譚雪均
科學探究能力的形成依賴于學生的學習和探究活動,必須緊密結合科學知識的學習,通過動手動腦、親自實踐,在感知、體驗的基礎上,內化形成,而不能簡單地通過講授教給學生。
下面我就用實際的案例來闡述如何引導學生開展有效的探究活動。
一、利用誤差,學會探究
在科學課的教學過程中,經常會遇到很多需要測量的實驗,例如量筒測量體積時候的讀數、溫度計測量溫度時候的讀數、估計時間的長短等實驗。在這些實驗過程中,學生的測量難免會產生誤差。有時候小小的誤差會形成一道隱形的障礙,阻礙了學生獲取科學知識。往往學生憑著以前的經驗會預測隨著擺重量的增加,擺的速度會變快,并且這個經驗會埋藏在他們潛意識中,時刻影響著他們的判斷。
匯報實驗結果出來,絕大多數組都是A組的結果,有幾組卻是B組的答案。當我仔細查看B組答案的同學的同步探究時,發現最后一組數據原本應該是12次,橡皮未擦過的痕跡依稀可辨,顯然他們組是為了湊出這個答案來迎合自己的預測,而正是如此,卻得出了錯誤的結果。
如果我在這個時候告訴學生,你們的結果是錯的,他們會馬上擦去自己真實實驗的數據,少了一次真正探究的機會。于是,我并沒有直接指出錯誤的所在,而是來了一個“順水推舟”,讓他們用更重的分量(8個鉤碼)來測試他們的實驗結果。有一位學生幸運地為大家演示實驗,伴隨著一絲緊張,演示實驗開始了。當全班同學緊緊地盯著鉤碼擺動,一次次大聲地數出擺動的次數,當他們最后發現,擺動的次數還是12次,并非他們預料的18次時,全場歡呼起來,同學們探究收獲的喜悅被瞬間釋放了。
二、抓住細節,拓展探究
在《運動與摩擦力》一課的教學中,使用彈簧測力計測量水平方向拉力的時候,出現了誤差,而這個誤差導致了實驗結果的明顯異常。
有一組學生提出,他們在水平拉動裝有鉤碼的盒子時,水平拉力顯示為0牛頓,并且經過反復測量,都是這個結果。我讓這組同學代表在投影機下面,給全班同學演示了一遍,讓全班同學一起找到底哪里出了問題。
首先,在測量前,學生豎直方向拿好測力計,并進行了調零,然后換到水平方向,鉤住了盒子,輕輕平穩拉動盒子時,測力計上指針的確指的是0刻度。
明明手里都用了力,雖然很小,但也不至于是0牛頓吧。
全班同學都盯著屏幕觀察,試圖找到問題的所在,但是很遺憾,第一次并沒發現有什么不妥。
那么到底哪里出現了問題?有的同學提出,讓演示實驗的同學再做一遍,剛才沒有很仔細地觀察。
當全班同學就像偵探勘測現場,尋找各種蛛絲馬跡的那一刻,看著他們聚精會神的樣子,我才感受到,這或許才是真正有效的探究活動吧。
我請演示的同學重新做了一遍,應大家的要求,整個演示過程動作要慢一點。這次有學生發現了:在豎直方向把指針調到0刻度了,測力計水平鉤住盒子準備用力拉的時候,指針回到了0刻度以上。為什么會這樣呢?學生紛紛給出各種可能的解釋。
原來彈簧測力計的指針和彈簧本身也有重量。水平放置后,準備開始水平拉動盒子的時候,本來豎直方向指針指向了0刻度,縮回到了0刻度以上。這個時候,我們需要在水平方向上調0,而不能一成不變,深刻理解了調0刻度的含義。這也讓學生明白了,調0不是一個獨立的步驟,這個步驟的意義是為了后面準確測量而服務的,并且要根據實際情況進行變化。
有時候上課時候的“一帆風順”,并不是一件好事,學生沒有經過太多的腦力勞動來獲取應有的知識,因而也不會在他們大腦中留下深刻的印象。教學過程中出現的一些意外,反而是開展有效探究的一個切入點。它不僅培養了學生的實證意識,更是讓學生形成了尊重事實、善于質疑的科學態度。
可是,很多時候并沒有這么多的意外,那該如何?
三、故設困境,增加探究
在《小蘇打和白醋的變化》備課過程中,出現了意外情況。本來是驗證小蘇打和白醋混合產生的氣體,倒在蠟燭的火焰上,能熄滅火焰,但是過程遠沒有書本描述得這么簡單。
我按照書本上的方法,把兩種物質混合后,用燃燒的木棒伸進燒杯中,果然木棒上的火焰熄滅了。但是到了第2步,把杯子中的氣體傾倒出來,蠟燭的火焰紋絲不動。難道產生的二氧化碳的量不夠?我加大了實驗原料的量,繼續傾倒氣體,還是不能熄滅蠟燭的火焰。仔細查看了書本,發現書上用的是我們喝水用的玻璃杯,不是燒杯,難道問題出在這里?換了玻璃杯,繼續實驗,做了5.6次,滅火的成功率不高。查閱各種資料,尋求多方幫助,終于提高了滅火的效率。
原來,小蘇打和白醋混合后,必須馬上用玻璃片蓋住玻璃杯口,雖然二氧化碳較重,但是畢竟是氣體,由于反應劇烈,產生的氣體容易被沖走。由于傾倒的是氣體,不能像倒液體那樣迅速。
傾倒的時候,玻璃杯口露出一小口,使倒出來的氣體集中一起,對準火焰焰心緩緩傾倒,滅火成功率很高。
總之,在科學學習中,靈活和綜合運用各種教學方式和策略都是必要的,而在實際的教學過程中存在著這樣或那樣的不盡如人意,離想象差距甚大。讓學生在探究中體驗學習科學的樂趣,增長科學探究能力的同時,形成尊重事實、善于質疑的科學態度,任重道遠。