[摘 ? 要] 通過“物質(zhì)的變化”單元的學習,讓學生學會細致觀察并實事求是地記錄觀察到的現(xiàn)象,獲取足夠的證據(jù);能自己設計對比實驗進行驗證,有初步“假設─檢驗”得出結論的科學思維方式;有一定的證據(jù)意識,懂得只有足夠的證據(jù)才能得出正確的判斷,得出科學結論需要嚴密的邏輯推理。
[關鍵詞] 觀察;記錄;追問;證據(jù)
一、注重課堂引入
六年級下冊科學“物質(zhì)的變化”單元滿足了學生做一個小小科學家的探究欲望:一個個亮晶晶的燒杯試管,一個個未知結果的科學實驗,一個個等待解決的科學問題……充滿了形形色色的令人驚奇、迷惘、感嘆的現(xiàn)象和過程。
課的“第一錘”要敲在學生的心靈上,激發(fā)起他們思維的火花,要把學生牢牢吸引住。
《我們身邊的物質(zhì)》作為單元起始課,具有一定的前瞻性質(zhì)和鋪墊性質(zhì)。教師可以創(chuàng)設一系列的情境,在活動中有意識地滲透物質(zhì)變化的觀念,讓概念在活動中自然地呈現(xiàn)。例如,通過“魔術”導入、觀察改變等引發(fā)孩子們的興趣。
1.神秘的信件:事先準備好一張白紙,用淀粉寫上幾句悄悄話,讓學生想辦法讓白紙上的字顯示出來。課后讓學生互相寫幾句悄悄話,晾干后送給自己的好朋友。
2.神奇的變色:混合無色透明的白醋和酚酞溶液,溶液迅速變成紅色。把白醋滴入紫甘藍水變成紅色,洗潔精滴入紫甘藍水變成藍色。這些“魔術”隱含了“兩種物質(zhì)混合后產(chǎn)生了新的物質(zhì)”這一概念,而白醋又成為學生探究的材料之一,大大地激發(fā)了學生的學習興趣。
3.美妙的飲料:把去皮的橙子榨成汁,加少量水和糖做出的橙汁飲料屬于物理變化,而用少量檸檬酸、一小勺小蘇打、兩勺糖做成的會冒泡的檸檬汽水則運用了剛剛學過的化學反應。
這些實驗牢牢地吸引了學生的注意力,通過在課堂上分工合作、細致觀察、發(fā)散思維,充分體驗到了物質(zhì)的變化,激發(fā)了他們探究物質(zhì)變化的興趣和欲望。
二、細致入微的觀察是實驗的基礎
科學是一門以觀察、實驗、探究為主的學科。在以觀察和實驗為主的探究實踐活動中,觀察是實驗的基礎,認真細致、實事求是地觀察伴隨著實驗的每個細節(jié)。
1.觀察變化與否
觀察到“沒有明顯變化”跟觀察到“明顯變化”的現(xiàn)象同等重要。
教師提供“混合前—混合后—分離后”各一份樣品,讓學生仔細觀察。大多數(shù)學生能觀察到沙子粘在豆子上,沙子變碎了,豆子表皮有摩擦的痕跡等。提問指向物質(zhì)的本質(zhì)是否發(fā)生了變化,這是觀察的核心。從而讓學生明白,一方面要細致地觀察,不放過一個細節(jié),另一方面不要糾纏于一些細微的變化,而是要思考產(chǎn)生這種變化的關鍵原因。
2.帶著目的觀察,實事求是記錄
“求實、客觀”是培養(yǎng)科學過程技能的基礎,更是科學精神的精髓。認真細致、實事求是地觀察伴隨著實驗的每個細節(jié)。
在觀察加熱白糖之前,教師循序漸進地安排了“火柴燃燒—蠟燭燃燒—加熱白糖”實驗,讓學生學會帶著目的觀察,并留足了記錄的時間,讓學生把觀察到的現(xiàn)象像“攝影機”一樣記錄下來。
這樣有目的的觀察和客觀完整的記錄,提供了足夠多的證據(jù),為分析實驗現(xiàn)象、得出科學結論提供了有力的證據(jù),以便重新進行檢驗,或在此基礎上進行新的發(fā)現(xiàn)。
3.綜合運用觀察方式
學會綜合運用感官進行觀察,即用眼、耳、鼻、舌、手(皮膚)去直接感知自然事物的特性。它能提高學生大腦皮層的分析、綜合活動的功能,從而大大增強觀察效果,也有利于獲得更為豐富細致的信息。
在劇烈的化學變化面前,學生發(fā)出了驚奇的感嘆,同時腦子中也有大量的問題亟待解決。
善于發(fā)現(xiàn)問題,會提有價值的問題是具有科學思維的表現(xiàn)。由學生質(zhì)疑,引出了新課研究的內(nèi)容,引起了學生研究的興趣,學生的科學思維活動也是從對這一個現(xiàn)象的質(zhì)疑開始的。
三、教師通過設計問題提升學生的思維空間
探究活動只是科學探究的外在形式,而科學思維才是探究的靈魂和本質(zhì),是科學學習的核心。教師可以設計一些有梯度的問題,并根據(jù)學生的思維進度生成問題,以畫龍點睛式的有效追問,把學生的思維引向深處,從而構建一架適合學生來“爬”的思維梯子,到達教學所要達到的思維“彼岸”。
1.《新課程標準》明確指出,要讓學生在獲得知識的同時能“形成尊重事實、善于質(zhì)疑的科學態(tài)度”。
師追問:是否產(chǎn)生了新的物質(zhì)?
