利用平板輔助，引領學生走進“真”探究

孫仙偉

摘 要：科學課的發(fā)展方向應走向研究，研究學生、研究學生的學習活動、研究學生的科學學習活動、研究科學探究活動。但當下小學科學課堂的探究活動出現(xiàn)許多亂象，不利于學生真正進行探究活動。經(jīng)實踐研究，在信息化時代背景下，我們可以從學生視角出發(fā)，利用平板設備，搭建大數(shù)據(jù)平臺，以大數(shù)據(jù)為媒介，構建讓學生親歷“問題—猜想—實證—修正—新的實證—再修正—正確結論”的過程，從而引領學生走進“真”探究。

關鍵詞：探究活動；平板電腦；大數(shù)據(jù)；自主學習

當下的小學科學課堂中，總會出現(xiàn)各種“假”探究活動，例如，活動看似熱熱鬧鬧，但學生并沒有明確探究活動目的是什么；有的是學生想到各種各樣探究話題，但教師以時間、器材等為由，將學生原本感興趣的探究想法扼殺了；還有的整堂課探究內容多，學生蜻蜓點水式地接觸探究活動。

以蘇教版小學科學四年級下冊第三單元第5課《擺》這一課為例，許多課堂中，教師設計活動讓學生觸及“擺的快慢與擺錘重量、擺角大小、擺線長短有關”問題的猜想時，學生會提供各種各樣的想法，但教師習慣采用的套路便是：“由于時間關系，今天，我們先一起來研究一下‘擺的快慢與擺線常規(guī)之間的關系，請各小組設計一下活動方案，思考保持不變的條件是什么，什么條件需要改變?！睂W生便在教師的引導下和要求下，一起進入所謂“擺的快慢與擺線長短是否有關”的探究活動中。

上述情況，學生或許對于知識性問題“擺的快慢與擺線長短有關”能記清楚，但是，在知識的建構上稱不上自主，同時嚴重違背了小學科學課程設置的初衷。學生雖然親身經(jīng)歷動手實踐活動，但沒有真正意義上的動腦，更不用談了解科學探究的具體方法和技能了。如此做法，學生始終在“探究”門外徘徊，未能觸及探究活動的真諦。針對這樣的情況，如何讓學生真正走進探究活動，真正親歷探究活動？在活動中除了自主建構知識，其他各方面的科學素養(yǎng)也能得到提升是值得思考與研究的。

著名兒童心理學家皮亞杰將兒童認知發(fā)展分為四個基本階段，而小學階段從二年級開始學生基本正處于具體運算階段，這個階段的兒童認知結構中已經(jīng)具有了抽象概念，能從多維對事物歸類，具有了思維的可遞性和去自我中心（loss of egocentrism），因而能夠進行具體邏輯推理[1]?；谡J知理論，在教學設計中，目標的定位應該從學生認知特點出發(fā)，不能拔高，但也不能拉低。同時，還應注意避免出現(xiàn)“重知識，輕方法”的現(xiàn)象。經(jīng)實踐研究，在信息化時代背景下，我們從學生視角出發(fā)，利用平板設備，搭建大數(shù)據(jù)平臺，以大數(shù)據(jù)為媒介，構建讓學生親歷“問題—猜想—實證—修正—新的實證—再修正—正確結論”的過程，從而引領學生走進“真”探究。筆者以蘇教版《擺》這課為例，談談具體做法。

一、通過觀察數(shù)據(jù)，聚焦問題

問題是學生思維開始的觸發(fā)器，針對教材提煉核心問題顯得尤為重要，因此，課前做好研讀課標與教材必不可少，正如連云港師專一附小教育集團張曉靜老師在《小學科學有效性課堂教學的建構》一文中提到：“課前教師認真研讀教材，仔細琢磨，認真推敲，才能駕馭課堂，才能更好地組織課堂教學，讓學生更有序地經(jīng)歷探究學習的過程?！?[2]

在課的伊始，教師利用平板匯總第一課時中收集的第一種狀態(tài)（明確擺錘重量、擺角大小、擺線長短等信息）下的各個小組的數(shù)據(jù)，讓學生觀察。學生在觀察過程中產(chǎn)生了疑惑，如“為什么各個小組數(shù)據(jù)不一樣？”“為什么同樣的時間，有的快，有的慢？”“什么條件影響了擺的擺動快慢？”“擺擺動的快慢跟什么（擺線、擺錘、擺角）有關系？”隨著學生問題的深入，教師引導學生將思考聚焦到了“擺擺動的快慢與什么條件有關系？”

