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引领学生在真实的情境中探究

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  • 更新时间2015-10-11
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曾锦萍

许多老师对科学教学的情境设计没有足够重视,常见的情况是:为了学习某个知识,让学生孤立地去做某个或几个实验获取结论,然后思考或解决与知识结论相关的问题,前后的内容较少整合到一个整体连贯的情境中。事实上,营造真实的、与现实科学问题相关的情境,提出有吸引力和挑战性的问题,提供丰富的情境资源,设计合适的学习支架,让学生经历探究活动后建构科学概念,有助于促进学生的知识迁移,较好地培养学生解决问题的综合能力。

我在教学《降落伞》一课时,经历了两次不同的教学,对如何引领学生在真实的情境中开展科学探究活动有了更深的体会。

第一次教学片段与分析

师:同学们,你们观看了降落伞的照片后,想不想自己制作一个降落伞呢?

生:想。

师:下面我们一起来制作一个降落伞。先看老师在课前做好的降落伞,(拿出课前做好的降落伞)大家看着想玩吧?

生:想。

师:请看屏幕来学习如何做一个简易降落伞。(点击出示制作步骤)接下来请每个小组拿出抽屉里的第一个信封(里面装有:20cmx20cm的红色绸布一块、长约45cm的绳子4根,用作悬挂物的废纸1张),请大家按步骤制作降落伞,注意用刀的安全

(学生分组制作。)

师:大部分同学都能在规定的时间内完成制作降落伞的任务。现在我们来开展“比一比谁最慢”的比赛,请大家先明确比赛规则。(点击出示比赛规则)高度一样,每人试放一次,第二次正式比赛;用手撑开降落伞来放飞;谁降落得最慢谁就胜出。大家都明白了吗?

生:明白。

师:现在请1、2、3小组的组长拿着你们的降落伞到前面来放飞,其他同学认真观察。

(学生带着降落伞到讲台上比赛。)

师:恭喜第3小组胜出。接下来,请4、5、6小组的代表上来比一比。

(学生带着降落伞到讲台上比赛。)

师:这一轮是第5小组的同学胜出,恭喜第5小组。同学们观察到什么现象没有?

生:降落伞下降有快有慢。

师:影响降落伞下降快慢的因素有哪些呢?

生:我觉得可能跟降落伞伞面的大小有关。

生:我觉得可能跟降落伞悬挂物的重量有关。

生:我认为可能跟绳子的长短有关。

生:可能是跟放降落伞的距离有关。

生:我觉得跟降落伞放飞的方法有关,有些人没撑开来放,有些人举得比别人高一些。

师:由于时间有限,这么多的因素我们不可能都一一研究,今天我们先来研究伞面的大小对降落伞下降快慢有没有影响。怎样验证降落伞的伞面对它的下降速度有影响呢?

生:我们可以做实验。

师:你们准备怎么设计这一实验呢?

生:我们可以拿一块大一点的绸布做伞面再来试一试。

师:现在请拿出抽屉里的第二个信封(里面装有:40cm×40cm的绿色绸布一块,约45cm伞绳4根,用作悬挂物的废纸1张),接下来,请同学们按刚才的制作步骤,再来做一个伞面稍大一些的降落伞。

(学生制作第二个降落伞。)

师:请每个小组都让两种不同的降落伞降落10次(统一以教室的某个参照物为投放高度),并在表格上做好记录。

伞面大小对降落伞下降速度的影响

结论:____

在这次教学中,学生是基于老师提供的实验材料(两种同质但不同规格的伞面),并在老师的指引下进行实验。尽管学生猜测到影响降落伞下降的几种因素,但老师以“时间关系”为理由,只让学生研究伞面对降落伞下降速度的影响。学生被老师牵着鼻子做实验,完成知识的迁移将是困难的,这种学习可以称为“死读书,硬实验”。

再看学生从实验探究中得出的唯一结论:伞面大下降得慢。两个费时费力的实验,实验材料还是由老师备下的,得到的却是不完整的结论。学生要解决的难题“影响降落伞下降快慢的因素有哪些”真的解决了吗?诸如学生猜测的:伞绳对降落伞下降的速度有影响吗?悬挂物对降落伞下降的速度有影响吗?伞面的材料对降落伞下降的速度有影响吗?悬挂物的质量对降落伞下降的速度有影响吗……这些,在本课都成为被老师忽视的问题。这次教学,更像是在“演探究学习”。

兰本达教授认为,概念不能是零碎孤立的,要让概念互相联系起来,使它变成涉及面更大、在不同领域内都受到认可的模式,从而形成更抽象的跨越学科界限的整体概念,直到认识整个世界。基于此,老师们对本课教学提出了一些质疑:

是分课时逐步得到影响降落伞下降速度的快慢因素较好,还是同一课时不间断地探究出结论?

教师为学生准备好实验材料,并按步就班地引导学生进行实验,还是引导学生用不同方法自制降落伞并开展探究?哪种更有利于学生主动参与到探究活动中来?

与生活紧密联系的课堂效果好,还是孤立地学习那点知识好呢?

