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        在教學中提升學生思辨力

        2022-10-21 10:03:23劉希艷天津天津市北辰區(qū)第二模范小學
        小學科學 2022年12期
        關鍵詞:擺幅科學實驗科學

        ◇劉希艷(天津:天津市北辰區(qū)第二模范小學)

        2022 版《義務教育科學課程標準》明確提出:“小學科學課程是一門綜合性課程,具有實踐性?!痹谡n堂教學中,學生能力的提升需要教師提前設計,只有這樣才能更加有效地利用好課堂時間。如何在課堂教學中提升學生的思辨能力呢?本人在課堂教學中注重運用以下幾點教學策略,收到了較好的成效。

        一、以了解前概念為抓手,提升學生的思辨力

        在現(xiàn)行小學科學教材中,許多實驗由于探究時間長、探究過程復雜,往往會使學生在實驗時忘卻實驗目的、迷失實驗方向。如果教師能根據(jù)實驗內容,事先提示一些與實驗有關的前概念,既可以降低實驗的難度,又能使學生在實驗的過程中鍥而不舍地朝著預期的目標前進。比如,四年級上冊《物質在水中是怎樣溶解的》一課是利用觀察實驗,讓學生總結得出溶解的主要特性。通過對兩組實驗的觀察,學生基本能總結出溶解的特性。通過猜測、實驗驗證、比較分析、歸納整理等實驗步驟,實現(xiàn)突出重點、突破難點的教學目的。

        因為學生在生活中很多時候不能細致地觀察溶解的過程,所以這一課我選用高錳酸鉀這種物質,讓學生通過直接觀察,描述高錳酸鉀溶解于水后逐漸變化的過程。通過對不同物質在水中的溶解進行對比,學生逐漸在腦海中形成“溶解”的科學概念。降低實驗難度是為了更符合學生的特點,實現(xiàn)教學目標。

        總之,了解了學生的前概念,才能讓我們的教學設計更有抓手,設計出更適合學生的教學活動,讓學生更大程度地吸收知識、理解理念,思辨力也能得以提升。

        二、以巧設質疑為趣點,提升學生的思辨力

        科學的質疑點是科學活動中最具有探索意義、最有魅力的一個過程,這種最終能得到實驗證據(jù)支持的假說就是通向發(fā)現(xiàn)的敲門磚。

        小學科學教學中的提問,主要目的在于發(fā)展和引導學生的思維活動,而科學實驗的操作能引起學生激烈的思維活動,因而科學課堂上開展什么實驗,應該讓學生提出?!缎W科學學科教學建議》也提到“探究從問題開始,教師要善于鼓勵學生發(fā)現(xiàn)問題”??茖W課上的每一個實驗,都是為解決科學學習中產生的問題,有問題,才會有實驗。所以在實驗操作前,一定要讓學生討論,自己提出實驗要研究的問題。對于學生的問題,教師要充分調控,化繁為簡,及時剔除那些沒有研究價值的問題。教師要引導學生提問:對于這個實驗操作,你們還有什么問題?由于學生實驗活動不是由教師提出,而是由學生自己提出的,既激發(fā)了學生實驗興趣,又使學生掌握了實驗的過程和方法。

        如,教學《晝夜交替現(xiàn)象》一課,在課件交替出現(xiàn)幾張白天和黑夜的圖片后,教師提問:你看到了什么現(xiàn)象?對于晝夜交替現(xiàn)象,你有什么問題要提出?從而引出“地球上的晝夜現(xiàn)象為什么會不斷交替出現(xiàn)呢?”這個問題。教師可進一步質疑:晝夜交替現(xiàn)象是不是跟太陽、地球的運動有關呢?如果有關,那么你們猜想它們怎樣運動才會導致這種現(xiàn)象發(fā)生呢?于是學生提出很多種假說,教師及時排除一些明顯不正確的假說,如,地球不動、太陽自轉等。然后讓學生依據(jù)自己提出的假說,開展實驗加以驗證。學生實驗的興趣高漲,完成的效果也十分理想。

