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学习科学,材料是很重要的。教师根据重要的科学概念组成有结构的材料,儿童通过支配材料发现意义。教师给孩子们提供学习材料,创造探究氛围,给予支持和鼓励,使孩子们行为发生了变化,这就是在“教”,而孩子们行为的改变就是在“学”。材料、学生、教师构成了一个相互作用的系统,一个教和学的系统。显然,这个系统是以材料为载体的。教材为我们提供了使用材料的范例,但不是标准,很多时候我们需要创造性地使用材料,以更好地开展教学。下面以《沉和浮》单元为例谈谈我的尝试。
一、材料的选择与改进
材料选择有一些指导原则:一是材料要和重要的科学概念相关;二是这些材料应能引起孩子们的兴趣,激发思考,并有能力探求其意义;三是这些材料应有多种相互作用,应该有较大的余地,使用许多不同的路子进行探究;四是每个孩子都要有足够的材料;五是这些材料不应从心理上产生一些标新立异的活动。
根据以上原则和本单元的教学目标,我对单元材料进行了选择和改进。
第1课《物体在水中是沉还是浮》, “观察同一种材料构成的物体在水中的沉浮”的活动,教材上选用的是胡萝卜,我改用蜡烛。胡萝卜切小可能有沉有浮,属于特例,会让学生一头雾水,放在单元后面学生会理解,原来是同一个胡萝卜各部分密度不同。
第2课《沉浮与什么因素有关》,控制变量研究物体在水中的沉浮与重量和体积有没有关系。教材上选用的是同体积、不同重量的小球,可以拉伸改变体积大小的圆柱体。我在教学中就选用了可以改变体积大小的圆柱体,用于配重的垫圈和螺帽。目的是让学生自主探究,自己改变圆柱体的轻重、体积改变圆柱体的沉浮,在富有挑战的任务中发现物体的沉浮与物体的体积和重量有关。
第3课《橡皮泥在水中的沉浮》,这一课的材料:2人一组,每人一块橡皮泥和一个烧杯。橡皮泥采用了可塑橡皮,可塑性好,遇水不化。烧杯用多大的合適?显然,要测量排开的水量就不能用大烧杯,250毫升比较合适,还需要细分刻度,打印好刻度条贴到烧杯上就可以了。
第4课《造一艘小船》继续使用可塑橡皮,4人组一起使用,小组间PK。
第5课《浮力》,采用了不同于教材的测量方法——配重法,重组材料改进实验。材料:用木块(软木塞)代替泡沫塑料。木塞容易找到,耐用,比泡沫重一点,方便测自重。选用测量范围在0—2.5N的测力计,最小分度值为0.05N。用1000ml的大烧杯代替水槽,细分刻度,使分度值更小,方便观察排开的水量。
方法:木块中间钻一个孔,再用缝衣针穿一圈,既可以固定木块在线上的位置,又容易调整,通过调整木块的位置来控制木块浸入水中的部分。然后在线的两头各打一个挂结,一头挂测力计,一头挂钩码。
实验(1)钩码在水中,木块在空气中,实验(2)钩码和木块全部浸入水中,
对比分析实验(1)和(2)的数据,为什么会变轻了?只有一个原因,木块受到了水的浮力!浮力是多大?变轻的就是木块在水中受到的浮力。
第6课《下沉的物体会受到水的浮力吗?》,两个活动我选用的都是马铃薯。马铃薯圆滚滚怎么挂呢?很简单!在马铃薯上穿针引线,系上一根细棉线,无论拿在手里,还是挂在测力计上,还是控制浸入水中的体积,很是得心应手。
第7课《马铃薯在液体中的沉浮》继续如第6课使用马铃薯,取放自如。
第8课《探索马铃薯沉浮的原因》,教材上选用的是钩码,体积比较小,在水和盐水中浮力大小不明显。于是仍旧使用马铃薯,可以切小,马铃薯的体积用量杯测量,然后和同体积的液体比较,同时放在天平上比出轻重。马铃薯比同体积液体重就沉;马铃薯比同体积液体轻就浮。其实就是两者密度的比较,学生能理解了。
