小學(xué)科學(xué)是一門以培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素質(zhì)為宗旨的義務(wù)教育階段的核心課程?!度罩屏x務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》指出:實(shí)驗(yàn)是提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的重要環(huán)節(jié),對(duì)培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)有著不可替代的作用,是理論教學(xué)的驗(yàn)證和延續(xù),是培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、動(dòng)手操作能力、觀察能力、思維能力和表達(dá)能力的重要途徑。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)論并不是完全對(duì)等的。由于不能正確看待實(shí)驗(yàn)的結(jié)果或是過(guò)于追求“存在的結(jié)論”,往往使我們的教師手足無(wú)措,陷入慌亂的局面。那么,如何使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更切合實(shí)驗(yàn)結(jié)論呢?現(xiàn)筆者談?wù)剮c(diǎn)體會(huì)。
一、直面科學(xué)課堂中的實(shí)驗(yàn)真實(shí)
【案例1】“預(yù)測(cè)”(蘇教版四年級(jí)下冊(cè))
(預(yù)測(cè)放入鹽后水位的變化。)
第一層次:放入5克鹽。
生(預(yù)測(cè)):水面會(huì)上升,因?yàn)樗锩娣湃肓藮|西。
實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證:水面沒(méi)有上升。
第二層次:放入10克鹽。
生(預(yù)測(cè)):水面會(huì)上升。因?yàn)閯偛牛悼他}太少了,現(xiàn)在又多放入了5克鹽,所以水面會(huì)上升。
實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證:水面還是沒(méi)有上升。(學(xué)生已經(jīng)有了一些情緒:怎么會(huì)這樣的)
第三層次:放入50克鹽。
生(預(yù)測(cè)):這次鹽這么多,水面肯定會(huì)上升。
實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證:水面真的上升了。(學(xué)生開(kāi)心地跳了起來(lái))
教師卻開(kāi)心不起來(lái),因?yàn)檫@與實(shí)驗(yàn)結(jié)論不符(由于鹽溶于水,在水飽和前水面是不會(huì)上升的)。如何向?qū)W生說(shuō)明呢?最后教師用模棱兩可的話語(yǔ)結(jié)束了本次實(shí)驗(yàn)的總結(jié)。
【案例2】“研究磁鐵”(蘇教版五年級(jí)上冊(cè))
研究“磁鐵各部分磁性的強(qiáng)弱”:在條形磁鐵上等距離取了A、B、C、D、E、F、G七個(gè)點(diǎn),在各點(diǎn)上首尾相連掛回形針,根據(jù)所掛回形針的數(shù)目來(lái)判斷磁鐵各部分磁性的強(qiáng)弱。實(shí)驗(yàn)后,匯報(bào)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填表統(tǒng)計(jì)。
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師:發(fā)現(xiàn)什么規(guī)律?
生:磁鐵中間沒(méi)有磁性。
師(有點(diǎn)急):你怎么知道的?
生:每個(gè)組都是0。
師(沉不住氣了):你們還發(fā)現(xiàn)什么規(guī)律嗎?
生(集體沉默):……
師(冒汗了):磁鐵哪個(gè)地方的磁性最強(qiáng)?
生:兩邊。
師(如釋重負(fù)):條形磁鐵的兩端磁性最強(qiáng),中間磁性最弱。磁鐵磁性最強(qiáng)的地方叫磁極。條形磁鐵有兩個(gè)磁極。
分析這張表格可以發(fā)現(xiàn)多個(gè)問(wèn)題:有些組是A、G點(diǎn)回形針最多,有的組A、B點(diǎn)或F、G點(diǎn)的回形針一樣多,有的甚至是B、F點(diǎn)吸的回形針最多。但教師卻有意忽略這些數(shù)據(jù),直接給出 “磁鐵兩端磁性最強(qiáng),中間最弱”的結(jié)論。很顯然,這樣不符合“從證據(jù)中進(jìn)行分析推理、得出結(jié)論”,即“用數(shù)據(jù)說(shuō)話”的科學(xué)教育精神。
二、實(shí)驗(yàn)失敗后的追因問(wèn)果
案例1中的“放入鹽后水位的變化”實(shí)驗(yàn)出發(fā)點(diǎn)是好的(豐富學(xué)生對(duì)預(yù)測(cè)的認(rèn)識(shí),意識(shí)到未經(jīng)科學(xué)證實(shí)的預(yù)測(cè),可能正確,也可能不正確)。但此實(shí)驗(yàn)時(shí)間長(zhǎng),還易失控。搜索網(wǎng)絡(luò)信息及課題設(shè)計(jì)發(fā)現(xiàn),選用此實(shí)驗(yàn)的寥寥無(wú)幾。而同樣達(dá)到效果且易把握的實(shí)驗(yàn)還有很多,如:預(yù)測(cè)水中放玻璃球后水位變化、不同液體混合后的體積變化等。試想,如果課前多花些時(shí)間親自多操作幾次又會(huì)如何呢?
