搭建從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象到科學(xué)結(jié)論的“橋梁”

李菲

科學(xué)課程中的許多知識(shí)對(duì)學(xué)生的終身可持續(xù)發(fā)展具有重要的基礎(chǔ)性作用，如力的知識(shí)、電的知識(shí)、光的知識(shí)等。在幫助學(xué)生建構(gòu)這些科學(xué)知識(shí)的過(guò)程中，我們往往是從實(shí)驗(yàn)出發(fā)的。實(shí)驗(yàn)就是讓學(xué)生先對(duì)科學(xué)現(xiàn)象獲得清晰的印象，然后通過(guò)分析、歸納等科學(xué)的思維方式，抓住現(xiàn)象的本質(zhì)，使學(xué)生從具體的感性認(rèn)識(shí)上升到抽象的理性認(rèn)識(shí)，最終形成科學(xué)概念。

一、親歷科學(xué)活動(dòng)，激發(fā)觀察的興趣

觀察是得到科學(xué)結(jié)論的前提。如何最大程度地激發(fā)學(xué)生觀察的興趣，是得到科學(xué)結(jié)論的保證。可是，有時(shí)學(xué)生卻缺乏觀察的耐心。比如《鐵釘生銹了》這一課，在學(xué)生設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)步驟之后，我給班級(jí)準(zhǔn)備了三根試管，找了三個(gè)同學(xué)演示。操做好之后，將試管放在班級(jí)后面給學(xué)生課后觀察。幾天過(guò)后，通過(guò)學(xué)生的匯報(bào)，我發(fā)現(xiàn)很多學(xué)生并沒(méi)有認(rèn)真地觀察。

以培養(yǎng)小學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)為宗旨的科學(xué)教育強(qiáng)調(diào)以學(xué)生參與的豐富多彩的活動(dòng)為主要教學(xué)形式，這些活動(dòng)應(yīng)當(dāng)是學(xué)生熟悉的、能直接引起他們學(xué)習(xí)興趣的、精心設(shè)計(jì)的、具有科學(xué)教育意義的。通過(guò)這些活動(dòng)的教學(xué)，可以讓學(xué)生親身體驗(yàn)一次科學(xué)發(fā)現(xiàn)、科學(xué)探究、科學(xué)創(chuàng)造的過(guò)程。在實(shí)際的教學(xué)過(guò)程中，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)，學(xué)生親身經(jīng)歷一次科學(xué)活動(dòng)，的確能引起他們觀察的興趣。

二、直面實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，培養(yǎng)尊重事實(shí)的意識(shí)

在小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，針對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象會(huì)出現(xiàn)多種情況。當(dāng)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與預(yù)設(shè)的現(xiàn)象一致時(shí)，教師可以按照教學(xué)設(shè)計(jì)按部就班地完成教學(xué)，得出科學(xué)結(jié)論。但有時(shí)也會(huì)出現(xiàn)一些意料之外的現(xiàn)象。遇到這樣的情況，很多教師會(huì)選擇置之不理，其目的是為了得出正確的結(jié)論。但與科學(xué)結(jié)論相比，具備尊重事實(shí)的意識(shí)顯得更加重要。

在教學(xué)《擺》一課中，研究擺的快慢與擺角大小的關(guān)系時(shí)，三個(gè)小組中有一個(gè)小組做出的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是這樣的：90度角時(shí)，每20秒平均擺動(dòng)20次;60度角時(shí)，每20秒平均擺動(dòng)13次，于是該小組的結(jié)論是這樣的：擺的快慢與擺角的大小有關(guān)，擺角越大，擺動(dòng)的越快。教師見(jiàn)狀不但對(duì)這個(gè)小組置之不理，而且怕其他小組也出來(lái)“添亂”，便立刻拍板定案：我們?cè)诓僮鞯臅r(shí)候可能不太規(guī)范，或者觀察不仔細(xì)，造成了結(jié)論不正確，其實(shí)正確的結(jié)論是擺的快慢和擺角沒(méi)有關(guān)系。過(guò)段時(shí)間再問(wèn)這個(gè)小組的學(xué)生“你覺(jué)得擺的快慢和擺角是否有關(guān)”時(shí)，回答仍舊是有關(guān)系。