二、材料的呈现与使用
有结构的材料为学生的科学探究提供了条件,但有时候老师会觉得很辛苦,准备了材料,而学生忙得乱糟糟,材料没有发挥应有的价值,课堂没有达到预期的效果。围绕材料以问题引领课堂开展科学探究,是达成教学目标的有效策略。科学探究常常以问题引领探究,一堂课往往有几个核心问题,每个问题不是孤立的,问题与问题之间,问题与其他活动之间应有良好的联系,形成良好的、优化的结构。好的问题能引起学生的思维活动,激发探究欲。我们希望学生在探究中达到1 1>2的目标。
例如《橡皮泥在水中是沉还是浮》一课,主要围绕三个核心问题循序渐进进行探究。一是“把这块橡皮泥改变形状,是沉还是浮?”二是在学生活动基础上提出问题:“为什么有的碗形沉,有的碗形浮?”三是把学生的问题转化为进一步探究的问题:“同一块橡皮泥,沉的碗和浮的碗排开的水量哪个大?”这是本节课的重点,学生发现物体浮的形状排开水量比沉的大,橡皮泥达到一定的排水量才会浮。学生还有后续问题:“浮的空心球和浮的碗排开水量一样吗?”学生的学习比较深入。
三、材料赋予记录思维活力
探究记录可以辅助科学探究,帮助学生从具体到抽象建立概念,从混乱中找到规律。本单元教材上的记录单大多数是数据表格,比如《橡皮泥在水中的沉浮》《浮力》《下沉的物体会受到水的浮力吗?》等课。但是抽象的数据缺少形象联系,学生往往填好了都不知道填的是什么。根据维果茨基概念发展体系,五年级学生的思维处于“前概念”水平层次上(相当于皮亚杰的具体运算阶段),其特点是已发展成为抽象的思维,但却又总和具体事物保持着某种联系。于是我借助材料从探究记录上找突破,让记录简便易行,有助于儿童通过模型来发展前概念思维。
具体操作上,一般上课时结合课堂教学,老师板画指导,用实验图和数据结合的直观方式指导探究和记录,然后整理分析数据抽象概念。这样的探究记录体现学生的思维,帮助学生的交流与表达,作为事实和证据为小组和全班整理、分析、质疑、解释、产生新问题提供基础。学生的思维从形象到抽象,记录成为学生发展前概念思维的脚踏石。
【作者单位:太仓市经贸小学 江苏】
一、材料的选择与改进
材料选择有一些指导原则:一是材料要和重要的科学概念相关;二是这些材料应能引起孩子们的兴趣,激发思考,并有能力探求其意义;三是这些材料应有多种相互作用,应该有较大的余地,使用许多不同的路子进行探究;四是每个孩子都要有足够的材料;五是这些材料不应从心理上产生一些标新立异的活动。
根据以上原则和本单元的教学目标,我对单元材料进行了选择和改进。
第1课《物体在水中是沉还是浮》, “观察同一种材料构成的物体在水中的沉浮”的活动,教材上选用的是胡萝卜,我改用蜡烛。胡萝卜切小可能有沉有浮,属于特例,会让学生一头雾水,放在单元后面学生会理解,原来是同一个胡萝卜各部分密度不同。
第2课《沉浮与什么因素有关》,控制变量研究物体在水中的沉浮与重量和体积有没有关系。教材上选用的是同体积、不同重量的小球,可以拉伸改变体积大小的圆柱体。我在教学中就选用了可以改变体积大小的圆柱体,用于配重的垫圈和螺帽。目的是让学生自主探究,自己改变圆柱体的轻重、体积改变圆柱体的沉浮,在富有挑战的任务中发现物体的沉浮与物体的体积和重量有关。
第3课《橡皮泥在水中的沉浮》,这一课的材料:2人一组,每人一块橡皮泥和一个烧杯。橡皮泥采用了可塑橡皮,可塑性好,遇水不化。烧杯用多大的合適?显然,要测量排开的水量就不能用大烧杯,250毫升比较合适,还需要细分刻度,打印好刻度条贴到烧杯上就可以了。
第4课《造一艘小船》继续使用可塑橡皮,4人组一起使用,小组间PK。