各小組平板中的數(shù)據(jù)在教師這端進行匯總并直觀呈現(xiàn)，由于數(shù)據(jù)源自學生，問題同樣源自學生，學生產(chǎn)生了濃厚的研究興趣，大大激發(fā)了探究的欲望和樂趣。緊接著，教師讓學生先獨立思考，而后在小組內交流。學生只有善于發(fā)現(xiàn)問題和提出問題，才能夠在此基礎上思考和尋找解決問題的方法。因此，教師在教學中要經(jīng)常鼓勵學生質疑問難、大膽提出問題[3]。

二、明確活動任務，自主探究

本環(huán)節(jié)中，讓學生組內自主設計驗證小組假設的方案。在此，教師強調各個小組要注意“再精心設計兩種不同狀態(tài)的擺，比較這三種不同狀態(tài)擺的擺動數(shù)據(jù)”，目的在于讓學生學會運用對比觀察法。但在學生還未操作前，完全可以預見學生本輪實驗中選擇兩種不同狀態(tài)的擺，可能會將各個條件都進行調整。對于學生可能出現(xiàn)的問題，教師不予以否認，也不給予評價，而是讓學生自主研究。這樣操作，旨在讓學生先學會調用已有經(jīng)驗，在小組內協(xié)同的情況下展開研究，允許學生出錯，但要求每位學生都參與到研究中。

在各組收集完組內的三種數(shù)據(jù)后，要求學生及時將組內的數(shù)據(jù)進行保存。緊接著，讓學生觀察本組三種不同狀態(tài)的擺的相關數(shù)據(jù)，獨立思考，并在此基礎上嘗試得出結論。要求學生在組內交流自己的結論，在說出自己的結論的同時，需將得出結論的依據(jù)說清楚，讓組內的伙伴聽懂，依次發(fā)言。組內其他伙伴在聽完伙伴發(fā)言后，可以在同伴發(fā)言基礎上反思自己，在反思的過程中促進同伴之間的相互學習。小組內每位伙伴經(jīng)歷了這樣的思考和交流過程后，達成一致的意見，在后續(xù)的互動交流中派代表進行發(fā)言。每個學生在小組合作學習中都扮演著重要的角色，可以自由地發(fā)表自己的見解和與他人進行討論，全身心地投入解決問題和探究的活動中去[4]。

學生在經(jīng)歷上述組內自主探究、組內思考和互動交流的過程中，慢慢掌握研究的方法：學會獨立思考，討論交流有理有據(jù)，學會求證。

三、提供組間交流，自主建構

本環(huán)節(jié)為學生搭建了組間思維碰撞的平臺，當各個小組記錄員將本組數(shù)據(jù)在平板錄入并保存后，教師電腦上將可以隨時調用各個小組的數(shù)據(jù)進行觀察與分析。例如第一小組發(fā)言，教師調用第一小組的三種不同狀態(tài)的擺的數(shù)據(jù)，讓其他小組能一目了然。接著另一個小組展示時，教師可以利用表格中的篩選工具，將匯報小組的數(shù)據(jù)進行調用，同時保留上一個匯報小組的數(shù)據(jù)，教師根據(jù)學生的匯報，及時將各個組實驗過程中改變的條件情況，通過添加背景色的方式進行標注。如此一來，有助于各個小組之間數(shù)據(jù)的對比和觀察。

各組匯報過程中，教師不對各組的結論和數(shù)據(jù)進行評價，但要求各組匯報員把本組的結論和得出結論的依據(jù)講清楚。教師不對各組結論和數(shù)據(jù)進行評價，一方面尊重學生的研究成果，另一方面希望后續(xù)學生在觀察中自主發(fā)現(xiàn)問題，并進行自我糾錯。讓學生在介紹結論的同時把得出結論的依據(jù)也說清楚，主要是向學生傳遞一種理念：各種結論的得出需要求證，需要有理有據(jù)，也就是培養(yǎng)學生的求證意識。

當各組匯報結束后，教師向所有學生拋出了引發(fā)思維沖突的問題：“仔細觀察這幾個小組的匯報結果，請問你們覺得哪個小組得出結論的過程更為科學、合理，為什么？”該問題的拋出起到了“一石激起千層浪”的效果。學生原來更多關注的是自己小組的數(shù)據(jù)，當需要在各組間對比優(yōu)劣時，引導學生在關注個體的同時關注整體，在整體觀察的情況下，進行有效對比，從而訓練學生對比觀察的能力和數(shù)據(jù)分析能力。

