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小学科学教学中培养求真精神的策略研究

2013-04-29郑妙华

新课程学习·上 2013年6期
关键词:科学探究证据

郑妙华

摘 要:针对当下科学课堂教学记录中被忽视的三个现状,就如何解决科学教学之困,从关注课堂的原始材料证据,关注科学学习中的原始错误信息,引导学生在科学探究中不斷提高求真意识,把尊重事实作为科学学习的基本态度,成为一种行为方式,成为一种课堂文化,从而培养学生健全的人格素养。

关键词:证据;求真精神;科学探究

新课程改革以来,科学探究成为科学课程的核心。我们发现“即使探究的环节都有了,探究的程序也都走过了,科学家的样子也做得像模像样了,学习仍有可能是机械的而不是有意义的。”要深化新课程改革,就必须让科学探究在正确的教育哲学指导之下,“求真精神”就应当是科学教育哲学中的核心价值观。

一、当前科学教学中对于原始信息和数据等证据的现状分析

(一)真实记录单被忽视,漠视证据的价值

案例一:在舒老师的《谁流的更快一些》展示课上,学生明确探究主题后,小组讨论后制订一份合理的研究计划,接着交流计划,确定研究方案,随后进行实验,舒老师让孩子们把观察到的现象记录下来,再根据记录单里的信息进行汇报……下课了,有的孩子把记录单夹在科学课本里,有些小组则把记录单“忘”在课桌上,老师在整理材料时,随手把记录单放在一边……不难看出,记录单被无情地忽视了。记录单上的真实记录是科学探究过程中最真实的反映,是学生通过观察、测量等方式获得的原始信息,是学生用以认识和解释已有知识经验和客观世界的依据。它是研究的最好体现,也是研究过程的精华所在。

为了记录而记录,漠视记录证据的价值。有时,教师为了节约时间,只让小组个别展示,简单化呈现记录证据。其实每个小组的实验方法不一样,得到的信息都是不一样的。应该尽量让孩子们能充分应用所有的记录,发挥记录信息的价值。

(二)真实数据源欠重视,忽视积极的引导

一位教师执教《磁铁的磁性》,研究磁铁各部分磁性强弱,在条形磁铁上取等距离的五个点,在各点上挂回形针,根据回形针的数量来判断磁铁各点磁性的强弱。实验后,教师问:“你们能从这些数据中发现什么?”有的说,“中间没有磁性是0,两边的磁性强。”大部分的孩子也是这样认为的。老师马上就得出了“条形磁铁两端的磁性最强,中间磁性最弱。”得出的结论不是数据的真实反映,实验数据中的“0”代表的是没有磁性,还是磁性很弱。第三组“33033”和第七组的“56055”这些数据能得出“条形磁铁两端的磁性最强,中间磁性最弱吗?”

只要出现了与预设相符的结论,马上给予肯定,急于下结论,而不考虑学生得出这一结论的依据是什么?只对支持自己理论的证据进行分析,对那些“特别”的数据不加理会。

(三)真实信息源被篡改,轻视虚假的倾向

笔者在上《一杯50毫升的水能溶解多少克食盐》一课时,让学生做分组实验。发现第五小组在取50毫升水的时候漏了些水,但是没有引起重视,实验继续,在加食盐的过程中,加了12克到了13克就不能完全溶解了,所以他们小组记录的是50毫升水可以溶解大约12克食盐。实验结束后,第五小组汇报时却说50毫升水可以溶解16克食盐。“为什么不说你们的记录信息?”笔者问。孩子们涨红了脸,后来胆子稍微大一点的孩子说“前面汇报的组,50毫升水都可以溶解15克以上的食盐,我想我们肯定错了。”另外的孩子都不说话,表示默认。

这个组会舍弃自己的实际记录,转而跟随别人的信息。一是因为他们小组实验不规范,所以在潜意识中就认为自己做错了,才会篡改。二是这个小组以前可能也经常出现实验证据不正确,所以就按照别人的记录篡改自己的原始记录。为了得到正确的结论,发现证据有出入的时候竟然修改证据以迎合“正确结论”,这样的探究,不仅不能培养出科学的精神和方法,反倒败坏了学生的品格。

二、解决科学教学探究证据之困,切实培养求真精神

(一)关注课堂真实的证据信息,培养求真的科学精神

1.精心设计记录表,方便记录分析证据

要明确记录就是在科学探究中留下的证据,是学生表达探究成果的重要方式,所以我们要立足教学重点,对记录内容进行精心设计。

笔者在教学《一杯水里能溶解多少食盐》一课时,笔者对记录内容的确定是经过深思熟虑的,本课教学的重点是研究计划的制订,以及明确一定量的水里溶解食盐的量是一定的。表一,对于研究的问题,学生比较明确,不用书写,而对于材料和方法则是重点,则要求化时间进行制定。表二,则只要求记录“几勺盐”及与对应的“是否溶解”就可以,可以清楚地发现各小组最先放几勺盐开始,以及明确到放几勺盐后不再溶解了,笔者想这几个信息就是记录的价值所在吧!

