科學實驗是培養科學素養和科學探究能力的主要方式之一,其中的模擬實驗屬于綜合科學過程技能,有利于充分發揮學生的想象力、洞察力、判斷力,提高處理問題能力、自我建構的認知能力,啟迪學生創造性思維,培養創造能力。
在小學科學新課標頒布之后的教學中,小學科學教師應把新課改的著力點放在小學科學的模擬實驗課上。因為模擬實驗是用間接的方法在模型上進行實驗研究,再將研究的結果推廣到現實的環境當中去,從而達到解釋、認識對象的目的。模擬實驗的目的是驗證已知、探索未知、檢驗成果;從實驗方式上可分為:實物模擬、情境模擬、數字模擬。
經過對教材的琢磨和對學生生理年齡特點的把握,應把模擬實驗做為對直接實驗的必要補充,也是學生實驗操作能力的起步點和最有價值的提升階段。主要目的是培養學生具有實踐性、探究性:體現了學習內容的豐富性、深刻性。
小學科學模擬實驗的一般過程:觀察、猜測、模擬實驗。現把我在科學學科實驗教學課堂中的教學基本模式經難做如下總結,以期與同仁共探討。
1、創設情景,導入新課
情境導入是探究性教學的開始,也是教學成功的關鍵所在。探究式學習是目前小學科學學習的主要方式。在科學探究中最核心的內容是問題及探究動機的形成,要形成問題和探究的動機就必須創設良好的情境來導入教學。在科學課堂教學中,教師應用情境的主要意圖在于激發學生的學習興趣,引起學生對問題的思考和攻克問題的欲望。
2、觀察現象,猜想結論
觀察實驗器材,掌握正確的使用方法。
現在的家長和老師總說孩子眼睛里沒活兒,實際上就是孩子們沒有敏銳的觀察能力。在課上教師應該重點培養學生養成正確的觀察方式:由上及下、由左到右,并且要在頭腦里對比新出現的課堂上的器材和以往使用過的器材做比較,器材的材質決定了使用時的注意事項,用心觀察使得學生在實驗時更加注意對實驗細節的把握。
在觀察之后,教師要學生不僅要根據實驗器材,設計實驗簡案,還要猜測出各個實驗環節中的實驗現象,要在頭腦中形成立體的連續的圖象。猜測這一環節,使學生能在模擬實驗時更好的完成任務。例如:(蘇教版六年上冊)在做模擬晝夜四季變化等模擬實驗之前,學生應該知道一天有晝夜變化,一年有四季變化這種自然現象;掌握有關晝夜四季成因的知識,即晝夜和四季的成因是地球自轉和公轉的結果;知道地球自轉和公轉的方向和形式,以及太陽、月球的位置關系等。
3、分組合作,設計方案
在科學課堂上組織學生進行有效的小組合作,首先,必須要有一個結構合理的學習小組。教師可以通過對班級中的學生進行全面地了解與分析后,將各班學生按“組內異質、組間同質”的原則,根據性別比例、興趣傾向、學習水準、交往技能、守紀情況等合理搭配,分成4-6人的學習小組。同時,既要注意小組成員間能力的搭配,又要注意使組員愉悅地接受這一小集體,并積極參與其中。其次,開展小組合作時,還必須要有一個良好的合作機制,組員分工要明確,并指導不同的角色(如材料員,匯報員,記錄員,操作員等),促使其順利完成活動任務。
在實驗方案設計時大致分成7個步驟:1)明確要解決研究的問題;2)作出假設和猜想;3)選擇合適的實驗材料及有效的驗證方法;4)認真觀察實驗中發生的現象;5)記錄下觀察到的現象6)分析和解釋證據;7)匯報結論和評價
4、模擬實驗,驗證結論
小學科學中常見的模擬實驗有三類。模擬運動:模擬晝夜、四季、月相的規律等。模擬成因:模擬火山、地震、巖石風化、地表變化,模擬風、雨、露的形成等,模擬原理:模擬呼吸運動、血液循環、輪船模擬實驗等。再按照實驗步驟靈活使用模型,按照研究對象的運行規律形成機理等,進行推測性的模仿,演繹其變化過程,如:(青島版五年級)用手電筒和地球儀模擬晝夜的成因實驗中要認真細致,要注意保持“太陽”和“地球”相對位置的穩定性,盡量接近原型縮短誤差。
在模擬實驗過程中,教師應要求學生對實驗過程及現象做一些記錄。三年級學生要試著說出實現結果;在教師的指引下,四年級學生可填寫部分所觀察到的現象完成記錄單;五年級學生在模擬實驗的過程中要同時完成實驗記錄單;六年級畢業生則要在記錄單上詳實的記錄實驗過程及結果,并且實驗失敗的還要找出原因。
觀察實驗現象與原型中的現象或猜測的是否一致或相似,理解實驗現象的本質。在仔細觀察的同時,通過測量、畫圖、拍照等方式記錄實驗現象。例如:在假設太陽(手電筒)相對不動的情況下,觀察地球儀上一個確定的觀察點在受光面、背光面能太左右側光面四個位置上受到光照的變化模擬出晝夜變化。
5、交流匯報,總結結論
通過模擬實驗收集資料,把觀察記錄的資料進行歸納推理得出結論,在小組內討論交流,
在全班解釋現象發布觀點。
在模擬實驗課上,教師要發揮科學教育的導向性功能,指導學生掌握進行模擬實驗的方法,適時評價他們的得失和正誤。培養學生的探究能力,學會通過實驗驗證預測的成因,形成自己的認識。在擴展認識階段應注意全面的引導性評價,培養創造精神和嚴謹求實的科學態度。
6、走進生活,拓展應用
科學技術的提升逐步改善了人們的生活,在課堂上的學習都是為了更好的理解生活中的科學現象及科學方法。每節課教師都應該設置一些與知識點有關的生活中的科學問題,讓科學知識服務于生活。
根據學校的硬件設備情況,模擬實驗模式的推廣可以從三至六年級全面開展,但介于學生年齡特點,教師還應該做適當的微調,難度逐步加深。在學生動手操作及實驗整體能力提升到一定水平之后,教師則可再進行科學課的對比實驗模式的探究及推廣。
總之、在模擬實驗中掌握原理是基礎,構建模型是關鍵,收集資料和形成認識是重點,擴展認識過程評價是保證。教師則可以應用個別指導、集體討論、演示指導等多種方法指導學生進行模擬實驗,在模擬實驗中逐漸培養學生的科學素養。
作者簡介:劉劍榮(1981.11--);性別:女,民族:漢 籍貫:黑龍江省五常,學歷:本科,畢業于哈爾濱師范學院;現有職稱:小學二級;研究方向:小學科學課堂教學。