小学生科学记录能力培养策略

2022-06-22 05:49江苏徐州市中国矿业大学附属小学471200任英丽
小学教学参考 2022年12期
关键词:科学探究实验

江苏徐州市中国矿业大学附属小学(471200) 任英丽

在教学科学过程中,教师要注重培养学生的记录能力。这不仅是学习科学课程的重要方法,也是必备内容之一。科学记录不仅能够促进学生对某一问题的关注,还能使学生在科学记录的基础上对学习内容展开深入思考和分析,准确把握潜藏在科学现象之下的规律,深化对科学现象的理解,高效地掌握科学知识。此外,良好的记录行为能塑造严谨的科学研究习惯,帮助学生反思之前的学习情况。但是,在一些科学课堂中,存在学生的记录缺乏合理性和科学性的现象。一部分教师和学生忽视了科学记录的重要价值,有的学生甚至认为记录是一种负担,随意敷衍,影响了科学记录的有效性。如何在科学课中提高记录的有效性,充分展现其应有价值呢?

一、运用趣味记录方式,激发科学记录兴趣

儿童的思维处于从形象思维向抽象思维过渡的阶段,而记录正是学生将形象事物进行抽象思维的过程。因此,记录的设计应考虑儿童特点,符合儿童的认知发展规律。如果要求学生使用大量文字进行科学记录,不仅会延长科学探究的时间,还会弄巧成拙让学生害怕记录。只有运用符合儿童心理特点的记录方式,学生记录的兴趣才会被激发,记录的热情才会高涨,学生才会乐于记录,才能更好地发挥记录的实效性。例如,可以采用图文并茂记录法、符号记录法、基于重点记录法等方法,激发学生科学记录的兴趣。

以基于重点记录法为例进行具体说明。基于重点记录法就是为了提高记录的效率,在记录的过程中,对突然冒出的灵感或者想法,运用关键字进行表达,便于之后回想的记录方法。比如,针对油菜花特征的观察,很多学生想用鼻子嗅其气味,这一过程可以简单地使用两个关键字:嗅闻、清香。学生对这一技巧的使用会随着记录次数的增多而更为娴熟,而且这种“截取关键词”的做法同样适合课堂学习。当然,在课后,教师应当督促学生将这些语句补充完整,否则时间久了学生也会看不懂这样的记录。总的说来,运用趣味记录方式不但可以激发学生科学记录兴趣,还能提高学生科学记录的实效性。

二、借助科学记录表格,厘清科学记录思路

科学实验要经历设计、过程、记录以及汇报交流、结论应用等一系列环节,其中每一个步骤都非常关键。实验记录与能否得出正确的结论存在直接且密切的联系,想要获取准确的实验数据,就要保障科学的设计以及完善的过程。由此可以看出,在整个实验过程中,实验记录具有着承上启下的重要作用。做好实验记录,要求设计科学的实验记录表,以清晰准确地展现完整的实验过程,同时也能引导学生明确探究思路。

例如,在教学《食物链和食物网》时,可以遵循探究规律,设计实验记录表。

1.具象:“谁被谁吃”,要求学生从插图中搜集生物,然后以箭头的方式进行串联,以此揭示其间的关系。2.抽象:举出“谁被谁吃”的实证,以此对食物链、食物网等概念进行总结。3.深化:基于这一过程,探寻生物之间的关系。4.实践:与现实生活相关联,从中寻找食物链、食物网。5.拓展:当学生充分了解食物链、食物网之后,能够准确把握生物之间的关系,感受由此带来的启示。这样教学,不仅使学生厘清了探究思路,也能够为接下来的学习奠定扎实的根基。

实验记录表不仅能系统全面地记录完整的实验过程,同时也展现了学生的思维加工内容,从而达到实验目的。鉴于此,教师要对学生进行正确的引导,使学生能够灵活运用实验记录表,规范实验记录过程,使实验现象与过程具有针对性。

三、提供充足记录时间,获取科学记录数据

在具体的教学过程中,教师应当将课堂学习的时间还给学生,由学生自主完成对实验数据的记录。但是,有些科学实验在有限的课堂时间内难以完成,还需要延伸至课后进行。这时,实验记录也要跟上,这样才能获取更完整的实验数据。

例如,教学《阳光下的影子》时,教师要求学生对物体的影子在一天中的变化展开观察和研究。很显然,因为课堂时间有限,此项观察与记录并不完整,教师便可以建议学生利用周末时间,每隔一个小时就观察物体影子的变化,记录每段影子的长度,然后得出一天当中影子变化的数据。教师还可以让学生对数据进行分析,得出影子变化的规律。在课堂交流过程中,有的学生提出了影子在四季的变化问题,教师也可以此布置课后延展学习任务,同样需要学生完善实验记录。这一过程所涉及的时间较长,在经过9 个月的实验记录后,学生将得出的结论在课堂中分享。

很多科学实验受制于课堂时空的限制,必须延伸到课外,这样能使学生亲历整个科学探究的过程,得到更完整的实验数据,以此为基础展开更准确的实验分析,能得出具有科学性和准确性的结论。

四、抓准学科记录时机,掌握科学记录技巧

1.抓准学科记录时机

在进行科学探究的过程中,教师要引导学生把握恰当的记录时机。这不仅是为了记录重要的活动过程,也是为了详细描绘具体的关键步骤。为了防止重要信息出现错漏,也为了保持学生的注意力,使学生不以记录为负担,也不会引起学生厌烦等不良情绪,教师要为学生留有足够的探究时间,要在探究之前给予学生提示——“是否完整地记录了发现”。在交流汇报的过程中,教师还要再一次提醒——“是否记下了所有应该记录的内容”,这样才不会打断原有的教学安排。如果学生的记录普遍空白,那教师就要进行反思:是否给学生留有足够的记录时间。

