《認(rèn)識(shí)巖石》教學(xué)中的假設(shè)和猜想

〔摘 要〕 小學(xué)科學(xué)是小學(xué)教育階段的一門重要課程，對(duì)于培養(yǎng)和提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)發(fā)揮著非常重要的作用。在小學(xué)科學(xué)教學(xué)實(shí)踐中，應(yīng)合理運(yùn)用探究學(xué)習(xí)方式激發(fā)學(xué)生的探究興趣和學(xué)習(xí)欲望，使學(xué)生在親身探究過程中，更好地學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí)，提高科學(xué)技能與綜合素養(yǎng)，為學(xué)生的全面發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。本文通過《認(rèn)識(shí)巖石》教學(xué)，對(duì)假設(shè)和猜想進(jìn)行分析。

〔關(guān)鍵詞〕 小學(xué)科學(xué)；假設(shè)和猜想；探究學(xué)習(xí)

〔中圖分類號(hào)〕 G424 〔文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼〕 A 〔文章編號(hào)〕 1674-6317 （2024） 24 079-081

在當(dāng)今的教育改革浪潮中，小學(xué)科學(xué)教育肩負(fù)著培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)、激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新思維的重任。新課標(biāo)也明確指出，小學(xué)科學(xué)教學(xué)應(yīng)當(dāng)以學(xué)生探究活動(dòng)為核心展開，這為小學(xué)科學(xué)教學(xué)指明了方向。而青島版小學(xué)科學(xué)教材以其豐富的內(nèi)容和生動(dòng)的呈現(xiàn)方式，為以探究為中心的教學(xué)提供了良好的素材。如青島版小學(xué)科學(xué)《認(rèn)識(shí)巖石》這一課程內(nèi)容，為學(xué)生提供了一個(gè)絕佳的機(jī)會(huì)，讓他們通過觀察、假設(shè)、猜想、驗(yàn)證等環(huán)節(jié)，深入了解巖石的特征和形成過程。本文將詳細(xì)闡述在《認(rèn)識(shí)巖石》的教學(xué)中，具體實(shí)施假設(shè)和猜想這一重要環(huán)節(jié)的過程及其重要意義。

一、觀察巖石，激發(fā)興趣

教學(xué)伊始，教師為學(xué)生展示了各種不同的巖石標(biāo)本。這些巖石標(biāo)本形狀各異，有的呈塊狀，有的呈片狀；顏色豐富多彩，有灰色、紅色、黑色、白色等；紋理也各不相同，有的巖石表面光滑，有的則布滿了紋路。學(xué)生們被這些獨(dú)特的巖石標(biāo)本深深吸引，紛紛拿起巖石仔細(xì)觀察。

在觀察過程中，學(xué)生們表現(xiàn)出了極大的好奇心和探索欲望。他們用手觸摸巖石，感受其硬度和粗糙度；用眼睛觀察巖石的顏色、紋理和結(jié)構(gòu)；用放大鏡仔細(xì)觀察巖石的細(xì)微之處。有些學(xué)生發(fā)現(xiàn)有的巖石是灰色的，表面很光滑，仿佛被打磨過一般；有的巖石是紅色的，有很多小孔，像是被什么東西侵蝕過；還有的巖石非常堅(jiān)硬，用小刀都刻不動(dòng)。通過觀察，學(xué)生們對(duì)巖石產(chǎn)生了濃厚的興趣，為后續(xù)的學(xué)習(xí)和探究奠定了基礎(chǔ)。

二、提出問題，引發(fā)猜想

觀察之后，教師適時(shí)提出問題：“同學(xué)們，你們觀察了這些巖石，有沒有發(fā)現(xiàn)它們有什么不同之處呢？你們覺得這些不同之處是怎么形成的呢？”這個(gè)問題猶如一顆石子投入平靜的湖水中，激起了學(xué)生們思維的漣漪。

