鼓勵學(xué)生在親身經(jīng)歷實驗的基礎(chǔ)上及時記錄下所見、所聞、所感、所思,并要求孩子盡可能地提出一些合理的建議,為進(jìn)一步的探究指明方向。
如在《植物的葉》一課中,我讓學(xué)生在比較葉的相同和不同時,學(xué)生先看一看同一種樹的樹葉和不同樹的樹葉,再摸一摸葉子的表面與四周,然后用放大鏡再看一看葉子的內(nèi)部結(jié)構(gòu),聞一聞葉子氣味。誠然,這是學(xué)生建立真實感知所必須經(jīng)歷的教學(xué)過程。孩子們的小手在一片片樹葉間游走,他們用眼睛小心地“觸摸”每一片葉子,他們的鼻子貪婪地吮吸不同葉子的氣息……學(xué)生的五官積極參與了觀察葉子的整個活動,甚至學(xué)生都能看出不同葉的葉脈走向不同,摸出不同葉的表面光滑程度的不同,聞出不同樹葉的不同清香。由于學(xué)生是全身心投入到葉的觀察活動的過程中,因此對于所研究物體的細(xì)節(jié)就有了更多的有價值的發(fā)現(xiàn),這時孩子們所記錄的一定是最具科學(xué)價值的。
二、寓樂于記
小學(xué)生具有很強(qiáng)的的好奇心,但這種好奇心大多只是對事物的表面和感官現(xiàn)象做出的反應(yīng),它是瞬間的甚至是無意思的行為。在平時活動中我們經(jīng)常發(fā)現(xiàn),實驗材料的魔力遠(yuǎn)遠(yuǎn)地大于教師,而因“醉心于實驗”而將記錄單忘于九霄云外的學(xué)生也大有人在。所以,作為科學(xué)活動的組織者、引領(lǐng)者的教師要充分創(chuàng)設(shè)條件,引導(dǎo)孩子在進(jìn)行科學(xué)探究活動的同時,還要指導(dǎo)孩子快樂記錄,不要讓科學(xué)記錄成為孩子們的負(fù)擔(dān),從而草草收場,或課后補(bǔ)寫,走走過場。教師應(yīng)該通過科學(xué)活動激發(fā)孩子內(nèi)心真正的需求,使“記錄”成為科學(xué)探究活動的必要環(huán)節(jié),呈現(xiàn)探究成果的重要方式,讓孩子感受到自己的探究是有價值的行為。
如執(zhí)教《種子的萌發(fā)》一課時,當(dāng)我指導(dǎo)學(xué)生觀察蠶豆種子的內(nèi)部構(gòu)造時,發(fā)現(xiàn)不少孩子在記錄時,不時撓著頭皮不知如何描述。這時,第四組的張大偉同學(xué)舉手向我提意見:“老師,蠶豆種子的胚根胚芽的樣子我說不清楚,可不可以直接把它貼在我的記錄紙上?”孩子們在探究的過程中,將自己的發(fā)現(xiàn)和現(xiàn)象記錄下來,這是科學(xué)探究活動所必須的,但孩子們年齡小在描述和記錄現(xiàn)象的過程中經(jīng)常會遇到這樣或那樣的困難。就像上述活動場景所提到的,很多孩子對科學(xué)活動現(xiàn)象怎樣用語言來描述,如何組織文字來表達(dá)會遇到一定的困難。如果教師在記錄中要求孩子用較多的文字來記錄,反而使他們失去記錄的熱情與興趣。對此,我們在記錄的設(shè)計和使用過程中,要依據(jù)兒童的身心發(fā)展的一般規(guī)律,注重趣味性和科學(xué)性,讓孩子選擇自己喜歡的記錄形式,如文字、畫圖、表格、日記、解釋、報告、圖片、實物粘貼等,讓孩子享受科學(xué)記錄的樂趣。
三、三思后記
