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优化数据类探究,建构科学概念

2020-12-18云耘

新课程·上旬 2020年22期
关键词:科学探究

云耘

摘 要:《义务教育小学科学课程标准》中指出:“本课程以培养小学生的科学素养为宗旨,积极倡导让学生亲身经历以探究为主的学习活动”。在以往的教学过程中也深刻地认识到科学探究对小学生学习科学的重要意义。不过这并不意味着科学课堂上只是热热闹闹地开展实验探究,不需要做进一步的分析和思考。教科版的科学课程尤其是五六年级,有大量的数据型探究活动,要求学生通过探究获得大量的实验数据并通过分析构建科学概念。但小学生的数据分析和归纳能力相对较弱,且还没形成很好的数据思维习惯,因此需要教师合理引导学生把数据直观化,以便于他们发现其中的规律,从而构建科学概念。

关键词:科学探究;数据直观化;分析数据

小学科学课程的探究实验中包含了大量的处理数据类的实验。这类探究实验的共同点是学生要在探究的过程中通过观察和借助工具的测量等获取数据,这些数据中蕴含着一些规律,认识到其中的规律后,学生便能构建相关的科学概念。且通过这样的实验能培养学生的“证据”意识,更深刻地认识到科学概念不是凭空捏造,而是建立在探究和数据的基础上,有利于培养学生的科学思维。在教学的过程中,我发现大多数小学生的实验动手能力还不够强,这导致他们在探究过程中经常出现误差较大或者错误的数据,这会影响他们对实验数据的分析;同时小学生的数据分析能力还比较弱,尤其是当数据量庞大并且无序的时候,他们往往很难发现其中的规律。因此,在上这类课程时有必要引导学生将无序的数据有序化、将在表格中的数据转换成直观的图形或示意图等帮助学生理解实验数据并发现数据中蕴含的规律,从而有效地构建相应的科学概念。

一、探究前明确操作方法和要求,保证数据准确有效

学生在动手操作前明确实验操作的方法和要求是保证实验数据准确有效的前提。小学生的动手能力和实践能力还处于发展阶段,因此他们在动手操作时往往会遇到很多问题。例如,在教科版六年级上学期“能量”这个单元,探究电磁铁的磁力大小与什么因素有关的实验中,不少学生都能很好地设计出实验操作方法,但在动手的时候却遇到困难导致实验数据不准确。比如有些小组实验的过程中线圈过松导致绕了近40圈线圈也一样不能吸引一个大头钉;有些小组在做实验时铁钉离大头钉的距离过远,导致始终不能吸引大头针;有些小组则长时间保持电路是接通的状态,导致电池电量很快耗尽且影响实验数据的准确性……因此,在实验开始前,教师可采用以下方法让学生明确实验操作方法和实验中的注意事项:(1)教师直接讲解。当在实验中遇到一些技能掌握性的实验或是学生很难自己想到的实验注意事项时,教师可以通过直接讲解的方式让学生明确实验任务和实验注意事项。(2)教师合理引导。大多数时候,教师可以通过创设情境、合理引导,从而引发学生的思考,让学生自己明确探究目标和操作方法,此时教师需要注意强调学生没有回答到的点,并注意搜集不同学生的回答,最后汇总在一起,以便于学生在操作过程中实时提醒自己。(3)演示实验。在开始探究活动前,教师可以现场演示或者利用微课演示实验操作过程,这样可以将操作方法和注意事项直观化,且边演示边强调的方法能让学生的印象更加深刻,有助于减少他们在探究过程中出现的问题。当然,在学生探究的过程中,教师也要多多巡视,发现学生操作错误或者不规范的时候,要做到及时提醒和纠正,这样才能保证学生通过探究获得的数据是准确有效的。

二、活用表格引导学生将数据有序化、直观化

教科版科学五六年级有较多的通过分析实验数据发现规律从而构建科学概念的课程,其中有部分探究数据量偏多、有部分探究得到的数据是无序的。小学生的归纳总结能力还较弱,学生在上此类课程的时候往往是探究时积极性很高,但在写结论的时候不少孩子感觉无从下手,因此,教师应该在日常的教学中逐步训练学生对数据的敏感性,引导学生将数据有序化,从而自己概括出科学概念。例如,教科版科学六上第1单元第2节“杠杆的科学”这一课中有一个探究内容:在杠杆尺两端的一个位置点挂上钩码并且使杠杆尺保持平衡,尽可能多地挂出平衡并且将实验数据填在书本上的表格中。这样形成的表格包含了杠杆尺的好几个规律,但是由于数据是无序的,学生很难发现其中的规律。这时老师可以适当给学生提供支架引导其将数据有序化、直观化。在上课时我给学生提供了一些模拟杠杆尺的线段,请他们分别将表格中每一组数据中阻力点到支点的距离及用力点到支点的距离,按照省力、不省力也不费力、费力这三种情况画在线段上,并用不同颜色的笔区分每一组数据,这样数据就变得直观了,学生便很容易能发现其中的规律了。

数据是抽象的,图表是形象的。因此,教师在教学中可适时地引导学生把获得的数据用图表呈现出来,以帮助学生更好地构建科学概念。图表有很多种,比如柱状图、曲线图、折线图、饼图等等。教师可以根据自己想要达到的效果,有選择地利用这些图表。

编辑 李建军

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