在分析實驗現(xiàn)象中激活學(xué)生思維

郝亞平

小學(xué)科學(xué)課程是以培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)為宗旨的科學(xué)啟蒙課程，讓學(xué)生“動手”和“動腦”相結(jié)合，引導(dǎo)他們主動思考問題，自己設(shè)計實驗，注重思考事實證據(jù)和科學(xué)結(jié)論之間的關(guān)系。在這個學(xué)習(xí)過程中，重要的是要讓學(xué)生感受知識產(chǎn)生和發(fā)展的過程，領(lǐng)悟科學(xué)方法，培養(yǎng)觀察能力、思維能力、分析能力、實踐能力，提高科學(xué)素養(yǎng)。

我在《浮力》一課的教學(xué)中，進行了相關(guān)的實踐嘗試。

首先，實踐體驗浮力，注重分析感受。

要想建構(gòu)浮力的概念，就要把力擺在學(xué)生的面前。在科學(xué)探究中，教師精心設(shè)計、選擇、提供有結(jié)構(gòu)的材料是探究活動得以開展的重要保證，是學(xué)生參與實踐、自行探究的前提，對實現(xiàn)探究與概念的雙螺旋發(fā)展具有重要作用。

為了讓學(xué)生全面地認識水的浮力，教師選用了在顏色、形狀、質(zhì)地等方面有差異的物體，包括空礦泉水瓶、小皮球、長寬大約20厘米的泡沫板和木板、一個大水盆。這些都是常見的材料，學(xué)生感到非常親切，興趣盎然，迫切地想用這些材料在水中體驗一下。

為了讓學(xué)生體驗到水的浮力，教師要做好演示實驗，提清要求：把木塊輕輕按入水底，手輕輕隨著木塊上來，但不要離開木塊，反復(fù)做幾次，感受手上的感覺。課堂上，學(xué)生在寬松的大水盆里反復(fù)地按，專心地體會，感受深刻。有的說，“我壓的是塑料泡沫，使勁地往上托，往下按，有點費勁?！庇械恼f，“我按的是球，往下按，有一股沖力往上浮?！?/p>

教師抓住學(xué)生感受每一種物體的關(guān)鍵詞并板書，如頂、往上托、往下費勁等。接著把問題推進，分組討論：按壓這些浮著的物體，手有什么相同的感覺？讓學(xué)生分析自己的感受，通過找共性，學(xué)生清晰地認識到，在水中有一種向上頂、托起、阻止向下的力，這個力就是水的浮力，浮力的概念隨著學(xué)生豐富的親身經(jīng)歷被揭示出來。

然后，應(yīng)用數(shù)學(xué)方法，組織解釋數(shù)據(jù)。

教學(xué)中，教師不能簡單地讓學(xué)生按照傳統(tǒng)的教學(xué)方式，照貓畫虎地完成實驗，而應(yīng)利用實驗讓學(xué)生感受知識的產(chǎn)生和發(fā)展的過程，領(lǐng)悟科學(xué)方法，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、思維能力、分析能力。

下沉物體是否受到水的浮力是學(xué)生認知的難點。以前此環(huán)節(jié)都是把設(shè)計實驗作為重難點。教師出示測力計，同時有意識地往下拉測力計，引導(dǎo)學(xué)生討論“為什么測力計變長了”。在此基礎(chǔ)上，學(xué)生分組設(shè)計實驗。這樣的教學(xué)，教師將教學(xué)內(nèi)容處理得比較簡單，學(xué)生的思維沒有延伸。

學(xué)生通過力學(xué)單元的學(xué)習(xí)已經(jīng)認識了推力和拉力，學(xué)會了測力計的使用。通過幾次教學(xué)，我發(fā)現(xiàn)學(xué)生很容易設(shè)計出實驗方法，所以，把教學(xué)重點確定為探究成果的交流分析。探究成果交流是對探究活動中發(fā)現(xiàn)的問題與獲得的實驗數(shù)據(jù)的整理、剖析與解釋，而不是單純的探究結(jié)果的公布。

驗證實驗之前，教師給學(xué)生搭建好腳手架，讓他們一步步邁進，思維呈階梯狀向前發(fā)展。討論下沉的物體是否受到水的浮力，這個問題既可以由教師直接提出，也可以隨著課堂教學(xué)的推進由學(xué)生提出。無論問題怎么呈現(xiàn)，都要給學(xué)生討論的機會，激發(fā)學(xué)生的思維。

教師演示并提問：把土豆、沙瓶、鐵等物體放入水中，它們受到水的浮力了嗎？一石激起千層浪。有的說，“因為它們一放進水里就沉下去了，所以沒受到水的浮力”，有的說，“因為它們重，所以沒受到水的浮力”，也有的認為受到水的浮力了。

一方面，學(xué)生看到這些物體在水中下沉?xí)r速度變慢了，考慮到可能跟水的浮力有關(guān);另一方面，在學(xué)生原有的認知中，下沉物體重應(yīng)該不會受到水的浮力。矛盾撞擊著學(xué)生的思維，學(xué)生都為自己的看法辯解。

利用已知構(gòu)建新知，學(xué)生通過體會手的感覺感受到上浮物體受到水的浮力，下沉物體沉在水底。不能按，那就提，在水里提一提，在水外提一提。為了實驗方便，教師搜集到裝水果的小網(wǎng)兜，把土豆、鐵等裝入其中，學(xué)生提著提環(huán)則可實驗，大多數(shù)學(xué)生能體會到物體在水中變輕了。然后，組織學(xué)生討論為什么變輕了。學(xué)生分析，是浮力把下沉物體向上托了。

科學(xué)研究講究可重復(fù)性，我們的研究也需要多次重復(fù)，在多人或多次的重復(fù)中尋找證據(jù)檢測原結(jié)論是否正確，再次證實原結(jié)論正確或推翻原結(jié)論。教師為每個組準(zhǔn)備了兩個下沉物體，組與組之間有所區(qū)別。

每一個下沉物體測三次，然后求平均值。測量下沉物體在水外與水中的數(shù)據(jù)，各組基本無異議，教師準(zhǔn)備了一個excel表格，把各組測量的數(shù)據(jù)整理匯總在一起，然后進行分析、解釋。

學(xué)生自己觀察、分析數(shù)據(jù)，并提出問題：在此過程中有什么發(fā)現(xiàn)？學(xué)生很快發(fā)現(xiàn)，物體在水中變輕了。教師再讓學(xué)生把發(fā)現(xiàn)的過程講述給大家，讓學(xué)生的思維得到有效的鍛煉和發(fā)展。

當(dāng)學(xué)生說出物體在水里變輕了，教師便利用excel表讓學(xué)生立刻看到少了的差值，讓數(shù)字說話。為了讓學(xué)生更直觀地看到水里和水外的變化，教師再出示柱形統(tǒng)計圖。教師不光用水外和水里的差值沖擊著學(xué)生的思維，還用柱狀統(tǒng)計圖直觀清晰地呈現(xiàn)數(shù)據(jù)的變化，通過這樣一層層、一步步地比較分析，學(xué)生認識到石頭、砂瓶等下沉物體在水中也受到水的浮力。

總之，在科學(xué)課的教學(xué)中，重視學(xué)生實驗的過程，認真引導(dǎo)學(xué)生分析實驗的過程和實驗成敗的原因，了解科學(xué)知識的發(fā)現(xiàn)過程，領(lǐng)會科學(xué)的思維方式和方法，有助于學(xué)生養(yǎng)成主動學(xué)習(xí)、積極探究的良好習(xí)慣，學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)也能得到很好的訓(xùn)練和提高。

編輯 _ 于萍