在《水結(jié)冰了》一課的教學(xué)中,學(xué)生用溫度計測量“水在什么時候結(jié)冰”,正在這時,我發(fā)現(xiàn)第一小組的孩子發(fā)生了爭執(zhí),而且聲音越來越大。我剛走過去,一個孩子舉手報告:“老師,他涂改了記錄單!”那個被舉報的孩子紅著臉辯解:“他的記錄寫錯了,與書上的不一樣,我?guī)退倪^來?!蔽覀冎?,當(dāng)環(huán)境溫度低于零度,水的溫度下降到零度時,開始結(jié)冰,從液態(tài)狀態(tài)變成固體狀態(tài)。但是,這個小組測量的結(jié)果是-1度,爭執(zhí)由此產(chǎn)生。特級教師章鼎兒指出:“先做出了一個結(jié)論,再進(jìn)行調(diào)查研究,收集的數(shù)據(jù)與結(jié)論不符,就再調(diào)查,再實驗,這不是科學(xué)實驗?!痹诳茖W(xué)實驗中,實驗數(shù)據(jù)不僅僅是幾個數(shù)字,教師應(yīng)當(dāng)幫助學(xué)生理解每一個數(shù)據(jù)的意義,把抽象的數(shù)字還原為具體的實驗內(nèi)涵。只有這樣,實驗數(shù)據(jù)才不只是干巴巴的數(shù)字,才能成為鮮活而有生命力的證據(jù),服務(wù)于孩子的探究。而對“特殊數(shù)據(jù)”的發(fā)掘,是培養(yǎng)學(xué)生善于質(zhì)疑的科學(xué)態(tài)度的有效途徑。后來,我引導(dǎo)學(xué)生開展質(zhì)疑研討,推測原因,再驗證假設(shè),終于發(fā)現(xiàn)“特殊數(shù)據(jù)”是實驗條件改變而造成的。一張記錄單,使學(xué)生經(jīng)歷了觀察、反思和改進(jìn)等思維過程,有效地將知識內(nèi)化為自身的經(jīng)驗和思維形式,培養(yǎng)了學(xué)生科學(xué)的實驗態(tài)度,也建構(gòu)了更真實的科學(xué)課堂。
科學(xué)研究記錄不只局限于記錄課內(nèi)的實驗,孩子們應(yīng)用更多的是課后的觀察記錄,由于篩選能力有限,不少孩子把研究記錄當(dāng)做了一個“筐”,把觀察到的現(xiàn)象、實驗的結(jié)果、測量的數(shù)據(jù)等等,不管需不需要,正確與否,一股腦兒全記錄下來,記錄紙成了“大雜燴”。所以,教師要加強(qiáng)對學(xué)生實驗記錄的指導(dǎo),如:記錄學(xué)生原來的想法和實驗研究之后的想法;記錄學(xué)生在實驗過程中收集到的相關(guān)數(shù)據(jù)和現(xiàn)象;記錄學(xué)生在課堂上有新發(fā)現(xiàn)、新爭議的內(nèi)容;記錄實驗程序性的內(nèi)容等等。記錄單真實清晰地展示出了學(xué)生的科學(xué)探究之路,從記錄紙上我們就能知道學(xué)生的假設(shè)內(nèi)容、搜集到的證據(jù)和得出來的結(jié)論等。所以,學(xué)生的科學(xué)活動記錄以什么形式出現(xiàn),要求學(xué)生記錄些什么內(nèi)容,教師須細(xì)心推敲。
四、記貴有恒
小學(xué)生年齡小,做事缺乏耐心,不能持之以恒,這是很正常的。在日常教學(xué)中,我們發(fā)現(xiàn)孩子們在剛剛開始動手實驗時興趣濃厚,熱情高漲,但這種興趣與熱情往往持續(xù)性不夠,維持不了多久,或馬虎了事,或半途而廢,甚至于連記錄單也“不翼而飛”。這時就需要我們加強(qiáng)引導(dǎo)力度,對學(xué)生的學(xué)習(xí)任務(wù)全程追蹤和指導(dǎo),幫助他們完成學(xué)習(xí)任務(wù)。為了鼓勵學(xué)生堅持記錄,我經(jīng)常在班級中進(jìn)行一些激勵活動,如墻報展示、評比“優(yōu)秀記錄員”等,并將獲獎情況公布在學(xué)校網(wǎng)站上。通過不同的激勵方式,激發(fā)學(xué)生的成就感,變著花樣引導(dǎo)學(xué)生堅持記錄,培養(yǎng)他們的責(zé)任心、自信心,磨練他們的意志。