        科學課最重要的就是讓學生在不經意之間引起認知沖突,然后通過論證來尋找答案。而學生的合作探究活動往往能激發(fā)學生思維的火花,能將質疑點發(fā)散,論證的效果更好,有利于學生科學素養(yǎng)的提升。

        三、以設計方案為依托,提升學生的思辨力

        每一堂科學課,在做實驗之前都要有一個實驗方案的設計。這項活動可以在腦子里,也可以在圖紙上,并且要向學生提供一些有結構的材料。這是保證實驗獲得成功的關鍵。所謂有結構的材料,就是經過精心設計、有利于引出學生發(fā)散性思維的材料??茖W實驗活動很大程度上依賴材料,有結構的材料能引起學生的思維矛盾,幫助學生找到證據(jù),得出合理的解釋,實現(xiàn)實驗的目的。

        比如,我在上《運動與摩擦力》這課時,在設計接觸面光滑程度與摩擦力大小又有怎樣關系的實驗時,是這樣進行設計的。

        師:你們都進行了大膽預測,怎么證明我們的推測呢?

        生:做實驗。

        師:而且是對比實驗。

        師:為了快速地完成實驗,咱們來分分工好嗎?前三組做摩擦力與重量關系實驗,另外三組做摩擦力與接觸面光滑程度的實驗。在桌子左手邊,已經為每組準備了不同的實驗材料。利用這些材料我們能不能驗證自己的猜想呢?

        生:能。

        師:實驗中怎么保持某些條件不變?只改變一個條件,你準備怎么改變?具體怎么操作?需要注意哪些問題?

        小組快速討論,并填寫記錄單前兩列。(只討論,不做實驗)

        讓學生在挑選材料的過程中對實驗的設計有一個預測和推理。

        像這樣的實驗方案設計例子還有許多許多,雖然沒有讓學生動手實驗,卻在思想上已經形成了做實驗的方法,比事前什么都沒有思考就直接做實驗,對于學生的思維提升有效許多。

        總之,小學科學實驗探究要貫穿于小學科學實踐研究學習過程中。小學科學生活化實驗就是要激發(fā)學生的興趣,充分利用其好動的天性和好奇心。

        四、以實驗操作為陣地,提升學生的思辨力

        2022 版《義務教育科學課程標準》強調設計適宜的探究問題,引發(fā)學生認知沖突,激發(fā)積極思維。倡導以探究和實踐為主的多樣化學習方式,讓學生主動參與、動手動腦、積極體驗,經歷科學探究以及技術與工程實踐的過程。只有學生積極主動地參與活動,課堂教學才有生成,這樣的課堂也才是生動的有效課堂。

        遇到比較復雜的實驗活動,就需要教師集體指導,讓學生在實驗過程中少走彎路,提高成功率。巡視指導適合比較簡單的實驗,教師在巡視過程中能及時發(fā)現(xiàn)問題。結合各小組的實驗情況,有利于把握實驗的方向,防止學生偏離實驗目標隨心所欲地“玩”而令實驗高耗低效。

        如,教學《日食和月食》一課時,學生在做“日食形成原因”模擬實驗時,有兩種不當?shù)牟僮鳎茈y形成日食的現(xiàn)象:一種是學生模擬月球圍繞地球公轉時太快,以至于小組其他學生無法看到月球的影子投射到地球上的現(xiàn)象;另一種是月球的位置明顯高于太陽和地球,因此在地球上根本不會有月球的影子。這兩種操作法都無法形成日食現(xiàn)象,如果實驗任由學生這樣盲目操作,就達不到預期的目的。此時,我在巡視時,指出個別組學生實驗中的錯誤做法,并指導他們怎樣正確操作實驗,使全部小組都完成了實驗。

