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建立科学概念改变实验教学方法

2021-09-16王继兵

小学科学·教师版 2021年8期
关键词:科学课概念实验教学

王继兵

科学课实验教學,是培养学生科学素养不可或缺的重要方面。科学课实验教学有其自身特点,在培养核心素养的背景下,小学科学实验课该如何教学,值得认真思考。

一、科学课实验教学应该着眼于学生科学素养的提高

科学课堂实验,同科学家做实验一样,也应遵循一定的操作规范和操作流程,才可能采集到有价值的实验数据,从而得出科学的实验结论。可是,小学生的课堂实验,不只是为了完成实验,更要在实验教学中对标学生的核心素养发展目标,精心设计,着眼于人的发展,这与整个科学教学以及整个教育目标是一致的。

在科学领域,我们该关注科学素养的哪些方面呢?胡卫平教授指出:科学观念及应用、科学思维及创新、科学探究与实践、科学态度与责任是我们必须关注的。由于科学实验强调操作性,因此,科学观念、科学思维与科学态度,往往容易在实验教学中被忽视。

二、科学课实验教学应该帮助学生建立科学概念

2017版《小学科学课程标准》明确提出了科学学习的主要概念。概念不等于科学知识,需要学生在现象的基础上进行抽象概括,从而得到有关事物的规律或本质。在实验教学中,要充分引导学生从多种现象中找规律,透过现象看本质,最终形成科学的重要概念。

笔者曾有幸观摩了宁波市北仑区小港实验学校丁言君老师执教的《运动和摩擦力》视频课。课中,丁老师就巧妙地通过实验,帮学生逐步建立了“摩擦力”的概念。丁老师先让学生都想办法产生摩擦,或让学生双手互擦,或让学生手擦裤子,使之真实体验到摩擦的感受。丁老师再演示手捂头皮,形象揭示摩擦产生的必要条件——两个物体接触并产生运动或想要运动。然后让学生脚擦地面再感受摩擦,并引导其感受有一种阻碍运动的力,水到渠成地帮学生建立了摩擦力的概念。

所以,科学实验不仅仅是为了完成实验,还要充分利用实验的设计,观察操作过程以及实验过程中的现象、数据、感受,进行必要的抽象概括,帮助学生建立必要的科学概念。

三、科学课实验教学应该帮助学生发展科学思维

胡卫平教授指出:教学的核心是思维,学习的关键是思考。因此,小学科学实验,更应关注学生的思维。

(一)提出实验需要解决的问题让思维有品质

提出有价值的问题比解决问题更重要。为什么要做实验?实验是为了解决什么问题?在一定的现实情境下,提出实验要解决的问题,本身就凸显了思维的品质。

我在教学五年级《拧螺丝钉的学问》一课时,首先组织学生进行“比谁拧得快又轻松”的体验式活动,在展示任务与工具后,我问学生:“你认为用哪把螺丝刀拧得快又轻松?为什么这样认为?”接着进行分组体验,学生最后汇总感受:似乎大螺丝刀更省力一些。我又追问:“你认为我们该确定研究什么问题?”让学生用自己的语言描述需要研究的问题,从而让其通过思考,概括出需要研究的问题是“是否省力与螺丝刀把的大小的关系” 。这样由现象、体验到聚焦问题,发展了学生的思维。

(二)实验方案的设计让思维更缜密

科学实验需要用怎样的方案,需要准备什么样的材料,要控制哪些影响实验的条件,要分哪些步骤进行实验,要观察和记录哪些有效的现象和数据,如何进行分工协作……这些实验方案涉及的细节,都需要周密细致地考虑。教师在教学中千万不能完全放手交给学生去完成,而应该引导学生多方考虑,启发思维,追问不足,引起反思,在不断完善实验方案的过程中让思维更缜密。

以教学《建桥梁》一课为例。在共同讨论确定实验方案的过程中,我通过追问的方式问学生:实验方案中“平板桥”与“拱桥”实际承载重物的厚度一样吗?从而使学生反思到了“拱桥”实际承载重物的,是由桥面的一层卡纸加上成拱的一层卡纸,变成了两层,与“平板桥”“斜拉桥”的实际单层桥面去比较,并不具有可比性。该如何改进呢?学生通过讨论反思,将“平板桥”“斜拉桥”的桥面也变成双层,获得了学生的认可。由此可见,完善实验方案的过程,就是训练学生思维缜密的黄金时机。

(三)实验数据的有效分析让思维更显成熟

实验的目的是获得有效的实验数据,从而为实验结论的正确性提供保证。我们要在实验教学中引导学生客观正确地看待数据,分析数据,寻找数据中的规律和本质。我们更要引导学生关注异常数据,查找异常数据背后的影响因素,给出科学合理的解释,在这样的教学过程中使学生的思维更加趋向成熟。

王天锋老师在教学“研究磁铁”的内容时,就在众多常规条形磁铁(磁极在两端)中夹了一块非常规条形磁铁(磁极在两侧),学生在实验时观察到了异常的实验现象,教师积极引导,再提出“是磁铁的磁极在两端的认知错了,还是判断错了?”的研究新问题,然后设计方案,与学生一起再进行探究,实现了师生再共同发现与创造的思维多维发展。

以上思考,紧扣学生的核心素养形成,以发展思维为核心,帮助学生建立科学概念,更潜移默化地帮学生确立了实事求是的科学研究态度。实验教学,我们只有不断转变教学观念,改变实验教学的方法,立足树人,才会事半功倍。

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