王熹梅
摘要:小學科學教師應讓小學生運用已有知識作出自己對問題的假想答案;把猜想與假設作為科學探究過程與方法中的一項重要內容。預測是學生在小學科學學習過程中所必須掌握的一項技能。預測環節也是實驗教學過程中至關重要的一部分。在教學過程中,教師應引導學生學會正確預測的方法,然后讓其構建完善的研究方案來驗證自己的預測。
關鍵詞:預測環節;探究;實踐;科學實驗課
恩格斯說過:“只要自然科學在思維著,它的發展形式就是假說。”可見,預測是科學思維的重要要素,也是進行科學探究的必要前提,更是學好科學必須掌握的一項技能。上科學課時,首先,學生將被告知,“預測是根據教師的提示,有目的、有科學根據地對之后的現象或動態進行推測”。緊接著,科學實驗中會出現較多預測的環節,而且是不同層次的預測。但預測技能不是先天的本能,需要教師在平時的引導過程中不斷地滲入,讓學生在自主探究過程中不斷錘煉,在討論與結論中反復考證。最終,這項技能將在學生四年的“科學探究”中不斷提升,為今后更多更深入的研究服務。
一、啟蒙階段,關注數據現象,讓預測在認知中得到修正
(一)收集可靠的數據,讓預測在已有數據上生成
在“磁力的大小會變化嗎?”一課中,教師問:“兩個磁鐵吸在一起,磁力大小會變化嗎?如果我們把多個環形磁鐵相互吸引重疊在一起,它們的磁力又會怎樣呢?”幾乎所有的學生都會說:隨著相互吸引的磁鐵個數的增加,它們的磁力會逐漸變大。
教師在利用電子白板呈現實驗全程的同時,還可以出示“同步探究”表格,輔助學生做猜測和記錄數據。
磁鐵數量(個) 1 2 3 4 ……
預測能吸引的回形針數(個)
實際吸引的回形針(個)
在教師終端檢查,筆者發現大多數學生一次性把1至5塊磁鐵的預測都做完了。由于沒有相關經驗作為依據,雖然他們得出的預測數據的趨勢是逐漸變大的,但是與實測值卻相差甚遠。當出現這種現象時,筆者親自下講臺巡視,試圖尋找一名先預測一個磁鐵磁力大小,再用實驗進行驗證,然后繼續預測2個、3個、4個磁鐵磁力大小的學生。若能找到,可鼓勵該生說說為什么這樣預測,讓其余學生從中得到啟發。若不能找到,可在最后的數據匯報時,請學生說說為什么預測出的數據與實驗所得數據相差甚遠,分析其中的原因,從而引導學生在今后的預測環節中要依靠已有的經驗做基礎,使預測結果更精確。
(二)發現更多的現象,讓預測在更多現象上驗證
根據已有的生活經驗,預測在觀察中可能觀察到的現象——這種觀察前的預測,是科學研究的重要環節。
以“光是怎樣傳播的”這節課的教學為例。學生預測展示的是他們對光線傳播的初始概念,為此,筆者便鼓勵學生尋找預測的依據,不要受教科書上插圖的局限。為了加深印象,我利用投影儀引導學生從“舞臺上的燈光”“從云層中透過的太陽光”等光和影的種種現象中尋找更多的證據,這樣更容易引起他們的思考。尋找更多的預測依據也有益于培養學生發現問題和思考問題的能力。
又如在上五年級的“用水測量時間”一課時,筆者先在電子白板上模擬設計了實驗,讓學生測量出10毫升的水需要多少時間流完,再讓學生預測流30毫升的水又需要多少時間。學生自然而然會根據流完10毫升水的時間推測出流完30毫升水的時間,基本上各組都是用流完10毫升的時間乘三來進行預測。接下來,我讓各組實測流完30毫升的水的時間;結果,學生都驚訝地發現其與預測相差較大。這就會引起學生的思維沖突,促使他們尋找原因。我們就應引導學生更仔細地觀察,在流動的過程中尋找原因(同一個杯中水越少,流得越慢),在此基礎上再讓學生進行預測:如果同一杯中水量再增多,流90毫升的水又需要多少時間呢?學生就會在思維變化過程中做出自己的預測,最后再讓他們進行實驗。