學(xué)生們開始認(rèn)真思考教師提出的問題，片刻之后，紛紛舉手發(fā)言。有的學(xué)生說：“我覺得不同顏色的巖石可能是在不同的環(huán)境下形成的。比如，紅色的巖石可能是在含有鐵元素的環(huán)境中形成的，而灰色的巖石可能是在普通的巖石環(huán)境中形成的。”這個(gè)學(xué)生的猜想基于對(duì)化學(xué)知識(shí)的了解，他知道鐵元素在不同的條件下會(huì)呈現(xiàn)出不同的顏色。

有的學(xué)生猜測(cè)：“那些有小孔的巖石可能是被水侵蝕過的。我曾經(jīng)在河邊看到過一些石頭，它們也有很多小孔，我覺得可能是河水長(zhǎng)時(shí)間沖刷造成的。”這個(gè)學(xué)生的猜想來(lái)源于生活經(jīng)驗(yàn)，他通過觀察自然界中的現(xiàn)象，聯(lián)想到了巖石上小孔的形成原因。

還有的學(xué)生認(rèn)為：“堅(jiān)硬的巖石可能是由更堅(jiān)硬的物質(zhì)組成的。比如，可能含有更多的礦物質(zhì)或者晶體結(jié)構(gòu)，所以更加緊密。”這個(gè)學(xué)生的猜想則是基于對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的初步認(rèn)識(shí)，他知道不同的物質(zhì)組成和不同的結(jié)構(gòu)會(huì)影響其硬度。

教師對(duì)學(xué)生的猜想給予了充分肯定和鼓勵(lì)：“同學(xué)們的猜想都很有創(chuàng)意，我們接下來(lái)就驗(yàn)證一下這些猜想是否正確。”教師的肯定和鼓勵(lì)讓學(xué)生們感到自己的想法得到了重視，進(jìn)一步激發(fā)了探究欲望。

三、小組討論，完善猜想

學(xué)生們分成小組，對(duì)自己的猜想進(jìn)行進(jìn)一步討論和完善。在小組討論中，他們各抒己見，充分交流自己的想法和觀點(diǎn)。

有的小組圍繞“不同顏色的巖石可能是在不同的環(huán)境下形成的”這一猜想展開討論。他們提出了更多的可能性，比如不同顏色的巖石可能是在不同的地質(zhì)時(shí)期形成的，或者是受到了不同的溫度、壓力等因素的影響。為了驗(yàn)證這個(gè)猜想，他們討論出了一些實(shí)驗(yàn)方法，比如可以將不同顏色的巖石放在不同的環(huán)境中進(jìn)行觀察，或者通過查閱資料了解不同顏色巖石的原因影響。

他們?cè)O(shè)想可以設(shè)置不同的溫度區(qū)間，將巖石標(biāo)本分別放置其中，觀察巖石在不同溫度下的顏色變化。如果巖石的顏色隨著溫度的變化而發(fā)生改變，那么就可以初步推斷溫度對(duì)巖石顏色的形成有一定的影響。同時(shí)，他們還考慮到壓力因素，討論是否可以通過模擬不同的地質(zhì)壓力環(huán)境，觀察巖石的顏色是否會(huì)發(fā)生變化。如果在高壓環(huán)境下巖石的顏色與常壓下有所不同，就可以進(jìn)一步驗(yàn)證壓力對(duì)巖石顏色的影響。

有的小組針對(duì)“有小孔的巖石可能是被水侵蝕過的”這一猜想進(jìn)行深入探討。他們思考了水侵蝕巖石的具體過程，以及除了水之外，還有哪些因素可能會(huì)導(dǎo)致巖石上出現(xiàn)小孔。他們提出可以通過模擬水侵蝕巖石的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證這個(gè)猜想，比如將巖石放在水流中，觀察巖石的變化。同時(shí)，他們還想到了可以實(shí)地考察一些有小孔的巖石所在的環(huán)境，了解其形成的具體情況。

在討論中，他們?cè)O(shè)想可以設(shè)置不同流速的水流，將巖石放置其中，觀察巖石在不同流速水流下的侵蝕程度。如果流速越快，巖石上的小孔越多越深，就可以證明水流速度對(duì)巖石侵蝕的影響。此外，他們還考慮到其他可能的侵蝕因素，比如風(fēng)力、化學(xué)物質(zhì)等。他們討論是否可以通過在不同的環(huán)境條件下放置巖石，觀察巖石是否會(huì)出現(xiàn)小孔，以及小孔的形成速度和特征，從而進(jìn)一步確定除了水之外，還有哪些因素可能會(huì)導(dǎo)致巖石上出現(xiàn)小孔。