同樣的“研究磁鐵”實(shí)驗(yàn),另一位教師實(shí)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)時(shí),也出現(xiàn)了類似的結(jié)果,唯一有區(qū)別的是:其中一組中間一個(gè)點(diǎn)上吸了一枚回形針。當(dāng)大家一致認(rèn)為“磁鐵的磁性兩邊強(qiáng),中間無(wú)磁性”時(shí),這一組的學(xué)生發(fā)出了不同的聲音——相較于動(dòng)輒隨意改數(shù)據(jù)、胡亂猜測(cè)的時(shí)下弊端,這是十分難能可貴的!正是因?yàn)樗麄兘M的尊重事實(shí),才使得“磁鐵的磁性兩邊強(qiáng),中間弱”這個(gè)規(guī)律更加真實(shí)——它不是由錯(cuò)誤數(shù)據(jù)直接告知的“真實(shí)規(guī)律”。案例2中的教師,面對(duì)異常數(shù)據(jù)若引導(dǎo)學(xué)生展開(kāi)討論,相信結(jié)果會(huì)很讓人期待。
三、如何在確保實(shí)驗(yàn)真實(shí)性的同時(shí)提高其有效性
(一)課前的準(zhǔn)備
1.教材中的實(shí)驗(yàn),教師要一一操作
科學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō),吸引力是超強(qiáng)的。對(duì)于真正致力于科學(xué)教學(xué)的教師來(lái)說(shuō),教材中的實(shí)驗(yàn)要一一操作,同時(shí)還要充分發(fā)揮“釘子精神”,熟悉實(shí)驗(yàn)步驟,明確實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié),掌控可能的意外,將實(shí)驗(yàn)結(jié)論了然于心。
2.準(zhǔn)備的實(shí)驗(yàn)器材要典型而效果明顯
實(shí)驗(yàn)材料是為揭示實(shí)驗(yàn)結(jié)論而準(zhǔn)備的一組操作工具。選擇材料,應(yīng)考慮其利用性,應(yīng)簡(jiǎn)單而效果明顯。當(dāng)實(shí)驗(yàn)器材在準(zhǔn)備與使用方面和實(shí)際存在一定差別時(shí),我們可以對(duì)部分器材進(jìn)行調(diào)整和改進(jìn)?!把芯看盆F”實(shí)驗(yàn)中在探究磁鐵哪個(gè)部位磁性大時(shí),針對(duì)磁鐵中間難以吸起回形針這一點(diǎn),可用鐵屑代替回形針,使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更明顯,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)更加有說(shuō)服力。
(二)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集及分析、利用
1.教師精心準(zhǔn)備下的必然結(jié)果(準(zhǔn)確數(shù)據(jù))
在“比較不同紙的特點(diǎn)”的實(shí)驗(yàn)中,研究不同紙的吸水性時(shí),教師精心準(zhǔn)備了材料,嚴(yán)格按照操作要求(同時(shí)、同高、同水量、紙同大小)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),連用怎樣的滴管,都要精心篩選(滴管口的大小盡量一致)。這樣精心準(zhǔn)備下的實(shí)驗(yàn)可以說(shuō)是精致的,因此學(xué)生都得到了相似的接近結(jié)論的數(shù)據(jù)??v觀各個(gè)年級(jí)的科學(xué)教學(xué),同類型的實(shí)驗(yàn)是很多的,這就需要教師做個(gè)有心人,為學(xué)生創(chuàng)造出精致的實(shí)驗(yàn)操作機(jī)會(huì),以實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)真實(shí)性的同時(shí)提高其有效性。
