论文部分内容阅读
新版《义务教育小学科学课程标准》将“科学探究”的主要特点界定为“以证据为基础，运用各种信息分析和逻辑推理得出结论，公开研究结果，接受质疑，不断更新和深入”。这样的界定，更加强调了学生在建构科学概念过程中的思维过程，即学生观点形成与发展的过程，更强调鼓励学生通过交流研讨、运用证据和推理建构对科学现象的理解。
案例：《找拱形》
解释“为什么圆顶形能够承受这么大的压力”时，教师给每个组的学生都发了半个乒乓球。学生将自己的想法与组内同学进行交流，同时在乒乓球壳上画出自己的想法，一边画一边解释。讨论后，学生作出如下解释：
生：既然拱形可以把压力分解成向下的压力和向外的推力，半球形又是无数的拱形，那么它应该能把向下的压力分解到外面。
师：你画的线是什么意思？
生：表示把力分解到四周。
生：我们画的箭头表示“力走的方向”，是向四周的。无数个拱形在底部形成了一个圆，所以不用把拱足抵住，就能承受很大的压力。
生：补充一点，如果没有抵住拱形的拱足，对拱形加压力时，它就会“塌”。为什么乒乓球的一周没有抵住，也能承受这么大的压力？我们不知道是为什么。
生：因为乒乓球的圆顶形里有很多的拱形，每个拱足在底下形成了一个圆。在圆顶形上放书时，会产生向外的推力，但是都分散到它底面的圆上，说明它有很多的“抵点”，让它不会轻易倒塌。
最后，在师生的共同研讨下，总结了三个观点：圆顶形中存在很多拱形；拱形将压力向四周分散；拱足相连，不产生外推力。
在这个环节中，学生借助半个乒乓球分析“圆顶形为什么能承受这么大的压力”，这是一个分析、推理的过程，需要学生充分调动关于“拱形”的原有认知，将“圆顶形”与“拱形”建立联系，发现“圆顶形可以看成是无数个拱形的组合”，再进一步将“力”与“形”建立联系。在这个推理过程中，学生充分呈现了自己的理解与认识，他们最初的观点可能是幼稚的、不准确的，然而，这正是建构新概念的基础。在师生交流、生生交流的过程中，产生思维碰撞，逐渐使他们的假设、推理趋于合理。
真的是这样吗？学生的推理还需要证据的支持，于是进入“验证”环节。
教师为学生提供了“拼插式拱形纸条”的实验材料，在进行实验设计之后，确定了以下的实验步骤：
1.用纸拱搭一个圆顶形（学生演示）。
2.不連拱足，在纸拱交点处加垫圈。记录垫圈数量，观察拱形变化。
3.连拱足（纸拱的拱足处有拼插接口），再加垫圈，并记录垫圈数量。
实验后，各组将实验数据进行了汇总（如下表）：
展示研究成果时，教师请学生到讲台前，根据数据和实验中的现象来解释“圆顶形为什么能够承受这么大的压力”。
生：我们组的实验结果是“不连拱足”时能承受9个垫圈，“连接拱足”后承受30个垫圈。“ ”号表示如果还有垫圈，还能继续加。
师：数据的变化，说明了什么？
生：说明连接拱足后，（圆顶形）承受力更大了。
师：其他同学同意吗？你们的结论与他们组一致吗？
生：一致！
师：请你继续演示一下，实验中哪些现象能说明“圆顶形承受很大压力的原因”。
生：没有连拱足的时候，加垫圈后，圆顶形的顶就开始向下压。整个圆顶形比加垫圈前瘪了，越放越瘪（边说边放垫圈），拱足还向外扩。
师：这种变化说明什么问题？
生：说明圆顶形能够将受到的压力转为向下的压力和向外的推力。连接拱足后，加垫圈时，底部拼插在一起的没有变化，只有上面的部分开始向外扩。
生：说明组成圆顶形的“拱”的拱足都连在一起，抵消了外推力，所以就能够承受很大的压力。
师：那么现实生活中的圆顶形，是不是只有底部连在一起？
生：不是，“拱”的各部分都连在一起，所以就不会产生外推力，能够承受很大的力。