1 為知識點的落實精心設(shè)計實驗
科學(xué)教學(xué)不僅是知識的教學(xué),而且還包含了培養(yǎng)學(xué)生愛科學(xué)、學(xué)科學(xué)、用科學(xué)的興趣和能力。因此,在教學(xué)中要依據(jù)科學(xué)教學(xué)應(yīng)具備的科學(xué)、廣泛、基礎(chǔ)、實踐、趣味和可接受的“六性”,在注重實效的前提下,盡可能地通過觀察和實驗,啟迪、誘導(dǎo)學(xué)生自行去探求和應(yīng)用知識為出發(fā)點,來設(shè)計實驗,力求自然教學(xué)達(dá)到“一舉多得”的目標(biāo),而不是單純地向?qū)W生灌輸現(xiàn)成的知識。例如,在教學(xué)《是誰制造了風(fēng)》一課時,筆者做了一個小實驗。用一個小碟子,裝了小半碟酒精,點燃后,用一只不透氣的塑料袋罩在上面。一會兒,塑料袋動起來了,松手后,塑料袋飛到了天花板上,教室里立刻沸騰起來了!有的學(xué)生說:“要是沒有天花板,塑料袋不就會飛到天上去嗎?”為了證明學(xué)生的猜想,筆者轉(zhuǎn)到教學(xué)樓前的水泥路面上又做了一次實驗,塑料袋飛到了很高的地方?;氐浇淌液?,學(xué)生七嘴八舌地提出了不少的建議:“酒精再多點兒,塑料袋不就會飛得更快、更高嗎?用彩色的塑料袋就更好看了……”由于@一課的實驗做得非常成功,知識點的落實、觀察能力和學(xué)習(xí)興趣的培養(yǎng)、創(chuàng)新精神的啟發(fā)諸方面都取得了良好的效果。
2 注重引導(dǎo)示范作用規(guī)范操作實驗
實驗教學(xué)中使用的演示實驗,是學(xué)生非常感興趣的,整個演示過程,都是在學(xué)生注意力高度集中的情況下進(jìn)行的。教師的每一個動作,都必然會給學(xué)生留下深刻的印象。所以,教師在演示實驗中必須要規(guī)范的操作,只有這樣,才能起到引導(dǎo)示范的作用。例如,在教學(xué)《下雨啦》一課時,筆者在做雨的形成模擬實驗過程中,采用慢動作,一步一步地做給學(xué)生看,當(dāng)學(xué)生看完后,很快就將這個實驗的步驟歸納出來了。
3 用實驗引入新知識突出重點
科學(xué)教材中每一課的教學(xué)內(nèi)容都有重點,抓住教學(xué)重點選擇實驗,就可以順利地引入新知識,達(dá)到事半功倍的效果。例如,教學(xué)關(guān)于植物莖的作用這部分內(nèi)容時,其重點是“莖有運(yùn)輸水份和養(yǎng)料的作用”。然而,這個重點知識是很抽象的,既看不見,又摸不著,怎樣才能讓學(xué)生直觀地看出莖的作用呢?在課前準(zhǔn)備中,筆者剪了一截垂柳的莖,將它剖為兩半,分別插入裝有紅、藍(lán)水的兩根試管里,用紙將試管完全包住。上課時,筆者先讓學(xué)生觀察,他們發(fā)現(xiàn):同樣的垂柳枝出現(xiàn)了不同的顏色。接著讓學(xué)生思考:“這是為什么呢?”再讓學(xué)生撕掉包在試管外的紙,學(xué)生知道同樣的垂柳枝由于插在不同顏色的水里,才會出現(xiàn)兩種顏色。最后,筆者在學(xué)生的驚疑中提出:“紅、藍(lán)水是怎樣被吸進(jìn)柳枝中的?”學(xué)生馬上齊聲回答:“是靠莖吸收進(jìn)去的?!苯又?,筆者揭示了課題,從而順利地引入了新的知識。
4 動手操作培養(yǎng)實驗操作技能
