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1.課題:教科版四年級上冊第二章第一節“水能溶解一些物質”。
2.教學目標。(1)知識與技能目標。①掌握一些物質是可以溶解在水中的,一些物質是不能溶解在水中的相關知識。②不能用過濾的方法把溶解了的物質從水中分離出來。(2)過程與方法目標。①觀察和描述幾種固體物質在水中的溶解和不溶解現象。②使用過濾裝置分離幾種固體與水的混合物。(3)情感態度與價值觀目標。①體驗研究溶解與不溶解現象的樂趣,激發進一步探究溶解問題的興趣。②嚴格按規范利用溶解裝置進行實驗。
3.教學準備。教師準備:多媒體課件、過濾裝置。小組準備:食鹽、面粉、沙、燒杯、玻璃棒、過濾裝置。從教學設計中可以看出,在一般實驗教學中出現了因過濾時間過長導致課堂時間不足的問題。一般來說,教師為了完成教學目標,只簡單讓學生進行過濾操作,而對過濾的具體過程采取省略的方式,直接告訴學生實驗結果。學生因為沒有親眼看到過程及結果,所以會影響學習的興趣,造成對科學知識的可信度降低。而此時可借助多媒體播放過濾的視頻,通過加快播放的方式,讓學生觀察過濾的過程,直觀地觀察到過濾的結果,節約課堂實驗時間,更好地完成教學目標。當然,在科學實驗課堂中,學生的動手操作能力、邏輯思維能力的培養主要是通過讓學生親自參與實驗來實現。例如,學生觀察食鹽、面粉、沙在水中溶解的實驗以及過濾操作的實驗都需要采用分組實驗,讓學生親自動手操作。因此,一堂完整的科學實驗課需要結合實際,適時、適當地將多媒體技術與一般實驗教學相整合,只有這樣,才能順利實現教學目標,完善實驗教學。
二、多媒體在提高學習興趣方面發揮積極作用
在小學科學的實驗課堂上,提高學生的學習興趣至關重要。在實際教學中,總會有些較為復雜而又有些枯燥的內容,如果僅僅靠教師通過講授法來講解,部分學生可能由于聽不懂而失去學習興趣,而一般的實驗教學又很難使這些復雜且枯燥的知識生動起來。而多媒體技術憑借其具有集圖像、聲音、文字于一體的豐富性,能夠很好地使這些枯燥復雜的知識變得更加有趣。例如,教學“運動起來會怎樣(二)”一課,筆者嘗試采取一般實驗教學與多媒體整合的方式完成教學。1.課題:教科版四年級上冊第四章第三節“運動起來會怎樣(二)”。
2.教學目標。(1)知識與技能目標。①人體需要的氧氣由肺吸入后進入血液,再由心臟通過血管輸送到身體的各個部位,同時收集二氧化碳等廢物,排出體外。②人體運動量的增加,需要血液運輸更多的氧氣,心臟跳動速度的增加可以加大運輸血液的數量。(2)過程與方法目標。①通過實驗的方式了解心臟的工作強度和工作量。②與同學相互交流,共同合作完成實驗活動。(3)情感態度與價值觀目標。感受人體在呼吸與循環過程中,身體各個器官之間相互協調、相互合作的過程,感受人體構造的精巧與和諧之美。
3.教學準備。教師準備:多媒體課件。小組準備:水盆、水、洗耳球、塑料管。關于運動后心跳加快的原因學生很難理解,這是個難點。如果借助多媒體,以動態的視頻展示,就更加直觀,學生也易于理解,學習熱情高。在體驗心臟工作的實驗中,學生分組做實驗,鍛煉多種實驗技能,保留實驗操作的優勢。在讓學生意識到保護心臟重要性的課堂處理中,教師借助多媒體展示豐富的相關資料,學生通過自學的方式多方面談論關于心臟的知識,鍛煉自學能力。多媒體與實驗操作的整合使整個實驗教學趣味濃厚,很好地解決了知識點較難導致的學生學習興趣不高的問題。
三、多媒體技術能解決實驗設施缺乏的問題
