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将探究贯穿于实验教学全过程

2023-03-06吕笃康新疆新疆生产建设兵团第二中学小学部

小学科学 2023年1期
关键词:土壤探究实验

◇吕笃康 (新疆:新疆生产建设兵团第二中学小学部)

听课是学校促进青年教师成长的一种常见方式,几乎每一所学校对教师都有听课要求。但刚走上工作岗位的教师往往关注教学设计、教学方法以及如何组织教学,很少关注学生的学习状态、学习习惯、学习体验。因多种原因,很多教师并没有意识到有效听课对教师专业化成长的作用,只是为了完成听课任务而被动听课。引导青年教师带着目的去听课,往往会有意外的收获或者思考,可及时梳理和总结,形成条理化的认识。

《观察土壤》一课选自教科版四年级上册,从聚焦环节初步推测土壤里面有什么,探索环节通过观察土壤、土壤沉积实验探究,开展活动,再到研讨交流总结,让学生通过实证研究、探索,更加全面认识土壤的组成成分,同时也为五年级学习“地球表面的变化”单元奠基。在观察、实验、整理信息和得出结论的过程中,培养学生科学探究能力。

一、问题的提出

真实情境是教学过程中有效培养学生核心素养的重要载体。教师在开展教学过程中,需要仔细研读教学内容,选择恰当的情境设计,与生活联系起来,充分发挥学生学习的主动性,引导其走向深度学习。引入的设定需要恰到好处,运用知识和方法解决问题,从而培养学生的社会责任感。

师:地球约三分之一被土壤所覆盖,新疆土地总面积在全国占比多少?(166.49万平方千米,约占中国土地总面积的1/6。)

师:我们的食物有95%直接或间接地产于土壤,土壤和人类之间建立了密切的关系,那土壤里有什么?

教师通过饼状图,直观地展示可利用的土地面积,能够利用的土壤只有3%~5%,而我们的食物有95%直接或间接地产于土壤,凸显土壤的重要性,激发学生对土壤中有什么深入思考,另一方面也融入当地土地面积等知识,增进学生对家乡的了解。鲜活的实例是吸引学生的重要手段,能迅速集中学生的注意力,唤起学生探究和解决问题的欲望。教师需要认真研究教材,将自己的理解和教材相结合,充分挖掘与生活相关的内容,寻找生活中的实际案例。

二、做出假设

师:根据已有的经验,我们在土壤中可能会发现什么?请说出自己的理由和根据。

(小组讨论,可以画出来,或者用文字表述。)

(学生预测结果,汇报。)

科学家在进行科学研究的过程中,会根据已掌握的材料,运用分析、类比、归纳、想象等思维方法做出假设,设计创造性的实验方案,从而推进问题的解决。教学中应引导学生像科学家一样,经历科学研究的一般过程开展学习探究实践。教师要注重对学生实证意识和思维能力的培养。

学生对土壤已有了解,只是未上升到概念的学习。预测的目的在于了解学生原有的认知和生活经验,教学时唤醒学生的经验,为后续的观察增强目的性,使观察的行为更有意义。在实际教学过程中,常会有学生盲目猜测和假设,教师应该让学生明白,假设不是凭空产生的,要依据生活经验有判断。教师可以营造轻松愉快的学习氛围,在学生讨论环节要注重学生讨论的结果,强调学生可以画出来,或者文字表述,可以多种方式表达讨论的结果,以提升学生的参与度,让学生勇于分享经验,表达自己的观点,通过质疑、相互启发以及思维碰撞做出假设。教师要给学生充足的时间。学生可以采用“我认为……因为……”等句式表述自己的假设。

三、制订计划

提问:应该准备什么材料?

提问:观察土壤,我们可以采用什么科学方法?

提问:在实验中我们需要注意些什么?

提问:你觉得他们小组说得怎么样?有什么优点?有没有需要补充的?还要注意什么?

在进行“土壤中有什么”猜测后,教师并没有马上让学生观察土壤,而是采用选择材料、观察方法、注意事项等问题串的形式,引导学生设计探究方案,主动参与到土壤观察的活动中来,从而让科学探究更有效。采用互评和自评取长补短,讨论注意事项及可能出现的问题,引导学生通过自主探究来分析“土壤”的构成。

在科学课堂教学中,实验的设计需要教师搭建脚手架,由“扶”到“放”,引导学生自主设计实验,旨在让学生自主迁移,利用观察的学习方法揭示真理,即对科学现象进行观察和思考,让学生更好地发展。

四、搜集证据

任务一,提示观察土壤的方法:用眼睛看、用鼻子闻、用手摸。

第一步:教师提前在校园中收集土壤,让学生观察土壤中有什么;

第二步:用筛子,按照土壤颗粒大小进行分类;

第三步:采用画一画、写一写的方法,记录土壤颗粒的大小、形状等特点。

学生实验,教师按照小组进行指导,并完成记录单。

任务二,观察土壤在水中的沉积。

第一步:在小烧杯中的土壤里加入水;

第二步:用玻璃棒搅拌,并进行观察;

第三步:充分搅拌后,将杯子静置,放在桌子上,并观察。

学生填写实验记录单并讨论:观察到了什么?

