促进实验效果最优化的“人”“事”“物”

2022-04-01 01:58杨春华江苏苏州工业园区车坊实验小学
小学科学 2022年4期
关键词:手电筒器材科学

◇杨春华(江苏:苏州工业园区车坊实验小学)

实验是学生学习科学的最主要的方法,在科学学习中有着举足轻重的作用。实验效果的好和坏,决定着科学教学的成与败。在提升学生实验效果的实践中,明确实验的目标,知道去做什么、研究什么是基础,我们把它称为“事”。

学生之间分工合作,相互默契配合,是关键,我们把它称为“人”的因素。实验器材的数量、质量、和实验的契合程度或者说是否有很强的结构性,是实验取得成功的重要保障,我们称之为“物”的因素。只有“人”“事”“物”齐抓共管,才能促进实验效果最优化。

无论是“小学科学以探究为核心”,还是“倡导探究式学习”,都充分表明了探究是学习科学的最主要的形式,而实验则是探究最重要的途径和方法,也是学生最喜欢的方法。

所以,从一定意义上来说,一个实验效果的好不好,就决定了一节科学课上得好不好,长期实验效果的好不好,决定了科学教学的成与败。

那么,怎样才能使科学实验的效果到达最优呢?

我们认为,实验目标和方法是否明确、学生之间的分工配合是否默契,以及是否有充足的结构性的实验材料,“事”“人”“物”三者缺一不可。

一、“人”是关键,组建高效实验小组

一个实验,通常一个人很难完成,两个人即使能完成,也可能需要较多时间,一节课40 分钟,浪费不起。三四个人通常较合适,五六个人可能就显多了,有人闲着,就意味着效果不佳了。

所以,根据班级规模,小班化的三人一组,大班化的四人一组,建立10~12 个小组,从实践中看,是比较适合的,这样的组合搜集到的科学数据分析和处理起来刚刚好,既不少也不烦琐,还能较充分地证明相关实验现象和规律。

目前学校的教学条件也能够支撑。人数控制好了,角色配置也要到位,要充分发挥每个人的作用,让小组的战斗力达到最佳状态。角色的配置是一门学问,每个学生要知道自己的角色和责任,并积极努力地履行自己的责任,同时也要指导小组中其他同学担当好角色和责任,并信任他们,无条件地配合他们。

在小组实验中,我们也经常能够看到,有些小组成员团队协作意识比较差,趾高气扬,听不得他人的建议,我行我素;做数据员或记录员的同学萎靡不振,有时甚至游离在外。这就需要教师在日常教学中加强对学生的训练和教育,增强小组和个人荣誉感,每一两周评一次最佳实验小组、最佳操控手、最佳数据员、最佳记录员、最佳发言人等。最后,每一个学期结束时,对能够得到全部五佳称号的学生,给予特殊奖励。这样,让每一个学生看到老师是公平对待每一个人在小组中的贡献的,学生参与实验的积极性和主动性会得到很大提高。

这样的小组充满凝聚力和战斗力,还有什么实验完不成呢?例如在教学《机械摆钟》(教科版旧版五年级下册)一课时,研究摆的幅度与摆的快慢的关系,实验的精度要求非常高,我们的学生通过相互密切配合,得到了相当完美的数据。

实验中,要求学生观察和记录在一段时间中,三个10秒内单摆各摆动了多少次。

小组的数据员口中有节奏地进行倒计时:5,4,3,2,1,go,操控手在“go”声中放下了摆锤,计时员则按下了秒表,随后,记录员、数据员、操控手一起摆动起手臂开始数着摆锤摆动的次数,而计时员则安心地看着秒表的时间,是否已经到了10 秒,随着他的一声“到”,第一个10秒摆动的次数测出来了。

此时,数据员开始随着摆锤摆动的节奏,再次进行5,4,3,2,1,go 的倒计时,而记时员马上把秒表归零,在第二次“go”声中再次按下了秒表……三个数据,不到1 分钟的时间。重复第二次、第三次,前后花的时间没有超过五分钟。

事实上,在数着摆动的次数:1,2,3,4……中,学生在自己数的节奏中就已经感受到了虽然摆的幅度在减小,但快慢却并没有变化,而一个个精准的数据,则进一步充分地证明了这一点。这样的实验,如果没有高度的配合,是不可能获得一致的数据的。

我们从很多课堂上看到,最后只能是由教师进行精确的演示实验,让学生观察到这样的规律,但是这并没有解除学生心中全部的疑惑。而又由于最终是由教师演示实验得到的结果,有些学生并不能对此产生持久的深刻记忆,一个学期,一个学年之后,又再次糊涂了。

