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巧用“实验数据”进行生活化教学落实核心素养的培养

2019-03-07张彩琴苏巧玲

考试周刊 2019年20期
关键词:做中学数据实验

张彩琴 苏巧玲

摘 要:本文通过具体事例,阐述怎样通过实验数据帮助教师展开教学,分析事物变化规律,形成科学知识概念,从而很好地培养学生的核心素养,并且通过学生的实验数据反思学生学的困惑和老师教的缺陷,从而改进和优化实验方案,让实验教学更有行之实效,更贴近孩子的日常生活。

关键词:实验;数据;分析;做中学;学中思

一、 从“实验数据”入手,展开生活化教学

从“实验数据”入手,引导学生经历实验、分析和改进、创新等思维过程,进而有效地将科学知识内化为学生自身的生活经验和思维形式。下面以《探索马铃薯沉浮的原因》一课中的“实验数据”为例,提出以下教学思路:

(一) 下水实验,模拟生活化数据。课前教师一定要认真研究课程标准、教材、学生及实验教具,做好下水实验。在下水实验后,要分析学生在学习中可能会出现哪些错误的实验操作,导致实验数据的差异,并对造成实验数据差异的原因进行初步的分析,设计和规划好实验方案。分析《马铃薯沉浮的原因》一例可知,弹簧测力计测量方法和精确度是造成学生实验数据参差不齐的主要原因,要排除由于实验器材误差造成的数据差异,实际是很难办到的。与其将有限的时间纠缠在难以“圆满”解决的误差上,还不如优化实验教具和实验方案,以达到模拟的数据更贴近科学真理的答案。

(二) 亲历实验,引发思维冲突。课上,学生亲历实验探究,引导学生开展实验质疑研讨,引发学生的思维冲突。首先,让学生质疑教材的实验结论,培养学生敢于挑战权威的勇气和发表自己独特见解的意识。其次,进行教师或学生演示,指导引领学生认识规范操作的细节,明确实验中的注意事项,实现对学生操作技能、精确意识的培养。

(三) 分析数据,反思研讨。在学生意识到真实的特殊数据后,组织学生进行思考、研讨,从实验器材、实验环境、实验误差等角度寻找实验数据与常态数据不一致的可能原因。在《探索马铃薯沉浮的原因》一课中,通过研讨学生们最先会怀疑“弹簧测力计没有调零”造成了数据特殊。也有学生会提出“钩码没有完全浸没在水中”造成的数据误差。此时,教师就造成数据特殊的假设做出归纳,引导学生再次实验,进行数据检测。

(四) 再次实验,检验假设。学生分析数据后,对产生特殊数据的原因,做出假设。再根据分析得出的假设,进行再次实验检验,获取新的实验数据,再次进行验证。在《探索马铃薯沉浮的原因》一课中,各小组通过“使用不同弹簧测力计测量同一钩码在同一杯溶液中的浮力”很容易发现特殊数据是由于弹簧测力计的最小刻度值而造成的。这时教师引导学生认识科学实验器材是复杂和多变的,要得出一个科学的结论,是需要经过反复地实验验证的。

(五) 拓展延伸,寻找新证据。实验数据的获得不能只停留在课堂教学中,要让学生对研究的内容进行拓展,更好地帮助学生建构科学知识。有了《探索马铃薯沉浮的原因》的课堂教学,学生懂得了“体积相同的情况下,比水轻的物体,会在水中上浮;比水重的物体,在水中会下沉”,还引发了学生课外探究的兴趣。相信他们通过查阅资料还会发现“物体在液体中的沉浮,是跟密度有关的”,并乐于把自己的发现与身边的同学进行交流与分享。

相信结论只能让学生变得“愚昧”,只有善于从数据中寻找学问,才能培养出“智慧”的学生。所以在出现“特殊数据”时,教师大可不必紧张,有条理地引导学生进行理性分析,提出新的研究方向,进行再次探究,学生才能合理地建构科学概念。这样才能让学生“尊重自己看到的”,才是真正以实验、以数据为本的教学,才能培养学生实事求是的科学精神。

二、 从“实验数据”入手,培养学生的科学核心素养

核心素养,主要是指学生将来发展所必须具备的重要品格与关键能力。就小學科学学科而言,其核心素养主要包括以下几方面:科学观念及应用能力,科学思维与创新能力,科学探究与交流能力,科学态度与责任。

(一) 收集“实验数据”,培养学生科学观念及应用能力。科学发展史深刻地告诉我们,任何科学真理的发现,都源于科学家进行了大量的实验,并进行数据分析而得出的。因此,不管是课堂教学还是课外延伸,都应该强调实验数据真实的价值,因为只有真实的数据才能导向科学真理。

(二) 分析“实验数据”,培养学生科学思维与创新能力。章鼎儿老师指出:“先做出了一个结论,再进行调查研究,收集的数据与结论不符,就再调查,再实验,这不是科学实验。认为结果与结论一致,实验就成功了,结果与结论不一致,实验就失败了,就说明教师的脑子里有的是结论而不是探究过程。产生特殊数据的很多探究活动,器材并没有问题,所以特殊数据都是真实的。”因此,利用“特殊数据”进行教学,可以让学生更好反思得出“特殊数据”的原因,培养学生科学思维能力。

(三) 整理“实验数据”,培养学生科学探究与交流能力。科学的结论是建立在对“实验数据”分析的基础上。通过实验获得了的实验数据,但如果没有对“实验数据”进行整理,那这些“实验数据”就只是一些数据而已了。例如:在《探索马铃薯沉浮的原因》一课中,我们测得了钩码在清水和在浓盐水里的重力。如果我们没有把钩码本身的重力减去在水中的重力和在浓盐水的重力,那我们也得不出钩码在两种溶液中的浮力,这样就推导不出马铃薯在浓盐水中的浮力比在清水中的浮力大这一科学知识了。因此,数据整理,可以帮助学生学习如何运用批判性和逻辑性思维进行数据分析,培养了学生探究与交流的能力。

(四) 重视“实验数据”,培养学生的科学态度。科学态度的核心是实事求是。在日常的教学中,我们要注重培养学生尊重数据、实事求是的科学态度。鼓励学生把自己实验的数据如实地记录下来,并对数据进行整理,得出结论。在做结论时,学生应真实体会到科学的结论是来源于探究数据,而不是依据自己的猜测。经过长期的课堂实验教学,相信学生会树立正确的科学价值观,知道科学应该尊重数据,实事求是。

总之,巧用实验数据,来进行生活化教学,我们要在课堂中,引导学生合理地进行科学猜测,并用“实验数据”来验证自己的猜测。让“实验数据”暴露学生学的困惑,老师教的缺陷,引导教师与学生做中学,学中思。让“实验数据”成为教师课堂教学的“利刃”,帮助落实学生的科学核心素养。

参考文献:

[1]吴利坚.不该被漠视的数据[J].科学课:小学版,2007(4):40-41.

[2]王海花.关于小学科学探究活动中数据收集及分析的探讨[J].

作者简介:

张彩琴,福建省泉州市,泉州市丰泽区教师进修学校;

苏巧玲,福建省泉州市,泉州市丰泽区第二实验小学。

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