        教師可以科學實驗為基礎,與數(shù)學、工程、技術等相關知識相結合,整合教學資源,激發(fā)學生學習興趣,同時鍛煉學生的思辨能力。

        五、以交流研討為進階,提升學生的思辨力

        交流匯報是學生通過實驗操作進行思考、得出結論、形成概念模型的過程。做好這一環(huán)節(jié)的工作、實際上是對科學實驗的一個升華。但課堂上我們經常見到這樣的現(xiàn)象:部分學生還沉浸在有趣的探究中,顧不上傾聽其他學生的匯報展示;或者由于實驗時間不足,還在慌亂操作著實驗。為了使學生的參與交流更廣泛,使課堂實驗更有效,教師對匯報表現(xiàn)突出的小組要適時獎勵,更要對認真傾聽的小組大張旗鼓地集體獎勵。獎勵可以是口頭表揚或適當?shù)奈镔|獎勵,或是在教室的宣傳欄張貼學生的實驗成果,或是上課前在多媒體設備上展示學生實驗時表現(xiàn)好的小組的照片。這些做法有時會有意想不到的效果?;咏涣?,包括師生互動、生生互動,都是學生更深入地學到方法或明白其中道理的有效途徑。比如,我在教學《機械擺鐘》這一課探究自制擺的等時性的時候,就關注了師生之間和生生之間的交流和研討,使學生的思維得以進階。我分為兩個層次來和學生一起研討。

        (一)探究自己組簡易擺具有等時性

        師:第一組看你們組的數(shù)據(jù),你發(fā)現(xiàn)了什么?

        生:我們每分鐘擺動次數(shù)差不多,可能有誤差。

        師:你們組的擺是不是在相同時間內擺動次數(shù)相同呢?

        生:是。

        師:第二組的數(shù)據(jù)呢?

        (3個組分別匯報)

        師:第四組,你們組呢?

        生:我們組不能說明等時性呢。

        師:什么原因造成的呢?

        生:可能配合不同步。

        師:科學家遇到這種情況會怎么辦呢?他們還要再做實驗,做很多次實驗,最后才能得出一個科學結論。

        通過剛才學生的實驗,發(fā)現(xiàn)我們自制的擺在相同時間內擺動次數(shù)相同,在科學上我們稱之為擺的等時性。出示板書。

        (二)比較不同組數(shù)據(jù)的不同

        師:把你的數(shù)據(jù)和別的組的數(shù)據(jù)比較,你發(fā)現(xiàn)了什么?

        生:每分鐘擺動的次數(shù)不一樣。

        師:這說明什么呢?

        生:擺擺動的快慢不一樣。

        師:這個組的擺每分鐘擺動40 次,這個組每分鐘擺動60次,你能提出什么問題呢?

        師:不同的擺擺動快慢不一樣了?跟什么有關系呢?我們大家觀察一下,你有什么發(fā)現(xiàn)?

        生:擺錘的重量。

        師:哦,有輕有重。

        生:擺繩長短。

        師:有的組擺繩長,有的擺繩短。

        生:我們有的時候拉到這個程度,有時拉到這個程度,是不是跟這個也有關?

        師:擺繩拉開的程度叫擺幅。

        師:你們很聰明,有很多發(fā)現(xiàn)。有的說跟擺錘重量有關,有的說跟擺繩長度有關,有的說跟擺幅有關。

        師:拉得高,叫擺幅大;拉得低,叫擺幅小;拉中間,叫擺幅適中。由于時間關系,我們這節(jié)課就先來研究一下,擺幅的大小跟擺的運動快慢有什么。

        師:我給大家做了這個實驗,我們來數(shù)一下。咱們別計時一分鐘了,15秒行不行?

        生:行,只要相同時間就行。

        (播放三個擺幅視頻)

        師:你們發(fā)現(xiàn)什么了?

        生:相同時間內,擺動的次數(shù)都是8。

        師:說明什么問題?

        生:擺幅大小與擺動快慢無關。

        師:那么,擺動快慢跟擺幅無關,到底跟什么有關呢?下節(jié)課由郭老師領著大家繼續(xù)探究。

        學生在小組匯報過程中,交流、匯報、傾聽、完善,進而得出實驗結論,形成科學概念,實現(xiàn)預設的實驗目標。這樣的科學課會讓學生興趣更濃,更有思考方向,對學生科學素養(yǎng)的發(fā)展也有更好的促進作用。

        科學教學包含諸多環(huán)節(jié),而開展更加高效的科學實驗則是科學教學的重中之重。只要教師不斷探索和實踐,不斷改進并靈活地實施相應的教學策略,就能不斷提高科學實驗的實效,促進學生科學素養(yǎng)的全面發(fā)展。

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