从培养猜想习惯入手提升学生的科学核心素养

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  一、背景
  人们对猜想的认识源于对科学探究的深入理解。90年代中期以来,一些发达国家开始逐渐认识到科学探究的重要性。美国于1996 年颁布的《国家科学教育标准》中提出采用“科学的探究”作为科学教育的基本理念和方法,并给出了探究的明确定义,即“探究是一种复杂的学习活动。它涉及观察现象;提出问题;查阅书刊及其他信息资源以便了解已有的知识;涉及调查和研究方案;根据实验证据来核查已有的结论;运用各种手段来搜集、分析和解释数据;做出预测、得出答案、进行解释,并把结果告知于人。探究需要明确假设、运用批判性思维和逻辑思维、考虑各种可能的解释”。
  我国对科学探究形成共识源于2006年《科学(3~6年级)课程标准(实验稿)》的发布,其中提出学生应“能运用已有的知识做出自己对问题的假想答案;能根据假想答案,制定简单的科学探究计划。”从课标要求来看,猜想是进行科学探究的前提,是制定计划的依据,也是学生确定研究方向、选择实验方法、准备实验材料的基础。随着课程标准的实施,广大科学教师对猜想的认识也逐渐深入:认为猜想与假设是科学探究的一个重要组成部分,是一种创新性的思维形式。它既是学生在探究之前对研究问题所进行的一种科学预见性思考,又是制定探究计划、设计实验方案的根据,可以为收集、分析、处理和解释信息提供一个大致的框架,而且探究报告最终也要对猜想与假设是否得到验证做出明确的结论。
  由此可见,国内外科学教育界对探究过程中猜想的重要性有着相同的认识,即猜想是学生科学探究活动的一个重要组成部分,对整个探究活动起着决定性作用。如果学生能够在科学探究过程中形成猜想习惯,使猜想活动成为学生的一种自觉行为,就更有利于提高学生科学学习效率,使学生形成严密和创新的思维能力,提高学生的科学素养,使学生终身受益养成终身受益的学习习惯。因此,如何教育引导学生形成正确的猜想习惯就成为科学教育中的一个首要问题。为了更有针对性地培养学生建立正确的猜想习惯,笔者通过对某校小学生的猜想习惯现状进行调查,并根据调查结果对如何培养小学生的猜想习惯提出了相应建议。
  二、调查设计
  (一)调查目的
  猜想习惯是指学生在科学探究的过程中经过反复练习形成的一种个体需要的自动化学习行为方式。
  为了了解学生的科学猜想习惯的现状,更有针对性地培养和提升学生的猜想习惯,开展此次调查活动。这里的猜想习惯,是指学生在科学探究的过程中经过不断练习形成的一种本身自觉的学习行为方式。
  (二)调查对象
  某校3年级随机抽取2个班共58名学生、5年级随机抽取1个班共29名学生。
  (三)调查时间
  2018年11月16日。
  (四)调查问卷的设计
  某校属城市校,三年级的学生刚接触科学课半个学期,通过看书了解的知识较多,但实际观察各种动物较少,调查时刚学完空气的物理性质,还未学到《空气占据空间》;五年级的学生接触科学课两年多,对降落伞有一定的认知,但没学习过降落伞原理,学习过简单的变量控制知识,但在课堂中没学习过养鱼的知识。因此我根据学生已经具备的知识基础和年龄特点,设计了调查问卷。问卷中设计的调查问题对学生来说是未知的科学问题,调查结果效度较高。
  三年级调查问卷:
  问题一:在水槽中漂浮着一只乒乓球,用一个杯子垂直扣住乒乓球直到水底(如图所示),
  1.你认为乒乓球会在什么位置?在图中画一画。2.你是怎样想的?
  A我是瞎猜的,试一试就知道了。
  B我是这样想的:____________________________________。
  问题二:蜗牛爱吃什么?你是怎样想的?
  A.不知道
  B.我猜想蜗牛可能喜欢吃:_______________________,因為:_________________。
  五年级调查问卷:
  问题一:降落伞的伞面形状(在面积相同的情况下)会影响降落速度吗?
  A.不知道,直接试一试就知道了
  B.我猜想伞面形状(会,不会)影响降落速度,(圆形、椭圆形、长方形、正方形、其他:_________________)降落速度最慢,(圆形、椭圆形、长方形、正方形、其他:_________________)降落速度最快,因为:_________________。
  问题二:小明养了2盆金鱼,每盆中装有10条金鱼。其中A盆天天换水,每天喂食,B盆三天换一次水,三天喂一次食。过了1个月,A盆中的鱼只剩下2条,B盆中还有9条。要调查为何A盆中的鱼成活率低,B盆中的鱼成活率高,你有什么想法?
  A.没有想法,不知道怎么回事。
  B.我猜想,影响成活率的因素可能是:_________________,因为_________________。
  (五)调查结果的统计与分析
  根据学生的答题情况,结合《科学课程标准》中提出的学生在探究中应“能运用已有的知识做出自己对问题的假想答案”的要求,我把学生的猜想习惯分成三个层次。第一层次:没有猜想习惯,表现为学生对科学问题没有任何猜想意识,例如学生直接选A,三年级学生不在图中标出乒乓球的位置;第二层次:有一般的猜想习惯,表现为学生能够具有猜想意识,但不具备猜想的方法,例如三年级学生在推测乒乓球在水中的位置时,只在图中画出乒乓球的位置,但是不能说出这样猜想的原因,或者回答“因为杯子里有空气,乒乓球轻,可以浮在水上”,这样的推测思路显然有明显的逻辑漏洞;第三层次:有较好的猜想习惯,表现为学生对科学问题不仅能够进行猜想,而且具有一定的猜想的方法,例如在回推测可能蜗牛喜欢吃什么的时候,学生回答“因为蜗牛总是爬在树叶上”,这就是根据动物所在环境与动物食性相联系进行的推测,还有的学生也许猜想的结果不正确,但是推测有根据且符合逻辑,例如在推测乒乓球在水中的位置时认为“杯子扣在水里水会浮上来,因为水有浮力,所以球会浮上去”,这就是根据已有的生活经验进行的推测,那么认为这样的学生是具有猜想意识也具有猜想方法的。
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