注重能力提升,着眼科学实践

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  科学实践鼓励学生在科学学习中去做、去探究,它从内容上已经涵盖了科学探究,包括了以往各个阶段科学教学所侧重的知识的获取、方法的掌握、经历实验过程等,同时又超越了科学探究,更好地诠释并拓展了探究在科学学习活动、认知过程以及交往方面的作用。
  科学实践注重推理和论证。传统课堂中,学生更多地侧重于设计实验、经历实验过程、展示实验结果、得出实验结论,缺少了像科学家那样对科学知识进行有根据的猜测、推理以及多次实验论证,缺少了学生间思维的碰撞以及对自己观点证据的搜集与修正、完善。给学生科学实践的空间,就是鼓励他们大胆猜测、推理并积极地实践论证。我们在执教“土地侵蚀”相关内容时,结合内容特点以及当前教学现状调整重心,对加强学生的科学实践意识有一些新的感悟。
  观察能力的培养是加强学生科学实践意识的前提
  学生在学习“土地侵蚀”相关内容前,对地球的概貌和组成物质已有比较粗浅的认识,但他们忽视了地形地貌因为外力、气候等自然力量对重塑地表形态的重要作用——学生看到了什么并不等于他们真正进行了观察。观察是小学科学阶段的一个重要的实验手段,它贯穿整个小学科学教学中。在教学中,教师应该帮助学生发现问题并提出预测与观点,有意识地培养学生的观察能力。
  1.带着兴趣,在动手操作中发现问题
  在执教“减少对土地的侵蚀”内容时,教师让学生以小组为单位,在一个盘子里建造自己喜欢的家园模型,只给各个小组提出了简单的要求——建造的地形要有山地、有平原、有河流,并注意地面植被的存在。学生很快就积极主动地对投入到对自己的“家园”建设中,这时他们的兴趣点在于如何把“家园”建设得更漂亮。学生积极地寻找材料,按自己的想法装饰“家园”,有了极大的自由发挥空间,表现出浓厚的兴趣。也正因为是自己熟悉并喜欢的,学生才愿意主动去参与这项科学活动。教师引导学生对本单元的知识进行梳理,就会慢慢培养学生发现问题的意识,继而提出自己的观点。例如,让学生比一比:哪个小组建设的“家园”最好?你对其他小组建设的“家园”有什么建议?在这些“家园”中你发现了什么问题?这样学生逐渐从感性的“谁的家园建设得最漂亮”回归理性分析,开始回想本单元学到的知识,用本单元的知识来衡量“家园”建设得是否合理。这时教师适时提问“我们建设的‘家园’是否结实”,引发学生思考,逐步培养学生发现问题的能力,为提出自己的观点或预测作铺垫。
  2.带着目的,在实验中关注变化
  实验是小学科学教学中的一个十分重要的探究环节。课堂上,学生进行实验时,教师应该帮助他们明确实验目的,引导他们关注实验过程中的变化,继而搜集能够佐证自己观点的证据。
  课堂中,学生对“我们建设的‘家园’是否结实”这一问题进行合理猜测之后,教师引导学生进行模拟实验:用喷壶模拟暴雨侵袭“家园”。学生则在实验过程中密切关注着家园模型的变化,从而不断修正之前的猜想。
  当实验过后学生通过实验现象发现之前的猜测和实验的结果有所不同,进而尝试对自己之前的猜测进行修正,把学生的关注点从如何把“家园”建设得漂亮转移到如何運用之前学习的关于地形地貌的知识把“家园”建设得更安全上来,从而思考自然的力量、地形、土壤成分和“家园”建设的位置对“家园”安全带来的影响,使学生的思维上升到理论的高度。
  持久的训练与引导,学生就会很容易地把现实生活中遇到的现象与实验过程中的现象进行比较,思考“为什么会这样?可能是什么原因?”即把看到的、想到的进行融合统一,形成独有的观点和想法。这其实就是科学实践的第一步,首先通过发现问题,让学生预测,为捍卫自己的预测奠定了基础。继而,通过进一步观察,在面对某一现象或某一事实的现有证据以及自己的观点之间,寻找联系,寻找理由。
  提炼能力的培养是提升学生科学实践水平的关键
  学生通过观察产生问题,从而得出自己的预测,这种预测最初是模糊的、不确定的,甚至是不够全面的。通过与同伴交流、认真聆听并积极回应他人的发言,学生能更好地提炼自己的观点与想法,这种提炼能力的训练是十分必要的。在教学中,教师可以促进学生思考:我的观点是什么?别人对此有什么看法,他的看法与我的看法相同吗?有什么不同?为什么?就此看法,我还需要追问同学什么问题?同伴的观点对我有什么影响或改变?这些问题可以提示学生在与同伴交流时,注意聆听、回应他人的发言,并不断与自己预测的观点融合,进一步修改完善,证明自己的观点,直至明确:我现在的观点是什么?
