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科学课程中的许多知识对学生的终身可持续发展具有重要的基础性作用,如力的知识、电的知识、光的知识等。在帮助学生建构这些科学知识的过程中,我们往往是从实验出发的。实验就是让学生先对科学现象获得清晰的印象,然后通过分析、归纳等科学的思维方式,抓住现象的本质,使学生从具体的感性认识上升到抽象的理性认识,最终形成科学概念。
一、亲历科学活动,激发观察的兴趣
观察是得到科学结论的前提。如何最大程度地激发学生观察的兴趣,是得到科学结论的保证。可是,有时学生却缺乏观察的耐心。比如《铁钉生锈了》这一课,在学生设计了实验步骤之后,我给班级准备了三根试管,找了三个同学演示。操做好之后,将试管放在班级后面给学生课后观察。几天过后,通过学生的汇报,我发现很多学生并没有认真地观察。
以培养小学生科学素养为宗旨的科学教育强调以学生参与的丰富多彩的活动为主要教学形式,这些活动应当是学生熟悉的、能直接引起他们学习兴趣的、精心设计的、具有科学教育意义的。通过这些活动的教学,可以让学生亲身体验一次科学发现、科学探究、科学创造的过程。在实际的教学过程中,我们会发现,学生亲身经历一次科学活动,的确能引起他们观察的兴趣。
二、直面实验现象,培养尊重事实的意识
在小学科学实验教学中,针对实验现象会出现多种情况。当实验现象与预设的现象一致时,教师可以按照教学设计按部就班地完成教学,得出科学结论。但有时也会出现一些意料之外的现象。遇到这样的情况,很多教师会选择置之不理,其目的是为了得出正确的结论。但与科学结论相比,具备尊重事实的意识显得更加重要。
在教学《摆》一课中,研究摆的快慢与摆角大小的关系时,三个小组中有一个小组做出的实验现象是这样的:90度角时,每20秒平均摆动20次;60度角时,每20秒平均摆动13次,于是该小组的结论是这样的:摆的快慢与摆角的大小有关,摆角越大,摆动的越快。教师见状不但对这个小组置之不理,而且怕其他小组也出来“添乱”,便立刻拍板定案:我们在操作的时候可能不太规范,或者观察不仔细,造成了结论不正确,其实正确的结论是摆的快慢和摆角没有关系。过段时间再问这个小组的学生“你觉得摆的快慢和摆角是否有关”时,回答仍旧是有关系。
意外的现象是学生在实验过程中得到的,是实验结果的真实呈现。因此,教师要勇于直面意外的实验现象,妥善处理,启发学生思考原因。必要时引领学生进行“二次研究”,得到可靠的且具有一定可信度的数据,增强学生对数据的敏感性,培养学生严谨细致、认真负责的科学学习态度。
三、运用多种方法,启发学生思考与分析
1.设计有提示功能的记录单
实验记录是实验现象最直接的体现,因此要尽量详细与清晰。小学科学实验教学一般是教师提前设计好实验记录单,而后由学生按照留下的空白填空。这就要求教师在实验开始前科学地设计实验记录单。
根据笔者的调研,多数教师并没有在实验记录单上有具体的指导,而仅仅有实验的概况,诸如实验名称等笼统的信息,也就是针对每个科学实验都可以套用的记录单。
按照皮亚杰的儿童思维发展特点,8 ~11 岁的儿童处于具体运算阶段,这一阶段的儿童开始能够根据物品的某一共同特征对所有物品进行分类;而11岁以后即为形式运算阶段,他们开始思考物体之间的关系。因此,教师针对不同年级的学生、不同难度的内容需要设计不同的实验记录单。比如《铁钉生锈了》一课,刚开始设计的是一个通用的实验记录单。利用这个实验记录单,学生根据实验现象,几乎不用思考就能得出结论。例如,有学生观察到,在全部装有蒸馏水的试管里,铁钉也有一点锈,于是,很快得出结论:在只有水的情况下,铁钉会生锈。显然,学生从实验现象到科学结论缺乏思考的过程。因此,我将实验记录单的“实验结论”部分做了调整。填空的内容是有层次的:先思考铁钉周围的环境,再通过观察到的现象得出科学结论。通过这种有提示功能的填空,帮助学生在观察完之后进行思考,为科学结论的得出奠定了基础。所以,实验记录单的作用不仅是记录结果或结论性的东西,最好还能体现出思考的过程,从而启发学生动脑思考。因此,教师需要设计有提示功能的实验记录单。
2.整理实验数据
学生对数据的分析直接影响实验结论的准确性,因此,科学教师应关注小学生实验数据的收集,并帮助学生思考与分析。但实际教学中,我们会发现,学生收集到的实验数据杂乱无章,不利于对数据进行分析。因此,在学生思考与分析数据之前,需要对实验数据进行整理。
