谭雪均
科学探究能力的形成依赖于学生的学习和探究活动,必须紧密结合科学知识的学习,通过动手动脑、亲自实践,在感知、体验的基础上,内化形成,而不能简单地通过讲授教给学生。
下面我就用实际的案例来阐述如何引导学生开展有效的探究活动。
一、利用误差,学会探究
在科学课的教学过程中,经常会遇到很多需要测量的实验,例如量筒测量体积时候的读数、温度计测量温度时候的读数、估计时间的长短等实验。在这些实验过程中,学生的测量难免会产生误差。有时候小小的误差会形成一道隐形的障碍,阻碍了学生获取科学知识。往往学生凭着以前的经验会预测随着摆重量的增加,摆的速度会变快,并且这个经验会埋藏在他们潜意识中,时刻影响着他们的判断。
汇报实验结果出来,绝大多数组都是A组的结果,有几组却是B组的答案。当我仔细查看B组答案的同学的同步探究时,发现最后一组数据原本应该是12次,橡皮未擦过的痕迹依稀可辨,显然他们组是为了凑出这个答案来迎合自己的预测,而正是如此,却得出了错误的结果。
如果我在这个时候告诉学生,你们的结果是错的,他们会马上擦去自己真实实验的数据,少了一次真正探究的机会。于是,我并没有直接指出错误的所在,而是来了一个“顺水推舟”,让他们用更重的分量(8个钩码)来测试他们的实验结果。有一位学生幸运地为大家演示实验,伴随着一丝紧张,演示实验开始了。当全班同学紧紧地盯着钩码摆动,一次次大声地数出摆动的次数,当他们最后发现,摆动的次数还是12次,并非他们预料的18次时,全场欢呼起来,同学们探究收获的喜悦被瞬间释放了。
二、抓住细节,拓展探究
在《运动与摩擦力》一课的教学中,使用弹簧测力计测量水平方向拉力的时候,出现了误差,而这个误差导致了实验结果的明显异常。
有一组学生提出,他们在水平拉动装有钩码的盒子时,水平拉力显示为0牛顿,并且经过反复测量,都是这个结果。我让这组同学代表在投影机下面,给全班同学演示了一遍,让全班同学一起找到底哪里出了问题。
首先,在测量前,学生竖直方向拿好测力计,并进行了调零,然后换到水平方向,钩住了盒子,轻轻平稳拉动盒子时,测力计上指针的确指的是0刻度。
明明手里都用了力,虽然很小,但也不至于是0牛顿吧。
全班同学都盯着屏幕观察,试图找到问题的所在,但是很遗憾,第一次并没发现有什么不妥。
那么到底哪里出现了问题?有的同学提出,让演示实验的同学再做一遍,刚才没有很仔细地观察。
当全班同学就像侦探勘测现场,寻找各种蛛丝马迹的那一刻,看着他们聚精会神的样子,我才感受到,这或许才是真正有效的探究活动吧。
我请演示的同学重新做了一遍,应大家的要求,整个演示过程动作要慢一点。这次有学生发现了:在竖直方向把指针调到0刻度了,测力计水平钩住盒子准备用力拉的时候,指针回到了0刻度以上。为什么会这样呢?学生纷纷给出各种可能的解释。
原来弹簧测力计的指针和弹簧本身也有重量。水平放置后,准备开始水平拉动盒子的时候,本来竖直方向指针指向了0刻度,缩回到了0刻度以上。这个时候,我们需要在水平方向上调0,而不能一成不变,深刻理解了调0刻度的含义。这也让学生明白了,调0不是一个独立的步骤,这个步骤的意义是为了后面准确测量而服务的,并且要根据实际情况进行变化。
有时候上课时候的“一帆风顺”,并不是一件好事,学生没有经过太多的脑力劳动来获取应有的知识,因而也不会在他们大脑中留下深刻的印象。教学过程中出现的一些意外,反而是开展有效探究的一个切入点。它不仅培养了学生的实证意识,更是让学生形成了尊重事实、善于质疑的科学态度。
可是,很多时候并没有这么多的意外,那该如何?
三、故设困境,增加探究
在《小苏打和白醋的变化》备课过程中,出现了意外情况。本来是验证小苏打和白醋混合产生的气体,倒在蜡烛的火焰上,能熄灭火焰,但是过程远没有书本描述得这么简单。
我按照书本上的方法,把两种物质混合后,用燃烧的木棒伸进烧杯中,果然木棒上的火焰熄灭了。但是到了第2步,把杯子中的气体倾倒出来,蜡烛的火焰纹丝不动。难道产生的二氧化碳的量不够?我加大了实验原料的量,继续倾倒气体,还是不能熄灭蜡烛的火焰。仔细查看了书本,发现书上用的是我们喝水用的玻璃杯,不是烧杯,难道问题出在这里?换了玻璃杯,继续实验,做了5.6次,灭火的成功率不高。查阅各种资料,寻求多方帮助,终于提高了灭火的效率。
原来,小苏打和白醋混合后,必须马上用玻璃片盖住玻璃杯口,虽然二氧化碳较重,但是毕竟是气体,由于反应剧烈,产生的气体容易被冲走。由于倾倒的是气体,不能像倒液体那样迅速。
倾倒的时候,玻璃杯口露出一小口,使倒出来的气体集中一起,对准火焰焰心缓缓倾倒,灭火成功率很高。
总之,在科学学习中,灵活和综合运用各种教学方式和策略都是必要的,而在实际的教学过程中存在着这样或那样的不尽如人意,离想象差距甚大。让学生在探究中体验学习科学的乐趣,增长科学探究能力的同时,形成尊重事实、善于质疑的科学态度,任重道远。