還有的小組對(duì)“堅(jiān)硬的巖石可能是由更堅(jiān)硬的物質(zhì)組成的”這一猜想進(jìn)行分析。他們討論了如何確定巖石的物質(zhì)組成，以及如何比較不同巖石的硬度，提出可以通過化學(xué)分析的方法確定巖石的成分，或者使用硬度計(jì)測(cè)量不同巖石的硬度。

他們?cè)O(shè)想可以收集不同硬度的巖石標(biāo)本，使用硬度計(jì)進(jìn)行測(cè)量，并記錄下每個(gè)巖石標(biāo)本的硬度值。然后，通過對(duì)巖石標(biāo)本進(jìn)行化學(xué)分析，確定其主要成分：如果發(fā)現(xiàn)硬度較高的巖石中含有更多的特定礦物質(zhì)或者具有更緊密的晶體結(jié)構(gòu)，就可以初步驗(yàn)證自己的猜想。同時(shí)，他們還考慮到可以通過對(duì)比不同地區(qū)、不同類型的巖石，進(jìn)一步研究巖石硬度與物質(zhì)組成之間的關(guān)系。

在討論過程中，學(xué)生們不僅要考慮自己的猜想是否合理，還要思考如何通過實(shí)驗(yàn)或觀察驗(yàn)證自己的猜想。通過小組討論，學(xué)生們的猜想得到了進(jìn)一步完善，同時(shí)也培養(yǎng)了他們的合作能力和思維能力。

四、匯報(bào)交流，篩選問題

各小組推選代表進(jìn)行匯報(bào)，分享自己小組的猜想和驗(yàn)證方法。在匯報(bào)過程中，學(xué)生們表現(xiàn)得非常自信和有條理。

一個(gè)小組的代表說：“我們小組認(rèn)為不同顏色的巖石可能是在不同的環(huán)境中形成的。我們打算通過查閱資料和進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證這個(gè)猜想。首先，我們會(huì)去圖書館查找關(guān)于巖石形成的書籍和資料，了解不同顏色巖石的形成原因。然后，我們會(huì)設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，將不同顏色的巖石放在不同的環(huán)境中，比如高溫、低溫、潮濕、干燥等環(huán)境中，觀察巖石的變化。我們希望通過這個(gè)實(shí)驗(yàn)，能夠確定不同顏色巖石的形成與環(huán)境之間的關(guān)系。”

另一個(gè)小組的代表說：“我們小組猜想有小孔的巖石可能是被水侵蝕過的。我們計(jì)劃實(shí)地考察一些有小孔的巖石所在的環(huán)境，看看那里是否有水流經(jīng)過。同時(shí)，我們也會(huì)在實(shí)驗(yàn)室里進(jìn)行模擬水侵蝕巖石的實(shí)驗(yàn)。我們會(huì)將巖石放在水流中，觀察巖石的變化，并且記錄下實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。我們相信通過這個(gè)實(shí)驗(yàn)，能夠驗(yàn)證自己的猜想。”

還有一個(gè)小組的代表說：“我們小組認(rèn)為堅(jiān)硬的巖石可能是由更堅(jiān)硬的物質(zhì)組成的。我們打算使用硬度計(jì)測(cè)量不同巖石的硬度，并且通過化學(xué)分析的方法確定巖石的成分。我們希望通過這些方法，能夠找出堅(jiān)硬巖石的物質(zhì)組成特點(diǎn)，從而驗(yàn)證自己的猜想。”

教師認(rèn)真聽取每個(gè)小組的匯報(bào)，然后引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行討論和篩選：“同學(xué)們提出了很多有趣的猜想，但是我們不可能一一進(jìn)行驗(yàn)證。我們需要篩選出一些更具探究?jī)r(jià)值的問題。大家想一想，哪些問題我們可以通過現(xiàn)有的條件進(jìn)行驗(yàn)證呢？哪些問題可能需要更多的時(shí)間和資源呢？”