2.尊重事實(shí),尊重?cái)?shù)據(jù)(真實(shí)數(shù)據(jù))
科學(xué)研究是嚴(yán)謹(jǐn)且嚴(yán)肅的,需要具備實(shí)事求是的研究態(tài)度。而我們的課堂上,卻經(jīng)常出現(xiàn)這樣的一幕:你的結(jié)果是什么?我和你不一樣?改改吧,反正老師又看不見(jiàn)!類似的現(xiàn)象不少見(jiàn),但這樣的現(xiàn)象絕對(duì)不可取,教師應(yīng)關(guān)注并堅(jiān)決制止。要使學(xué)生體會(huì)到:數(shù)據(jù)的真實(shí)不僅靠細(xì)心、認(rèn)真的態(tài)度,還需要嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)精神。匯報(bào)交流時(shí),要注意面向全體,避免出現(xiàn)因出錯(cuò)怕被別人笑,而躲避不參加匯報(bào)的行為。要讓學(xué)生明確:實(shí)驗(yàn)的目的不是為了攀比、競(jìng)賽,而是為了得到一個(gè)比較客觀的結(jié)果,明白一些科學(xué)規(guī)律。
3.采集的數(shù)據(jù)要做到合理分析、利用
針對(duì)實(shí)驗(yàn)中采集到的表象數(shù)據(jù),教師要引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行合理的分析和整理??梢酝ㄟ^(guò)改變已有資料的呈現(xiàn)方式、順序等,使之更有效。如 “連續(xù)測(cè)量一杯水的溫度”的實(shí)驗(yàn)中,可以將收集到的水溫?cái)?shù)據(jù)以折線統(tǒng)計(jì)圖的形式表現(xiàn)出來(lái),這可讓學(xué)生更清晰地看出溫度的變化趨勢(shì)。
(三)重視演示實(shí)驗(yàn)的有效呈現(xiàn),使指導(dǎo)更到位
1.給實(shí)驗(yàn)器材“增高”“增肥”
在演示五年級(jí)“燈泡亮了”這個(gè)實(shí)驗(yàn)時(shí),由于實(shí)驗(yàn)器材小,教者雖忙得熱火朝天,但學(xué)生理解并不到位。怎么辦?我們可準(zhǔn)備一塊較大的木板,將電源、電珠、開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線科學(xué)地安裝在木板上,并利用彩色筆加粗相關(guān)部分。在演示連接電路時(shí),讓“增高”“增肥”后的電路展示在學(xué)生面前,清晰明了,學(xué)生連接電路時(shí)有理有據(jù),較輕松地掌握了連接電路的方法。
2.染色,使實(shí)驗(yàn)對(duì)比更明顯
與水有關(guān)的實(shí)驗(yàn)各個(gè)年級(jí)并不少。為了清晰地凸顯實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,可在實(shí)驗(yàn)用水中加紅墨水著色。有時(shí)還可以在水槽的后面放置一面彩色板,以強(qiáng)化不同顏色的對(duì)比。
3.借助多媒體的動(dòng)態(tài)演示,使其更形象
多媒體對(duì)科學(xué)學(xué)科教學(xué)的重要性不可忽視。比如三年級(jí)“植物的一生”、四年級(jí)“聲音的傳播”、五年級(jí)“巖石的風(fēng)化”、六年級(jí)“探索宇宙”等抽象難描述的內(nèi)容,可將相關(guān)內(nèi)容以多媒體的形式展現(xiàn),使學(xué)生在進(jìn)行相關(guān)模擬實(shí)驗(yàn)時(shí),腦海中有一定的形象,從而更有效地完成相關(guān)實(shí)驗(yàn)。
教學(xué)研究是無(wú)止境的,就如我們的科學(xué)研究。如何使實(shí)驗(yàn)過(guò)程更合理,使之在真實(shí)的實(shí)驗(yàn)中,更有效地凸顯實(shí)驗(yàn)結(jié)論,是一項(xiàng)長(zhǎng)期的研究追求。以上只是我的一些粗淺的認(rèn)識(shí)和思考,也是今后進(jìn)一步研究的起點(diǎn)和動(dòng)力。
(責(zé)編黃春香)