运用科学的实验方法展开探究,实验前明确方法、实验目的及注意事项,即为什么要做这个实验,要解决什么问题;采用互评和自评取长补短,讨论注意事项及可能出现的问题,完成任务单的要求。在活动的过程中,教师为学生提供解决问题的方法,注重小组成员间的讨论、交流的重要性。同时教师巡回指导,了解学生的学习状态,及时纠偏。

实验的环节需要教师提供有结构的实验材料。教师可以对教材中的实验材料进行改进,便于学生清楚地观察实验现象,也可以采用生活中的材料进行实验展示,潜移默化地把科学与生活联系起来。学生在今后的学习生活中,可以利用生活中的材料解决科学问题,这也正是学习科学的意义。

任务单的使用能够帮助学生提高实验效率,并按照实验的一般步骤开展。从土壤颗粒到放入水中观察,目的和内容清晰,实验步骤明确,能够有效保障实验的顺利进行。教师可以提出开放性的问题,让学生小组间展开交流,要允许学生出现不一样的想法和实践。从多方面、多角度观察土壤,可以提高大脑皮层的分析综合水平,促进学生思考。

五、处理信息,得出结论

土壤颗粒是什么样的?

小结:土壤中大于2毫米的颗粒是小石子,小一些的是沙子,更小的粉末状的是黏土,一般只有1毫米的几百分之一,有的甚至肉眼都看不到。

土壤在水中是否有分层的现象?

小结:土壤沉积物在水中的分层情况。指导学生分别从沉积土壤的最上层和最下层刮出一点,涂抹在白纸上,仔细观察,并用手指摸一摸。

大家有没有思考过,土壤中这些大小不同的颗粒源自哪里?

通过观察,我们发现,除了大小不同的颗粒,土壤中还有什么?

土壤中生活着很多动物和植物,我们据此推测,土壤中还有什么?

动植物残体在土壤中腐烂以后,变成了腐殖质。腐殖质使土壤变得肥沃,是植物生长必需的营养元素。

谁能完整地说说土壤中有些什么?

结合之前所学内容,在充分的证据面前,得出结论。学生不能为了汇报而汇报,不能只是为了完成教学环节,而是要将回答落到实处。教师在问题的呈现中板书,层层递进,得出结论。不断推进的问题,引导学生提出问题、发现问题、解决问题,从而塑造独立的学习者,增加学生的自主权。

腐殖质的认识既是重点也是难点。在交流过程中,教师可以结合照片、视频等资料,让学生了解什么是腐殖质,作用是什么。在解决问题的过程中,学生会逐渐形成独立自主思考和学习的能力。处理信息的过程,是知识建构的过程,是建立在观察、实践基础上的。注重亲身体验和感受,帮助学生开展自主知识的建构。

六、表达与交流

土壤和人类之间能够建立怎么样的关系?你能说一说吗?

你睡在土壤上了吗?你穿过土壤吗?你吃过土壤吗?你喝过土壤吗?你今天玩土壤了吗?

小结:现在知道你的吃、穿、住、玩都离不开土壤,说明土壤对我们人类非常重要。

表达交流环节与问题的提出前后呼应,指出人类与土壤之间的关系,通过是否吃、喝、玩、睡过土壤,再次激发学生的学习兴趣。学生很好奇,在揭示答案后,学生恍然大悟并主动回答自己的经历。教师设计的问题充分利用生活中的教育资源,提出与学生生活中常见的、易于观察且能够调动学生兴趣的问题,充分发挥学生的主动性和主体性,从而更好地学习,同时将情感态度价值观的教育渗透于具体的行为中。

实验记录单的设计应突出层次性和指导性,并鼓励学生用图文结合的方式表达想法。多样化、个性化的记录方式更能激发学生的兴趣,锻炼他们发散性思维。实验结束后可以作为资料收集,作为教师自己的反思和研究素材。记录单涉及本课重要的实验观察过程和结果的记录,能够反映学生在学习、观察过程中的参与情况,体现小组成员间讨论、学习的结果。教师授课时往往“热火朝天”,学生回答得也是“头头是道”,但翻阅学生的记录单,会发现有的小组填写得并不理想。那么讨论环节中学生在干什么?是否都参与了活动?值得思考和深究。

设计突出层次性和指导性。本节课最大的亮点是,将科学探究贯穿于实验教学全过程,从问题的提出、猜想与假设、制订计划、搜集证据、处理信息、得出结论到表达与交流,贯穿整堂课的设计。问题的设置源于生活,学生是逐步探究习得的结果,而不是被动地接受知识。要让学生明白,科学研究需要的是证据,而且证据越充分越好。这是一个严谨的分析、推理过程,它可以提醒学生,分析、推理的结论是否正确必须经过实验验证。

一节课不可能面面俱到,关注的点不同,听课的感受也不一样。可以从信息技术的应用,例如,智能互动、课件的使用等教学手段的辅助角度听课,也可以重点关注教师的教学设计、课堂互动、学生的表现。听课是一个教学经验积累的过程,也是教学理念的落实过程。带着问题去思考、发现问题,并找到解决问题的方法。从自身角度去思考,如果是自己上课应该怎么处理,带着谦虚的态度向同行请教,在课堂实践中验证。把自己的想法和精彩的地方记录下来,相信你在教育实践的路上一定会越走越远。

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