這些通過對現象的分析和收集過程,使學生始終在推測與實測的矛盾沖突中進行探究,這樣的預測能大大開拓學生的思路。所以,啟發學生進行有科學根據的推測,對其科學思維能力的發展起著至關重要的作用。
二、鞏固階段,關注方案構建,讓預測在探究中得到考證
要實施真正的探究式學習,就不能省掉“假說”這一環節及催生假說而精心設計的活動。我們教師應在實際的操作實踐中,明確“假說”的重要性,并且精心打造這個環節,提升學生的科學素養。
以“我們的小纜車”的教學為例。對于五年級的學生來說,可能都知道拉力小,小車運動得慢,拉力大,小車運動得快。我們是在學生預測趨勢正確但需要學得更深入細化的情況下進行教學的。是不是任何大小的力都能拉動小車呢?要多大的力才能使小車開始運動呢?這些問題是大多數學生之前沒有想過的。為了指導學生制定出較好的研究計劃,我讓學生根據自己的預測,調動已有的知識和經驗,設計出具體的研究方案(首先,有了共同的起點和終點,才可以用計時的方法比較小車運動的快慢;其次,從掛一個墊圈開始,一個一個地增加,才能比較精確地找到使小車運動起來的最小的力;最后,多個多個地增加墊圈,才能更容易用秒表看出小車運動的快慢)。我給予學生必要的指導,以保證方案的合理性和可操作性,讓學生的預測能力在研究方案設計的過程中得到完善。
有計劃的科學探究與平時的一些偶然發現是不一樣的,它是一種有目的、有計劃、有意識的科學性活動,也就是讓學生“事先想,想好了做”。以上案例中,筆者讓學生分組討論交流,調動已有的知識與經驗,然后把事先想的內容記錄下來作為后續研究的計劃,這也是“科學性教學”的重要體驗。雖然這個過程耗時較多,但卻是制定科學性較強的研究計劃的必備模式,學生的正確預測將在實驗數據中一一呈現,學生的實驗技能也將逐步提升。這對學生今后的研究活動意義重大。
三、成熟階段,關注能力拓展,讓預測在實踐中得到升華
科學學習是一個積極主動的過程。動手固然必不可少,但是這還不夠,學生必須先有動腦的理性體驗。
以“做個太陽能熱水器”一課的教學為例。筆者首先組織學生交流課前收集到的資料,之后在課堂上用PPT播放在投影儀上。“有吸熱板,有水箱”“黑色的玻璃管子,總是斜著放置”“斜面正對著太陽”……學生會說出許多太陽能熱水器的特點。此時我順勢提出要求:每一位學生都來擔任小設計師,自己動手制作一個簡易太陽能熱水器。“怎么使太陽能熱水器的水不僅熱得快而且溫度高呢?”構建有機的聯系,為學生的猜測、假設提供思維的依據。這時,學生會給出很多預測,教師要及時地引導他們對以上預測進行分類比較,使其經歷對問題進行假設、猜想、領悟、梳理的探究之路,從而促進方案的完善。
在實際的教學過程中,教師應先關注學生的預測,充分調動學生對生活經驗的回憶,指導其用基本的科學邏輯對預測進行修正,收集更多的現象、數據對預測進行驗證,設計出有利于后續研究的方案,最后形成較成熟的主題研究方案。教師可根據學生的預測情況來適度調整教學重點,拓展教學難點。當學生能做出正確預測時,我們可以依靠這個正確的預測把教學進一步細化,深化。
(責任編輯:李曉杰)