科学探究要心中有“数”

发表时间:2020/11/17   来源:《教学与研究》2020年第54卷20期   作者:鲁益品
[导读] 小学科学新课程标准指出小学科学课程实施的主要形式是探究活动,在很多探究活动中学生会获得大量的数据,正确对待数据对学生开展有效探究,形成科学思维起着至关重要的作用
        鲁益品
        浙江省宁波市鄞州区王笙舲小学 浙江 宁波 315000
        
        小学科学新课程标准指出小学科学课程实施的主要形式是探究活动,在很多探究活动中学生会获得大量的数据,正确对待数据对学生开展有效探究,形成科学思维起着至关重要的作用。因此,无论是科学探究的主体——学生,还是探究的组织者、引导者和促进者——教师,在科学探究中都应该做到心中有“数”。
一、教师要心中有“数”
1.数中有“熟”
        指对探究活动的数据要事先熟知。
    我们经常在一些听课活动中看到这样的现象,探究活动结束,老师请学生来汇报数据,但是学生汇报的数据跟老师的预期有着天壤之别,得不出正确的科学结论,甚至是得出的结论与正确的结论正好相反,这种情况在公开课上出现,着实尴尬。公开课尚有这样的现象发生,更不必说常态课了,这种现象可以说司空见惯。
        究其原因,其中之一就是教师对数据不“熟”。换句话说,也就是对实验装置不熟,没有事先亲自做过下水实验。如果不想在课堂上出现这样的尴尬情况,教师最好对每一套实验装置都做一遍下水实验,认真调试实验装置,记录实验数据。如果时间不允许,调试好所有实验装置后,至少选一套装置做一下并记录数据。只有这样,教师才能在课堂上心里有底,心中有数。
2.数中有“疏”
        指对学生获得的数据要及时疏导。
        以《斜面的作用》为例,在各个小组都得出实验数据,并且得出通过斜面提升重物能够省力这一结论后,如何引出下一个教学环节呢?这时教师就可以对原有的数据进行一次疏导,有意识地选取三组有代表性的数据:坡度最小、坡度最大、坡度中等的数据,并重新对数据表格进行设计,横向为每组的实验数据,纵向为三组不同的数据,学生一下子就能发现不同组的斜面省力情况不同,从而引发思考,是什么原因引起的呢? 教师再请三组同学展示各组的斜面装置,自然地过渡到下一个教学环节斜面坡度对省力的影响。
        因此,及时地对数据进行疏导,不仅可以凸显数据特征,降低学生学习的难度,还能为教学环节的过渡起到顺水推舟的作用。
3.数中有“术”
        指对已有数据的处理要有方法有技术。
(1)关注全体数据
    现在的科学课都达成了这样的一种默契,汇报数据请2——3组,然后对着这几组数据进行分析讨论,从而得出科学结论。这样的结论真的科学吗?这样的教学真的符合课标中“面向全体学生”的教育理念吗?其他没有汇报数据的小组,可能会想,这个活动跟我无关,我可以只做我想做的事。这样错失的可能不仅仅是一次汇报的机会,甚至可能就会丧失对科学探究的兴趣。对此,在教学中我们可以借助多媒体技术,如用手机把每个小组的数据拍照拼图上传到大屏幕上,让所有数据一起展现,既节省了时间又让学生获得了展示的机会。
        科学教学应该关注每一个孩子的发展,当然也要关注每个孩子亲身经历探究得出的数据,这样的关注会给孩子心灵以关爱和呵护。
(2)化解异常数据
        科学课堂里经常会出现各种异常数据,可以说没有异常数据的科学课是不真实的。很多老师为了不节外生枝,往往选择忽视,一个讲得不对,就请另一个学生补充,直到得到满意的数据为止。其实面对异常数据,首先老师要勇于面对,其次要引导学生提出质疑,倾听大家的不同意见和解释。如《测量水的温度》实验中有一组学生测出0-10分钟,自来水的水温是不断在上升的。面对这样的情况,教师让他们小组拿着实验器材演示了一下实验过程,其他同学观看时很快就发现了问题,原来他们每次都是把温度计拿出水面,小组成员都看一遍,由于上课时环境温度已经快30摄氏度了,实际上温度计测得是空气的温度,因此自来水温度“上升了”。又如《摆的研究》一课测量15秒内摆摆动次数,一组同学在改变摆锤重量后,摆摆动的次数也发生了明显变化,这显然与正确结论相悖。教师检查实验装置后发现,原来固定摆绳的夹子发生了松动,使得摆绳长度变长,从而使数据发生了明显的变化。学生调试好装置,重新测量,数据回归正常。