每所學校的實驗設施水平或多或少存在差異,在實際教學中往往會遭遇實驗設施缺乏的窘境。在“聲音的傳播”一課中,這一課的前半部分是探討聲音在固體、液體中的傳播,實驗比較簡單,采用分組實驗教學。后半部分內容探究聲音在空氣中傳播,課堂處理為演示實驗。教學目的是通過反證的方法證明聲音可通過空氣傳播,因而實驗時要將玻璃鐘罩內的空氣逐漸抽掉,讓學生觀察到在空氣逐漸變少的過程中,聲音也在逐漸變小,最終消失。要實現這一目的,必須要有抽氣泵,而面對實驗室沒有抽氣泵的事實,要讓學生理解這部分知識確實是個難題。如果借助多媒體來播放實驗視頻,學生通過仔細觀察,就會發現抽氣泵將鐘罩內的空氣抽得越來越少,學生聽到的聲音也越來越小,最終只能觀察到振動現象而聽不到聲音了?,F象清楚明了,從而解決在實驗過程中遇到的實驗設施缺乏的難題,同時使整節課的實驗教學完整起來,掌握的知識也更為系統。
四、思考與建議
關鍵詞:興趣;創新能力;探究能力
小學科學教學就是指導學生像科學家那樣去探索大自然中的奧秘。科學課的教學擔負著向學生進行科學啟蒙教育的任務,是對學生進行科學教育的主陣地,培養學生的創新能力是科學教育的核心,因此在課堂教學中,必須重視對學生創造精神和實踐能力的培養。在課堂教學中我的具體做法是:
一、激發興趣,調動學生學習積極性
興趣是最好的老師。蘇霍姆林斯基說:“如果教師不想方設法使學生產生情緒高昂和智力振奮的內心狀態,就急于傳授知識,那么,這種知識只能使人產生冷漠的態度,而不動情感的腦力勞動就會帶來疲倦。沒有歡欣鼓舞的心情,學習就會成為學生沉重的負擔”。教師的任務就是要促使學生把平常的好奇心發展成為“科學的好奇心”,擴大學生興趣的范圍,引發學生發現平時不注意的現象,從而產生探索、研究的欲望。例如:在教學《溶解現象》這一課時,學生通過實驗知道方糖和高錳酸鉀能在水中溶解后,就有學生問:是不是所有的東西都能在水中溶解?這時,我不作任何解釋,而是鼓勵學生自己去找答案,讓他們把油、鹽、面粉、粉筆末或一些自帶物品分別放入水中進行實驗。通過自己實驗找到問題的答案。學生興趣高昂,人人參與。又如:在教學《浮和沉》這一課時,我先把木塊和石頭放進水槽的底部,再請一位學生把清水倒入水槽,用手把浮起的木塊按下,再放開,又把沉下的石頭拿起再放下,讓同學們觀察沉與浮的現象。學生見后躍躍欲試,參與的意識強烈。為后面的學習實驗開了個好頭。激發學生興趣,不僅要善于集中學生的注意力,更要調動學生自主學習、親身體驗和自行探索、思考的積極性,讓學生產生一種發自內心的動力,這有利于培養學生的創新精神。
二、在科學實驗中培養學生的探究能力
隨著新課程的呼喚,課堂不再教師主宰著學生的活動,而是創設有趣的實驗活動,學生主動參與、主動思考,共同培養探究能力。平時,我設計了一系列學生動手操作的實驗活動,增強了學生濃厚的興趣,學生領悟了學習科學的樂趣,能盡情地探究,從而更好地培養了學生的創新、創造能力。要提高學生的科學素質和探求知識的能力就必須充分發揮學生的主體作用,充分激發學生學習的興趣,讓學生積極留心觀察生活,感悟生活,使學生對科學的奧妙產生強烈的求知欲和探究情緒,這樣才能使學生主動參與科學實驗觀察,積極探究和應用知識,從而培養學生的探究精神。在科學課里,很多科學現象抽象、硬化、復雜多變,學生難以想象、理解,也不懂得怎樣觀察,更別談探究了。因而讓學生在有趣的實驗觀察時,教師必須對學生進行引導點撥,使學生學會實驗觀察,讓學生在生動有趣的情景中,感受科學的奧妙,探究活動的奧妙,從而學習運用實驗的方法觀察研究物質,體會借助不可見物質對可見物質的“擾動”。