科學(xué)課的教學(xué)過程是師生雙邊活動的過程,學(xué)生親自動手操作是科學(xué)實驗教學(xué)中不可缺少的環(huán)節(jié)。學(xué)生動手操作,不但能鞏固知識,還能培養(yǎng)實驗操作能力。因此,教師在實驗過程中,要巡回輔導(dǎo),及時發(fā)現(xiàn)學(xué)生在實驗中出現(xiàn)的問題,予以糾正,進(jìn)行反饋,并讓學(xué)生再次實驗。這樣的實驗教學(xué)不但加深了學(xué)生對所學(xué)知識的理解和記憶,還能鞏固所學(xué)的新知識,達(dá)到學(xué)有成效的目的。
例如,教授凝結(jié)的知識時,學(xué)生在分組實驗時,有一個組出現(xiàn)了數(shù)量、溫度相同的水結(jié)果實驗現(xiàn)象也相同的問題。筆者在巡回指導(dǎo)過程中,發(fā)現(xiàn)了這個組與其他組的實驗結(jié)果不一樣,便立即在演示臺上演示這個實驗,并指導(dǎo)該組學(xué)生再做一次。結(jié)果出現(xiàn)了預(yù)期的實驗現(xiàn)象,使學(xué)生明白了:如果兩塊蓋杯口的玻璃片本身的溫度不同(一塊熱的,一塊冷的),就會導(dǎo)致實驗的結(jié)果不同;如果這兩塊玻璃片的溫度是一樣的(都是熱的或者都是冷的),那么就會出現(xiàn)相同的實驗結(jié)果。采用這種實驗教學(xué)的方法,使學(xué)生不僅理解了凝結(jié)的概念,還進(jìn)一步培養(yǎng)了學(xué)生的實驗操作能力。
5 激發(fā)學(xué)生運(yùn)用新知識開展趣味實驗
在實驗教學(xué)中,趣味實驗既能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,又能促進(jìn)學(xué)生積極思維,培養(yǎng)學(xué)生主動探索和運(yùn)用新知識的能力,使學(xué)生把學(xué)到的知識應(yīng)用到實際中去,切實做到:應(yīng)用新知,激發(fā)興趣,獲得了“一舉兩得”的效果。例如,在學(xué)生學(xué)習(xí)了關(guān)于摩擦力的知識后,筆者即興啟發(fā)學(xué)生用已學(xué)過的知識找出原因和解決這個問題的方法。學(xué)生就根據(jù)摩擦力大小的因素,找到了黑板寫字打滑的原因是這個地方太光滑,粉筆寫到這里就滑過去了,所以寫不上字。于是就有學(xué)生從家中帶來砂紙,將這個地方打磨一遍后,再刷上油漆,漆干后寫字,就不打滑了,使問題得到了妥善的解決。
6 因陋就簡不斷充實實驗器材
1.以觀察為主的實驗:猜想引導(dǎo)細(xì)致觀察
評判一項科學(xué)研究是否科學(xué),首先不在于你的理論有多高深,而在于你的觀察資料有多真實。訓(xùn)練孩子們觀察得細(xì)致、準(zhǔn)確是非常重要的教學(xué)內(nèi)容。[2]本文所論述的“觀察為主的實驗”,主要指實驗中涉及的操作技能簡單,學(xué)生的操作沒有困難,重點是期望孩子在操作過程中仔細(xì)觀察實驗現(xiàn)象,發(fā)現(xiàn)問題或搜集證據(jù),進(jìn)而深入研究感興趣的未知科學(xué)秘密的實驗。因此進(jìn)行此類實驗之前,有沒有適時、適度的猜想,直接影響著學(xué)生的觀察活動,進(jìn)而影響實驗的成效。
以蘇教版小學(xué)科學(xué)三上“空氣占據(jù)空間”學(xué)習(xí)內(nèi)容為例。(以下所涉及的教學(xué)內(nèi)容均為蘇教版小學(xué)科學(xué))
教學(xué)A:(不組織猜想)
師:(演示)把一團(tuán)報紙塞在玻璃杯底部,再將杯子倒著豎直放入水中,仔細(xì)觀察有什么現(xiàn)象。
(學(xué)生分組實驗)
師:實驗中你觀察到什么?
