小學(xué)科學(xué)實驗中問題的預(yù)設(shè)與解決策略
——以“光是怎樣傳播的”實驗教學(xué)為例

河南省息縣第一小學(xué)(464300)

王俊卿

小學(xué)科學(xué)實驗中問題的預(yù)設(shè)與解決策略
——以“光是怎樣傳播的”實驗教學(xué)為例

河南省息縣第一小學(xué)(464300)

王俊卿

《光是怎樣傳播的》這節(jié)課教學(xué)的主要思路是讓學(xué)生在觀察光和影關(guān)系的基礎(chǔ)上，探究光的直線傳播特點，從而科學(xué)的解釋影子的成因，并為探索“光的反射”的特點奠定基礎(chǔ)。本課的教學(xué)內(nèi)容可以分為兩部分：第一部分為光是怎樣照到物體上的，通過開展相關(guān)教學(xué)活動，了解學(xué)生的初始想法。第二部分為驗證光的傳播路線，根據(jù)學(xué)生的初始想法開展探究活動。本節(jié)實驗課具體是通過學(xué)生猜想光的傳播路線、設(shè)計實驗、實驗驗證、交流討論、得出結(jié)論等教學(xué)環(huán)節(jié)完成教學(xué)內(nèi)容，讓學(xué)生聯(lián)系實際生活、利用生活場景解決問題、就近思考解決實驗問題、制作學(xué)具解決問題等，以此提升實驗教學(xué)的效率。在科學(xué)實驗教學(xué)中激發(fā)學(xué)生的知識和經(jīng)驗，挖掘?qū)W生的思維潛力，教師充分引導(dǎo)和放手的讓學(xué)生積極參與到實驗的全部過程，體現(xiàn)了科學(xué)探究式教學(xué)的理念。

1 設(shè)計實驗預(yù)設(shè)問題

“光是怎樣傳播的”教學(xué)的重點是設(shè)計實驗、并驗證“光的傳播路線”。首先，讓學(xué)生說一說“光是怎樣傳播的”。學(xué)生根據(jù)生活的經(jīng)驗，認(rèn)為光是直的，得出了光以直線形式傳播的猜想。有了問題的提出，接下來就是驗證猜想，然后讓學(xué)生根據(jù)課本中實驗要求和實驗材料的提示，進行實驗設(shè)計。實驗中，將3張同樣大小的卡紙，在同中心的位置打1個硬幣大小的孔，用夾子夾住卡紙底部，每張卡紙相隔同樣的距離放在桌面上。第一次，讓3個小孔在同一條直線上擺放卡紙，用光照射，觀察第3張卡紙后面的紙屏上有沒有光點，如果有光點就說明光是以直線的形式傳播的，沒有光點就說明光不是以直線的形式傳播的。第二次，讓3個小孔不在同一條直線上擺放卡紙，如果光屏上有光點說明光不是以直線的形式傳播，沒有光點說明光就是以直線的形式傳播的。實驗中涉及到了2個問題：①如何在3張卡紙的同一位置打硬幣大小的孔；②如何將3個小孔放在同一直線上。學(xué)生在實驗設(shè)計時，對這2個問題進行了深入的研究和激烈的討論，提出了很多解決問題的方法。最后就是運用制作的學(xué)具進行驗證，驗證“光是如何傳播的”，不僅提升了教學(xué)效率，同時也激活了學(xué)生的創(chuàng)新思維。

2 聯(lián)系實際解決問題

科學(xué)知識來源于實踐，并最終運用于實踐。讓學(xué)生運用所學(xué)知識去解決實際問題，這也是對學(xué)生教育的最終目的。教學(xué)中要從實踐中來，再到實踐中去，不斷拓寬學(xué)生的生活空間，讓學(xué)生到課外廣闊的天地去運用自己所學(xué)到的知識和科學(xué)的思維方式去觀察分析社會現(xiàn)實問題，努力提高自己綜合應(yīng)用知識去解決實際問題的能力。學(xué)生在解決“如何將3個小孔放在同一直線的問題”時，首先是結(jié)合自己的生活實際，想象如何做到這一點。學(xué)生根據(jù)自己的經(jīng)驗、觀察他人的做法和自己動手實驗等方式解決了這一問題。學(xué)生主要采取的方法是這樣的：在最后一張卡紙后放1枚硬幣，如果在第1張卡紙的小孔前能完全看到第3張卡紙小孔后的硬幣，就可以認(rèn)為3個小孔在了同一直線上。學(xué)生聯(lián)系實際生活，利用士兵打靶三點形成一線的原理解決了這個問題。既簡單，又實用，體現(xiàn)了學(xué)生活躍的思維，學(xué)生的智慧來自于生活中的觀察和積累。

3 利用生活場景解決問題

生活場景中的實物很多，善于動腦的學(xué)生，在學(xué)習(xí)中可以很好的加以運用。在實驗教學(xué)中，通過小組合作探討如何解決問題，然后對設(shè)想的方案進行討論和研究，確定可行的方案，最后再進行實驗和改進。這樣不僅能夠調(diào)動學(xué)生思考、討論和動手的興趣，也促進了問題的解決。在解決“如何在3張卡紙的同一位置打1個硬幣大小的孔”的問題時，學(xué)生通過小組合作探討設(shè)計方案。在探討中，筆者為學(xué)生設(shè)計了探究的內(nèi)容和方向，比如需要用到哪些工具，每一步如何操做，效果如何。學(xué)生在小組合作學(xué)習(xí)中，形成了3種可行的方案。

