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节点文献

数据——开启科学思维之门——浅谈如何使学生在课堂上获取有效的数据

 

【作者】 赵素英

【机构】 浙江绍兴柯桥区平水镇中心小学

【摘要】

【关键词】
【正文】摘   要:数据是一种很重要的证据,科学实验数据是验证假说的依据。在课堂上,学生通过有目的的观察、实验等活动,收集真实、有效的证据并以此进行科学的思维。在教学中,教师要本着实事求是的的态度,一切从客观实际出发为学生收集准确有效的数据采取必要的措施:课前做“下水”实验;给学生到位的实验指导;培养学生科学的记录习惯;借助现代技术确保数据的准确性。从而促进学生思维,进而形成科学概念。
  关键词:实验   数据   思维
  《小学科学课程标准》指出,小学科学重点是培养学生的核心素养。在科学课堂上,学生通过提出问题——设计方案——实验探究——交流思考等活动环节,积极参与科学课堂,充分发挥着主体性,培养学生的科学兴趣。尤其是在实验探究过程中对学生科学素养的培养。在我们的科学课堂中不难发现,有许多需要通过实验操作得出科学有效的数据,然后根据数据进行分析、交流,促进科学思维的发展。如果我们在课堂上花大量时间实验操作,而最终学生所搜集到的数据不科学、不合理,无法让学生科学地分析与思考,无法得出新的科学概念或与课堂的核心概念相悖。那么,学生在课堂上的花大量时间探究,要么变成一种形式,要么成为一种对错误概念的强化,使整堂课失去了探究的意义,学生无法享受到课堂探究的喜悦与成功。
  因此,实验数据是一种很重要的证据,科学实验数据是验证假说的依据。实验时,学生把数据收集起来,并且要尊重事实,实事求是,具有真实性,尽量与我们科学课堂的核心概念相一致。那么,怎样在课堂中使学生获得有效数据,促进科学思维呢?下面是本人的一些思考和实践:
  一、课前做“下水”实验
  1、 选择合理的实验材料,有利于获得有效的数据在科学课堂中,有许多课都要通过搜集有效数据,然后对数据进行分析、探究。为确保在课堂中学生得出的数据有效,我觉得教师课前做“下水”实验十分重要。通过“下水”实验可以在课堂上给学生提供合理的实验材料。如教科版五下第一单元《浮力》这一课中,有两次探究活动(图1),第一个活动要求“小部分浸入水中”“大部分浸入水中”“全部浸入水中”测量出排开的水量。在做“下水”实验时,由于泡沫塑料太轻,用1N的测力计要本无法测量它的拉力、浮力和排水量。通过多次实验,最后用了方形小木块,把4个小木块(图2)组合在一起,刚好为0.1N。然后用500ML刻度杯做实验,效果明显,数据有效。(图3)。而在第二个活动“大小不同的泡沫塑料块受到水的浮力”中,用1小木块、2个小木块、3个小木块分别代替泡沫塑料块,同样数据有效,有利于学生的思维。通过数据分析,得出浸入水中的体积(排开水量)越大,物体受到的浮力就越大。
                                            
         





