探究式實驗教學是目前小學科學教學的主流形式。讓學生在探究過程中經歷動手與動腦,從而促進探究能力的提高。但是,在日常教學中也存有為實驗而實驗,探究過程中動手有余而動腦不足,只是依葫蘆畫瓢。學生面對實驗后取得的數據是一臉的茫然,無從下手,明顯缺乏數據處理能力。我認為應該從以下幾個方面進行培養:
1、借助圖表工具來分析處理數據,讓抽象變形象
在分析處理數據階段,主要是讓數據來“說話”。從中尋求一定的規律或作為解釋自然現象的依據。一般來說,原始數據(數字表格)不能表現出數據的內在規律,學生很難認識到所收集數據有什么意義,應該教會學生如何使用不同的方法來展示數據,從而表現出其內在的規律。也就是說,測量和觀察結果本身不能作為證據來進行解釋,學生應該學會如何用數據作為論據支持或反駁對一事件或現象的解釋。在不同的年級,根據不同探究內容的特點,在科學課上,學生常用的展示數據的策略包括柱狀圖、線圖、標記圖、地圖、時間表、流程圖、餅狀圖、維恩圖、模型圖等。同時作圖必須力求規范與美觀,現在好多孩子都比較“懶惰”,尤其是到了五六年級,連鉛筆橡皮尺子等基本的學具都不備,畫圖時采用鋼筆圓珠筆等手畫,錯了就用改正液涂,改正紙貼。制定的比例尺不合理,導致所畫的圖像比例失調,影響了直觀效果,從而影響了對數據的處理與分析。作圖必須規范,習慣的養成很重要。
如在教學五上《陽光下的影子》這一課時,花了一整天時間記錄在表格里的數據,很難看出影子變化的規律。當把這些數據轉換成柱狀圖后,一天中影子的長短變化就一目了然,再熱水溫度變化的曲線圖,能夠直觀地反映出熱水降溫的過程是先快后慢的,直觀的圖像有利于孩子們的理解與掌握。
2、適當調整教材內容,尋求有效數據
《新課標》指出:“科學教材是教師進行科學教學活動的憑借,但這個憑借不是標準,不是唯一,教師進行科學教學時可以根據學生的實際情況與教學的需要對科學教材進行適當的取舍,刪改和增減等處理。”科學學習應以探究為核心,學生的學習更是經歷過程而并非學書本。教師只有活用科學教材,豐富學生的探究活動,才能真正上好科學課。為了更好地完成教學目標,可以對教材的呈現方式、編排順序等進行適當調整。教師對教材的運用應獨具匠心,把教材上靜止的教學內容、環節進行有機的整合,融會貫通,使之緊緊圍繞學生的探究活動這條主線展開。還是以《陽光下的影子》為例,這課的第一個環節是每隔10分鐘去觀察記錄一次,按原計劃是一課時上完這節課,但一節課至多也只能取回2到3個數據,就憑這三個數據很難說明什么問題。況且,間隔時間相對較短,影子軌跡記錄在紙上比較密集,學生不容易畫好,長短變化差距不大,轉換成條形統計圖后直觀效果不佳。教材記錄表中還有一欄需填寫當前太陽的位置,幾十分鐘的時間差距,要想準確地描述出太陽在天空中的具體位置變化很難。為此我們可以對教材內容進行適當地調整。在課前,先教會孩子們如何觀察并記錄影子的方法。因為所需的器材簡單,操作也簡單,可留作課外獨立完成。要求學生用鬧鐘定時,準時整點記錄上午7點開始到下午5點的影子。也可以請家長參與記錄(不僅自己要掌握實驗方法,還得去教會別人,孩子們就會有種說不出的成就感,同時也帶動家長參與實驗,贏得他們對學科的支持與配合,豈不更妙?)。讓孩子們帶著課前采集好的數據進課堂,一起畫柱狀圖,一起分析討論,尋找一天中影子長短變化的規律。這樣就省掉了第一個“每隔10分鐘觀察一次的”教學環節,為下一環節的分析討論贏得更多的時間。而且間隔1小時的影子長度差距較大,一天中太陽在天空中的位置變化也很明顯。此調整方便了學生的理解,從而提高了課堂教學的效率。
3、以“特殊數據”為引子,觸發深層思考
在實驗中,很難保證每組的學生的探究活動都是成功的,總會有個別小組獲得的數據顯得有點“特殊”。我們應該關注這些數據,利用這些數據。在時間許可的情況下,可以引導更多的同學對這組數據進行分析,尋找產生“特殊數據”的原因。或者讓這組同學重新做一次,看看有沒有新的發現或新的見解。筆者在教學浮力單元的《橡皮泥在水中的沉與浮》時,本想讓學生通過探究實驗得出橡皮泥處于浮時狀態排開的水量要比沉時狀態的多,結果得出的數據卻是五花八門的,有些是沉與浮時排開的水量是一樣多的,甚至有沉時比浮時排開的水量多。最后通過反復實驗,認真思考,仔細觀察,最終找到了原因:一是同一塊橡皮泥在水中撈進撈出的反復多次,不光杯子里的水有損耗,同一塊橡皮泥被反復變形的過程也有一定的損耗;二是量杯的標尺大,而橡皮泥沉時與浮時排開的水量差距并不大。因此學生得出的數據誤差也較大。只有在嚴格控制不變量的情況下,不控制的變量引起的變化才會更準確,而且還得正確選擇實驗器材。
學生從實驗現象、實驗數據到分析、歸納總結出實驗結論,是一個由具體感性認識到抽象邏輯認識的思維過程,是由抽象思維到邏輯思維的一次質的飛躍,只有實現這個質的飛躍,才能得出實驗結論。因此,在教學中要培養學生分析實驗數據的習慣,培養小學生分析實驗數據的能力,提高小學生的歸納總結實驗結論的能力。
【作者單位:臺州市黃巖區新前街道中心小學 浙江】