生:把杯子豎直放入水中,沒有什么變化!
師:沒有變化的意思什么?
……
師:報紙濕了嗎?
生:沒有。
師:為什么會這樣呢?
……
教學(xué)B:(組織猜想)
師:(演示:把一團(tuán)報紙塞在玻璃杯底部。)如果把杯子倒著豎直放入水中,可能會出現(xiàn)什么情況?
生:可能會有[dylw.net提供專業(yè)寫作論文和論文寫作服務(wù)]氣泡冒出來。
生:報紙變潮濕。(為什么?)因為水會慢慢漫到杯子里,再接觸到報紙。
生:報紙不會濕,因為杯子里有空氣,水根本進(jìn)不去。
師:大家能大膽提出自己的看法都非常好,不管對和錯,都說明我們能像科學(xué)家一樣認(rèn)真觀察,仔細(xì)分析,想通過自己的努力解決問題。
(學(xué)生分組實驗。)
師:實驗中你觀察到什么?
生:報紙沒有濕。(能說完整嗎?)杯子倒著豎直放入水中,報紙根本就不會濕。
師:報紙沒有濕說明什么?
生:水沒有進(jìn)入杯子。
生:水進(jìn)去了,只不過只進(jìn)入了一點點,沒接觸到報紙。
師:觀察真仔細(xì),水為什么不能接觸到報紙呢?
生:杯子里有空氣。
生:杯子里有很多空氣,把水和報紙隔開了。
……
從以上兩個片斷我們可以看出,動手實驗前的猜想可以幫助學(xué)生明確觀察的角度、側(cè)重點、邏輯次序,這樣在觀察中就有了一個思維主線,觀察能更全面、更細(xì)致。教學(xué)A只教給實驗方法,沒有猜想活動,學(xué)生實驗中的觀察就漫無目的,沒有強(qiáng)趣味性現(xiàn)象刺激,學(xué)生的實驗僅僅停留在“玩玩”的原有水平,沒有思維過程,交流環(huán)節(jié)學(xué)生就無話可說。教學(xué)B,經(jīng)過猜想活動,學(xué)生充分調(diào)動了前概念:“空氣是真實存在的”、“水的流動性”、“空氣在水中會有氣泡”等,這些都是學(xué)生的原有認(rèn)知,實驗活動在此基礎(chǔ)上展開,學(xué)生的觀察就有了自我的視角和側(cè)重點,并且觀察中有比較、有反思,實驗后就有話可說、爭著說。甚至實驗中的一些微小的細(xì)節(jié)也被學(xué)生清晰地關(guān)注到,如“水進(jìn)去了,只不過只進(jìn)入了一點點”,這雖然對建構(gòu)“空氣占據(jù)空間”概念幫助不大,但卻是下一個概念“壓縮空氣”研究的重要切入點,問題不斷生成,探究活動也就得以不斷延續(xù)和深入。
2.以方法為主的實驗:猜想引領(lǐng)創(chuàng)意操作
實驗方法的本質(zhì)在于它是人們根據(jù)一定的研究目的,運(yùn)用適當(dāng)?shù)奈镔|(zhì)手段(科學(xué)儀器和設(shè)備),人為地控制模擬或創(chuàng)造自然現(xiàn)象,使之以純粹、典型、精確、系統(tǒng)、明顯的形式表現(xiàn)出來,從而獲取人類經(jīng)驗的方法。[3]以方法為主的實驗(此處論述的側(cè)重點是學(xué)生已具備實驗中的操作技能),整個過程中,教師對研究的問題不預(yù)先設(shè)計實驗步驟、方法和過程。學(xué)生以所學(xué)的知識和實驗技能為基礎(chǔ),根據(jù)自我研究的需要,設(shè)計個性的研究方法。針對此類實驗,猜想環(huán)節(jié)的目的是引導(dǎo)學(xué)生能明晰自己的設(shè)計依據(jù),并且對他人的設(shè)計進(jìn)行借鑒或質(zhì)疑,用批判性思維去審視不同方案,利于學(xué)生在動手操作中及時調(diào)整思路,完善自己的方案,更好地完成實驗。
