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也谈结论的五花八门

2012-08-31 |浏览:6169次 | 编辑: 加载失败
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原载:《科学课(3-6年级)》,20037月上半月

喜读《科学课》中来自教学第一线教师们的文章,深感我们的教师对科学教育有着巨大的热情和研究能力。其中今年3月期华伟老师的《结论为什么五花八门》一文,更引起了我们的共鸣。本文想在该文的基础上对科学探究活动结果的五花八门现象作进一步的分析,欢迎批评和讨论。该文涉及的教学内容是物体的吸热和散热性质;教师提出的科学问题是如何比较沙和水这两种物质哪个吸热快?哪个散热慢?探究活动设计是在装有沙和水的烧杯里分别放一个温度计,在阳光下放10分钟,在阴凉下放10分钟,每隔两分钟测一次温度。但分组实验的结果是五花八门:有沙吸热快的,也有沙吸热慢的;有水吸热快的,也有水吸热慢的;有沙散热快的,也有沙散热慢的;有水散热快的,也有水散热慢的。几个小组共八种互不相同的结果。

这种不同小组得出互不相同的结果的现象,实际上是在孩子们自主探究中经常会出现的情况。但是其产生原因可以有不同。华伟老师在活动后与学生们一道作了很好的反思,认为主要原因是孩子们没有学会基本的实验技能,如将温度计拿出水面再读、两次测量之间的时间间隔没有严格按照2分钟的规定。

有一节课的主要教学目标是让三年级的孩子认识四种常见的纺织品材料:棉、丝、毛和人造纤维的柔软性、牢固性、透气性和吸水性等。探究活动设计是分组用放大镜、镊子、打火机、搪瓷盘、一小盆水等工具对这四种材料的样品进行观察和实验。实验方法是:用水滴在布料上——研究吸水性;用手摸布料——研究柔软性;用放大镜观察布料纤维和用手扯布料纤维——研究牢固性;用显微镜观察布料——研究透气性;用镊子夹住布条的一端,再用打火机燃烧布条观察燃烧时的火焰、烟、气味、灰等。

这个活动的结果也是五花八门,但原因并不能完全归结为孩子们的操作不规范,换句话说,即使规范了,仍然容易出现不同的结果。我们认为主要原因有:

 

 
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(1) 对四种概念:柔软性、牢固性、透气性和吸水性,难以给出适合于小学教育层次的可操作性的定义。如怎样定义什么叫柔软,用手摸只能得出相对性的结果,但不同人之间的触觉不同,不可比较。再看牢固性,按照材料力学的定义,意指单位宽度/厚度的材料被刚刚拉断时的拉力的大小。这里既不具备材料力学实验的设备,又没有符合孩子们操作能力的定义,是难以进行有效的实验的。

(2) 涉及的实验变量和控制变量过多。这里的实验变量有四种材料、四个特性:柔软性、牢固性、透气性和吸水性;需要控制的变量很多,以吸水性为例,如果要比较两种材料的吸水性,先要使各组的材料的重量相同(称重),因为如果重量不同,吸水量必然不同,而且可以大不相同;吸水后的材料的重量减去吸水前的材料的重量就是吸水量,那么怎样控制称重量时的水量不被流失或流失量相同,都是教师在实验准备时应该提前做好的工作。这样看来,这个活动设计对于仅仅一节课的时间而言,过于不切合实际。

我们认为对于小学科学而言,往往适合进行有限个变量的研究,如华伟老师的实验只有两种材料(水和沙)、两个特性(吸热和散热——而且它们是相关的),否则会使学生陷人困难之中。再举一例,如果做一个温度对豆芽生长影响的实验,用两个花盆进行比较,其中一个叫控制组(控制温度一定),另一个叫实验组(让温度变高或变低)。这时要注意两个花盆里的种子只能有一颗,而且种子的质量要尽量相同。否则会得出互相矛盾的结果,如同一个盆里在相同的条件下长出的豆芽往往不一样高,导致温度与高度的关系不清楚,使得实验结果很难向小学生解释清楚,因为又引进了遗传因素等变量。