二、“事”是基础,明确实验目标和方法步骤

学生之间的分工合作,配合默契,是建立在完全明确实验目标和实验方法步骤的基础之上的。学生只有把自己需要做的事和怎样做这个事弄清楚了,才能把事情做好。在实际教学中,我们可以引导学生对实验的目标和方法进行充分的讨论和交流。

事实上,很多教师都非常重视学生对实验的设计,也会安排学生到讲台上用实验投影等方式来展示和交流自己设计的实验方法,并让其他的学生做补充交流,这些都是非常好的措施。

对此,教师要做好有针对性的准备,例如,制作一个PPT,逐条列明实验目标、方法步骤,有条件的,最好做一个微课视频,播放给学生看。

学生把要做的“事”和怎么做这件事真正地弄清楚了,实验取得好效果就有了扎实的基础。同样是《机械摆钟》的实验,我们也看到有些小组的学生在做实验时,当计时员说第一声“到”的时候,有些操控手就马上去把摆锤抓在手里,同组的学生都来不及制止,而操控手还一脸懵地问你们为什么阻止我。学生还是没有能够弄清楚实验中的关键步骤,第一次实验就失败了,就只能重来,浪费了时间,甚至还有可能会使建立起来的信任变得非常脆弱。

三、“物”是保障,结构性材料使实验效果更加优化

巧妇难为无米之炊。没有实验材料或缺乏实验材料,实验效果的优化就无从谈起。

随着经济社会的发展,国家对基础教育日益重视,各地都纷纷开展合格实验室的创建,缺少实验器材的日子,已经一去不复返了,而反倒是有些实验器材被扔在一边,几年都没有动过了。究其原因,是我们纷纷在寻求更有结构性的实验材料来代替这些传统的实验器材,以寻求实验效果的最佳化。

结构性的材料,多是一线教师精心思考,巧妙设计、改造的结果,我们不能坐等,等通常是等不来的。我们应该时刻关注那些让我们无可奈何的实验,花了九牛二虎之力,却依然效果一般,仔细思考,败在何处,根源是什么,细细琢磨,灵感可能就会随之而来,可能就是多画一条线,多贴一个标签,问题就迎刃而解了。可以说,结构性的材料,是留给有准备的科学教师的。我们在平时教研活动中,总会挤出一些时间来讨论如何在实验中让器材最优化,达到最好的实验效果。并大家一起动手,来改进实验器材,也为以后其他教师教学这些内容时,带来更多的方便。

比如,研究四季的变化,大多数的科学教学中都是用手电筒和小地球仪来模拟地球在围绕太阳公转的过程中,不同的时间点上太阳直射地球的点在发生变化。

具体来说,夏季时,直射点在北回归线附近,春秋季时直射点在赤道附近,冬季时直射点在南回归线附近。但很多的时候,我们看到学生因为手电筒聚光的性能原因,以及模拟照射时手举手电筒上下抖动拿不稳,距离小地球仪的距离也一会儿近一会儿远,使得投射在地球仪上的光斑大小也不时发生变化,这样,学生看到的太阳直射点的变化并不明显。有的小地球仪,赤道也不明显,和其他纬线一个颜色、一样粗细。因为没有地理课,小学生对地球仪都不熟悉,就更难发现这里面的诀窍了。我们选择红色粗线条标明赤道的地球仪,(没用红色粗线条的,就自己画上去)并将手电筒架在简易自制的支架上,控制手电筒照射的高度,再在桌面上画好地球公转的轨道和太阳的位置,让学生一边移动地球仪在轨道上的位置,一边在原位转动手电筒,让手电筒的光始终照在地球仪上,这样学生就可以清楚地看到直射点在赤道上下发生转换,而上和下的极限,在一条用虚线标示的纬线上,而这两条纬线,一条叫北回归线,一条叫南回归线,四季变化中最大的难点就克服了。

对于小学生来说,正面引导和激励是非常重要的。要让学生在实验中不管担任什么角色都能感受到自己的价值,这样他们就乐于去接受这样的角色,并担当好这样的角色,在每一次实验中更加主动地去了解自己要做什么,以及怎样配合其他同学做好这件事,实验的成功率和有效性自然就越来越高。

与此同时,教师更应该精心地准备好每一次的实验器材,精挑细选,巧妙设计,绝不能因为教师的随意选择使学生在实验中观测不到最理想的数据,给学生理解造成困扰,打击他们信心,甚至怀疑教师所讲的科学规律,产生不信任,这对进一步激发学生学习兴趣,开展更多科学探究活动是十分不利的。

因此,只有“人”“事”“物”齐抓共管,才能促进实验效果最优化,三者缺一不可!■

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