例:《建橋梁》,實驗操作難度不大,關(guān)鍵是根據(jù)自己的原有認(rèn)知,設(shè)計出自認(rèn)為承受力最大、有創(chuàng)意的形狀,并通過實驗驗證,尋找形狀與承受力之間的關(guān)系。具體過程:在學(xué)生發(fā)現(xiàn)用一張紙建成“——”形狀的橋梁不能解決問題時,適時引導(dǎo)學(xué)生討論:“你還能設(shè)計出其他形狀的橋梁嗎?”“你認(rèn)為這樣的設(shè)計承受力大的理由是什么?”“怎樣比較設(shè)計出的橋梁形狀哪種承受力大,能讓小車通過?”讓學(xué)生理清對比實驗的注意點,然后放手盡早滿足學(xué)生進(jìn)行探究活動的愿望。
經(jīng)過之前的猜想,學(xué)生對研究形狀與承受力之間關(guān)系的實驗方法有了更多的了解,在實驗中不但能快速完成自已設(shè)計的實驗,而且更注重不斷改進(jìn)方法,不斷重新實驗,尋求更成功的實驗設(shè)計,使得實驗研究更開放、更自由。
3.以測量為主的實驗:猜想規(guī)避錯誤數(shù)據(jù)
這類實驗主要是定量研究的實驗,實驗中往往要借助工具測量得出具體數(shù)據(jù)。工具的正確使用、使用的時機(jī)、各種變量的控制等等因素,都會影響著數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性,有時可能得出的數(shù)據(jù)誤差 過大,有時獲得的甚至是錯誤的數(shù)據(jù)。針對這些可能出現(xiàn)的問題,組織合理的猜想活動,可以幫助學(xué)生對實驗中可能得出的數(shù)據(jù),進(jìn)行一個基于自己常識經(jīng)驗的大體判斷,從而規(guī)避實驗中因為材料、操作方法、記錄等因素造成的錯誤數(shù)據(jù),并盡可能地減少實驗中的誤差。
例:《固體混合》,100ML黃豆,100ML綠豆,100ML小米,三樣物體混合后體積會有變化嗎?我們成人都知道,混合后體積不會大于300ML,不會小于100ML。(其他物體可能有特殊情況,另當(dāng)別論,如混合在一[dylw.net提供專業(yè)寫作論文和論文寫作服務(wù)]起會產(chǎn)生化學(xué)變化的物質(zhì))但兒童在實際的科學(xué)實驗中,即使出現(xiàn)了大于300ML的數(shù)據(jù),他們也很少會質(zhì)疑,他們只相信自己親自動手操作、親眼觀察記錄的數(shù)據(jù),至于其中的操作是否正確、實驗器材是否有問題則往往被忽略。教學(xué)中出現(xiàn)這樣的情況,通常關(guān)注過程的老師會組織學(xué)生重新審視實驗,找到錯誤的原因,然后再重新實驗;只重結(jié)果的老師會以“少數(shù)服從多數(shù)”的原則,肯定正確答案,讓有錯誤的小組“課后研究”,甚至直接宣布這小組“你們肯定操作錯了”。