在互動交流中，學生逐漸理清了各組間收集數(shù)據(jù)的方法：一種是 “只改變一個條件”的方法，另一種是“改變兩個或兩個以上條件”的方法。在兩種方法中對比優(yōu)劣時，學生逐漸意識到：如果數(shù)據(jù)收集過程中，同時改變兩個或兩個以上條件，究竟哪個條件引起最終結果改變，無法判斷。因此，在數(shù)據(jù)收集過程中，采用“只改變一個條件”的方法較為合理和科學。學生在此環(huán)節(jié)互動中，思維碰撞較為激烈，一方面需要堅持自己的觀點，盡量讓自己站住腳跟，另一方面要經(jīng)得起別人的質疑。慢慢的，有的小組發(fā)現(xiàn)了自己存在的錯誤，這對學生而言，是一種突破，學生需要自我糾錯的勇氣和意識，同時要有歸納總結的能力。在互動交流中，學生意識到科學收集數(shù)據(jù)要采用“控制變量”法，“控制變量”操作慢慢自主建構起來。

四、引導自我修正，揭秘新知

學生在自我糾錯中明白收集數(shù)據(jù)要用科學的方法，并自主建構起正確操作過程，這對于探究式教學模式而言是成功的做法。當然，在此過程中，平板電腦的快捷、實用發(fā)揮了重要的輔助作用，為探究活動有效開展提供了重要的參考和借鑒意義。

本環(huán)節(jié)中，教師讓學生根據(jù)自己梳理的“控制變量”方法進行二次探究，學生顯得得心應手，操作速度也提升了。當各組數(shù)據(jù)保存后，教師將學生的結論和數(shù)據(jù)再次呈現(xiàn)，揭開了影響擺擺動快慢的條件——擺線長短。此時的意義不僅僅是揭開新知的秘密，借助平板收集數(shù)據(jù)，教師將各組數(shù)據(jù)呈現(xiàn)后，各組的結論和原來自己小組的假設進行了強烈對比。學生此時發(fā)現(xiàn)，有的小組原來的假設是錯誤的，有的小組原來的假設是正確的。讓學生真正意義上意識到：假設（猜想）不一定正確，科學結論的得出需要建立在科學、合理的實驗基礎上。

五、引發(fā)學以致用，拓展延伸

本環(huán)節(jié)設計，讓學生將課堂習得的方法進行拓展運用，學以致用。

其實，優(yōu)秀的小組在接受任務后，在觀察其他組的數(shù)據(jù)基礎上，會發(fā)現(xiàn)10秒鐘擺動10次的擺，其擺線在22厘米左右，因此，有的小組迅速依據(jù)這一發(fā)現(xiàn)，進行驗證。學生有這樣的思考，說明學生開始學會觀察，并調用自己觀察后留下的印象跟自己的任務進行了串聯(lián)，同時開始懂得了運用經(jīng)驗和信息進行推理。這得益于大數(shù)據(jù)產(chǎn)生的效應，以往各組數(shù)據(jù)采用紙質方式，更多停留在本組數(shù)據(jù)的觀察分析，無法與大數(shù)據(jù)平臺比擬。

章鼎兒老師在《關于科學探究活動與課堂教學改革》一文曾經(jīng)提到：科學課的發(fā)展方向應走向研究，研究學生、研究學生的學習活動、研究學生的科學學習活動、研究科學探究活動。教學設計應該是設計一個向著科學探究活動方向走的小學生的觀察實踐活動，同時具有探究意義的設計應該是一個有意義的發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、解決問題的過程，是一個猜想—實證—修正—新的實證—再修正的過程。

在科學探究課教學中通過利用平板設備，記錄和保存數(shù)據(jù)，教師端可以隨時呈現(xiàn)各組數(shù)據(jù)，學生在觀察本組數(shù)據(jù)的同時，還可以關注其他組的數(shù)據(jù)，如此一來，有助于學生數(shù)據(jù)分析能力的提升。通過借助平板輔助科學探究，搭建大數(shù)據(jù)平臺，讓學生在自主觀察中提出問題，在數(shù)據(jù)分析中發(fā)現(xiàn)問題，自我糾錯，再實踐再研究，從而自主建構知識，引領學生走進科學課堂“真”探究，不失為一種有效策略。

參考文獻：

[1]余小波.皮亞杰認知發(fā)展階段理論及其對教學的啟示[J].長沙電力學院學報（社會科學版），2001（4）：113-115.

[2]張曉靜.小學科學有效性課堂教學的建構[J].教育實踐與研究，2015（10）：70-72.

[3]筍福鑫.小學科技創(chuàng)新教育策略的實施過程[J].天津科技，2015（5）：1-5.

[4]楊曉鵬，梁 芳.小學科學建構科學概念的策略研究[J].教育教學論壇，2016（12）：255-256.