學(xué)生們經(jīng)過認(rèn)真討論，篩選出了幾個(gè)比較有探究?jī)r(jià)值的問題。比如，不同顏色的巖石對(duì)光的反射是否不同？有小孔的巖石是如何形成的？堅(jiān)硬的巖石和普通巖石的物質(zhì)組成有什么區(qū)別？這些問題既具有一定的挑戰(zhàn)性，又可以通過現(xiàn)有的條件進(jìn)行驗(yàn)證。

對(duì)于一些需要更多時(shí)間和資源的問題，教師鼓勵(lì)學(xué)生在課后繼續(xù)進(jìn)行探究。比如，巖石的形成過程與地球的演化有什么關(guān)系？不同地區(qū)的巖石有什么特點(diǎn)和差異？這些問題可以作為學(xué)生們的拓展研究課題，讓他們?cè)谡n后通過查閱資料、實(shí)地考察等方式進(jìn)行深入探究。

五、假設(shè)和猜想在科學(xué)探究中的意義

首先，假設(shè)和猜想能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和探究欲望。當(dāng)學(xué)生面對(duì)一個(gè)未知的現(xiàn)象或問題時(shí)，他們會(huì)根據(jù)自己的已有知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行假設(shè)和猜想。這個(gè)過程充滿了挑戰(zhàn)性和趣味性，能夠讓學(xué)生感受到科學(xué)探究的魅力。在《認(rèn)識(shí)巖石》的教學(xué)中，學(xué)生們通過觀察巖石，提出了各種有趣的猜想，這些猜想激發(fā)了他們進(jìn)一步探究的欲望。

其次，假設(shè)和猜想能夠培養(yǎng)學(xué)生的思維能力和推理能力。在進(jìn)行假設(shè)和猜想的過程中，學(xué)生們需要運(yùn)用已有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行分析、推理和判斷。這個(gè)過程能夠鍛煉學(xué)生的思維能力，提高他們的科學(xué)素養(yǎng)。在《認(rèn)識(shí)巖石》的教學(xué)中，學(xué)生們通過對(duì)巖石的觀察和分析，提出了不同顏色巖石的形成原因、有小孔巖石的形成過程等猜想，這些猜想體現(xiàn)了他們的思維能力和推理能力。

最后，假設(shè)和猜想能夠?yàn)閷?shí)驗(yàn)觀察和收集信息環(huán)節(jié)做好準(zhǔn)備。在進(jìn)行科學(xué)探究時(shí)，實(shí)驗(yàn)觀察和收集信息是非常重要的環(huán)節(jié)。通過假設(shè)和猜想，學(xué)生們可以確定探究的方向和重點(diǎn)，從而有針對(duì)性地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)觀察和信息收集。在《認(rèn)識(shí)巖石》的教學(xué)中，學(xué)生們通過篩選問題，確定了不同顏色巖石對(duì)光的反射、有小孔巖石的形成過程等探究方向，為后續(xù)的實(shí)驗(yàn)觀察和收集信息環(huán)節(jié)做好了準(zhǔn)備。

通過以上敘述不難看出，以探究為中心展開青島版小學(xué)科學(xué)教學(xué)是一種有效的教學(xué)方式。在教學(xué)過程中，教師通過引導(dǎo)學(xué)生提出問題、進(jìn)行假設(shè)和猜想、開展實(shí)驗(yàn)觀察與信息收集以及進(jìn)行交流與評(píng)價(jià)等環(huán)節(jié)，讓學(xué)生在親身實(shí)踐中體會(huì)探究的樂趣，不斷提升科學(xué)素養(yǎng)。這種教學(xué)方式不僅符合學(xué)生的身心發(fā)展規(guī)律，也符合新課標(biāo)的要求。在今后的教學(xué)中，我們應(yīng)該進(jìn)一步加強(qiáng)以探究為中心的教學(xué)實(shí)踐，不斷探索和創(chuàng)新教學(xué)方法，為培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的高素質(zhì)人才奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

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