在分析實驗現象中激活學生思維

郝亞平

小學科學課程是以培養科學素養為宗旨的科學啟蒙課程，讓學生“動手”和“動腦”相結合，引導他們主動思考問題，自己設計實驗，注重思考事實證據和科學結論之間的關系。在這個學習過程中，重要的是要讓學生感受知識產生和發展的過程，領悟科學方法，培養觀察能力、思維能力、分析能力、實踐能力，提高科學素養。

我在《浮力》一課的教學中，進行了相關的實踐嘗試。

首先，實踐體驗浮力，注重分析感受。

要想建構浮力的概念，就要把力擺在學生的面前。在科學探究中，教師精心設計、選擇、提供有結構的材料是探究活動得以開展的重要保證，是學生參與實踐、自行探究的前提，對實現探究與概念的雙螺旋發展具有重要作用。

為了讓學生全面地認識水的浮力，教師選用了在顏色、形狀、質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，反復做幾次，感受手上的感覺。課堂上，學生在寬松的大水盆里反復地按，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。”有的說，“我按的是球，往下按，有一股沖力往上浮。”

教師抓住學生感受每一種物體的關鍵詞并板書，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？讓學生分析自己的感受，通過找共性，學生清晰地認識到，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，浮力的概念隨著學生豐富的親身經歷被揭示出來。

然后，應用數學方法，組織解釋數據。

教學中，教師不能簡單地讓學生按照傳統的教學方式，照貓畫虎地完成實驗，而應利用實驗讓學生感受知識的產生和發展的過程，領悟科學方法，培養學生的觀察能力、思維能力、分析能力。

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

學生通過力學單元的學習已經認識了推力和拉力，學會了測力計的使用。通過幾次教學，我發現學生很容易設計出實驗方法，所以，把教學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現的問題與獲得的實驗數據的整理、剖析與解釋，而不是單純的探究結果的公布。

驗證實驗之前，教師給學生搭建好腳手架，讓他們一步步邁進，思維呈階梯狀向前發展。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的推進由學生提出。無論問題怎么呈現，都要給學生討論的機會，激發學生的思維。

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

利用已知構建新知，學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兜，把土豆、鐵等裝入其中，學生提著提環則可實驗，大多數學生能體會到物體在水中變輕了。然后，組織學生討論為什么變輕了。學生分析，是浮力把下沉物體向上托了。

科學研究講究可重復性，我們的研究也需要多次重復，在多人或多次的重復中尋找證據檢測原結論是否正確，再次證實原結論正確或推翻原結論。教師為每個組準備了兩個下沉物體，組與組之間有所區別。

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據，各組基本無異議，教師準備了一個excel表格，把各組測量的數據整理匯總在一起，然后進行分析、解釋。

學生自己觀察、分析數據，并提出問題：在此過程中有什么發現？學生很快發現，物體在水中變輕了。教師再讓學生把發現的過程講述給大家，讓學生的思維得到有效的鍛煉和發展。

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

總之，在科學課的教學中，重視學生實驗的過程，認真引導學生分析實驗的過程和實驗成敗的原因，了解科學知識的發現過程，領會科學的思維方式和方法，有助于學生養成主動學習、積極探究的良好習慣，學生的科學素養也能得到很好的訓練和提高。

編輯 _ 于萍