方案一：將3張卡紙整齊疊放在一起，用圓規(guī)的針尖在紙張大致中心的位置扎穿3張卡紙。然后以穿透點為圓心，硬幣的半徑長度為半徑分別在卡紙上畫圓，再將圓剪掉。這樣就做成了在同一位置打同樣大小的孔的3張卡紙。

方案二：將3張卡紙整齊疊放在一起，將硬幣放在卡紙大致中心的位置沿著硬幣的周邊畫1個圓，將硬幣移走并將圓剪掉，用同樣的做法制作另外2張卡紙，這樣就做成了在同一位置打同樣大小的孔的3張卡紙。

方案三：分別找出這3張卡紙的中心位置，即用直尺測量，找到卡紙四邊的中心點，然后將對邊的點連接起來，兩條線的交叉點就是卡紙的中心點，以中心點為起點，在交叉線上取距離中心點相同距離的4個點，然后將4個點連接起來變成長方形或正方形，再將長方形或正方形剪掉，其他2張卡紙也按照同樣的方法制作。這樣就做成了在同樣位置打同樣大小的孔的3張卡紙，這個孔雖然不是圓孔，但是長方形或正方形的孔同樣能解決問題。

在解決“如何將3個小孔放在同一直線上”的問題時，學(xué)生的方法是讓卡紙沿著桌子、尺子、文具盒等物品的邊擺放可以使3個小孔放在同一直線上。因為桌子、尺子、文具盒等物品的邊都是直的，將同樣的大小的卡紙在相同位置打同樣大小的孔，然后沿著直線排列，3個小孔自然就在同一直線上了。

4 就近思考解決問題

就近思考問題是在學(xué)習(xí)解決問題的基礎(chǔ)上，對學(xué)生進行及時、恰當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)，讓學(xué)生突破難點問題，提升學(xué)習(xí)的時效。學(xué)生在解決“如何將3個小孔放在同一直線上”時，有一部分學(xué)生提議將玻璃棒放入3個小孔中，然后再拿出來3個小孔便在同一條直線上了。但是在拿出玻璃棒的過程中玻璃棒可能會碰到卡紙，這樣小孔的位子便會變動，從而導(dǎo)致3個小孔不在同一直線上。此時提問學(xué)生：“你們能不能用類似的辦法做得更好？”其中有位學(xué)生的方法是這樣的：①先測量硬幣的周長；②將紙的兩對邊邊長裁剪為硬幣的周長；③將紙沿著這兩邊卷成紙筒并粘好；④將紙筒穿進3個小孔中。

用這種方法不用解釋就能說明3個小孔放在同一直線上，而且紙筒不用撥出，也不影響實驗效果，學(xué)生就近思考，恰到好處地利用硬幣的周長做成大小適中的紙筒來解決了問題。

5 制作學(xué)具解決問題

通過交流討論，學(xué)生解決了“如何在3張卡紙的同一位置打硬幣大小的孔”和“如何將3個小孔放在同一直線上”等問題，為實驗的開展奠定了基礎(chǔ)。接下了來讓學(xué)生分組進行實驗，驗證光的傳播路線。學(xué)生除了利用以上的實驗方案驗證了光是以直線的形式傳播的，同時也制作了學(xué)具進行驗證。其中一位學(xué)生將彎管和直管結(jié)合，制作了學(xué)具，更高效地解決了實驗問題。需要的材料和工具為舊日歷紙1張以及膠帶、剪刀、尺子等。

制作過程：

(1)將舊日歷紙用剪刀剪成大小相同的3份。

(2)將每份日歷對折后做成長方體盒的形狀。

(3)將其中1個長方體盒的一面的中間位置用剪刀剪1個與長方體盒口大小相同的開口。

(4)分別將另外2個長方體盒一面的最頂端剪1個與長方體盒口大小相同的開口。

(5)把端口剪好的2個長方體盒組合在一起并用膠帶粘好。

(6)將粘好的長方體體盒與第一個中間有切口的長方形盒粘在一起，就做成了驗證光的傳播路線的學(xué)具。

使用方法：用手電筒照射學(xué)具的右側(cè)面端口，在左邊的兩個端口觀察。如果在左上端口發(fā)現(xiàn)了光線，那么說明光是以直線形式傳播；如果在左下端口發(fā)現(xiàn)光線，那么說明光是以曲線的形式傳播的。最后在實驗中發(fā)現(xiàn)在左上端口發(fā)現(xiàn)了光線，從而驗證了光是以直線形式傳播的。學(xué)生制作的學(xué)具取材容易、制作簡單、操作方便、實驗效果明顯，通過制作學(xué)具培養(yǎng)了學(xué)生動手能力和創(chuàng)新思維。

科學(xué)實驗課中，大部分教學(xué)任務(wù)是通過學(xué)生分析問題、設(shè)計實驗、驗證實驗，而獲取知識和掌握技能的。實驗涉及的問題很多，實驗每一步都需要科學(xué)、合理的方法去解決。學(xué)生在做實驗時，積極思考，動手操作。教師也要在教學(xué)過程中進行合理、及時的指導(dǎo)，體現(xiàn)了教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體、實驗為主線的教學(xué)理論。最終解決了問題，提高了實驗教學(xué)的效率，培養(yǎng)了學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新能力。

實驗教學(xué)

2017-08-06