取樣研究在小學(xué)科學(xué)探究中的教學(xué)嘗試

蓋玲

摘 要 取樣研究是指在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生從所研究的事物中選取少數(shù)具有代表性的樣本進(jìn)行分析、比較、歸納、推想等研究活動。在小學(xué)科學(xué)探究中，教師指導(dǎo)學(xué)生嘗試運(yùn)用取樣研究，分析物質(zhì)變化的規(guī)律，推想植物的生長變化過程，概括事物的共同特點(diǎn)，建構(gòu)不同探究之間的聯(lián)系，能幫助學(xué)生深刻理解科學(xué)概念，對培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力和探究能力有著重要的作用。

關(guān)鍵詞 小學(xué)科學(xué)教學(xué)? 科學(xué)探究? 取樣研究? 教學(xué)嘗試

取樣研究是指在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生從所研究的事物中選取少數(shù)具有代表性的樣本進(jìn)行分析、比較、歸納、推想等研究活動，發(fā)現(xiàn)所研究對象的變化過程及規(guī)律、總結(jié)研究對象的共同特點(diǎn)、構(gòu)建事物之間聯(lián)系的過程。取樣研究在小學(xué)科學(xué)探究中應(yīng)用雖然不多，但是對指導(dǎo)學(xué)生開展精細(xì)化探究、培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維能力起著不可忽視的作用。因此，教師可以結(jié)合教學(xué)內(nèi)容指導(dǎo)學(xué)生嘗試開展有目的的取樣研究，不斷提升學(xué)生的探究能力和解決問題的能力。

一、通過取樣，指導(dǎo)學(xué)生分析物質(zhì)變化的規(guī)律

在科學(xué)學(xué)習(xí)中，學(xué)生會認(rèn)識到物質(zhì)是不斷變化的，物質(zhì)變化有的是緩慢的，有的是很劇烈的。物質(zhì)變化過程中常常伴隨著顏色、大小、形態(tài)等變化，有的變化沒有產(chǎn)生新物質(zhì)，有的變化產(chǎn)生了新的物質(zhì)。當(dāng)探究某一物質(zhì)變化實(shí)驗(yàn)時，學(xué)生僅僅用文字記錄下了實(shí)驗(yàn)中的現(xiàn)象，留下來的實(shí)驗(yàn)中的具象現(xiàn)象還不夠清晰，對學(xué)生后續(xù)研討與分析產(chǎn)生了不利影響。如果在學(xué)生的探究過程中，根據(jù)不同階段適時取樣，可以使學(xué)生的研討活動有據(jù)可依，并通過比較分析，逐步發(fā)現(xiàn)物質(zhì)變化的規(guī)律。

如白糖加熱，為了便于比較加熱過程中白糖的顏色變化，教師指導(dǎo)學(xué)生使用牙簽每隔15秒取樣一次，且記錄下來。對獲得的取樣進(jìn)行分析，學(xué)生很容易發(fā)現(xiàn)白糖在加熱過程中，顏色由最初的白色逐漸變成黃色、焦糖色、黑色，再結(jié)合其他證據(jù)，便于學(xué)生對物質(zhì)變化進(jìn)行判斷。加熱白糖從開始到焦糖色的變化屬于物理變化，到最后變成黑色的炭化物質(zhì)的變化產(chǎn)生了新物質(zhì)，屬于化學(xué)變化。

二、借助取樣，指導(dǎo)學(xué)生推測植物生長變化的過程

由于植物生長周期比較長，對小學(xué)生來講，在短時間內(nèi)觀察一系列的變化過程是有困難的。要使小學(xué)生觀察植物的生長變化過程，教師可以借助取樣的方法，選取幾個階段具有典型性的樣本，有順序地排列，幫助學(xué)生推測植物的生長變化過程，從而收到較好的教學(xué)效果。借助取樣研究，原本幾天的連續(xù)觀察活動，在短短的幾分鐘時間內(nèi)就解決了，大大提高了觀察的實(shí)效性。

如油菜花生長變成油菜莢的過程需要幾天的時間，學(xué)生很難在課堂上完成觀察。為了使學(xué)生了解油菜花蕾變成油菜果莢的過程，教師指導(dǎo)學(xué)生從整株油菜上選取花蕾、盛開的油菜花、油菜花謝了長出小果莢、小果莢長成油菜莢幾個典型的樣本，并按照油菜花生長變化的順序排列（如圖1）。