“圆顶形模型”的使用，为学生获得证据提供了有力的支持，很好地体现了用证据和推理来解释科学现象的目的。
天津市河西区教育中心（300203）
案例：《找拱形》
解释“为什么圆顶形能够承受这么大的压力”时，教师给每个组的学生都发了半个乒乓球。学生将自己的想法与组内同学进行交流，同时在乒乓球壳上画出自己的想法，一边画一边解释。讨论后，学生作出如下解释：
生：既然拱形可以把压力分解成向下的压力和向外的推力，半球形又是无数的拱形，那么它应该能把向下的压力分解到外面。
师：你画的线是什么意思？
生：表示把力分解到四周。
生：我们画的箭头表示“力走的方向”，是向四周的。无数个拱形在底部形成了一个圆，所以不用把拱足抵住，就能承受很大的压力。
生：补充一点，如果没有抵住拱形的拱足，对拱形加压力时，它就会“塌”。为什么乒乓球的一周没有抵住，也能承受这么大的压力？我们不知道是为什么。
生：因为乒乓球的圆顶形里有很多的拱形，每个拱足在底下形成了一个圆。在圆顶形上放书时，会产生向外的推力，但是都分散到它底面的圆上，说明它有很多的“抵点”，让它不会轻易倒塌。
最后，在师生的共同研讨下，总结了三个观点：圆顶形中存在很多拱形；拱形将压力向四周分散；拱足相连，不产生外推力。
在这个环节中，学生借助半个乒乓球分析“圆顶形为什么能承受这么大的压力”，这是一个分析、推理的过程，需要学生充分调动关于“拱形”的原有认知，将“圆顶形”与“拱形”建立联系，发现“圆顶形可以看成是无数个拱形的组合”，再进一步将“力”与“形”建立联系。在这个推理过程中，学生充分呈现了自己的理解与认识，他们最初的观点可能是幼稚的、不准确的，然而，这正是建构新概念的基础。在师生交流、生生交流的过程中，产生思维碰撞，逐渐使他们的假设、推理趋于合理。
真的是这样吗？学生的推理还需要证据的支持，于是进入“验证”环节。
教师为学生提供了“拼插式拱形纸条”的实验材料，在进行实验设计之后，确定了以下的实验步骤：
1.用纸拱搭一个圆顶形（学生演示）。
2.不連拱足，在纸拱交点处加垫圈。记录垫圈数量，观察拱形变化。
3.连拱足（纸拱的拱足处有拼插接口），再加垫圈，并记录垫圈数量。
实验后，各组将实验数据进行了汇总（如下表）：
展示研究成果时，教师请学生到讲台前，根据数据和实验中的现象来解释“圆顶形为什么能够承受这么大的压力”。
生：我们组的实验结果是“不连拱足”时能承受9个垫圈，“连接拱足”后承受30个垫圈。“ ”号表示如果还有垫圈，还能继续加。
师：数据的变化，说明了什么？
生：说明连接拱足后，（圆顶形）承受力更大了。
师：其他同学同意吗？你们的结论与他们组一致吗？
生：一致！
师：请你继续演示一下，实验中哪些现象能说明“圆顶形承受很大压力的原因”。
生：没有连拱足的时候，加垫圈后，圆顶形的顶就开始向下压。整个圆顶形比加垫圈前瘪了，越放越瘪（边说边放垫圈），拱足还向外扩。
师：这种变化说明什么问题？
生：说明圆顶形能够将受到的压力转为向下的压力和向外的推力。连接拱足后，加垫圈时，底部拼插在一起的没有变化，只有上面的部分开始向外扩。
生：说明组成圆顶形的“拱”的拱足都连在一起，抵消了外推力，所以就能够承受很大的压力。
师：那么现实生活中的圆顶形，是不是只有底部连在一起？
生：不是，“拱”的各部分都连在一起，所以就不会产生外推力，能够承受很大的力。
“圆顶形模型”的使用，为学生获得证据提供了有力的支持，很好地体现了用证据和推理来解释科学现象的目的。
天津市河西区教育中心（300203）