   2、能及时发现实验器材问题,保证数据准确性
  烧杯、量筒等是我们常用的实验器材,但在“下水”实验过程中也会发现这些器材存在的问题。如五下《探索马铃薯沉浮的原因》中“同体积的马铃薯、清水和浓盐水的比较”实验,用天平称出同体积的马铃薯、清水和浓盐水的重量,从而得出同体积的浓盐水比同体积的马铃薯重,同体积的马铃薯比同体积的清水重,从而探索出马铃薯沉浮变化的原因。为此,我开始做“下水”实验。首先,把马铃薯放入装有水的烧杯中,测得马铃薯的体积为18ml,接着用量筒分别量取了18ml浓盐水和清水,最后用天平分别称出18ml的马铃薯、浓盐水和清水的重量。结果出人意料,18ml清水比同体积的马铃薯重。针对这次实验出现的问题,首先想到可能是烧杯的重量不同,于是用天平称重,果然不出所料,两个同一规格的烧杯重量不同。于是在进行第二次实验时,用了同一个烧杯,总以为这次应该没问题了,结果还是跟第一次结果一样。问题出在哪儿呢?经过思考,可能烧杯的刻度不准确?紧接着第三次实验,把马铃薯放入50ml烧杯内,测得体积为18ml,然而把18ml水倒入量筒中,结果测得的体积为21ml,多了3ml的清水体积。最终,实验成功得出“同体积的马铃薯比浓盐水轻,比清水重”的有效数据。可见,在“下水”实验过程中,能及时发现器材存在的问题,避免在课堂中演示实验时出现问题,给学生留下错误的印象,从而失去实验和思考的意义。
  二、在现代技术的支持下收集数据
  随着现代技术的发展,电子白板已经进入了我们的课堂,这不仅使我们的课堂变得丰富,充满活力,更重要的是利用现代技术,大大提高了我们的课堂效率。这一点,在我们的科学课堂尤为突出。以往,在课堂上对“活动记录单”的讨论交流,把记录单放在实物投影仪下进行,只能是一张一张进行,不但如此,还得与电脑进行切换,很麻烦。现在有了电子白板,在同一个网络下,手机与电子白板AirPlayer相联,用手机拍下照片后立刻展现在电脑的屏幕上,而且可以多幅存在,不用切换。学生可以直接看到自己小组的数据,并进行有效的交流,大大提高了课堂效率,促进学生思维的发展。
  其次,电子白板的工具给我们搜集数据提供了很大的便利,确保了数据的有效性。例如在演示《传热比赛》实验时,在金属导热性能演示器上用蜡油分别粘上两根火柴,然后同时加热,观察哪根金属棒上的火柴棒先掉,用秒表进行记录,根据时间记录判断谁的导热性能好。(图1)但是,作为演示实验,只有很小一部分人参与,大多数同学都看不到实验过程中的数据。如果用电子白板中的秒表就不同了,它一共可以记录6次时间,掉一根就在白板秒表上点一次,立刻记录下时间。在演示实验时,利用白板秒表能准确记录下各火柴棒加热掉落的时间,同时,又让每一位学生都能及时看到,不仅提高了数据的准确性,也有效地提高了课堂效率。(图2)

      
                            




  三、指导学生对科学器材的正确使用
  在科学课堂,要获取有效的数据,除了选择合适的材料和器材外,对实验器材的合理指导也十分重要。如三年级的“温度计”,1小格为1℃,学生都知道,但应该着重强调:①视线要与温度计液面持平;②在液柱不再上升或下降时读数;③读数时温度计不能离开被测的水。虽然在测量时会有误差,但做到准确使用可以相对减少误差,保证数据的科学有效。就像在五年级上册《怎样得到更多的光和热》中的“物体的颜色与吸热”这一环节中通过对黑色、粉色、铝箔纸、黑色蜡光纸、白纸在阳光下温度的测量,根据数据得出“深色物体比浅色物体吸热快”为一结论。但在实际操作过程中,由于操作比较麻烦,而且彼此之间的温度相差不大,所以对温度计的使用要求更高,必要时先在小组内统一起始温度(放入水中),再统一时间。这样才能得出比较科学的数据。
        


  



  除了温度计,我们还有两个比较常用的测量工具“量筒”和“测力计”。量筒主要分为100ml、200ml、100ml、100ml等,测力计有1N、1N、1N、1N等,由于它们的量程不同,所以每一小格所表示的刻度也不同,因此,在使用前都要对学生进行适当的指导,确保数据的有效,提高课堂效率。
           







  四、指导学生科学正确的记录方法
  在科学课堂,每一次的科学探究活动都离不开记录,它既是对实验数据的记录,也是学生进行科学思维的依据。当我们各小组在课堂上正确操作,得出了有效的数据,但在记录这一环节出现了偏颇,从而影响了科学实验结论的生成。如五下《马铃薯沉浮》这一课时,对于食盐量的记录应该加以累计。又如《浮力》一课,对于浮力大小的记录需要指导,这时的浮力应该自身的重力加上拉力,类似的还有很多。因此,当我们在做“下水”实验时,也要认真思考实验记录表,确保数据的正确有效。
          







  在科学课堂中,通过学生探究活动,得出科学有效数据,继而促进学生科学思维。而得出科学数据的过程,其实是对学生科学素养的培养和提升,这样才能引领学生走近科学探究,获得科学探究后的乐趣,激发学生对科学学科的兴趣。
  • 【发布时间】2017/1/1 10:30:19
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