圖1 油菜花變成油菜莢的取樣記錄

教師可以指導(dǎo)學(xué)生按照上面取樣的順序觀察，了解油菜花的雌蕊受精后逐漸結(jié)出果莢的生長變化過程。然后再讓學(xué)生觀察花蕾，推測油菜花的花蕾將來盛開、逐漸凋謝、長出果莢的一系列變化。學(xué)生根據(jù)取樣推測，不僅深刻理解了油菜花花蕾未來的變化，也培養(yǎng)了學(xué)生取樣研究的能力。

三、取樣研究，指導(dǎo)學(xué)生概括事物的共同特點(diǎn)

在科學(xué)學(xué)習(xí)中，學(xué)生研究某一類事物的特點(diǎn)時，往往受到研究時空、實(shí)際條件等因素的影響，不可能對所有事物都展開研究，只能選取具有典型意義的、具有代表性的對象作為研究樣本。指導(dǎo)學(xué)生對樣本進(jìn)行研究，應(yīng)指導(dǎo)他們發(fā)現(xiàn)并概括樣本的共同特點(diǎn)。僅僅這些樣本還不足以完全概括這類事物的共同特點(diǎn)，還需要結(jié)合他人的研究成果作為證據(jù)進(jìn)行補(bǔ)充，才能推測并歸納總結(jié)出這一類事物的共同特點(diǎn)。取樣研究是一種適合小學(xué)生的重要研究方法，有利于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力和歸納概括能力。

如在學(xué)生學(xué)習(xí)完全花和不完全花的科學(xué)概念之后，教師指導(dǎo)學(xué)生開展對花蕊的專項(xiàng)研究。由于花的種類繁多，學(xué)生不可能對所有花的花蕊進(jìn)行觀察，教師精心選擇了豌豆花、牽牛花、桃花、油菜花及南瓜花5種典型的花作為研究樣本，指導(dǎo)學(xué)生對樣本的花蕊進(jìn)行觀察并記錄。

通過對這幾種花的花蕊樣本進(jìn)行觀察、分析，學(xué)生很容易發(fā)現(xiàn)，有的花既有雄蕊又有雌蕊，有的花只有雌蕊，有的花只有雄蕊。教師結(jié)合學(xué)生的觀察，進(jìn)行總結(jié)，適時介紹兩性花和單性花的概念。然后指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行研討：兩性花一定是完全花嗎？單性花一定是不完全花嗎？通過學(xué)生深入的觀察、研討，發(fā)現(xiàn)不同的花雖然各不相同，但是它們都有花蕊部分。通過取樣研究，學(xué)生調(diào)整并完善了原有的認(rèn)識，歸納并概括了植物花蕊的共同特點(diǎn)，更深刻地理解了科學(xué)概念。

四、取樣探究，指導(dǎo)學(xué)生建構(gòu)不同探究之間的聯(lián)系

在小學(xué)科學(xué)探究活動中，教師指導(dǎo)學(xué)生通過取樣進(jìn)行探究、分析，所獲得的信息為學(xué)生進(jìn)一步開展研討活動、分析得出結(jié)論、深刻理解科學(xué)概念提供了事實(shí)依據(jù)。可見，學(xué)生的取樣探究對學(xué)生構(gòu)建不同探究之間的聯(lián)系、深刻理解科學(xué)概念具有重要作用。教師指導(dǎo)學(xué)生以所取得的樣本為抓手，指導(dǎo)學(xué)生對不同探究活動中發(fā)現(xiàn)的結(jié)論進(jìn)行比較、分析，有利于學(xué)生對科學(xué)概念的深刻理解，培養(yǎng)他們解決問題的能力。

如為了更好地使學(xué)生理解紙梁的寬度，厚度與抵抗彎曲能力之間的關(guān)系，教師指導(dǎo)學(xué)生把取樣得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)放在一起，構(gòu)建它們之間的聯(lián)系，幫助學(xué)生建立科學(xué)概念。

通過對樣本記錄中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，學(xué)生會發(fā)現(xiàn)增加紙梁的寬度能增強(qiáng)紙梁的抗彎曲能力，增強(qiáng)紙梁的厚度也能增強(qiáng)紙梁的抗彎曲能力。但是把增加紙梁的寬度、厚度，紙梁承受墊圈的數(shù)量放在一起比較，學(xué)生會發(fā)現(xiàn)增加紙梁的厚度承受的墊圈數(shù)量比增加紙梁的寬度要多很多，說明相同材料的情況下，增加紙梁的厚度，其抗彎曲能力會大大增強(qiáng)。