  由此可见,这种能力的培养是建构在学生交流的基础上的,这种交流不仅仅是停留在形式表面,而是在口头交流下头脑思维的激烈碰撞,无论是生生、还是师生的思维都应进入彼此的认知活动,挑战不同的观点,进而证明自己的想法与认知。在这期间,学生对自己预设观点的提炼能力得到充分锻炼与加强,也为下一步进行个体间的论证奠定基础。
  个体间论证能力的培养是加强学生科学实践的有效手段
  个体间论证能力的培养,依旧是以倾听为前提,倾听教师和同伴对事物或现象的看法,同时,重新审视自己的原有观点,不断修正自己的观点,完善自己的认知,使自己的解释更准确、更详尽。
  课堂上,学生在第一课时建立自己的家园模型后,学生的关注点在于如何把“家园”建设得漂亮、舒适,通过教师的引导“我们建设的这么漂亮的‘家园’结实吗?如果遇到暴雨的袭击对我们的‘家园’会产生怎样的影响?”引发学生思考,并将自己和其他小组的家园模型进行对比,产生认知的冲突,引发对“家园”安全的猜想。
  学生只是单纯地猜想还远远不够,教师应引导学生在小组内对自己的猜想进行说明,要说明“你为什么这么认为?有什么原因,你是怎么想的?”这样设计的目的,一是让学生意识到在科学领域,猜想与推测都是有根据的;二是为了激发学生进行下一步实验探究的欲望,即为自己的猜测去寻找证据、寻找答案,而不是单纯地只是为了完成老师布置的实验任务。   在经过第一轮的实验验证以后,学生之前的有些认知被推翻。在大家的交流与思维碰撞中,渐渐地,学生会把更多的思考都聚焦在如何改进“家园”的位置才能更科学、更安全。随后,通过小组讨论、改进家园模型,运用之前的有关地形地貌的知识把“家园”设计得更加合理。
  通过对家园模型的改进,教师可以就此进一步提问“你这样改进的原因是什么?”引发学生进一步猜测。小组里,学生对此问题进行充分交流,大胆猜测,教师则提示学生要交流猜测的原因。此刻,大部分学生认同自己的观点,但有少部分学生或许会因为教师的进一步追问,产生了新的质疑,而有些疑惑地摇了摇头,并努力在已有的相关知识中去寻找证据,力图佐证自己的新的猜测。
  不同的预测,不同的观点,依旧需要教师带领学生进一步推理论证。接着,教师带领学生用经过改进后的家园模型再次实验,验证经过改进的家园模型是否能够经受住暴雨的袭击,验证的过程使学生的思维由感性、模糊变得理性、清晰。学生最终明确,人们在改造自然、建造家园的过程中要遵循自然规律,各种自然力量无时无刻不在改变着我们周围的地形地貌。
  由此可见,科学概念不是教师教出来的,也不是教师组织学生利用实验测试出来的,而是教师通过引导学生产生疑问、发现问题、提出猜测,进一步地推理、论证并在个体间交换、筛选、剔除、完善彼此的思维成果后产生的,这一切都涵盖在科学实践之中。
  值得注意的是,培养个体间论证能力的同时,教师要注意培养学生谦虚的品格,引导他们学会耐心地倾听他人的观点,合理吸收他人观点的精华,学会科学地梳理并修正自己的观点,并围绕观点完善相关证据。
  表达能力的培养是完善并拓展学生科学实践行为的有力保障
  清晰明确的表达,是学生参与科学实践的必要条件,同时也是完善并延伸学生科学实践行为的有力保障。无论是提出假设,还是合理地推理论证,学生都需要用自己的方式来表达调查研究的推测、過程和结果,教学中发展学生的表达能力是十分必要的。
  在科学实践中,学生起初的表达方式是多样化的,可以是语言,也可以是文字,甚至还可以是图画、图表、模型等。只要是能充分帮助学生进行表达的形式,都允许学生采用,其目的是帮助、促进他们交流,让他们在倾听同学意见的基础上,能够清晰明白地提出自己的看法。这个过程中,教师要善于培养学生在语言表达的基础上,利用各种符号、流程图、图画甚至模型等来表达自己的科学实践过程及结果。
  首先,教师要充分激发学生想表达、愿表达的欲望,给学生充分的空间按自己喜好、习惯表达。对于学生略有困难的语言表达,可以教给学生一些固定的表达模式,如:这个问题,我是怎么想的;我认为……;我坚持的观点是……;我对某现象的看法是……。待学生逐渐学会表达后,再放手由他们自己组织语言,表达自己的想法。
  其次,要给学生充分练习表达的机会,可以训练学生先把自己的想法和观点以关键词的形式记录在本子上,再练习自己说,然后尝试小组间交流,询问对方是否听明白自己的意思,并在此基础上,听取他人的意见,进行修改完善。
  再次,及时的鼓励、肯定并恰到好处的表扬是必不可少的。这种鼓励和肯定,不单单局限于是教师给予的,还应鼓励学生间彼此鼓励与提示,学会认同他人表达上的优点,同时,就表达中所暴露出的问题,及时给予帮助、指正。
  最后,组织游戏或类似的竞赛,鼓励学生对自己的观点、看法进行充分表达。教师可针对不同年级学生的实际情况,或利用一节课进行专门的表达训练,或利用科学课上的某些科学实践环节,有侧重地培养和练习。其目的就是提升学生的表达水平,在补充完善的基础上,既能够把自己的观点清楚明白地表达出来,又能有条理地点评他人的观点。
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