鄒席
動(dòng)手之前先動(dòng)腦
——“擺的研究”教學(xué)例談
鄒席
其實(shí),科學(xué)課不光要讓學(xué)生動(dòng)手做一做,知道科學(xué)結(jié)論是怎么樣的,更要讓學(xué)生動(dòng)手之前先動(dòng)腦,即要在學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)之前,引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)發(fā)現(xiàn)問題,建立假說,設(shè)計(jì)方案,從而培養(yǎng)科學(xué)探究的能力。
愛因斯坦說過:“發(fā)現(xiàn)一個(gè)問題比解決一個(gè)問題更重要?!卑l(fā)現(xiàn)是學(xué)生自主探究的開始。好奇心可以激發(fā)學(xué)生做進(jìn)一步的觀察、思考和探索,從而提出探究性的問題。巧妙地設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)前的問題情境,有利于激發(fā)學(xué)生的好奇心和探究的興趣,引導(dǎo)學(xué)生積極主動(dòng)地思考,培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)問題的能力。
例如,教學(xué)五年級(jí)下冊(cè)“擺的研究”時(shí),我讓學(xué)生用自己準(zhǔn)備的擺進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn),并匯報(bào)每10秒鐘單擺擺動(dòng)的次數(shù),再提出自己發(fā)現(xiàn)的問題。學(xué)生準(zhǔn)備了各式各樣的擺,實(shí)驗(yàn)結(jié)果自然各不相同。實(shí)驗(yàn)后,他們提出了各種問題。
生1:不同的單擺,速度不同,這是怎么回事?
生2:是什么決定了單擺的速度?是擺錘的質(zhì)量,擺繩的長度還是擺幅的大???
……
這種通過實(shí)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)的問題情境,一下子把學(xué)生的思維緊緊吸引到課堂中來。學(xué)生在教師的引導(dǎo)下,圍繞自己提出的問題展開學(xué)習(xí),效果自然不錯(cuò)。
2016年許昌市主城區(qū)綠地建設(shè)狀況:城市綠地總面積達(dá)到1227公頃,城市中心區(qū)人均公共綠地6.5平方米,城市建成區(qū)綠化覆蓋率達(dá)32.68%,呈現(xiàn)出“城區(qū)綠島、城郊林帶、城外林網(wǎng)”的城市森林景觀,形成了200多公里的城市生態(tài)防護(hù)林體系。2017年許昌市主城區(qū)綠地建設(shè)狀況:全市建成區(qū)綠地率36.46%,綠化覆蓋率40.62%,人均公園綠地面積12.34平方米,公園數(shù)量逐年增加。
牛頓說過:“沒有大膽地猜測,就做不出偉大的發(fā)現(xiàn)。”在學(xué)生提出了各自的問題后,教師要引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用已有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn),根據(jù)所探究的問題,提出自己的猜想,尋求可能解釋的過程方法。在學(xué)生提出猜測(假設(shè))時(shí),教師要進(jìn)行適當(dāng)?shù)淖穯?,引?dǎo)學(xué)生說出自己猜想的理由,讓他們的思維向更深的層次發(fā)展。
例如,“擺的研究”一課,學(xué)生提出了各種猜想,教師進(jìn)行了追問。
師:那你們能說說假設(shè)的原因嗎?
