“觀察與提問”是科學探究活動的開端,表述的是探究的動機,所以在科學DV作品中“觀察與提問”就是科學探究途徑的第一個路標,要用清晰的畫面展示出探究的對象或產(chǎn)生問題的情境,并明確提出要進行探究的問題。有了問題就要“抓住不放”,進一步探究。
猜想與假設
在生活中我們經(jīng)常進行猜想和假設,只是我們沒有意識到“猜想與假設”的存在。比如:在一個陌生的地方問路,你會觀察周圍的人,根據(jù)經(jīng)驗選擇你認為誠實的人,比如交通警察、老年人或清潔工。他們可能知道你要找的地方,可能不會騙你,這就是你的猜想,根據(jù)經(jīng)驗猜想他們會告訴你正確的路線,你才會去問他們。你家的電燈不亮了,你會說可能是燈泡壞了,這也是猜想。假如換個燈泡,燈就亮了,就支持了你“燈泡壞了”的猜想;假如換個燈泡,還是不亮,就說明不是燈泡的問題,你的猜想是錯的。天氣預報就是氣象臺根據(jù)觀測到的氣象信息對未來幾天天氣狀況的一種“猜想”,我們經(jīng)常根據(jù)天氣預報來調(diào)整自己的出行安排,雖然也有預報不準的時候。我們在行動之前都有“猜想與假設”,在生活中經(jīng)常使用“我認為”“我想”“很可能”“我沒有猜錯的話”“根據(jù)經(jīng)驗,我們應該”來引出自己的猜想,它指引著我們的行動方向。
在探究活動中,我們會根據(jù)已有的知識和經(jīng)驗對問題的“答案”進行猜想,對解決問題的方法或問題產(chǎn)生的原因提出自己的假設,這些猜想與假設指引著我們繼續(xù)探究的方向。在科學探究活動中,我們一定要讓“猜想和假設”凸顯出來,讓別人了解自己的思考過程。
在《蟈蟈的秘密》中對蟈蟈“鳴叫”產(chǎn)生的疑問是:兩翅摩擦怎么會發(fā)出那么響亮的聲音呢?我們猜想蟈蟈還有其他的發(fā)音器官,但是沒有找到。那怎么驗證自己的猜想是正確還是錯誤呢?于是我們就假設:如果摩擦死蟈蟈的兩翅也能發(fā)出同樣響亮的聲音,就能說明蟈蟈沒有別地發(fā)音器官,的確是用翅膀摩擦發(fā)出聲音的。在探究金蟬展翅的時候,學生猜想蟬像鳥一樣展開翅膀,但是很快被否定了,因為蟬的翅膀中沒有肌肉和骨骼。沒有猜想就沒有探究的思路。在觀察蟬翅膀的變化過程中,偶然發(fā)現(xiàn)那么薄的蟬翼中竟然會流出透明的液體,于是又提出了新的猜想:蟬是靠液體的壓力使翅膀展開的。
基于已有知識經(jīng)驗的猜想與假設是探索未知世界的橋梁,把已有的知識經(jīng)驗和未知的事實之間相互聯(lián)系,需要豐富的想象力,“猜想與假設”這座橋梁的主要零部件就是想象力。尋找正確的假設和猜想也是我們探究過程中最困難的一步,有時需要苦思冥想,才能靈感閃現(xiàn),豁然開朗。有的科學家甚至是在夢中才有了正確的猜想——據(jù)說元素周期表就是門捷列夫在夢中想到的。
不同人有不同的經(jīng)歷,對觀察到的現(xiàn)象有不同的認識和理解,所以他們的猜想與假設也可能是不同的。不同的猜想之間會有矛盾,學生之間就會進行討論、爭辯,從中排除明顯錯誤的猜想,選擇最有可能正確的答案。但是科學探究并不是以“人數(shù)多少”投票的方式來決定對錯的,猜想即便再有根據(jù),也有可能是錯誤的,必須通過進一步的觀察或?qū)嶒炦M行驗證。
猜想和假設就像探究中的一架望遠鏡,有了猜想和假設才能制訂進一步探究的計劃。
在科學DV作品中,探究途徑的第二個路標就是“猜想與假設”。在《探究落葉多數(shù)背面朝上的奧秘》中小作者對落葉大多背面朝上的原因提出了自己的猜想“難道是頁面光滑,而葉背有絨毛造成了葉面朝下、葉背朝上的現(xiàn)象?”在《南方的北國——東海學區(qū)的冬之謎》中,學生們在查閱岡崎市的地圖后,作出了大膽的猜想,東海學區(qū)特殊的小氣候可能和岡崎市南側(cè)的地勢有關。這些猜想都為后面的實驗計劃和數(shù)據(jù)收集指引了方向。然而遺憾的是,大多數(shù)科學DV作品中,沒有明確展現(xiàn)出自己對探究問題的猜想與假設,想當然地認為觀眾會知道自己的猜想,這就使后面的實驗及數(shù)據(jù)收集活動顯得很突然,方向不明。