例如:我在教學《空氣和我們的生活》時,一開始我讓全班同學猜個謎語“奇妙奇妙真奇妙,看不見來摸不著,無孔不入變化多,生物離它活不了。這是一種什么物質呢?”這時學生一聽是猜謎語,興趣盎然,議論紛紛。學生猜出謎語后我又引導:說到這個空氣,你們已經知道些什么?還有什么疑慮?這是學生各抒己見。我繼而引導學生“空氣和我們的生活關系到底怎樣?”這是我讓全班學生做一個在平靜時與跑步后每個人呼吸次數有什么不同的實驗,而且作好記錄,并提出不同情況下呼吸次數說明了什么?從而引出空氣對我們很重要,沒有空氣我們就不能活下去。這堂科學課使我深深感悟到讓學生在科學實驗活動的興趣中探究知識,是多么重要呀!更是培養學生科學探究精神、創造能力關鍵的一環。這堂師生融洽、師生互動的《空氣和我們的生活》的科學實驗探究活動課,學生不僅在興趣中談、想、憶、探,還充分調動了學生的積極性、主動能動性,更挖掘了學生對科學探究的潛力,同時學生的動手、動口、動腦的相結合能力得到很大發展。在科學課堂中加強對學生的興趣實驗活動,讓學生在興趣中樂于學習,樂于探求,充分激發學生心靈深處那種強烈的探究欲望,激勵他們主動參與、主動實踐、主動思考、主動創造,用“探究科學秘密”的金鑰匙去開啟科學知識的大門,這樣就能有目的、有計劃、有程序地培養學生探究科學奧妙的能力。
三、利用科學實驗,培養學生探究能力
有關于記憶的研究,常常把味覺、嗅覺和記憶相提并論。舌頭只能嘗出酸甜苦咸鮮五味,我們感受到的“味”,很大部分是嗅覺帶來的。捏著鼻子嚼那些有味道的東西,再放松鼻子體會一下,就可以發現兩者的不同。
味覺、嗅味的記憶在情感上給人的沖擊,比其內容本身要強很多。美國布朗大學的一位心理學家做過一個實驗,分別給實驗對象一部影片、一段聲音和一種氣味,然后詢問他們看、聽、聞過之后,記起來的具體內容,并用各種尺度給這些記憶打分。最后發現,嗅覺激發的記憶,更情緒化、更能喚起共鳴,而在生動性和具體情節上則稍遜。
科學實驗證實
科學實驗同樣也證實,嗅覺、味覺記憶能把我們帶回更小的時候。通過語言提示而喚起的記憶,大多是在11~25歲期間所形成,而嗅覺、味覺,則能將人們帶回到6~10歲的童年時光?!拔兜馈焙褪挛镏g建立起的第一聯系,要比任何后續聯系更為有力,也更為持久。
在所有感覺記憶中,氣味感覺最不容易忘記。視覺記憶在幾天甚至幾小時內就可能淡化,而產生嗅覺和味覺的事物卻能令人記憶長久。倫敦大學神經生物學家經過實驗發現,人對事物的記憶分散存儲于大腦的各個感覺中心,并由大腦海馬體進行回憶。如果一種感覺刺激令人產生某種回憶,那么由其他感覺器官所感知和記憶的場景也會隨之顯現。
生物學家戈特弗里德說:“這就是我們記憶系統的美妙之處。設想和朋友一起在海灘上休息,海浪和啤酒的味道都可能在日后觸發我們的回憶?!倍?,這種和氣味相關的記憶在大腦海馬體發生病變后仍能繼續保存。因此,有些健忘癥患者依然能回想起兒時聞過的氣味。嗅覺記憶與人腦形成緊密聯系的確切原因和具體過程仍在探尋之中。
味道喚醒記憶
關于食物的記憶如此強大,當我們嘗到或者聞到過去熟悉的東西,就會重新拾起相伴隨的各種記憶。這種感覺,這種體驗,無法被時光完全抹去。味覺、嗅覺能夠如此鮮活地再現丟失已久的記憶,說明這種記憶很強大,同時也是因為嗅覺、味覺記憶在平日里并不能重塑,所以再現之后,才會給人帶來如此強的沖擊。
記憶篡改
【關鍵詞】小學科學物質領域 結構性材料 教學有效性
