用有效的觀察和實驗檢驗設(shè)想

朱鳳

我們發(fā)現(xiàn)喜歡科學(xué)課的學(xué)生很多，究其原因大多是因為喜歡觀察和實驗。的確，科學(xué)課的新奇在于能跟自然界的事物和現(xiàn)象面對面，能一邊聯(lián)系現(xiàn)象，一邊用觀察或?qū)嶒炚f明一些不可思議的原因。

盡管學(xué)生喜歡，但這探究過程中的觀察和實驗是不是真的改變了學(xué)生的看法和觀點？如果沒有改變的話，真正可以解決問題的觀察和實驗又會是怎樣的呢？

這里，想以創(chuàng)設(shè)學(xué)生新的看法和觀點的自然觀為基礎(chǔ)，對發(fā)揮學(xué)生的主體性、得到滿足的真實體驗、對觀察與實驗的應(yīng)有狀態(tài)和提高方法等加以說明。

一、觀察和實驗得出“確證”和“反證”檢驗設(shè)想

為什么要進(jìn)行觀察和實驗？沒有目的的觀察和實驗再快樂也只不過是游戲而已。真正的觀察和實驗應(yīng)該是解決問題過程中的一個重要部分，是把“設(shè)想”加以證實的一個部分。

如上海科教版四年級第一學(xué)期《水的旅行》一課，課一開始就可以讓學(xué)生討論“江河湖海里的水為什么不會溢出來呢？”，有的學(xué)生對這個問題一無所知，也有一部分學(xué)生能一知半解，通過小組討論大組交流，學(xué)生大致會得出的結(jié)論是“江河湖海里的水，在太陽的照射下，變成水蒸氣，水蒸氣在高空變成云，云到了一定的程度會變成雨，雨水到了山上、大地，然后又匯集到小河、大海，這是水的旅行?！边@個結(jié)論可以說是學(xué)生的“猜測”，或是以往在課外書上看到的結(jié)論，但是沒有人真正地跟著水“旅行”過。這時要讓學(xué)生獲得感性的認(rèn)識，就要設(shè)計相應(yīng)的模擬實驗，讓學(xué)生親手實驗、親眼觀察到“水的旅行”?？梢蕴峁┙o學(xué)生一些實驗器材，讓學(xué)生設(shè)計實驗驗證設(shè)想。

在弄清了現(xiàn)象是像自己設(shè)想的那樣時，把其產(chǎn)生的主要原因可以稱之為 “確證”。但一旦學(xué)生的設(shè)想出現(xiàn)不同的結(jié)果時（沒有得到確證時），我們又該怎樣支援好呢？

我覺得，與設(shè)想不同的結(jié)果也要證明“自己設(shè)想的主要原因原來與現(xiàn)象是沒有關(guān)系的”，這與“確證”其實同樣是有價值的，可以稱之為“反證”。對于學(xué)生來說，這當(dāng)然不應(yīng)該是觀察和實驗的結(jié)束，而應(yīng)該認(rèn)真思考這種現(xiàn)象產(chǎn)生的原因，最終得出客觀的某種結(jié)論。

如《空氣的浮力》一課，其中有一活動“用氫氣吹出肥皂泡”，氫氣比空氣輕，用氫氣吹出的肥皂泡自然會升空。倒底是不是跟大家的設(shè)想一樣呢？每個小組都做起了實驗：先讓試管中的鋅粒和稀硫酸接觸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，氫氣從導(dǎo)管中排出，然后在導(dǎo)管的頂端沾些肥皂水，使肥皂泡內(nèi)充滿氫氣，這時，同學(xué)們的眼睛睜得大大的，因為他們預(yù)想的這些泡泡就要冉冉上升了。然而，意外的情況發(fā)生了，有的小組一開始出來的肥皂泡一個個往下掉，噫？這是怎么回事呢？學(xué)生滿臉的驚訝：我們的預(yù)想都錯了嗎？我心里也為之一震，課前的準(zhǔn)備實驗并沒有出現(xiàn)這一情況！頓了一下，我提出了“為什么肥皂泡往下掉？”這個問題，于是，學(xué)生以小組為單位，熱烈地討論起來，積極地動起了腦筋，并很快就解決了問題，原來是試管中原有的空氣還沒有排完，起先出來的肥皂泡內(nèi)充滿的還是空氣，這些肥皂泡比同體積的空氣重，空氣的浮力就無法把它們浮起來。當(dāng)導(dǎo)管中的空氣排完，此時出來的肥皂泡一個一個都升起來了。這一教學(xué)活動，無形中，學(xué)生又學(xué)到了新的知識，課激活了，教學(xué)任務(wù)完成得輕松愉快。學(xué)生也為自己能解決這個意外的問題而“沾沾自喜”。