在此基础上,我设计并进行了第二次教学。为了让学生对降落伞的构造及制作步骤有比较完整的了解,我建议学生上网搜索资料并与家长合作。

第二次教学片段与分析

师:请同学们拿出你们制作好的降落伞,我们来进行一场“比一比谁最慢”的比赛,比赛在室外进行。先请明确比赛规则。

(点击出示比赛规则:1.分男生组、女生组。女生在二楼先放,男生在一楼认真观察,一对一地进行,记录好谁最慢。女生组完成比赛后,男生组再进行比赛。2.每组有一次尝试机会,第二次正式比赛。谁降落得最慢谁就胜出,男生组、女生组各评出一名优胜者。)

师:现在,先请女生组的同学到二楼进行比赛(事先在二楼安排一个老师进行安全协办),男生们请做好裁判工作。

(女生组比赛。)

师:女生组比赛顺利完成,大声告诉老师,谁赢了?

生:罗希亿。

师:恭喜罗希亿同学获得女生组冠军。请男生组到二楼,女生们请做好裁判。

(男生组比赛。)

师:男生组的冠军是哪位勇士呢?

生:罗伟杰。

师:恭喜罗伟杰同学获得男生组的冠军。请两位冠军带上自己的作品跟老师合影。

(师生回到教室。)

师:大家来说一说,为什么冠军的降落伞下降得最慢呢?影响降落伞下降快慢的因素有哪些?

生:罗伟杰的降落伞是用塑料薄膜做的,我的是用花布做的,他的材料比我的轻。我觉得用来做降落伞的材料,如果越轻,就下降得越慢。

师:你通过比较降落伞的伞面材料,知道材料越轻薄,下降速度就越慢。关于伞面,其他同学还有不同发现吗?

生:老师,刚才我拿自己和降落伞和罗伟杰的比较了一下,大家都是用塑料薄膜做的伞面,但是我的比他的小。我觉得降落伞的伞面大比伞面小的下降得慢一些。

师:你的观察力真厉害!其他同学还有别的不同发现吗?

生:我觉得他们两人做的降落伞都很规整,悬挂物都在伞绳的正中,我的是歪向一边的,所以我觉得悬挂物的位置也会影响到降落伞的下降速度。

师:你的发现也有道理。我们在制作降落伞时,就得按正确的步骤来做,做好每一步,不能让降落伞出现一点偏差,对吧?

生:我是按书上的要求用废纸来做悬挂物的。罗希亿用的是那种饮料罐拉环里面的那片薄薄的锡片,看起来她的很轻,为什么作为悬挂物却刚刚好呢?

师:这位同学的疑惑请罗希亿本人来解答吧。

罗希亿:我在家跟我妈妈也试过用废纸作为悬挂物,但是觉得太重了,降落伞一下子就掉落下来了。后来我们把纸改小了,可是还不行,因为纸太小了,很难固定。最后我选择了这个小小的锡片来作悬挂物,试过好几次,都觉得不错。

师:我也很想知道悬挂物的重量应该怎么处理呢?

罗希亿:多试几次,慢慢找到不轻不重的悬挂物,要跟自己的降落伞搭配。

师:我真的很佩服罗希亿同学,难怪她能得到女生组的冠军,不简单。

生:老师,我还发现罗希亿的伞绳是比较细的,我觉得伞绳也会影响降落伞的速度,如果伞绳很粗,肯定下降快啦,因为它很重嘛。

师:也就是说,我们选择伞绳时,要选又细又牢的,对吧?同学们观察得很仔细,回答得也很精彩。假如让你重新设计,你会怎么设计你的降落伞?请在小组内与伙伴们交流下自己的想法。

(学生分组讨论,时间很充足。)

组1:我们仍然用正方形的伞面,不过要比现在这个大一倍,伞绳要更细更坚韧一点的,悬挂物不能太轻也不能太重。

组2:我们想使用像屏幕里看到的那样的圆形伞面,伞绳多用几根,使整个降落伞撑开时能像图片上看到的一样。

走出教室的科学课对学生具有强烈的吸引力。

这次教学一开始就创设了一个比赛情境,引导学生通过“谁的降落速度最慢的比赛”来探讨“影响降落伞下降的快慢因素有哪些”。学生经过合作探究和分析对比,认识到“影响降落伞下降的快慢因素”与伞面的材料、面积的大小、伞绳的粗细、悬挂物的位置与重量等因素有关。从问题的挑战性和探究的深入程度来看,相对于第一次教学的“演探究学习”,学生所得到的要多得多。第一次教学,对学生缺乏吸引力和挑战性,难以实现真正意义上的探究,难以培养学生再设计、再探究的科学态度。第二次教学,引导学生在真实情境中学习,锻炼他们解决真实问题、解决真实难题的能力,从而使学生的各种实践能力得到发展。

乔纳森认为,设计真实情境的主要目标是促进问题的解决和概念的发展,这样的问题给学生提供了确定具体问题或学习目标的自主权,这是有意义学习的关键!小学生科学探究的对象应该是真实的自然世界,探究活动就是对自然世界中的科学现象寻求符合规律的解释,从而增进学生对真实世界的科学理解。也就是说,探究式学习是要依赖于真实情境的。

儿童天生就是以朴素整体的方式去认识世界的,零碎、孤立地认识某些概念,把概念分解的做法是不可取的,是不利于儿童去认识他们眼中的世界的。科学课应当让概念互相联系起来,让概念从具体到抽象,让学生在不断地发现问题、解决问题的过程中去认识整个世界!

广东省清远市清新区第三小学(511800)

(本栏目责任编辑陈文斌)