物質是指不依賴于人的主觀意識而又能為人的意識所反映的客觀實在。小學科學物質領域研究的內容包括這樣幾個方面:力和運動;熱和物質狀態;聲音;光;電和磁;物質變化和化學。小學科學物質領域的教學目的是通過學生的科學探究活動,將他們原有的關于物質的和能量的生活概念或“前概念”上升為科學概念。那么,如何提高小學科學“物質領域”課堂教學的有效性呢?通過實踐,我認為:
一、教師課前應深入的認識物質,這是物質領域教學的有效性的前提
小學科學教師在上課之前,除了認真備教材,備學生外,還要認真備實驗,教師在上課之前,一定要親自對驗證物質特征的實驗做一遍,對實驗的各個環節、變量控制、實驗出現的情況等都有一個了解,以確保在課堂教學中無論是實驗演示還是分組實驗指導都能夠取得成功,達到教學的最佳效果。在三年級《小蘇打和醋的混合》一課中,一位教師做演示實驗,老師先往空杯子加入醋,然后加入一湯匙小蘇打,接著把點燃的火柴伸進這只玻璃杯中。按照正常情況,小蘇打和醋混合會產生二氧化碳把點燃的火柴熄滅。但是出現的結果是火柴怎么也滅不掉。結果這節課就讓學生帶著錯誤的認識結束了。后來,這位老師換了另一種醋實驗卻成功了,原來教材要求用的是白醋,這個老師卻用了陳醋。同樣是醋,結果完全不同。科學實驗是嚴密的,科學教師在課前進行實驗是必要的。做好備實驗這一環節,才能使教學活動更科學,更規范,更有效。
二、創設有效的情境,激發學生學習的積極性
興趣是一切學習的開始。教師在物質教學課開始環節設計有效情景,會激發學生對物質深入認識的欲望和興趣,學生就會與老師一起進行探究。科學常用的情景包括生活情境、游戲活動情境、實踐情境、問題情境等。如有位老師在《淀粉的足跡》中引用一個小小的魔術:在一張白紙上用淀粉糊畫畫,噴上碘酒就顯出一幅畫來。這馬上就激起學生的探究興趣:這是怎么了?白紙上的畫是不是先前就有的?畫是用什么畫的?畫畫的“顏料”是什么?這種“顏料”為什么遇到淀粉會顯出來?會變成藍色?這一切的猜測,激起學生探究欲望。有探究的動機,整堂課就能“滿堂生輝”。有效的情景不僅能起到組織教學的作用,而且能使學生明確學習目標,激發學生學習物質的興趣,達到事半功倍的效果。
三、在猜想中引起探究的愿望
偉大的科學家愛因斯坦曾說過“沒有大膽的猜想,就沒有偉大的發現?!庇纱丝梢姴孪肟梢院芎玫貛椭鷮W生進行探索活動。一方面,正確的猜想會對學生是一種激勵,學生會有一種成就感,會激勵他在以后的活動中更加大膽地去猜想,去實踐;另一方面,即使是學生猜想不夠正確或不夠全面時,在老師的正確引導下,學生也會從中有所感悟,去不斷地實踐和探究,同時也讓學生明白光靠猜想還不行,要勇于去實踐,實踐是檢驗一切的真理。例如,在四年級《導體和絕緣體》一課中,教師在導入后,出示鐵線、銅線、塑料、陶瓷、木棒讓學生進行猜想是否能導電,在猜想中學生興致很高,互相爭辯。此時,老師提出實驗探究任務:各小組選擇鐵線、銅線、塑料、陶瓷、木棒進行分組探究實驗驗證。學生都很認真動手做實驗,都竭力證明自己的猜想。這樣學生帶著猜想去實踐,學生的探究活動更豐富、更充實、更有意義。
四、用實驗驗證,加深對物質的認識