如果實驗前組織學(xué)生猜想:你們認(rèn)為三樣物體混合后體積會有變化嗎?可能會怎么變化?(不變、變小、變大)你是怎么樣想的?學(xué)生根據(jù)常識認(rèn)識到:①黃豆、綠豆、小米混合到一起,每一種物體都會保持原樣,不會像鹽在水里一樣會溶解;②黃豆、綠豆、小米混合到一起,只要我們認(rèn)真實驗,每樣物體都不會少了幾粒,更不會多幾粒;③黃豆、綠豆、小米混合到一起,沒有水,不會被泡大了。從而形成對混合后體積的大致認(rèn)識,同時也初步了解到,有一些物體混合在一起,體積一定會變大。(如,大米煮成米飯、面粉加水烤成面包等)實踐證明,通過這樣的猜想活動,學(xué)生面對異常的數(shù)據(jù),會主動反思實驗過程,從而主動規(guī)避錯誤數(shù)據(jù)。
4.以想象為主的實驗:猜想建立虛實聯(lián)系
愛因斯坦說過:“想象力比知識更重要,因為知識是有限的,而想象力概括著世界上的一切,并且是一切知識的源泉。”在童年時期,想象性游戲是兒童最初的活動之一,如果不在學(xué)校,它就在好玩的沙堡建筑中;在“好人和壞人”的情節(jié)中;在地下室或后院的喬裝打扮游戲中。[4]想象思維活動在科學(xué)探究過程中是學(xué)生學(xué)習(xí)理解科學(xué)知識的一個不可缺少的經(jīng)歷,學(xué)生進(jìn)行猜想的過程,就是展開想象的過程。在科學(xué)課中有許多研究內(nèi)容是我們無法實驗操作的,如有關(guān)“天空中的星體”“地球運(yùn)動”“微觀世界”的內(nèi)容等等,很多時候,我們都是通過建立模型或通過模擬實驗來幫助學(xué)生增加體驗、豐富感知、建構(gòu)概念。猜想就是把現(xiàn)實與模擬聯(lián)系起來,把證據(jù)與解釋聯(lián)系起來,更好地幫助學(xué)生將新知真正內(nèi)化吸收,建構(gòu)屬于兒童自己的科學(xué)概念。
如《日食和月食》一課的教學(xué),通常做法是用一個光源、小球、大球分別替代太陽、月球、地球,變動三者之間的位置關(guān)系來研究日食和月食,當(dāng)三個星體處在一條直線上,月球運(yùn)行到太陽和地球中間,月球的影子落在地球上,形成了日食。完成實驗后,似乎有關(guān)日食的概念也應(yīng)該建構(gòu)完成,可是實際的情況卻是:你能解釋一下日食是怎么回事嗎?絕大部分學(xué)生都依然沉默,為什么呢?究其原因我們發(fā)現(xiàn),模擬畢竟不是現(xiàn)實,在模擬和現(xiàn)實之間我們?nèi)笔Я祟惐扰c想象。看到地球上有月球的陰影,不代表學(xué)生能體驗到處在月球陰影中看太陽的情況。
所以我們需要把現(xiàn)實中的現(xiàn)象和模擬建立聯(lián)系,引導(dǎo)學(xué)生分析:炎熱的夏天,當(dāng)天空偶爾飄來一朵白云,我們希望白云飄在哪兒?從而認(rèn)識到:云朵阻斷了光線,太陽光照不到我們,我們處在白云的影子里,我們也暫時看不到太陽。進(jìn)一步猜想:如果月球運(yùn)行到太陽和我們地球之間會怎么樣?經(jīng)過這樣的過渡,學(xué)生就把模擬與現(xiàn)實(雖然不能從宏觀上看到)聯(lián)系起來了,在用模擬實驗間接的研究過程,在頭腦中想像現(xiàn)實世界中日食的成因,真正完成對日食的意義建構(gòu)。
5.以探索為主的實驗:猜想促進(jìn)多樣探究
