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在义务教育课程标准实验教科书《科学》五年级上册中,有一部分是以介绍物理学中运动和力为内容的,其中有一个实验场景“我们的小缆车”,这个实验的设计是将一个玩具小车放在水平的桌面上,一端拴上细绳,细绳的另一端拴在铁钩上挂在桌角,不断增加垫圈的个数,观察当挂上几个垫圈的时候小车会动,以及垫圈挂的越多,小车的运动情况会怎样,再填写实验后的表格,通过这个实验让学生总结小车的运动和受力的关系。笔者认为,这张表格的设计有些不妥,整张表格只是单纯的记录了力和运动的实验观察到的现象:有力的作用,小车就会运动起来,而且作用力越大,小车就会运动的越快。这显然给小学生的思想再次带到了受经验支配的地方,对小学生今后学习初中物理的牛顿定律是不利的。
运动,力是我们在物理学领域经常见到的俩个词,同时在我们的日常生活中也经常可以见到运动和力的现象,比如人推车,小朋友骑自行车,小朋友踢球等等,然而对这些现象中表现出来的力和运动关系的认识,不少儿童甚至成人都存在着一定的朴素认识,也即我们在教育领域中常称的“迷思概念”。儿童对力和运动的朴素认识包括:1,力是某种物质或物质的属性,是可以被传递和消耗的;2,能区分自我发起运动和非自我发起运动,但倾向与将气体,液体,天体,物体下落等运动看成是自我发起的运动,认为运动的发起和维持需要力;3,物体运动是因为有力的作用,物体静止是因为没有力的作用,物体由运动转为静止是因为力被用完了;4,不接触就不能产生力,力意味着推,拉,而意识不到引力等非直接接触力的存在。儿童的这些认识与亚里士多德关于力和运动的理论非常接近,而与牛顿力学有着相当的距离,那么,怎样引导学生正确认识运动和力的关系呢?我们认为在这里应该重视学生科学假设能力的培养,古人云:学贵有疑,学则需疑,疑是思之源,思是智之本,合理的预测并不是我们常说的“胡想”“胡说”科学家进行的研究,在没有成功之前,也可以说是这种情况,更不要说是儿童了,这种科学假设能力在目前提倡的探究性教学中是非常重要的,科学假设能力即合理预测的能力的培养并不是一朝一夕的事情,需要在平时的课堂教学中有计划有意识的灌输给学生。
第一,以构建主义为核心,引导学生积极思考身边现象,提出假设
建构主义教学观认为,学习活动实际上是学生利用已有的知识和经验去积极主动构建新知识的过程。学生进行猜想和假设的基础就是学生已有的知识和生活经验,只不过他们不明确那些经验是正确的,哪些是被现象蒙蔽了眼睛,是错误的,从某种程度上说,学生所进行的猜想和假设活动是学生探究活动中的一个亮点,同时也是难点之处。以课本上提到的小缆车的实验为例,进行一段对话,如下:
师:运动的小车,如果突然剪断了绳子,会怎样运动?
生:小车肯定会滑出桌面,最后掉下来静止在地面上。
师:最后运动的小车为何停下来了?
生:可能是因为受到了地面摩擦阻力的影响。
师:让我们用实验来探究摩擦力对小车运动的影响。
通过实验,同学们发现,对于速度相同的小车,摩擦力越小,小车运动的距离就越远。
师:可不可以假设表面没有摩擦,小车的运动会怎样
生:一直运动下去
学生进行了初步的猜想,教师在引导学生调动已有的知识和生活经验,对初步提出的猜想结果进行再比较,分析。
第二,以实验内容为依托,引导学生提出假设,尊重学生合理的科学假设
小学课程标注明确指出“低估学生学习科学的潜力比高估更可怕”处于小学阶段的儿童,正处于爱动爱玩的时期,他们探究事物的兴趣是高涨的,有一种刨根问底的探究精神,我们应该充分发挥学生的这种热情,引导学生多做实验,做好实验,激发学生在实验中提出假设。比如在运动和力的教学中,可以让学生做一做伽利略的斜面实验,这虽说是一个理想实验,但是要相信小学生的动手能力和想象能力。他们在通过不断降低另一个斜面的高度,会发现小球为到达原来斜面上的高度滚动的距离越来越远,最后自然而然的提出假设:如果斜面绝对光滑,最后小球势必会一直运动下去。从而进一步认识到物体的运动不需要力来维持,理解伽利略提出的科学观点,明白实验设计的巧妙之处。当学生提出合理的假设时,老师应积极的引导,为其验证假设做好引导工作,当问题的提出超出他们能够理解的水平时,老师应给与学生更多的时间去想象思考,让他们自己对先前提出的假设进行质疑,辩驳,讨论。
第三,注重对科学假设的总结
通过假设的提出,实验的重演,有的同学可能已经认识到生活经验的不可靠性,理解了实验过程中提出假设的重要意义,整个假设过程的提出包括“学生收集已有的知识和经验——将信息和猜想的问题进行比较,分析,归纳,概括——研究问题的假设性结论——用实验证明这种假设性结论——用合适的语言表达出来”,在其中也包括学生对多种思维方法的利用,比如归纳的方法,联想的方法,类比的方法等等,但是由于学生年龄和经验的局限性,通常对这种猜想或者假设的方法认识比较模糊,教师应该多举行此类探究活动,从中总结经验,进一步提高学生的这种能力。
综上所述,在科学教学过程中,作为教师应该积极引导学生养成“猜想和假设”的思维方式,让它们内化为学生的一种学习能力。激发学生的好奇心,求知欲,使它们敢于将自己迷惑的问题提出来,有勇气对自己感兴趣的问题进行科学探究,并在不断提出问题解决问题的过程中逐步提高他们的科学素养和科学技能,为今后进一步的科学学习打下基础,至于课本开头提出的问题,相信学生会通过科学的假设和探究活动明白:即使没有力的作用,小车依然可以运动起来!