實驗是人類認識自然的重要方法。小學科學實驗的目的是用科學實驗的方法,去探索、認識自然界的物質的性質和規律,從而培養他們的科學探究能力和動手實踐能力,直接獲取知識。小學科學物質領域的教學大部分可以開展實驗來進行探究的。只有通過實驗探究,學生才能對物質得到深刻的認識,才能培養學生的探究能力和實踐能力。下面就是一個失敗例子。在《物體在水中是沉還是浮》中,有位教師提供了小石塊、泡沫、塑料塊、回形針、蠟燭、蘿卜、帶蓋的空瓶、橡皮等材料,用排列法研究大小和輕重對沉浮的影響,但看不出大小、輕重與物體的沉浮的關系。老師提問:物體的沉浮跟大小、輕重沒有關系嗎?問題出在哪里?我們接下來該怎樣做?課堂出奇的安靜,學生回答不出來。這位老師應該先出示四個輕重相同、大小不同的正方體演示實驗,問:大小與沉浮有關系嗎?再出示四個大小相同,但輕重不同的球,演示后問:現在輕重與沉浮有關系嗎?在物質教學中更加需要實驗的驗證。只有用實驗,學生才能得出有力的結論,才能培養學生的探究能力,我們的教學目的才能達到。
五、應用結構性材料突出物質的特征
在物質領域教學中,教師如果能在課堂生應用結構性材料必將使科學探究事半功倍。所謂有結構的材料就是經過預先設計,有著蘊含著某些關系和規律的材料。通過結構性材料,可以為創設問題的情景,激發學生的探究欲望,揭示實驗結論,突破教學難點,從而提高教學效率。例如在六年級講授《材料的導熱性能》時,大部分學生通過實驗都知道金屬是熱的良導體,但是金屬中的鐵、銅、鉛哪種物質導熱性能較好呢?一位老師設計了一個實驗裝置,在鐵架臺上架一條鐵條,在鐵條的末端分別延伸出三根金屬絲,分別是:銅線、鐵線、鉛線,同時在這些線上分別粘上一個蠟燭球。在鐵條下面加熱,看那根金屬上的蠟燭球先融化,就可以知道哪種金屬導熱性能最好。這個結構性材料能很好地揭示了銅線、鐵線、鉛線的導熱性能的差別性。通過這個實驗使學生更好地理解了金屬導熱性能的差別。
六、在對比中明確物質的特征
對比實驗是物質教學中應用最多的方法之一。通過對比能將物質的特征鮮明地顯示出來。如研究聲音是怎樣產生的。有位教師先讓學生分別拉伸皮筋和彎曲鋼尺、撥動皮筋和鋼尺并填寫實驗表格,通過對比研究,從而讓學生得出結論:物體振動才發出聲音。接著老師又用鼓打和捂住的兩種狀態的對比進一步說明聲音是由振動產生的。通過兩個對比實驗使學生很好地建立了聲音是由于振動產生的,教學效果非常好。
七、運用多種方法認識物質的特征
我們除了用實驗來證明物質的特征外,我們還要用多種方法去認識物質特征,這樣我們對物質的認識會更深入,更為豐富。例如淀粉到底是什么樣子的呢?我們可以用感官觀察,從菜市場買來的散裝的淀粉是白色粉末。我們可以把淀粉放進冷水中觀察淀粉會怎樣?淀粉不見了,清水變得像牛奶一樣,過一會兒,淀粉慢慢沉下去,上面都是清水,說明淀粉不溶解于水。我們還可以加入熱水,觀察淀粉怎樣?慢慢開始變得粘,變成糨糊了,最后變成半透明的膠體。最后我們加入碘酒會怎樣?會變藍。最后總結出淀粉的特征是:加入碘酒會變藍,不溶于水,加水加熱會變成膠體。只有經過多種方法對物質進行認識,學生頭腦中建立起的物質的概念更為豐富和具體。
八、引導學生進行課外探究,加深學生對物質的外延的認識
科學的課外活動是課堂教學的延續和補充,它彌補了課堂教學在知識面、時間、空間和活動場地等方面的不足,幫助學生拓寬和延伸書本知識,達到事半功倍的效果。如在《磁鐵的性質》一課中,老師提問:在日常生活中,磁鐵可以吸哪些物體?學生舉例說黑板、冰箱門、鐵飯盒等。其中有一個學生提出磁鐵可以吸硬幣,另外一個學生反駁說有些硬幣不能吸,于是學生之間就開始爭論起來了。老師順勢引導:科學講究證據,同學們回去自己先試一下,感興趣的同學明天早上來一起研究這個問題,從而引導學生進行課外探究,加深學生對物質的外延的認識。
【參考文獻】
[1]徐敬標. 小學科學教學技能. 華東師范大學出版社,2010.