2.有效汇总真实的信息,凸显特征呈现规律

准确记录每一个信息,不随意修改,培养他们不在观察测量数据中挑选符合自己想法的内容,不随意丢弃信息,建立“每一个实证信息都很重要”的认识,确保信息来源的可靠,让他们明确证据充分、样本大,与事实更一致,越令人信服。

(1)用列表排序和作图法整理数据,凸显证据特征

例如:在上《相貌各异的我们》,在统计小组和班级同学的特征时,利用统计表,在分析单个的性状的时候就可以用柱状图统计,这样,就一目了然。我们人的性状是有很多种,综合在一起的,而且是以指数级增加的,所以到有40种性状可以产生的人的相貌就有一万种之多了,非常多的性状组合在一起就变成了一个独一无二的人了。

(2)细致引导学生整理分析数据,体现科学规律

首先要教师引导,榜样领路。课堂中,有的孩子很认真,记录的比较完整。出现在孩子记录表中的数据,大部分肯定是孩子自己的实验结果或是分析,要充分给予关注,肯定孩子记录的学习方法。

其次要规范整理,有效分析。如《用水测量时间》,为了更好地理解水流速的不均匀,教师设计一组实验:在底部有孔的一杯中盛100毫升的水,让学生分别记录每流20毫升水所需的时间。通过比较,很容易发现:滴完相同水量所需时间是不同的,第一个20毫升水流速最快,第二个20毫升次之……杯中水的流逝是先快后慢不均匀的。

(二)关注原始错误信息,培养求真的科学精神

1.对可疑数据的有效处理

在实际分析工作中,常常会遇到在平行测量数据中有个别的数据过高或过低,这种数据称为可疑数据,也称异常值或逸出值。

如:在《斜面的作用》研究中,探究斜面坡度大小与省力大小的关系时,学生实验后。“仔细观察各组数据有什么发现,”笔者问。有的学生观察比较两组数据后马上说,“我发现坡度越大,用的力越大,说明斜面坡度大,就费力。”笔者反问到:“都是坡度大的,用的力最多吗?”第7组的学生马上高兴地说:“我们组不是的,是1号坡度最省力,但是2号和3号比较还是3号省力。”“是啊,他们组和大家的结论不一样,怎么回事,谁错了?让我们再重新仔细地看看测力计上的读数。”学生再次认真地把实验做了遍,笔者看到第7组的学生就同一个坡高测了好几遍。再次汇报时,第7组的学生很不好意思地说:“我们刚才弄错了,1号坡度测力计读数是0.25牛,2号坡度测力计读数是0.27牛,3号坡度测力计读数是0.34牛通过测力计测得证据,我们小组发现坡度越大,用的力越大。”

如果在重复检测前我就肯定那位同学的发现,大多数的同学都不会有异议。但那样就忽视了第7组的证据,是对第7组同学的不尊重。即使他们表面不说,他们的心里肯定打了个问号。实际上从第7组的表现看,他们开始时并没意识到自己错了。对其他学生来说,如果我不提醒,他们就会对第7组的数据视而不见,长此以往,就会形成只关注自己的数据,关注对自己有利的数据,而忽视对自己不利的数据,也就不会养成尊重他人,尊重事实、实事求是、敢于质疑的科学态度了。重复检测后,不用大家提醒,第7组的同学自己就意识到,自己的错误,以后他们在探究中就会更严谨、更仔细的,学生也会养成尊重事实的科学态度,这时得出结论也更具说服力。

2.对相背数据的密切关注

在探究活动中,教师为学生提供合适的、有结构的材料是学生进行探究的基础。学生通过对材料的操作,才能形成完整形象,从完整的信息中感悟科学知识的真谛,培养科学的思维方法,提升学生的科学素养。在学生的活动中,经常会有一些小小的失误和不仔细就会对实验造成一定程度的影响,所产生的数据也就会出现和事实相违背的结果。

例如:在五上的《怎样得到更多的光和热》一课中,当研究物体的颜色与吸热的本领的关系时,教师为学生提供了纸和温度计。纸和温度计是教师经过精心筛选的,误差极小。首先,这些纸是存在内在关系的:纸的大小是相同的,颜色有黑色、粉色、黑色蜡光的、白色的,还有铝箔纸。它们的颜色是有深浅的,表面还有光滑与粗糙的。在八分钟的时候粉色是28摄氏度,而到10分钟的时候却是27摄氏度了,温度反而下降了。很多孩子没有关注,笔者就提醒孩子去关注,让他们先想一想是不是哪里有问题。假如还是觉得没有问题的话,笔者提议他们再去测试下,也可以是在下課的时候,因为时间比较久。后来第二天,他们组的四个小朋友就跑来说,后来他们用同样的时间,又叫了别的组的小朋友帮忙,重新测得数据。粉色纸袋的温度确实要比白色纸袋上升得快。

培养求真精神,就是要培养学生一种实事求是的科学态度。我们不仅要排除一切好恶偏向和主观推测,还不能过分依赖原有知识和经验,甚至权威的解释也不是最终的判断标准。用笛卡尔的话来说就是“我思故我在”,在探究的每一步中,诸如提出问题、猜想、证据处理、评价交流等等,你都要讲证据。“在科学问题中,上千人的权威并不比单独一个人的谦卑的证据更有价值。”

总之,科学应该是求真的一个过程!要体现科学课程宗旨,要实现培养学生科学素养的目标,我们必须正视现状,在学生的实证意识和实证能力上下工夫。培养的途径和方法有很多,需要我们共同努力、探索、提高!科学可以争论,也可以存疑,但绝不能养成伪科学的习惯。

参考文献:

[1]张红霞.科学究竟是什么.教育科学出版社,2003-12-01.

[2]袁运开,蔡铁权.科学课程教学论.浙江教育出版社,2003-08.

[3]阿瑟·A·卡琳,乔尔·E·巴斯,特丽·L·康坦特.教作为探究的科学.人民教育出版社,2008-08.

(作者单位 浙江省临安市昌化镇第二小学)

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