生1:如果擺繩的長度越短,擺的路線也越短,用的時(shí)間也越短,來回?cái)[的時(shí)間就少一些。所以我認(rèn)為擺繩的長度越短,擺動(dòng)的速度就越快。
生2:擺錘的質(zhì)量重,我們推動(dòng)擺錘時(shí)用的力就大,擺的速度就快;擺錘的質(zhì)量輕,我們推動(dòng)擺錘用的力就輕,擺的速度就慢。
生3:我們騎自行車時(shí),從坡陡的地方比坡緩的地方騎下來要快,是因?yàn)槠露傅牡胤浇嵌刃 K詥螖[擺動(dòng)的角度越小,擺動(dòng)的速度也就越快。
……
前面是假設(shè),后面是學(xué)生自認(rèn)為合理的解釋。雖然這些假設(shè)需要通過事實(shí)、實(shí)驗(yàn)、邏輯推理來進(jìn)行證實(shí)或證偽,但是孩子們?cè)谡撌鲎约旱募僭O(shè)理由的過程中,拓展了思維的廣度,從而培養(yǎng)了建立假說的能力。
學(xué)生用實(shí)驗(yàn)方法開展科學(xué)探究,最關(guān)鍵的是實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)。但我們的科學(xué)課堂上,往往是教師設(shè)計(jì)好方案,然后學(xué)生動(dòng)手。實(shí)驗(yàn)所需的器材是教師給學(xué)生們預(yù)備好的,一件不多,一件不少。在實(shí)驗(yàn)操作中也一樣,先做什么,后做什么,由教師在實(shí)驗(yàn)前作好了指導(dǎo),學(xué)生也就是按教師的要求一步步將實(shí)驗(yàn)進(jìn)行到底。這樣的探究活動(dòng)看上去進(jìn)行得有條不紊,效率高,實(shí)質(zhì)上僅是一個(gè)體力活,或者是一個(gè)體驗(yàn)性的活動(dòng),其中的思維含量很低。這樣的科學(xué)研究在現(xiàn)實(shí)生活中是不可能的,真正的實(shí)驗(yàn)室研究是沒有人能為孩子們準(zhǔn)備一切的。因此,在科學(xué)課堂上,教師不必面面俱到,應(yīng)多給學(xué)生一些經(jīng)歷自主選擇的機(jī)會(huì),讓他們自己想辦法解決問題、完成探究,學(xué)會(huì)隨機(jī)應(yīng)變。
如教學(xué)“擺的研究”,我在上課之前,就讓學(xué)生按照課本要求準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)器材,并按照實(shí)驗(yàn)要求自己制作一個(gè)擺,根據(jù)課本上講的方法玩一玩自己制作的擺。課前檢查發(fā)現(xiàn),學(xué)生準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)器材的完成情況很好,每個(gè)人都制作了一個(gè)擺,擺錘各式各樣,有的用小鐵球,有的用塑料球,有的用橡皮泥。
在對(duì)比實(shí)驗(yàn)中,變量的控制是教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn),也最能培養(yǎng)學(xué)生思維的深刻性。怎樣引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)完善的實(shí)驗(yàn)方案呢?我又做了如下嘗試:
師:在探究“擺的快慢可能與擺錘的質(zhì)量有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)時(shí),我們采用對(duì)比實(shí)驗(yàn)的方法,那么實(shí)驗(yàn)方案中,不改變的條件和要改變的條件怎么確定呢?
生1:要用同樣長短的擺繩,這樣才能不改變擺繩的長度。
生2:不能改變擺幅的大小,每次都用手丈量一下,控制在相同的5度角。
生3:用力要?jiǎng)蛩伲看斡昧σ粯?,不要猛然用力?/p>
師:怎樣改變擺錘質(zhì)量呢?
生4:第一次在繩子末端掛一個(gè)小球,第二次在下面加一個(gè)小球。
師:(實(shí)物展示掛好)仔細(xì)看看,如果在一個(gè)小球下接著掛一個(gè)小球,會(huì)不會(huì)改變擺長呢?
生5:這樣加掛不行,會(huì)改變擺繩的長度,因?yàn)檎嬲臄[長不是繩子的長度,而是從支點(diǎn)到擺錘重心的距離。
……
雖然在實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)中,學(xué)生遇到了很多問題,甚至有的問題很難解決。但在這樣的自主設(shè)計(jì)中,學(xué)生的思維被點(diǎn)燃了,伸出每一個(gè)觸角積極思考。經(jīng)過這樣的思考,他們不僅深刻明白了研究中的為什么,還提升了科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?/p>
學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)前的這幾個(gè)環(huán)節(jié)中,雖然討論、交流的時(shí)間比較長,但這樣的探究活動(dòng)才能讓學(xué)生深入、全面細(xì)致地思考問題,完善地設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,保證后續(xù)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的有效開展。動(dòng)手之前先動(dòng)腦,能夠有效地把學(xué)生的探究精神激發(fā)出來,真正培養(yǎng)學(xué)生的探究能力。
(作者單位:桃江縣教研室)