【作者单位:安徽师范大学物理与电子信息学院 安徽】
运动,力是我们在物理学领域经常见到的俩个词,同时在我们的日常生活中也经常可以见到运动和力的现象,比如人推车,小朋友骑自行车,小朋友踢球等等,然而对这些现象中表现出来的力和运动关系的认识,不少儿童甚至成人都存在着一定的朴素认识,也即我们在教育领域中常称的“迷思概念”。儿童对力和运动的朴素认识包括:1,力是某种物质或物质的属性,是可以被传递和消耗的;2,能区分自我发起运动和非自我发起运动,但倾向与将气体,液体,天体,物体下落等运动看成是自我发起的运动,认为运动的发起和维持需要力;3,物体运动是因为有力的作用,物体静止是因为没有力的作用,物体由运动转为静止是因为力被用完了;4,不接触就不能产生力,力意味着推,拉,而意识不到引力等非直接接触力的存在。儿童的这些认识与亚里士多德关于力和运动的理论非常接近,而与牛顿力学有着相当的距离,那么,怎样引导学生正确认识运动和力的关系呢?我们认为在这里应该重视学生科学假设能力的培养,古人云:学贵有疑,学则需疑,疑是思之源,思是智之本,合理的预测并不是我们常说的“胡想”“胡说”科学家进行的研究,在没有成功之前,也可以说是这种情况,更不要说是儿童了,这种科学假设能力在目前提倡的探究性教学中是非常重要的,科学假设能力即合理预测的能力的培养并不是一朝一夕的事情,需要在平时的课堂教学中有计划有意识的灌输给学生。
第一,以构建主义为核心,引导学生积极思考身边现象,提出假设
建构主义教学观认为,学习活动实际上是学生利用已有的知识和经验去积极主动构建新知识的过程。学生进行猜想和假设的基础就是学生已有的知识和生活经验,只不过他们不明确那些经验是正确的,哪些是被现象蒙蔽了眼睛,是错误的,从某种程度上说,学生所进行的猜想和假设活动是学生探究活动中的一个亮点,同时也是难点之处。以课本上提到的小缆车的实验为例,进行一段对话,如下:
师:运动的小车,如果突然剪断了绳子,会怎样运动?
生:小车肯定会滑出桌面,最后掉下来静止在地面上。
师:最后运动的小车为何停下来了?
生:可能是因为受到了地面摩擦阻力的影响。
师:让我们用实验来探究摩擦力对小车运动的影响。
通过实验,同学们发现,对于速度相同的小车,摩擦力越小,小车运动的距离就越远。
师:可不可以假设表面没有摩擦,小车的运动会怎样
生:一直运动下去
学生进行了初步的猜想,教师在引导学生调动已有的知识和生活经验,对初步提出的猜想结果进行再比较,分析。
第二,以实验内容为依托,引导学生提出假设,尊重学生合理的科学假设
小学课程标注明确指出“低估学生学习科学的潜力比高估更可怕”处于小学阶段的儿童,正处于爱动爱玩的时期,他们探究事物的兴趣是高涨的,有一种刨根问底的探究精神,我们应该充分发挥学生的这种热情,引导学生多做实验,做好实验,激发学生在实验中提出假设。比如在运动和力的教学中,可以让学生做一做伽利略的斜面实验,这虽说是一个理想实验,但是要相信小学生的动手能力和想象能力。他们在通过不断降低另一个斜面的高度,会发现小球为到达原来斜面上的高度滚动的距离越来越远,最后自然而然的提出假设:如果斜面绝对光滑,最后小球势必会一直运动下去。从而进一步认识到物体的运动不需要力来维持,理解伽利略提出的科学观点,明白实验设计的巧妙之处。当学生提出合理的假设时,老师应积极的引导,为其验证假设做好引导工作,当问题的提出超出他们能够理解的水平时,老师应给与学生更多的时间去想象思考,让他们自己对先前提出的假设进行质疑,辩驳,讨论。
第三,注重对科学假设的总结
通过假设的提出,实验的重演,有的同学可能已经认识到生活经验的不可靠性,理解了实验过程中提出假设的重要意义,整个假设过程的提出包括“学生收集已有的知识和经验——将信息和猜想的问题进行比较,分析,归纳,概括——研究问题的假设性结论——用实验证明这种假设性结论——用合适的语言表达出来”,在其中也包括学生对多种思维方法的利用,比如归纳的方法,联想的方法,类比的方法等等,但是由于学生年龄和经验的局限性,通常对这种猜想或者假设的方法认识比较模糊,教师应该多举行此类探究活动,从中总结经验,进一步提高学生的这种能力。
综上所述,在科学教学过程中,作为教师应该积极引导学生养成“猜想和假设”的思维方式,让它们内化为学生的一种学习能力。激发学生的好奇心,求知欲,使它们敢于将自己迷惑的问题提出来,有勇气对自己感兴趣的问题进行科学探究,并在不断提出问题解决问题的过程中逐步提高他们的科学素养和科学技能,为今后进一步的科学学习打下基础,至于课本开头提出的问题,相信学生会通过科学的假设和探究活动明白:即使没有力的作用,小车依然可以运动起来!
【作者单位:安徽师范大学物理与电子信息学院 安徽】