这里还有另外一个更加重要的问题,就是怎样对待五花八门的结果。我国的科学教育刚刚起步,难免会出现由于活动设计不周而出现意料不到的五花八门的情况。但重要的是要像华伟老师所建议的那样,重过程更要重反思。教师绝不能不加分析地直接把标准答案写在黑板上,因为那样孩子们不仅没有学会探究的方法,还产生挫折感,甚至不求甚解的态度。对于上例,应该让不同组间进行操作过程上的交流和对比,看看问题出在哪儿,直到获得一致的答案。这样可能完不成教学计划,但实际上孩子们学到了更多。当然,教学计划的制订也应作相应的改革,应该符合孩子们的认知能力。

即便是很有经验的教师,也会面临意想不到的矛盾的结果,而矛盾的结果正是进行集体讨论,增进理解的极好机会。美国《国家科学教育标准》中也提出,今天的科学教育目标比从前更重视对数据的解释和结果的修正,而不仅仅是数据的获得过程。矛盾的结果反映出孩子们的问题,正是有的放矢地进行教学的良好契机。

附:《结论为什么五花八门

 

 
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华伟

原载:《科学课(3-6年级)》,20033月上半月

科学教育的最终目的是促使学生形成良好的科学素养,在科学教学的过程中,一般以探究性学习为主要方法。在具体教学时,则通常创设问题情境,让学生根据自己的生活经验提出问题并作出假设,然后利用小组合作学习方式进行研究并收集数据,再分析数据最终得出结论。教学《吸热和散热》时,我创设了这样的问题情境如何比较沙和水这两个物体哪个吸热快?哪个散热慢?学生进行了充分的讨论后,设计了一个实验方案:在装有沙和水的烧杯里分别放一个温度计,在阳光下放10分钟,在阴凉处放10分钟,每隔2分钟测一次温度,在实验开始前要测出沙和水的原始温度。方案初步形成后,学生便开始兴致勃勃地探究,教师则在旁边指导并具体参与了一组的探究活动。

令人惊奇地是实验后交流得出的结论竟然五花八门:有沙吸热快,散热快;水吸热快,散热快;沙吸热慢,散热慢;水吸热慢,散热慢等共八个结论。为什么同一个实验,用同样的方法,同样的工具会有如此之大的差异,这不由得引起了我的思考,问题到底出在哪儿呢?

细细回顾上课的过程,学生在探究时很投人,兴趣也浓,但也出现了不少问题。如读温度计时,有的学生把温度计拿出水面来读数;有的学生随便看了一下就说出温度让同学记录。有的负责计时的学生过了两分钟也不提醒测量温度的同学,更有的组把烧杯打碎了,温度计也摔坏了。这些现象从表面来看,似乎是因为学生做实验时不用心造成的,教师如果适时提醒一下,或许就能很好完成实验。仔细分析,其实不然,学生不能很好地完成实验的原因一是没有能养成良好的实验规范,第二是没有学会基本的实验技能。因此,我认为教师在指导学生开展探究活动时应该:

 

探究活动总是有赖于各种技能,学生进行科学探究,从观察到实验,从查阅资料到进行各种调查,往往会用到放大镜、温度计、秒表、酒精灯、烧杯、剪刀、天平等各种实验工具。进行数据分析时,也有可能用到电脑等,各种工具和仪器在科学上都有一定的使用规范和技巧。因此,进行探究活动时,应该有意识进行相关的指导,以便学生在各类探究活动中运用工具时得心应手。如果在探究活动开始之前,能用一些时间让学生说说温度计的正确使用方法(因为以前已学过使用方法)并进行练习,那么随后的活动中学生读温度计的差错有可能减到最少。

 

探究活动不应止于数据分析得出结论,一个完整的探究活动应该包括对活动的反思,反思可以帮助学生认清自己在此次探究活动中的成功与不足之处,反思可以是操作上的反思,也可以是对态度的反思、对方法的反思。反思可以帮助学生养成思考的习惯,有助于学生探究能力的提高,实验结束后,不妨让学生回顾一下,检视整个过程,说说操作中的得失。学生们说出了各种问题,如小组成员间的合作不好,读秒的同学不专心,贪玩,同学间的相互干扰等等。教师适时进行提醒,引导学生解决这些不利于探究活动的因素,这样探究活动才会走上更高的层次。

 

 

 

 

(责任编辑:王翔)


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(原文章信息:标题:,作者:张红霞 郁波 ,来源:科学课(3-6年级)  &,来源地址:)

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