“火柴燃燒你們觀察到了什么現(xiàn)象?火柴頭還能再被點燃嗎?火柴梗變成了灰和黑色的炭,還是木條嗎?”
“白糖熔化成無色透明的液態(tài)白糖后,停止加熱,你有什么發(fā)現(xiàn)?繼續(xù)加熱,你看到了什么?黑色的物質(zhì)還是糖嗎?”
“變成紫色的米飯你敢吃嗎?變成了藍色的米飯還是米飯嗎?藍色的物質(zhì)是碘酒嗎?”
“生銹了的鐵還是鐵嗎?你能設計什么實驗證明鐵銹不再是鐵了?除了表面的現(xiàn)象,還有什么更有力的證據(jù)?”
“硫酸銅溶液與鐵釘?shù)姆磻喝芤旱念伾珵槭裁醋兊??鐵釘上的紅色物質(zhì)是怎么來的?沒有浸入溶液的鐵釘沒有附著紅色物質(zhì),說明紅色物質(zhì)是溶液中析出的,它是鐵嗎?”
培養(yǎng)學生的科學思維,需要教師有意識地關注學生反思、質(zhì)疑精神的培養(yǎng)。反思、質(zhì)疑引發(fā)了深層次的思考,能打破原來思維的平衡狀態(tài),出現(xiàn)活躍的不平衡,促發(fā)強烈的探究欲望,去尋求事實證據(jù)來證明自己的想法。
2.科學思維是一種實證思維,科學是講求證據(jù)的,要以事實說話,結論必須建立在大量的事實基礎上。
師追問:產(chǎn)生了什么新的物質(zhì)?
小蘇打和白醋混合的現(xiàn)象明顯,讓學生體會到了化學變化的奇妙和有趣,學生從劇烈的反應過程中,推斷物質(zhì)的變化是否產(chǎn)生了新物質(zhì),然后尋找各自證據(jù)驗證自己的假設,從而達到提升認識和思維的目的。
師:剛才在實驗中大家都看到白醋和小蘇打混合以后會產(chǎn)生氣泡,氣泡里的氣體會是空氣嗎?
生:不是,水里本來沒有氣泡,小蘇打倒進白醋里才開始冒泡的,氣泡里有空氣產(chǎn)生。(把燃燒的細木條伸入玻璃杯,木條立即熄滅。)
生:這種氣體能滅火。
師:像這樣往下倒,是什么把火滅了?
生:有氣體倒下來了,這種氣體能滅火。
師:你看到這種氣體了嗎?
生:沒有,但是它有點像水一樣,會往下流動。
師:很好。這種氣體與空氣比較,你覺得誰重?
生1:比空氣重。
生2:比空氣輕,會飄上去,或者保持在空中。比空氣重,會流下去,把火焰撲滅。
師:你想一想,如果是個氫氣球,比空氣輕的東西,它會往上飄還是往下沉?
生:往上飄。
師:密度比空氣大的呢?
生:往下沉。
師:那我們這個實驗,會把火熄滅,這種氣體是往上飄還是往下沉呢?
生:往下沉。
生:這種氣體比空氣重。
師:實驗后的白醋還是白醋嗎?
生:不是,它的味道變了。
師:怎么知道它不是了呢?我們可以再加一點小蘇打試試看??纯催€冒泡嗎?這說明了什么?
生:有點冒泡,再加就沒有冒泡了,因為小蘇打有沉淀了。
師:小蘇打和白醋混合后產(chǎn)生了新的物質(zhì),它是一種化學變化。
在這里,學生經(jīng)歷著一個個的矛盾沖突,經(jīng)歷著一次次的“頭腦風暴”,經(jīng)歷著一次次的邏輯推理,他們在直觀感知的基礎上進行著理性思考,學生的思維顯得全面、周密、嚴謹,理性思維意識得到了充分的培養(yǎng)。
3.用足夠的證據(jù)證明猜想
鐵釘生銹是本單元一個需要持續(xù)觀察的實驗。教師提早一周指導學生設計對比實驗,保證每個對比實驗有兩個小組同時進行,及時記錄。課堂上,教師讓學生針對不同的現(xiàn)象進行自主分析,得出初步結論,經(jīng)過交流分析,最后得出科學的結論:鐵生銹是空氣和水共同作用的結果。
通過“物質(zhì)的變化”單元的學習,學生經(jīng)歷了一系列“猜想—設計—觀察—證實”的科學探究過程,這是一個推理的過程、實證的過程和質(zhì)疑的過程。讓學生在規(guī)范實驗操作的基礎上進行實證意識的訓練,讓所有的爭論最終靠科學實驗來驗證,用事實數(shù)據(jù)說話,學生的科學思維得到了發(fā)展,學生的科學素養(yǎng)得到了提升,在學生的心底種下了一顆科學的種子。
責任編輯 滿令怡
[作者簡介] 石晶華(1974—),女,浙江新昌人,新昌縣南明小學,小學高級教師,研究方向為關注生本課堂,注重學生科學思維的發(fā)