計劃與組織
“猜想和假設”是需要驗證的,否則就不能稱之為科學探究。在驗證猜想之前要作好“計劃與組織”,這便是探究活動的第三個路標?!疤骄坑媱潯笔翘骄空邔ρ芯糠椒ǖ倪x擇和對探究過程的設計,“組織”是探究者對人、財、物、時的安排。計劃和組織是探究活動順利進行的保證,是對未來探究路線的規(guī)劃。在探究之前作好準備,往往能得到事半功倍的效果,否則,往往事與愿違。
在實際探究活動中,都會進行計劃和組織,比如時間的安排、人員的分工、工具的準備、物品的準備或購買、計劃實驗步驟、設計實驗表格、編寫采訪提綱、取得家長或老師的支持等。
由于探究的主題不同,計劃和組織的內(nèi)容也有很大的差異。在科學DV作品中,有些計劃和組織的內(nèi)容要清晰地展現(xiàn)出來。比如在《以不同的水培育水稻的差異》中,作者清晰地展示了自來水、淘米水、雨水、河水是怎么取得的,清楚地展示了土壤的準備過程,讓人對水稻生長的用水和土壤條件有了清晰的認識。在《揭秘金蟬展翅》中清楚地展示了蟬的翅膀模型的制作過程,讓人們了解了實驗是怎么設計的;需要準備的材料和設備,又是怎么進行制作的。在很多優(yōu)秀作品中,“計劃和組織”中探究方法的選擇、探究過程的設計、人員的分工、編寫采訪提綱等內(nèi)容沒有明顯地展示出來,但是從探究活動中可以明顯看出計劃和組織工作做得很充分。比如在《蚊蟲最愛什么色?》《南方的北國——東海學區(qū)的冬之謎》中都有采訪活動過程,但沒有展示出采訪前擬訂采訪提綱、計劃采訪哪些人、誰負責問問題、誰負責拍攝,也沒有展示他們在采訪前進行的模擬訪問,而是暗含在采訪活動的過程中了。這些作品中的采訪調(diào)查、實驗活動過程的展示,也暗含了之前對探究方法和探究過程的計劃。俗話說“臺上一分鐘,臺下十年功”,雖然在科學DV作品中,“計劃與組織”這一路標有一部分沒有明確展示出來,但它的確是探究活動順利進行的保證。
我與科學DV
有時候,一瞬間的抉擇會帶來不同的視界。
當初,我是帶著一顆好奇與懵懂的心來觀看上一屆科學DV活動的獲獎作品的,我被帶進了“魔幻”世界,不僅僅是興奮,還有熱血澎湃。想象著自己的雙手能記錄風雨雷電、歲月變遷,無名的快樂就襲上我的心頭。
這次實驗,有悲,有喜;是朋友的支持,是老師的幫助,讓我堅持。不論是晴空萬里、炎炎夏日,或者滂沱大雨、電閃雷鳴,我們都用汗水洗滌心靈,用意志磨礪靈魂。就算是從未有過的骯臟、臭味,我們共同扛過!
最重要的,對我來說并不是結(jié)果,盡管結(jié)果是對我們的肯定,但是我經(jīng)歷了,我做了,這才是最重要的!這不僅限于體驗,是與生活的一種融會,它培養(yǎng)我善于發(fā)現(xiàn)的眼睛,遠近高低的角度,錯落有致的視野,對生活的觀察,對世界的理解……
最開心的是我認識了3位值得敬佩的老師和許多同學,是他們豐富了我的課余生活,是他們陪我一起度過這段難忘的日子。陳老師的實驗、邱老師的技術、趙老師的風趣,“地下水”的幽默、“果蠅愛”的執(zhí)著、“樟樹葉”的奇妙、“解剖魚”的激動、“變污水”的耀眼、“看導管”的精彩、“西瓜酒”的陶醉,當然,還有“尿不濕”的溫柔。
看著畫面里不斷變換的自己,我心中總有一些說不出口的歡快,它不是純粹的高興,但它比高興更純粹!
請容許我記錄參加科學Dv活動快樂的日子——每一天。
——第2屆科學影像節(jié)特等獎《打造沙漠綠洲》作者貴州省遵義市第一高級中學危星宇