第5课《浮力》,采用了不同于教材的测量方法——配重法,重组材料改进实验。材料:用木块(软木塞)代替泡沫塑料。木塞容易找到,耐用,比泡沫重一点,方便测自重。选用测量范围在0—2.5N的测力计,最小分度值为0.05N。用1000ml的大烧杯代替水槽,细分刻度,使分度值更小,方便观察排开的水量。
方法:木块中间钻一个孔,再用缝衣针穿一圈,既可以固定木块在线上的位置,又容易调整,通过调整木块的位置来控制木块浸入水中的部分。然后在线的两头各打一个挂结,一头挂测力计,一头挂钩码。
实验(1)钩码在水中,木块在空气中,实验(2)钩码和木块全部浸入水中,
对比分析实验(1)和(2)的数据,为什么会变轻了?只有一个原因,木块受到了水的浮力!浮力是多大?变轻的就是木块在水中受到的浮力。
第6课《下沉的物体会受到水的浮力吗?》,两个活动我选用的都是马铃薯。马铃薯圆滚滚怎么挂呢?很简单!在马铃薯上穿针引线,系上一根细棉线,无论拿在手里,还是挂在测力计上,还是控制浸入水中的体积,很是得心应手。
第7课《马铃薯在液体中的沉浮》继续如第6课使用马铃薯,取放自如。
第8课《探索马铃薯沉浮的原因》,教材上选用的是钩码,体积比较小,在水和盐水中浮力大小不明显。于是仍旧使用马铃薯,可以切小,马铃薯的体积用量杯测量,然后和同体积的液体比较,同时放在天平上比出轻重。马铃薯比同体积液体重就沉;马铃薯比同体积液体轻就浮。其实就是两者密度的比较,学生能理解了。
二、材料的呈现与使用
有结构的材料为学生的科学探究提供了条件,但有时候老师会觉得很辛苦,准备了材料,而学生忙得乱糟糟,材料没有发挥应有的价值,课堂没有达到预期的效果。围绕材料以问题引领课堂开展科学探究,是达成教学目标的有效策略。科学探究常常以问题引领探究,一堂课往往有几个核心问题,每个问题不是孤立的,问题与问题之间,问题与其他活动之间应有良好的联系,形成良好的、优化的结构。好的问题能引起学生的思维活动,激发探究欲。我们希望学生在探究中达到1 1>2的目标。
例如《橡皮泥在水中是沉还是浮》一课,主要围绕三个核心问题循序渐进进行探究。一是“把这块橡皮泥改变形状,是沉还是浮?”二是在学生活动基础上提出问题:“为什么有的碗形沉,有的碗形浮?”三是把学生的问题转化为进一步探究的问题:“同一块橡皮泥,沉的碗和浮的碗排开的水量哪个大?”这是本节课的重点,学生发现物体浮的形状排开水量比沉的大,橡皮泥达到一定的排水量才会浮。学生还有后续问题:“浮的空心球和浮的碗排开水量一样吗?”学生的学习比较深入。
三、材料赋予记录思维活力
探究记录可以辅助科学探究,帮助学生从具体到抽象建立概念,从混乱中找到规律。本单元教材上的记录单大多数是数据表格,比如《橡皮泥在水中的沉浮》《浮力》《下沉的物体会受到水的浮力吗?》等课。但是抽象的数据缺少形象联系,学生往往填好了都不知道填的是什么。根据维果茨基概念发展体系,五年级学生的思维处于“前概念”水平层次上(相当于皮亚杰的具体运算阶段),其特点是已发展成为抽象的思维,但却又总和具体事物保持着某种联系。于是我借助材料从探究记录上找突破,让记录简便易行,有助于儿童通过模型来发展前概念思维。
具体操作上,一般上课时结合课堂教学,老师板画指导,用实验图和数据结合的直观方式指导探究和记录,然后整理分析数据抽象概念。这样的探究记录体现学生的思维,帮助学生的交流与表达,作为事实和证据为小组和全班整理、分析、质疑、解释、产生新问题提供基础。学生的思维从形象到抽象,记录成为学生发展前概念思维的脚踏石。
【作者单位:太仓市经贸小学 江苏】