意外的現(xiàn)象是學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中得到的，是實(shí)驗(yàn)結(jié)果的真實(shí)呈現(xiàn)。因此，教師要勇于直面意外的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，妥善處理，啟發(fā)學(xué)生思考原因。必要時(shí)引領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行“二次研究”，得到可靠的且具有一定可信度的數(shù)據(jù)，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)數(shù)據(jù)的敏感性，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、認(rèn)真負(fù)責(zé)的科學(xué)學(xué)習(xí)態(tài)度。

三、運(yùn)用多種方法，啟發(fā)學(xué)生思考與分析

1.設(shè)計(jì)有提示功能的記錄單

實(shí)驗(yàn)記錄是實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象最直接的體現(xiàn)，因此要盡量詳細(xì)與清晰。小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)一般是教師提前設(shè)計(jì)好實(shí)驗(yàn)記錄單，而后由學(xué)生按照留下的空白填空。這就要求教師在實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前科學(xué)地設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)記錄單。

根據(jù)筆者的調(diào)研，多數(shù)教師并沒(méi)有在實(shí)驗(yàn)記錄單上有具體的指導(dǎo)，而僅僅有實(shí)驗(yàn)的概況，諸如實(shí)驗(yàn)名稱(chēng)等籠統(tǒng)的信息，也就是針對(duì)每個(gè)科學(xué)實(shí)驗(yàn)都可以套用的記錄單。

按照皮亞杰的兒童思維發(fā)展特點(diǎn)，8 ～11 歲的兒童處于具體運(yùn)算階段，這一階段的兒童開(kāi)始能夠根據(jù)物品的某一共同特征對(duì)所有物品進(jìn)行分類(lèi);而11歲以后即為形式運(yùn)算階段，他們開(kāi)始思考物體之間的關(guān)系。因此，教師針對(duì)不同年級(jí)的學(xué)生、不同難度的內(nèi)容需要設(shè)計(jì)不同的實(shí)驗(yàn)記錄單。比如《鐵釘生銹了》一課，剛開(kāi)始設(shè)計(jì)的是一個(gè)通用的實(shí)驗(yàn)記錄單。利用這個(gè)實(shí)驗(yàn)記錄單，學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，幾乎不用思考就能得出結(jié)論。例如，有學(xué)生觀察到，在全部裝有蒸餾水的試管里，鐵釘也有一點(diǎn)銹，于是，很快得出結(jié)論：在只有水的情況下，鐵釘會(huì)生銹。顯然，學(xué)生從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象到科學(xué)結(jié)論缺乏思考的過(guò)程。因此，我將實(shí)驗(yàn)記錄單的“實(shí)驗(yàn)結(jié)論”部分做了調(diào)整。填空的內(nèi)容是有層次的：先思考鐵釘周?chē)沫h(huán)境，再通過(guò)觀察到的現(xiàn)象得出科學(xué)結(jié)論。通過(guò)這種有提示功能的填空，幫助學(xué)生在觀察完之后進(jìn)行思考，為科學(xué)結(jié)論的得出奠定了基礎(chǔ)。所以，實(shí)驗(yàn)記錄單的作用不僅是記錄結(jié)果或結(jié)論性的東西，最好還能體現(xiàn)出思考的過(guò)程，從而啟發(fā)學(xué)生動(dòng)腦思考。因此，教師需要設(shè)計(jì)有提示功能的實(shí)驗(yàn)記錄單。

2.整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

學(xué)生對(duì)數(shù)據(jù)的分析直接影響實(shí)驗(yàn)結(jié)論的準(zhǔn)確性，因此，科學(xué)教師應(yīng)關(guān)注小學(xué)生實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的收集，并幫助學(xué)生思考與分析。但實(shí)際教學(xué)中，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)，學(xué)生收集到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)雜亂無(wú)章，不利于對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。因此，在學(xué)生思考與分析數(shù)據(jù)之前，需要對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理。

綜上所述，從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象到科學(xué)結(jié)論需要有“思考的過(guò)程”。這個(gè)過(guò)程需要在仔細(xì)觀察的基礎(chǔ)上開(kāi)始，在直面各種實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的同時(shí)，運(yùn)用多種方法啟發(fā)學(xué)生思考與分析，最終歸納出科學(xué)的結(jié)論。