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逐一击破

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  摘要:小学科学教师应让小学生运用已有知识作出自己对问题的假想答案;把猜想与假设作为科学探究过程与方法中的一项重要内容。预测是学生在小学科学学习过程中所必须掌握的一项技能。预测环节也是实验教学过程中至关重要的一部分。在教学过程中,教师应引导学生学会正确预测的方法,然后让其构建完善的研究方案来验证自己的预测。
  关键词:预测环节;探究;实践;科学实验课
  恩格斯说过:“只要自然科学在思维着,它的发展形式就是假说。”可见,预测是科学思维的重要要素,也是进行科学探究的必要前提,更是学好科学必须掌握的一项技能。上科学课时,首先,学生将被告知,“预测是根据教师的提示,有目的、有科学根据地对之后的现象或动态进行推测”。紧接着,科学实验中会出现较多预测的环节,而且是不同层次的预测。但预测技能不是先天的本能,需要教师在平时的引导过程中不断地渗入,让学生在自主探究过程中不断锤炼,在讨论与结论中反复考证。最终,这项技能将在学生四年的“科学探究”中不断提升,为今后更多更深入的研究服务。
  一、启蒙阶段,关注数据现象,让预测在认知中得到修正
  (一)收集可靠的数据,让预测在已有数据上生成
  在“磁力的大小会变化吗?”一课中,教师问:“两个磁铁吸在一起,磁力大小会变化吗?如果我们把多个环形磁铁相互吸引重叠在一起,它们的磁力又会怎样呢?”几乎所有的学生都会说:随着相互吸引的磁铁个数的增加,它们的磁力会逐渐变大。
  教师在利用电子白板呈现实验全程的同时,还可以出示“同步探究”表格,辅助学生做猜测和记录数据。
  磁铁数量(个) 1 2 3 4 ……
  预测能吸引的回形针数(个)
  实际吸引的回形针(个)
  在教师终端检查,笔者发现大多数学生一次性把1至5块磁铁的预测都做完了。由于没有相关经验作为依据,虽然他们得出的预测数据的趋势是逐渐变大的,但是与实测值却相差甚远。当出现这种现象时,笔者亲自下讲台巡视,试图寻找一名先预测一个磁铁磁力大小,再用实验进行验证,然后继续预测2个、3个、4个磁铁磁力大小的学生。若能找到,可鼓励该生说说为什么这样预测,让其余学生从中得到启发。若不能找到,可在最后的数据汇报时,请学生说说为什么预测出的数据与实验所得数据相差甚远,分析其中的原因,从而引导学生在今后的预测环节中要依靠已有的经验做基础,使预测结果更精确。
  (二)发现更多的现象,让预测在更多现象上验证
  根据已有的生活经验,预测在观察中可能观察到的现象——这种观察前的预测,是科学研究的重要环节。
  以“光是怎样传播的”这节课的教学为例。学生预测展示的是他们对光线传播的初始概念,为此,笔者便鼓励学生寻找预测的依据,不要受教科书上插图的局限。为了加深印象,我利用投影仪引导学生从“舞台上的灯光”“从云层中透过的太阳光”等光和影的种种现象中寻找更多的证据,这样更容易引起他们的思考。寻找更多的预测依据也有益于培养学生发现问题和思考问题的能力。
  又如在上五年级的“用水测量时间”一课时,笔者先在电子白板上模拟设计了实验,让学生测量出10毫升的水需要多少时间流完,再让学生预测流30毫升的水又需要多少时间。学生自然而然会根据流完10毫升水的时间推测出流完30毫升水的时间,基本上各组都是用流完10毫升的时间乘三来进行预测。接下来,我让各组实测流完30毫升的水的时间;结果,学生都惊讶地发现其与预测相差较大。这就会引起学生的思维冲突,促使他们寻找原因。我们就应引导学生更仔细地观察,在流动的过程中寻找原因(同一个杯中水越少,流得越慢),在此基础上再让学生进行预测:如果同一杯中水量再增多,流90毫升的水又需要多少时间呢?学生就会在思维变化过程中做出自己的预测,最后再让他们进行实验。
  这些通过对现象的分析和收集过程,使学生始终在推测与实测的矛盾冲突中进行探究,这样的预测能大大开拓学生的思路。所以,启发学生进行有科学根据的推测,对其科学思维能力的发展起着至关重要的作用。
  二、巩固阶段,关注方案构建,让预测在探究中得到考证
  要实施真正的探究式學习,就不能省掉“假说”这一环节及催生假说而精心设计的活动。我们教师应在实际的操作实践中,明确“假说”的重要性,并且精心打造这个环节,提升学生的科学素养。
  以“我们的小缆车”的教学为例。对于五年级的学生来说,可能都知道拉力小,小车运动得慢,拉力大,小车运动得快。我们是在学生预测趋势正确但需要学得更深入细化的情况下进行教学的。是不是任何大小的力都能拉动小车呢?要多大的力才能使小车开始运动呢?这些问题是大多数学生之前没有想过的。为了指导学生制定出较好的研究计划,我让学生根据自己的预测,调动已有的知识和经验,设计出具体的研究方案(首先,有了共同的起点和终点,才可以用计时的方法比较小车运动的快慢;其次,从挂一个垫圈开始,一个一个地增加,才能比较精确地找到使小车运动起来的最小的力;最后,多个多个地增加垫圈,才能更容易用秒表看出小车运动的快慢)。我给予学生必要的指导,以保证方案的合理性和可操作性,让学生的预测能力在研究方案设计的过程中得到完善。
  有计划的科学探究与平时的一些偶然发现是不一样的,它是一种有目的、有计划、有意识的科学性活动,也就是让学生“事先想,想好了做”。以上案例中,笔者让学生分组讨论交流,调动已有的知识与经验,然后把事先想的内容记录下来作为后续研究的计划,这也是“科学性教学”的重要体验。虽然这个过程耗时较多,但却是制定科学性较强的研究计划的必备模式,学生的正确预测将在实验数据中一一呈现,学生的实验技能也将逐步提升。这对学生今后的研究活动意义重大。
  三、成熟阶段,关注能力拓展,让预测在实践中得到升华
  科学学习是一个积极主动的过程。动手固然必不可少,但是这还不够,学生必须先有动脑的理性体验。
  以“做个太阳能热水器”一课的教学为例。笔者首先组织学生交流课前收集到的资料,之后在课堂上用PPT播放在投影仪上。“有吸热板,有水箱”“黑色的玻璃管子,总是斜着放置”“斜面正对着太阳”……学生会说出许多太阳能热水器的特点。此时我顺势提出要求:每一位学生都来担任小设计师,自己动手制作一个简易太阳能热水器。“怎么使太阳能热水器的水不仅热得快而且温度高呢?”构建有机的联系,为学生的猜测、假设提供思维的依据。这时,学生会给出很多预测,教师要及时地引导他们对以上预测进行分类比较,使其经历对问题进行假设、猜想、领悟、梳理的探究之路,从而促进方案的完善。
  在实际的教学过程中,教师应先关注学生的预测,充分调动学生对生活经验的回忆,指导其用基本的科学逻辑对预测进行修正,收集更多的现象、数据对预测进行验证,设计出有利于后续研究的方案,最后形成较成熟的主题研究方案。教师可根据学生的预测情况来适度调整教学重点,拓展教学难点。当学生能做出正确预测时,我们可以依靠这个正确的预测把教学进一步细化,深化。
  (责任编辑:李晓杰)
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