有效介入,减少科学探究偏差

2015-04-29 12:58盛鹄梅
现代教育科学·小学教师 2015年1期
关键词:实验设计灯泡误差

盛鹄梅

科学探究,是学生积极主动地获取科学知识、认识和解决科学问题的重要实践活动。在小学科学教学中,为学生提供充分的探究机会,已经成为非常普遍的现象。不过,笔者参加了一些科学教学观摩活动后发现,有些探究活动看似热闹,实质上缺乏有效的探究点,达不到预期的效果。教师怎样在科学课上做好引路人的角色,有效介入、减少探究偏差,将探究学习活动引向深入呢?

一、把握探究重点目标,寻找有效介入节点

小学科学基本上是以探究为核心组织教材内容的,教师要深入研究教材,并从整体上加以把握,才能有效地组织和引领探究活动。

《时间在流逝》(教科版五年级下册)一课是由“现在几点了”、“一分钟有多长”和“过去多长时间了”三部分内容组成的。研究内容主要是让学生感受时间的存在,利用自然界有规律运动的事物或现象来估计时间。其中,让学生经历运用多种方法体验1分钟长短的活动过程,从而能比较准确地估计1分钟长短时间,并根据估计1分钟时长的经验,比较合理地估计10分钟持续的时间,这是本课探究活动的重点。在具体的教学过程中,教师应根据教学目标和学生探究的实际情况,合理把握介入点,有效减少学生的盲目活动。否则,探究过程中容易出现意向不到的偏差现象。比如,在一次公开课上,因教师指导不当,仅仅“体验1分钟有多长”这一活动,就用了30分钟。该热闹而低效的学生探究活动,又直接影响了后继探究活动,相关教学任务也不能完成。产生这一情况的最主要因素是执教者没有把握好教材的真实意图,只顾着想挖深挖细而忽视了活动指导的关节点。如,在教学中采取了让学生埋头趴在桌上,估计1分钟时间到时抬头坐端正的方法,来体验1分钟时长。当第一次活动结束后,教师一一清点人数、统计实验误差,并详细地板书出来:

误差0~2秒 误差3~5秒 误差6秒以上

6人 24人 7人

接着,在没有组织学生反思这一实验结果的情况下,就让学生展开了第二轮体验活动,然后再次统计、板书结果:

误差0~2秒 误差3~5秒 误差6秒以上

9人 19人 9人

出现这样的结果,看似出乎执教老师的意料,实际上也在情理之中。在首轮体验活动后,具体的统计意义并不是最大的,教师的介入点应主要放在引导学生对实验数据自我分析、追溯其产生的原因上。如,可选择时间感比较强、弱的两类学生都起来描述或演示各自方法,这样一方面让学生意识到我们的实际行为很容易使自己估计时间时发生偏差,因此要准确地、客观地计量时间。另一方面,让学生认识到借助有规律运动的事物或现象可以帮助我们估计时间。同时两类学生不同方法的演示、比较,让大家看到无论是计数还是其它法子,保持規律的一致性对提高实验精确度的重要。那么学生在第二轮的体验活动时,就会有意识地对计数节奏等作出调节,最后的实验效果就会更佳。正因为缺失了这一引导,致使学生的探究活动简单、重复且低效了。

因此,教师要准确把握教材编写意图,弄清探究活动目标,在教学中才能有的放矢地介入,做到重点出击而不是面面俱到。同时我们应意识到,教师的介入应有利于学生形成概念、掌握规律,这才是组织引导探究活动的内涵所在。

此外,就《时间在流逝》一课而言,还有个引导学生学习建立科学模型思想问题,如在对1分钟或者1秒的真正体验基础上,再去引导他们用各种方法来估计1分钟的时长;从对“1分钟有多长”的模型思想的建立,再运用到“10分钟又有多长”“1个小时有多长”的描述,构成合理、有效的探究。这也是教师介入时不应疏忽的一个节点。

二、重视实验设计效度,培养科学思维能力

在小学科学课堂上,不少探究活动离不开观察与实验。为了体现以探究为中心的教学思想,教师通常会花不少时间,让学生分组或与集体结合形式,讨论实验设计方案、实验过程中应注意的事项,然后再按各自预设的方案进行操作实验、观察记录、交流汇报等。由于原有知识水平和生活经验,以及思维能力的差异,各组学生的探究过程大多比较开放,实验结果的差异也是完全正常的。不过,在观察、实验设计环节有的教师过于“放手”,往往会失去一次对学生思维训练的好机会,也会降低探究活动的科学性和有效性。例如,在一次大市级公开教学活动中,笔者曾看到一位执教教师就是因上述这一原因,在《点亮小灯泡》(教科版四年级下册)一课的“想办法用一根导线和一节电池使小灯泡亮起来”探究活动中,学生“摸着石头过河式”的实验操作了近10分钟,也没有一个小组取得成功的。比较简单的接亮小灯泡,到了小学生手里变成了难事,就在于动手尝试前的观察与讨论中,缺乏教师的有效介入而降低了实验设计的效度。

“想办法用一根导线和一节电池使小灯泡亮起来”是在观察小灯泡的连接装置、一段导线和一节电池基础上进行的探究活动。小学生的观察通常仅仅停留在其结构和材料上,而不太会思考这些物品这样的结构、材料所具有的意义。因此,在学生对以上实验材料的整个观察过程中,教师也不是在一旁静观其变,而应有必要地介入,教师引导的点就在学生观察时所忽略的地方。比如,除了弄清电池两端(正极、负极)和其它地方(如上端的圆塑料片、电池的身子)所用的材料外,应引导他们想一想,分别用这样材料有什么意义;推测一下,哪些地方可以和导线、灯泡连接让小灯泡亮起来的。同样的,对于小灯泡的观察,学生不光是弄清其构造,更要让他们思考、推测位于灯泡腰部和底部的两个连接点的作用。

当然,应鼓励学生思维的多元化,比如教师可提出“谁有不同看法?”“还有什么问题”等引导性问题,这样,在观察材料、思考意义以及提出质疑等相结合过程中,学生的思维得以深度参与,后继的实验设计、操作中也就有了更明确的方向。

受思维的局限,小学生往往满足于取得一种结果,当用某种连接方法把小灯泡点亮之后,就很少再会主动深入研究了。这对于如何正确点亮小灯泡就缺乏整体上的把握。因此,为了让课堂探究活动变得更有层次,更有内涵,在实验设计时,教师不妨引导学生思考电池的两极与小灯泡的两个连接点的关系,在记录本上画图记下各种连接的方法,清晰地表达他们的想法(由于排列组合问题是中学数学中的难点之一,对小学四年级学生来说,我们只需通过画图的方法,尽可能多地列举出接法来即可,而不必去穷尽其解)。然后进行比较、预测可能或不可能点亮小灯泡的连接,在此基础上再进行逐一操作验证。这样,就提升了整个实验设计效度,不但发展了学生的思维能力,而且探究活动变得科学、有序深入,也有利于学生在实验后分析出所能接亮的电路的共同点——电池的正极、负极分别与灯泡的两个连接点连接起来。对电必须从电池的一端经过用电器流向另一端才能建立一个完整的电路,也有了正确的认识。

由于教师在实验设计过程中的有效介入,减少了探究偏差现象,学生获取了更充足的事实证据,这对构建“利用电来点亮一只小灯泡需要一个完整的电路”、“一个完整的电路可以使用相同的材料,且可用不只一种方法建立起来”的科学概念,更有坚实的基础。

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