“種子發芽實驗”是比較經典的對比實驗,對學生來說,在設計實驗方案時控制不變條件和改變條件是一個難點。教學中,學生表現出的某些前概念讓我大為驚訝,始料未及。
五年級學生對種子發芽已經有一定的生活經驗和知識儲備,當“你認為種子發芽必須具備什么條件”這個問題一拋出來,學生很快就想到陽光、水、空氣、溫度、土壤,這順利助推了教學進程。
“怎樣設計實驗證明你的猜測呢?”問題拋出后,學生積極思考,踴躍發言:
生1:要證明陽光是必要條件的話,可以將種有種子的盆放在有光的地方,另一盆放在無光的地方,看哪一盆能發芽,就能知道結果了。
生2:我認為只需要一盆就行了。把一盆放在有光的地方,種子發芽就說明需要陽光。
生3:我不同意他的說法,應該用兩盆,一盆有光,一盆無光,這樣對比著做實驗才能看出光是不是必要條件。
生2:但是種子放在有光的地方發的芽才健康,放在無光的地方發的芽就不健康,所以不能放在無光的地方。
當學生說出這個理由時,班上有孩子贊同,有孩子有些疑惑但不知如何回應。將第二名學生的觀點稍作分析就會發現:他的第一個觀點代表了很多學生的真實想法,表明這部分學生還沒有意識到應該通過比較的方式才能證明猜測,但在與其他學生觀點碰撞的過程中,他逐漸意識到通過有光與無光對比得出的結論才是更科學的。
他說的“健康”與“不健康”其實是在說種子發芽后的生長情況。學生為什么會有這樣的想法?我很意外,我猜想在學生心里種子發芽和發芽后的生長情況其實是一回事,雖然課堂上討論的是“種子發芽的必備條件”,但在他們看來,發芽后生長本來就是順理成章的事,于是很自然地聯系在一起。
學生不能把“發芽”和“發芽后的生長”剝離開來,怎么解決這個問題?我認為,在設計實驗方案時,教師應該對“種子發芽”加以強調,引導學生理解種子萌發是指胚吸收營養,體積增大,胚根胚芽突破種皮而外露;而進一步長出莖、葉等變化為幼苗的生長。
在明確了要改變的條件之后,就要引導學生理解應該保持不變的條件,以下是研究陽光這一條件的教學片段:
師:研究陽光的時候,一組種子有光,一組無光,那其他條件呢?
生:其他條件都要滿足。
生:其他條件都要相同。
師:是都滿足還是都相同?
(學生不能確定。)
師:比如說研究陽光的時候,水這個條件應該怎樣?
生:都要有水。
生:都有水或者都無水,只要一樣就行。
生:必須要都有水,因為沒有水種子就不能發芽。
生:我同意,水是生命之源,必須要有水種子才發芽。
(統計持這種觀點的人數,不下十人。)
在研究陽光這個條件時,實驗組和對照組要么都有水,要么都無水,這是沒有問題的。但實際上學生已經知道水是必要條件,如果設計成“都無水”,那么兩組種子都不會發芽,顯然這不是教師預期的實驗結果。
既然學生的前概念中已經認為水是種子發芽的必要條件,那教師究竟是肯定還是質疑這個前概念呢?如果是肯定,那還要設計實驗來研究“都有水”這一因素嗎?如果是質疑,那就是肯定了“都無水”這種設計是沒有問題的。這事實上造成了理論上的實驗方案和實際操作上的矛盾。
課堂上我選擇了“質疑”,要求學生把“都有水”和“都無水”分別去試一試,以保證實驗結果的完整性。
如果要避免這種兩難情況的出現,教師是不是可以引導學生將水這一因素先進行研究,待結果出來之后再研究其他因素,這樣在設計其他方案時就“都有水”。
學生的前概念是教學的起點,只有找準起點,才能順利到達終點。
四川省成都市茶店子小學
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