(江蘇省連云港市墟溝中心小學,222042)
小學科學是以實驗為基礎的學科,精心設計實驗,讓學生通過親身參與實驗獲得知識,是開展小學科學實驗教學的關鍵。筆者結合實踐,談談自己的教學策略。
一、規范行為,培養習慣:改變學生的“認知缺失”
科學實驗課上,總有因科任教師是小學科教師而引起的學生自律性下降、對實驗重要性認知度不足的現象,也常有因課堂鼓勵自主探究而帶來的學生個性過度張揚、缺乏理性對待實驗的認知態度的現象。學生對科學實驗的認知缺失,不僅會造成科學實驗課的無序和低效,更會導致學生因缺乏規范而自由散漫,終無所獲。
新課改理念指引下的教法和學法變革,勢必要求教師構建新的課堂教學常規,并逐步引導學生養成科學的學習習慣。每接觸一批新的學生,我都會將科學課堂的教學常規,如實驗操作規范、器材取用要領等告知學生,并課課強調。同時,我還要求學生在課堂上尊重他人的實驗思路,且敢于質疑、分析其實驗思路是否科學、嚴謹;樂于與同伴合作,共同為完成實驗而努力,并在合作過程中善于創新,等等。學生對科學實驗的認知完善了,其學習行為自然會發生改變。
當然,無論是實驗常規的確立還是科學實驗習慣的養成,都是一個長期的過程,需要教師不斷指導、引領。
二、悉心編排,合理分組:避免學生的“合作缺失”
(一)合理編排實驗設計,為學生創設合作條件
科學實驗的參與性、科學性、嚴謹性,決定了其對學生合作的要求。實驗進行過程中,教師應針對具體內容,有效為學生創設合作條件?!读x務教育小學科學課程標準(2011年版)》(以下簡稱“科學課程標準”)中指出:“活動建議’僅僅作為理解具體內容標準,設計教材和教案時的參考,并不是硬性規定。教材編寫者和教師可以根據實際情況進行取舍,或重新設計?!睋耍覍⒔滩牡膶嶒炘O計進行了有效編排,對特定實驗環節進行合理分解、組合、變通,為學生的實驗合作創設了較好的條件。
如《擺》一課教學,由于學生認知有限,我在對教材內容進行分析后,認為適宜用合作演示的方式開展實驗。實驗過程中,我讓學生小組合作,根據各自的喜好和特長分配計時員、計數員,有意設置“擺線長短在實驗中隨意地變動”或創設“擺角和擺錘重量同時變化”這樣的對比條件,讓學生來糾錯。在這種教學設計中,親自參與合作實踐的學生,最后將測試結果與自己事先預測的“擺角越大擺動就越強,擺錘越重擺動就越緩”的認知進行對比,得出“只有擺線長短會影響擺動”的結果。通過對比思考,學生對擺的規律、特性也有了更為明確、深刻的認識??梢?,合理編排實驗設計,讓學生合作參與,能有預見性地掌握課堂變化,能有方向性地引導學生,從而避免學生對變量控制認識的不到位。
又如《我們來養蠶》一課教學,由于本地氣候環境難以滿足蠶的飼養條件,于是,我在讓學生了解教材中要求掌握的內容后,建議他們以方便交流為前提,自主分配小組,將課堂觀察變通為家庭長期飼養,將蠶變通為蝸牛、螞蟻等便于獲取的生物,較好地彌補了教材編排的缺失,收效甚好。
針對實驗的具體內容,有時將室內實驗拓展至戶外、社會,將演示實驗轉化為分組實驗,將零散實驗整合為系列實驗,往往能更好地改變因教學進度、地理環境等客觀因素導致的課堂合作缺失。
(二)建立互惠式的立體分組
關于如何分組,美國心理學家科爾伯格認為:“組員之間只能差一個等級,如果差異在兩個等級以上,就會導致‘雞同鴨講,?!贝死碚摰恼_性也在現實中得以驗證,組員間的差異梯度如果達到兩個等級以上,其本質就不再是合作學習,而轉變為好帶差的學習狀態,無法實現“互惠”。分組前針對課堂內容,悉心考慮組員間的差異,在此基礎上合理分組,是成功展開小組合作學習,讓每位小組成員都能從不同方面得到提升的前提。