新課程改革的基本理念倡導(dǎo)學(xué)生形成“自主、合作、探究”的學(xué)習(xí)方式,于是有觀點認(rèn)為,探索實驗就是讓學(xué)生獨(dú)立研究,教師無需指導(dǎo),乍一聽起來,體現(xiàn)了學(xué)生的自主性、課堂的民主性,但往往事實是,有些學(xué)生不知道該做什么、該怎么做。以探索為主的實驗,沒有唯一正確的實驗方法,也沒有唯一正確的答案,而是可以從不同角度、不同深度進(jìn)行多方面的研究。因此,往往對實驗的要求較高,學(xué)生要對材料的特點、組合方式、內(nèi)部原理等都要有所認(rèn)識,更特別的是,學(xué)生在實驗過程中可能經(jīng)歷較多的失敗的考驗。實驗前的猜想,要更多關(guān)注學(xué)生原有資源的分享與交流,肯定學(xué)生創(chuàng)新性的想法,鼓勵指導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成獨(dú)立思考的習(xí)慣,形成探究未知世界的科學(xué)精神。
如《簡單電路》,教師為學(xué)生準(zhǔn)備了電池、導(dǎo)線、小電珠、開關(guān)等一堆材料,不加引導(dǎo)全部發(fā)放給學(xué)生,讓學(xué)生自己組裝,課堂熱熱鬧鬧,看起來充滿了自主與民主,但實際是放任自流,學(xué)生把實驗材料當(dāng)成了玩具,漫無目的地擺弄材料,有的甚至玩起了“滾電池”的游戲,因為他們根本不知道各種材料之間的關(guān)系,多次嘗試后挫敗感強(qiáng)烈,失去了繼續(xù)研究的興趣。
類似這種實驗,之前的猜想可以設(shè)計為“畫前概念”,首先,讓學(xué)生動手畫一畫:有了電線、電池、小燈泡,怎么連接才能讓小燈泡發(fā)光;然后,組織展示學(xué)生的想法,引導(dǎo)他們表述:你是怎么想的?除了你自己的方法[dylw.net提供專業(yè)寫作論文和論文寫作服務(wù)]外,你還比較贊同誰的方法?通過這樣一個過程,讓學(xué)生把注意力集中到探究目的和方法上來,大家為了同一個探索目標(biāo),可能選擇的方法不一樣,也不僅限于一種。這樣在實驗中遇到失敗的小組可以及時選擇其他實驗方案進(jìn)行嘗試;成功的小組也不僅僅滿足于“點亮了”,而會嘗試用其他方法來點亮小燈泡;善于思考的學(xué)生也許會找一找點亮小燈泡背后的秘密。實驗中,每一個學(xué)生都有事做、都做自己喜歡的事,這不就是我們愿意看到的么!
猜想既是科學(xué)學(xué)習(xí)的一個重要環(huán)節(jié)和思維形式,又是科學(xué)研究活動的基本程序之一。一個合理的猜測活動既需要教師精心的預(yù)設(shè),又要依據(jù)學(xué)生的猜想能力,而后 者需要教師在教學(xué)實踐中不斷地進(jìn)行引導(dǎo)與訓(xùn)練。以上僅是我個人對“猜想”在不同類型科學(xué)實驗中運(yùn)用的一些體會。當(dāng)然,科學(xué)實驗的類型還不限于此,猜想與實驗之間如何更好地處理與把握,更好地服務(wù)于學(xué)生的發(fā)展,還需要不斷地實踐與反思。
參考資料:
[1][2]張紅霞.科學(xué)究竟是什么[M].北京:教育科學(xué)出版社,2003.12.
[3]瞿曉峰編.課型范式與實施策略(小學(xué)科學(xué))[M].南京:江蘇教育出版社,2012.12.