        化解异常数据的过程,既规范了学生的实验操作,又培养了学生理性思考、发现问题的能力。
(3)优化数据呈现
    对于小学生来说,大量无序的数据出现在面前,会让他不知所措,感到茫然。如何优化数据的呈现方式,其中最为常见的就是运用图表,例如物体颜色与吸热实验,5种颜色的纸,6个不同的测量时间点,一共30个数据,全班12个组,汇总后数据庞大,让人眼花缭乱,一下子无法得出正确结论。此时,教师将全班数据输入EXCEL文档,用公式迅速求出全班的平均值,然后再自动生成折线图,通过不同颜色的折线标记,学生立马就能发现物体颜色与吸热本领之间的关系。
        通过这样的处理优化了数据的呈现,让数据变得规范有序、直观有效。
二、学生要心中有“数”
1.数中有“书”
        指的是数据的产生要依托书本的指引。
        数据都来自于探究活动,如果学生对探究活动一知半解,得出的数据就会有偏差甚至是无效的。如何让学生经历有效的探究,得出有效的数据呢?除了教师要精心组织课堂教学,用心准备实验材料以外,学生课前看书预习,也是重要的前提条件。对探究活动了然于胸,理解深刻,操作起来才会得心应手,这样得出的数据才能有助于正确科学结论的得出。
2.数有所“属”
        指的是数据要有学生自己的属性。
    学生在经历探究活动获得数据的过程中,往往存在着这样几种不良倾向。第一,对数据有着重结果轻过程的倾向,常常对自己探究前的预测数据或者心里预期数据有着强烈的渴望,期望得到跟自己预测类似的数据,总是沉迷于能准确预测的得意之中,一旦得到的数据不合预期,就会很失落,甚至随意修改造成数据失真。第二,从众倾向,认为跟大多数人的数据接近总是对的,在汇报时有意识的向经常出现的数据靠拢,从而出现临时篡改数据的现象。第三,迎合老师的倾向,有意无意地揣测老师想要什么样的数据,以期待得到老师的表扬,从而出现实验归实验,数据归数据的情况。
    这些倾向都是非常可怕的,除了影响数据的有效性以及科学结论的得出,更重要的是让学生失去了尊重事实、不迷信权威、善于质疑等科学品质。所以说,我们一定要让学生有属于自己的见解,相信自己,不人云亦云。
 3.数中有“梳”
    指的是得到数据后学生要及时主动梳理。
        不知大家的课堂中有没有这种现象,学生虽对探究活动充满兴趣,但只有部分学生能及时记录数据,很少有学生会去主动梳理数据,很多学生的记录单上最后一栏我们的发现经常是空着的。这种现象的产生,很大程度是由于学生缺乏对数据进行梳理的习惯,往往都等着老师来分析给出结论。长此以往,会对学生科学思维的形成造成不良影响。
    要想改变这种现象,让学生具备主动梳理数据的意识和习惯,我们可以尝试从以下个方面来着手。第一,教师对实验数据记录单的设计要更合理更贴近学生的认知特点,不要设计得过于复杂,要降低学生数据梳理的难度。第二,探究过程中,加强组内或组间学生对数据的交流、分享,在此过程中发现数据的共性和规律。第三,在探究活动进程中,教师要动态地巡视指导,不断地对学生获得的数据进行及时指导,减少或避免异常数据、失真数据的产生,以免学生进行数据梳理时遇到障碍。
        探究活动中,运用好数据能很好的解释实验现象,发现事物发展规律,建构科学概念,促进学生思维发展,只要大家在科学探究中都做到心中有“数”,那么,科学探究这课“树”就能落地生根,学生的全面发展之花也能“舒”展绽放。
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