综上所述,从实验现象到科学结论需要有“思考的过程”。这个过程需要在仔细观察的基础上开始,在直面各种实验现象的同时,运用多种方法启发学生思考与分析,最终归纳出科学的结论。
一、亲历科学活动,激发观察的兴趣
观察是得到科学结论的前提。如何最大程度地激发学生观察的兴趣,是得到科学结论的保证。可是,有时学生却缺乏观察的耐心。比如《铁钉生锈了》这一课,在学生设计了实验步骤之后,我给班级准备了三根试管,找了三个同学演示。操做好之后,将试管放在班级后面给学生课后观察。几天过后,通过学生的汇报,我发现很多学生并没有认真地观察。
以培养小学生科学素养为宗旨的科学教育强调以学生参与的丰富多彩的活动为主要教学形式,这些活动应当是学生熟悉的、能直接引起他们学习兴趣的、精心设计的、具有科学教育意义的。通过这些活动的教学,可以让学生亲身体验一次科学发现、科学探究、科学创造的过程。在实际的教学过程中,我们会发现,学生亲身经历一次科学活动,的确能引起他们观察的兴趣。
二、直面实验现象,培养尊重事实的意识
在小学科学实验教学中,针对实验现象会出现多种情况。当实验现象与预设的现象一致时,教师可以按照教学设计按部就班地完成教学,得出科学结论。但有时也会出现一些意料之外的现象。遇到这样的情况,很多教师会选择置之不理,其目的是为了得出正确的结论。但与科学结论相比,具备尊重事实的意识显得更加重要。
在教学《摆》一课中,研究摆的快慢与摆角大小的关系时,三个小组中有一个小组做出的实验现象是这样的:90度角时,每20秒平均摆动20次;60度角时,每20秒平均摆动13次,于是该小组的结论是这样的:摆的快慢与摆角的大小有关,摆角越大,摆动的越快。教师见状不但对这个小组置之不理,而且怕其他小组也出来“添乱”,便立刻拍板定案:我们在操作的时候可能不太规范,或者观察不仔细,造成了结论不正确,其实正确的结论是摆的快慢和摆角没有关系。过段时间再问这个小组的学生“你觉得摆的快慢和摆角是否有关”时,回答仍旧是有关系。
意外的现象是学生在实验过程中得到的,是实验结果的真实呈现。因此,教师要勇于直面意外的实验现象,妥善处理,启发学生思考原因。必要时引领学生进行“二次研究”,得到可靠的且具有一定可信度的数据,增强学生对数据的敏感性,培养学生严谨细致、认真负责的科学学习态度。
三、运用多种方法,启发学生思考与分析
1.设计有提示功能的记录单
实验记录是实验现象最直接的体现,因此要尽量详细与清晰。小学科学实验教学一般是教师提前设计好实验记录单,而后由学生按照留下的空白填空。这就要求教师在实验开始前科学地设计实验记录单。
根据笔者的调研,多数教师并没有在实验记录单上有具体的指导,而仅仅有实验的概况,诸如实验名称等笼统的信息,也就是针对每个科学实验都可以套用的记录单。
按照皮亚杰的儿童思维发展特点,8 ~11 岁的儿童处于具体运算阶段,这一阶段的儿童开始能够根据物品的某一共同特征对所有物品进行分类;而11岁以后即为形式运算阶段,他们开始思考物体之间的关系。因此,教师针对不同年级的学生、不同难度的内容需要设计不同的实验记录单。比如《铁钉生锈了》一课,刚开始设计的是一个通用的实验记录单。利用这个实验记录单,学生根据实验现象,几乎不用思考就能得出结论。例如,有学生观察到,在全部装有蒸馏水的试管里,铁钉也有一点锈,于是,很快得出结论:在只有水的情况下,铁钉会生锈。显然,学生从实验现象到科学结论缺乏思考的过程。因此,我将实验记录单的“实验结论”部分做了调整。填空的内容是有层次的:先思考铁钉周围的环境,再通过观察到的现象得出科学结论。通过这种有提示功能的填空,帮助学生在观察完之后进行思考,为科学结论的得出奠定了基础。所以,实验记录单的作用不仅是记录结果或结论性的东西,最好还能体现出思考的过程,从而启发学生动脑思考。因此,教师需要设计有提示功能的实验记录单。
2.整理实验数据
学生对数据的分析直接影响实验结论的准确性,因此,科学教师应关注小学生实验数据的收集,并帮助学生思考与分析。但实际教学中,我们会发现,学生收集到的实验数据杂乱无章,不利于对数据进行分析。因此,在学生思考与分析数据之前,需要对实验数据进行整理。
综上所述,从实验现象到科学结论需要有“思考的过程”。这个过程需要在仔细观察的基础上开始,在直面各种实验现象的同时,运用多种方法启发学生思考与分析,最终归纳出科学的结论。