教學《我在成長》時,我將男女同學分成兩組,讓他們對同學入學以來的身高體重進行分析并繪制出統計圖。小組成員在實踐過程中分工明確,統計認真,計算精確,并分別從男女生各自的角度為實驗提供盡可能多的材料,最終用小組的數據比較證實:進入青春期的女孩比男孩發育稍早。這樣的分組,男生、女生都盡量發揮了自己的優勢,互幫互學,并通過實驗合作提升了認知,開拓了眼界,提高了動手能力,收到了較好的教學效果。
《滑輪》一課的實驗內容活動操作性較強,課上,我根據組員的不同性格特點及愛好進行分組,安排他們分別負責組裝滑輪、拉動重物、讀數據、記錄數據等不同的任務。教學《消失了的恐龍》《生物的遺傳現象》等課,需要學生事先搜集資料,課上,我根據學生學習特點進行分組,讓各小組分別承擔不同方面的搜集任務,再在課內加以匯總,都取得了良好的教學效果。組員們能充分發揮各自的優勢,不但提高了實驗效率,也使學生的認知得到了不同層次的深化。
(三)拓展合作探究的時間和空間
科學探究需要時間、空間,課堂中的不合作現象往往由于學生急于在短暫、有限的探究時間、空間內力求更多“玩”的機會。我們??吹?,小組學生在實驗探究過程中往往沒有足夠的時間去思考,沒有足夠的空間驗證新想法,沒有理想的空間拓展個人實驗新思路,甚至沒有足夠的時間去“犯錯”……有些合作在“走過場”,學生并沒有從中發現樂趣,獲得成效。有時即使合作了,也因為時間和空間的有限而導致合作的低效或無效。
科學課程標準指出:“教師不應把上下課鈴聲當作教學的起點和終點。”學生合作學習的途徑不再局限于課堂。堅持課內外教學相結合,將大自然變為學生合作學習的廣闊空間,讓小組在實踐中學習,在學習中實踐,才能讓實驗教學的有效性得到進一步提高。
《把固體放入水中》一課,旨在引導學生研究固體的沉與浮。此類實驗在課堂上做,時間、空間都很有限,但教會了方法后,我先讓學生在家中用魚缸、水池等容器來檢驗身邊常見固體材料的沉浮,然后再分小組進行多固體物品的測試,并將小組實驗探究過程中的照片和視頻上傳至公共郵箱,在課堂上用多媒體分享各小組預測實踐的探究過程,認識到物體沉浮的特性,并分享其他同學豐富的材料延伸。這樣的合作,突破了課堂探究時間、空間的局限,還激發了學生對老師在課堂上提出的“半邊蘋果和半根蠟燭”的問題進行探究的興趣。
三、遵循規律,扶放結合:彌補學生的“思維缺失”
實驗探究對培養學生的思維能力有著其他教學手段所無法替代的作用。進行科學實驗教學時,教師須著重為學生搭好實驗活動的“腳手架”,選擇合適的方式方法,有效開發學生思維。
(一)根據學生認知規律設計實驗
朱智賢先生說過:“小學生思維發展的基本特點是以具體形象思維為主要形式逐步過渡到以抽象邏輯思維為主要形式。但是這種抽象邏輯思維在很大程度上仍然是直接與感性經驗相聯系的,仍然具有很大成分的具體形象性?!眲偨佑|科學課的學生往往會憑一時的興趣學習,容易注意力不集中。這會導致學生觀察實驗現象時抓不住事物的主要特征,無法進行思維拓展。因此,教師設計實驗時應盡可能調動他們的多種感官,使其有意識地觀察事物。高年級學生在能自己動手做一些實驗的基礎上已初步具備了觀察事物的能力。教師設計實驗時應主要借助他們對神秘自然界的好奇心和對探索自然奧秘的自信心,讓學生多動手、多動腦,鼓勵他們從實驗中獲得結論,并通過實驗驗證結論,從而培養其思維能力。
《神奇的水》一課面向的是剛進入科學課堂的三年級學生,這個階段學生的認知特點是:有意注意的時間短。于是,我設計了這樣一些“神奇”的案例去吸引學生的眼球:用紙巾展示“會爬的水”;用一元錢的水容量來驗證“會團結的水”;將雪碧瓶戳幾個洞讓他們觀察“會噴射的水”;將紙船放進燒杯,讓他們感知“會托舉的水”。如此,讓學生的有意注意充分地發揮到最佳狀態。在此過程中,學生通過觀察前的現象預測與觀察后的結論描述,更好地鍛煉了思維。