五、取樣分析，指導(dǎo)學(xué)生根據(jù)直觀現(xiàn)象類比出事物的本質(zhì)特征

在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，有的科學(xué)概念比較抽象，學(xué)生對其本質(zhì)特征不容易理解，缺乏感性的認(rèn)識。因此，教師可以選取一些具有代表性的研究樣本，指導(dǎo)學(xué)生開展觀察活動，獲得直觀的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，通過對直觀現(xiàn)象的分析、研討，類比推想那些現(xiàn)象不明顯、不易觀察的變化，進(jìn)而發(fā)現(xiàn)事物的本質(zhì)特征，并不斷修正完善。

如指導(dǎo)學(xué)生開展“食鹽在水中是怎樣溶解的”實(shí)驗(yàn)時，學(xué)生很難直觀地觀察到食鹽在水中溶解的過程。這時，教師為學(xué)生提供了紅糖、高錳酸鉀、硫酸銅的樣本，指導(dǎo)學(xué)生用這些樣本做溶解實(shí)驗(yàn)，獲得的信息見表1。

表1? 不同物質(zhì)在水中溶解的實(shí)驗(yàn)

通過對紅糖、高錳酸鉀、硫酸銅和食鹽樣本在水中的狀態(tài)進(jìn)行分析，可以直觀地看到紅糖、高錳酸鉀、硫酸銅是如何分散到水中的。學(xué)生再對紅糖、高錳酸鉀和硫酸銅的水溶液進(jìn)行觀察，很容易發(fā)現(xiàn)溶液是均勻的，靜置后沒有沉淀，不能用過濾的方法分離。學(xué)生的發(fā)現(xiàn)越來越接近溶解的本質(zhì)特征。這時，教師指導(dǎo)學(xué)生觀察紅糖、高錳酸鉀、硫酸銅的水溶液，然后根據(jù)它們的特點(diǎn)類比推想，學(xué)生在頭腦中想象出食鹽的溶解過程和食鹽水溶液的特點(diǎn)。學(xué)生從紅糖、高錳酸鉀、硫酸銅直觀的溶解過程遷移到食鹽的溶解，使學(xué)生逐漸形成溶解的描述性概念，發(fā)現(xiàn)溶解的本質(zhì)特征。

六、取樣調(diào)查，指導(dǎo)學(xué)生探究校園生物的分布特點(diǎn)

小學(xué)生科學(xué)學(xué)習(xí)中，往往涉及到對一些自然水域、生物群落、生物分布等周圍環(huán)境方面的調(diào)查活動。這種對周圍環(huán)境的調(diào)查活動是小學(xué)生開展科學(xué)拓展活動的重要方式，學(xué)生在調(diào)查活動中，獲得親身參與研究的體驗(yàn)，激發(fā)了科學(xué)學(xué)習(xí)的興趣。由于涉及的區(qū)域比較大，學(xué)生的組織與管理存在一定的難度，有必要對調(diào)查活動的區(qū)域取樣調(diào)查。對取樣調(diào)查的區(qū)域、范圍，教師要先行考察，選取具有代表性的區(qū)域進(jìn)行試調(diào)查，確定調(diào)查的問題，設(shè)計(jì)好調(diào)查的方案與安全預(yù)案，指導(dǎo)學(xué)生開展探究性研究，綜合運(yùn)用所學(xué)知識和多種方法分析問題，獲得有用信息，做好調(diào)查記錄，以便進(jìn)一步分析研究。

如“尋訪小動物”一課以尋訪作為主線，鼓勵學(xué)生通過取樣調(diào)查，獲得更多的生活在周圍環(huán)境中小動物的信息。

表2? “尋訪小動物”調(diào)查表

發(fā)現(xiàn)地點(diǎn) 觀察到的動物 發(fā)現(xiàn)地點(diǎn) 觀察到的動物

花壇 蝴蝶 泥土里 蚯蚓

草叢中 蝗蟲 草叢中 瓢蟲

磚塊下 不知名的小蟲 花葉下 蝸牛

嫩葉上 蚜蟲 ......

通過對學(xué)?；▔娜诱{(diào)查，學(xué)生會發(fā)現(xiàn)周圍環(huán)境中有很多認(rèn)識或不知名的小動物，它們生活的環(huán)境不同，身體特征也不相同。在調(diào)查活動中，學(xué)生認(rèn)真地去尋訪，去親近這些平時不關(guān)注的小動物，激發(fā)了學(xué)生對小動物的研究興趣，培養(yǎng)了學(xué)生解決問題的能力。

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[責(zé)任編輯：陳國慶]