例如,《马铃薯在水中的沉浮》一课有两种不同的教学方法。一位教师在水中放入马铃薯之后,立刻要求学生观察其沉浮情况。另一位教师的做法与此不同,他要求学生耐心等待,待水面完全平静后再进行观察和记录。两项实验结果存在明显不同。笔者认为较为科学合理的做法是后一种,因为针对沉浮现象的观察,必须要把握恰当的时机,这样才能使学生生成正确的科学经验,提高探索的有效性。

2.掌握科学记录技巧

为了帮助学生完善记录,教师要使其掌握科学合理的记录技巧。

(1)图文结合

例如,证明“有空气存在”的实验中,教师让学生拿出一个塑料空瓶,将空瓶倒扣入水中,挤压空瓶,水中会出现气泡,由此便可验证瓶子中有空气。针对此段描述,教师可引导学生以相应的图画形式进行记录,不仅可以省去文字描绘的繁琐,也能够更直接、更明显地展现实验成果。

(2)巧用符号

教师要求学生在记录本第1 页留下空白,目的是记录各种特殊符号,例如“↑↓”可以用于代表升降,也可以用于代表沉浮;借助“—”可以用于本阶段内反复出现的文字,以消除文字记录的繁琐性。例如,在某一段记录中,“压缩”出现的频次较高,在第一次记录之后,都可以用“—”这一符号代替。针对符号指代的内容需要提前做出规定,这样在传阅的过程中能让其他同学也能看懂。有的学生创设新颖的表达方式,也应当记录符号所代表的语言,避免以后忘记。这些都可以在记录本第1 页中进行记录说明。

记录是为了更好地服务探究过程,所以,学生首先应当明确的是要记录的内容。其次,记录方法不必完全统一,可由学生自主选择。需要特别强调的是,在这一过程中,教师要有意识地培养学生良好的记录习惯,这样才能为接下来的深入探究、结论推导等打下扎实稳固的根基,真正有助于培养学生科学探究的正确态度。

五、分析科学记录数据,培养科学记录能力

在科学教育活动中,记录是必不可少的一个重要环节,是对具体活动过程以及结果的书面呈现,但是其最终目的并非只是为了呈现这些信息,也不是为了日后的归档、参考,而是要呈现解释性理解。作为教师,需要灵活运用记录的生成性价值,使其与课堂教学实践有机融合,更好地服务于教学。

1.引导真实记录,确保数据有效

真实记录是学生分析数据、推导实验结论的必备要件,但是在实际操作过程中,学生的主观意愿往往会对数据的有效性产生负面影响。

例如,在教学《摆的快慢与什么有关》时,有的小组研究的是“摆的快慢与摆锤有关”,有的小组研究的是“摆的快慢与摆角有关”。为了使实验数据与小组之前的假设相符,一些学生人为地对数据进行了修改。当笔者发现这一问题时,及时对学生进行引导,使他们认识到科学探究过程中尊重事实、真实记录的重要地位和作用。

另一个小组的研究非常有价值,他们所研究的是“摆的快慢与次数有关”。在实践研究的过程中,学生发现不管是使用1 个还是2 个钩码做摆锤,10次实验中摆动次数均为7(如图1)。

图1 “摆的快慢与次数有关”实验记录

这个不变的数据引发了学生的怀疑,于是再增加一个钩码进行实验。5 次实验结果均表明最终的摆动次数为7次。

这时学生发现实验数据显然与假设不同,便产生了一些质疑。为了探寻这些问题的答案,有些学生再次增加钩码进行实验。虽然笔者观察到这组学生的表现,但没有阻止他们,而是给予他们鼓励,让他们多进行几次试验。在反复试验之后,学生发现不管增加多少个钩码,最终摆动的次数都没有发生改变。在大量的数据面前,学生得出了结论。

在进行全班交流的过程中,笔者着重肯定了这一组的表现和记录,全班学生也因此感受到真实记录实验数据的重要地位和价值。

2.借助重复实验,减少数据偶然

在课堂实验过程中,除了实验误差,还包括测量、数据收集过程中的偶然性,也会存在一些不确定因素,如仪器的精密度、环境的干扰等。

例如,在教学《摆的快慢与什么有关》时,有一个小组对其实验结果进行了如下记录(如图2)。

图2 “摆的快慢与摆锤有关”实验记录

笔者在巡视过程中发现这一小组的数据分析以及结论书写不知该如何进行,于是对其进行引导,要求学生仔细观察这些数据的特点。学生发现其中有一个数据比较特别,即第1 组试验。然后,笔者引导学生分析为何会出现这种情况。当学生再次梳理了实验过程之后,发现在第1 次实验时技术不熟练,计数不准确。为了避免偶然数据的出现,学生决定再次进行实验。

为了使数据更具说服力,教师一般会采用多次实验求平均值的方法。例如,在探究“降落伞下降过程”这一内容时,关于其快慢是否与伞面大小存在直接关联的问题,学生提出的假设是伞面越大速度越慢。于是,学生进行实验,保持不变的材料分别是绳长、放下降落伞的高度;需要改变的是伞面直径。在这一实验过程中,学生分别进行两组对比实验,伞面直径为30 厘米和60 厘米,每组进行5 次实验,然后计算5 次实验的平均用时,尽可能地减少实验数据的偶然性。

总之,如果可以在科学实验的过程中灵活运用记录,不仅能够为科学探究以及科学教学提供极大的便利,也能够使学生在总结科学规律以及科学结论的过程中有据可循,还能够帮助教师准确把握学生的思维过程,展开有针对性的教学。可见,只有充分展现科学记录的价值,才能够使其功能得到淋漓尽致的发挥,才能使学生真正感受到科学记录的意义,做到享受记录、准确记录。

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