二、觀察和實驗中充分利用觀察、實驗卡片

隨著觀察和實驗的推進(jìn)，會發(fā)現(xiàn)忘記了之前明確提出的設(shè)想、失去了觀察和實驗?zāi)康牡默F(xiàn)象。

為了防止這樣的事情發(fā)生，有必要事先用文字或圖片來表現(xiàn)出觀察的事情、思考到的問題、已有的疑問等。對觀察和實驗的準(zhǔn)備和結(jié)果做好記錄，這對促進(jìn)學(xué)生邏輯思維上也相當(dāng)有效。

為抓住觀察、實驗卡片上要記錄的要點，一定程度的練習(xí)很有必要。另外，還應(yīng)該通過筆記本和卡片的共同利用使效果更加顯著。

卡片記述的項目雖然可以根據(jù)單元的不同有所區(qū)別，但一般情況下，應(yīng)該包括以下幾點：

①自己的問題

從遇見事物現(xiàn)象、產(chǎn)生疑問開始，用適當(dāng)?shù)奈淖直憩F(xiàn)出自己要探索的問題。

②設(shè)想

最大限度地有效利用自己的經(jīng)驗、已有的看法和觀點，對現(xiàn)象的主要原因和解決問題的方法明確提出設(shè)想。或者也可反映出“結(jié)果如果這樣的話，設(shè)想當(dāng)然正確”。這時，“為什么有那樣的設(shè)想”的根據(jù)不可缺少。

③觀察和實驗的方法

為了驗證自己提出的設(shè)想，要具體地記述用怎樣的方法最得當(dāng)，這也使教師指導(dǎo)最有效的地方。

④準(zhǔn)備材料和教具

為使自己的觀察和實驗更準(zhǔn)確，應(yīng)該挑選必要的材料和教具。這也需要有效的幫助。

⑤記錄結(jié)果

通過觀察和實驗，把得到的資料進(jìn)行整理，以便于理解，正確地作記錄。

⑥分析結(jié)果及得出結(jié)論

結(jié)果的分析即信息處理。應(yīng)該把最初明確提出的自己的設(shè)想和結(jié)果作比較，記述結(jié)論。另外，新產(chǎn)生的問題也要及時記錄整理。

三、提供觀察和實驗付諸實踐的場合

1.學(xué)生的“問題”很重要

學(xué)生雖然碰見了同樣的事物現(xiàn)象，但每個人想的內(nèi)容和產(chǎn)生的疑問并不一樣。當(dāng)然，最初的種種復(fù)雜多樣的疑問，在班級中的信息交流期間不妥當(dāng)?shù)木蜁惶蕴?。有相似看法和有疑問的學(xué)生雖然作為相同的小組，但在這樣的情況下，每個人探索的過程和結(jié)論仍然有所不同。

這樣的差別，有的學(xué)生完全相信，有的在明確提出設(shè)想的根據(jù)時出現(xiàn)“問題”的部分。

觀察和實驗是學(xué)生研究自己“問題”的途徑，所以教師應(yīng)該朝這個方向積極提供幫助。如果事先弄清學(xué)生有什么樣的“問題”、這“問題”的根據(jù)是什么，那么就會失去好不容易抓到的學(xué)生思想表達(dá)的部分。

2.應(yīng)該讓教材、教具、時間、信息豐富多彩

如前所述，有些學(xué)生的問題和設(shè)想會不一樣，那么實驗的方法和使用的教材、教具當(dāng)然也會有區(qū)別。因此，如果不多準(zhǔn)備多個種類，也難滿足學(xué)生的要求。

對學(xué)生來說，豐富多彩的并不僅限于教材和教具，他們應(yīng)該邊實驗邊思考，邊思考邊實驗。而且實驗技能和進(jìn)行速度也應(yīng)該因人而異。因此，確保學(xué)生的“時間”也很重要。

遇見的事物現(xiàn)象、觀察和實驗的結(jié)果對學(xué)生來說都是信息，解決問題的過程就是信息的處理。此外，同學(xué)的討論和教師的提示也是重要的信息。觀察和實驗雖然是每個人探究問題的大前提，但很有必要在班級內(nèi)的信息交流活動活動前就確立一個牢固的規(guī)范體系。