(二)遵循學科特點設計實驗
科學實驗課“符合邏輯思考的邏輯性”“講求證據、尊重實事的實證性”“鼓勵學生提出獨特觀點的質疑性”,都顯示出其與人思維的密切聯系。教師引導學生時須注重從以上特點的相互聯系、相互影響人手來培養學生的理性思維。
在實驗教學中,教師只有遵循“發現問題一提出假設一制訂計劃一實驗驗證一交流總結”的科學探究過程,有效實施實驗教學,才能更好地訓練學生的邏輯思維,培養學生的實證意識和質疑精神。在此過程中,教師無需為學生制訂詳細的實驗分工,而應讓他們在實驗過程中自主思考怎樣才能更好地操作,幫助其樹立獨立思維的意識。
《果實和種子》一課的實驗教學,是三年級學生進行對比實驗的開始。我用四個同型號的礦泉水瓶營造出了四種不同的種子萌發環境,旨在讓學生對比種子的萌發條件。課堂上,教師在引導學生認真推敲了四個瓶子中分別有哪些條件的基礎上,讓他們針對每個瓶子中的種子有沒有可能萌發自由質疑。這種在尊重水分、溫度、空氣等客觀因素存在事實的前提下進行質疑的過程即是很好的邏輯思維過程。
(三)引導學生進行實驗思考
科學課程標準在科學探究的具體內容標準中指出:能提出進行探究活動的大致思路,能對自己或小組提出的探究內容作出書面計劃。制訂計劃,就是“動手前的先動腦”。有了問題才便于思考下一步的具體工作,如進一步明確問題、準備材料、明確方法步驟等。為使探究活動更具目的性、計劃性,我要求學生把“先動腦”的內容記錄下來,想好了再做。當他們提出要研究的問題后,我又鼓勵學生猜想和假設,并力圖讓他們感受并經歷像科學家發現真理時那樣的思維過程。
如教學《不同的聲音》一課,學生領取實驗材料后,我讓他們先思考對于自己經常聽到的聲音一般會通過哪些方式來記錄測試,是通過不斷的撥動來獲取無律的音響,還是通過撥動不同長度與粗細的皮筋來比較漸進的過程以此記錄有規律的聲音等。學生根據實驗前的思維交流與碰撞進行過比較后,選擇了有序探究,從而形成了對影響音調高低因素的認知。
實驗過程中,教師的作用其實是引導學生將思維從零亂轉為有序的過程,指向性很明確,促使學生更加關注實驗過程。每次實驗都讓學生經歷“動手前先動腦”的步驟,實驗的開展才有章可循,效率才會提高,學生的思維也才會向著有效的目標邁進。
(四)注重現象和數據分析
教師往往注重實驗后學生交流匯報的實驗結果,卻忽視了培養學生對實驗現象和數據的分析和解釋。“匆匆走過場”,便失去了實驗教學的本真,失去了培養學生科學、縝密思維的好機會。
教學《降落傘》一課,學生用自制的降落傘,就傘面大小、材質、繩長等因素進行了對比驗證,他們都從這三個層面去闡述實驗的結論和誰有關、和誰無關。學生分組將各自的降落傘進行實驗后,一起交流、分析數據,得出了多種可能,卻無法說明三個層面究竟誰的因素大:有的傘面大,但是材質重;有的傘繩長,卻在下落的過程中擰到了一起。這些現象無法得出相對科學的論斷,當然不應該草草收場。其實,實驗中上拋力度與秒表記錄等的誤差因素也很重要。于是,我讓學生將各自的作品帶至五樓同一高度,用四塊秒表同時計時。對比了多組作品后,我們又通過數據分析,得出了傘面面積影響降落傘下降速度的論斷。在此過程中,學生充分認識到,科學現象不是偶然的,必須經得起反復驗證。類似的嘗試不但能端正學生從事科學探究的正確態度,還能培養學生縝密的思維。
教師應當注重引導學生關注實驗現象,透過現象看本質;引導學生整理數據和分析數據,培養其數據意識;提煉討論和交流的內涵,讓學生的思維在碰撞中建構出科學概念,獲得科學知識,提升科學素養。
參考文獻: