打造科學(xué)本真課堂的實(shí)踐研究

吳亮

【中圖分類號】G623.9 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2018）46-0136-02

引言

什么是本真課堂？

真正的課堂是以學(xué)生為中心的課堂，通過學(xué)生學(xué)習(xí)，合作，探究和其他學(xué)習(xí)過程。實(shí)現(xiàn)從教師教學(xué)到學(xué)生學(xué)習(xí)的轉(zhuǎn)變，將學(xué)生的被動學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)化為積極的學(xué)習(xí)。讓學(xué)生繞過他們想要學(xué)習(xí)的問題，真正實(shí)現(xiàn)課堂的有效性。相比之下，傳統(tǒng)課堂以教師為基礎(chǔ)，以教科書為藍(lán)圖，以理論知識的獲取為基本任務(wù)。學(xué)生被動地接受，就失去了探索自己問題的機(jī)會。小學(xué)科學(xué)課堂承擔(dān)了培養(yǎng)未來公民科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新能力的任務(wù)。

無論采用何種教學(xué)方法，最終的解決方案都是問題，從真實(shí)問題中抽象出真實(shí)問題和問題模型?？焖俳鉀Q問題的有效解決方案不僅是培養(yǎng)學(xué)校人才的目標(biāo)，也是現(xiàn)代社會化生產(chǎn)的要求。人們在信息時(shí)代面臨的困難不再是無知的，但他們無法在面對大量數(shù)據(jù)時(shí)選擇解決方案。為此，我將研究重點(diǎn)放在提高學(xué)生收集和分析數(shù)據(jù)的能力上。學(xué)生數(shù)據(jù)收集和分析技能的培養(yǎng)已成為教學(xué)中不可或缺的一部分。學(xué)生收集和分析數(shù)據(jù)的能力已經(jīng)成為終身的開發(fā)技能，就像閱讀，寫作和計(jì)數(shù)一樣。然而，在實(shí)際的教學(xué)工作中，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)學(xué)生收集和分析數(shù)據(jù)的能力仍然很弱。

一、提高數(shù)據(jù)收集和分析能力在科學(xué)探究中的重要性

1.促進(jìn)學(xué)生獨(dú)立學(xué)習(xí)，恢復(fù)課堂

為學(xué)生提供有目的的數(shù)據(jù)收集和整理任務(wù)，以便學(xué)生能夠以有針對性和有計(jì)劃的方式收集數(shù)據(jù)并收集有價(jià)值的信息；并適當(dāng)調(diào)整收集過程中的順序；參考目的對數(shù)據(jù)進(jìn)行總結(jié)和分析。在這樣一個(gè)獨(dú)立的探究式學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生實(shí)現(xiàn)了人的可持續(xù)發(fā)展，為終身學(xué)習(xí)奠定了必要的心理基礎(chǔ)，真正成為學(xué)習(xí)的主人。

2.優(yōu)化知識形成過程和有效的篩選計(jì)劃

任何新知識都有其創(chuàng)造，形成和發(fā)展的過程。通過學(xué)生積極參與數(shù)據(jù)的收集和分析，不斷過濾信息，提取有價(jià)值的信息，并總結(jié)和總結(jié)問題的解決方案。優(yōu)化知識的形成過程，形成更清晰的背景，促進(jìn)知識的更好建構(gòu)。

二、存在的問題與原因

1.盲目收集，無視資料質(zhì)量

通常，在安排課前收集相關(guān)材料的任務(wù)時(shí)，學(xué)生只要與課題相關(guān)就會收集信息。缺乏對海量數(shù)據(jù)的主觀和主動篩選和排序僅作為任務(wù)完成。甚至收集的材料的數(shù)量也被用作優(yōu)點(diǎn)的自我評估標(biāo)準(zhǔn)。

2.缺乏整理，輕視原始資料

在平常的時(shí)間里，你經(jīng)常會看到學(xué)生在課堂上作為寶寶的實(shí)驗(yàn)記錄，課前收集的信息，課后的調(diào)查記錄等都會隨著課堂活動的結(jié)束而被拋棄。學(xué)生們?nèi)匀蝗狈λ麄冊谡麄€(gè)探究過程中創(chuàng)造的“原始”材料的重要價(jià)值的認(rèn)識。同時(shí)，它沒有排版和組織材料的意識和能力。然而，這些學(xué)生活動的結(jié)果不僅反映了學(xué)生科學(xué)探究的過程，而且反映了學(xué)生的成長和進(jìn)步經(jīng)驗(yàn)，這對培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和培養(yǎng)科學(xué)精神至關(guān)重要。

3.注重形式，忽視資料本質(zhì)

在觀察記錄現(xiàn)象后，學(xué)生通常認(rèn)為在測量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)后已達(dá)到目的，因?yàn)榭茖W(xué)實(shí)驗(yàn)通常需要很長時(shí)間。在完成實(shí)驗(yàn)操作后，我認(rèn)為我已經(jīng)完成了任務(wù)，而且我常?？床坏浇Y(jié)論分析背后隱藏的科學(xué)規(guī)律。例如，在“Fantastic Water”部分中，學(xué)生觀察到水沿著紙巾爬行，而且通常不是水的性質(zhì)。普遍認(rèn)為是紙本身存在著這一性質(zhì)。

三、培養(yǎng)學(xué)生數(shù)據(jù)收集和分析技能的策略

1.專注于原始實(shí)驗(yàn)開發(fā)和實(shí)驗(yàn)材料的創(chuàng)造性使用

為了便于分析學(xué)生收集的數(shù)據(jù)，必須清楚地呈現(xiàn)實(shí)驗(yàn)過程，這需要科學(xué)老師努力學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。在江蘇教育版第五版中，“建橋梁”一課經(jīng)常遇到這樣的問題：在教科書中，需要具有相同材料和跨度的三座橋梁（粱橋，拱橋，斜拉橋），結(jié)構(gòu)不同。在橋面上放置重物（鉤碼）并比較三座橋的承載能力。我和孩子們一起設(shè)計(jì)了一些實(shí)驗(yàn)，但是我沒有達(dá)到預(yù)期的效果。在反復(fù)試驗(yàn)中，我發(fā)現(xiàn)對三種橋梁重量的探索是不科學(xué)的。這三座橋的質(zhì)量不同，使用的材料也不同（斜拉橋的塔架和電纜使其具有相當(dāng)大的承重能力），如果不符合公平原則，所得到的結(jié)論自然不夠科學(xué)。

在本教導(dǎo)中，詞語的含義是梁橋的承載能力的差異，這是一種“壞”結(jié)構(gòu)，而拱橋和斜拉橋具有很強(qiáng)的承載能力。這是一個(gè)“好”的結(jié)構(gòu)。各種結(jié)構(gòu)各有優(yōu)缺點(diǎn)，在實(shí)際的設(shè)計(jì)建造中，承重力并不是造橋的首要考慮因素，設(shè)計(jì)師們往往根據(jù)江河湖海的跨徑選擇需要的結(jié)構(gòu)。鑒于上述問題，本文將通過比較不同結(jié)構(gòu)橋梁的承重與不同結(jié)構(gòu)的橋梁，并比較在相同承載條件下可獲得的最大跨度，重點(diǎn)研究本節(jié)。除橋面板材料的相同要求外，其余變量不需要控制。放置相同的重量后，改變橋墩之間的距離（從15厘米開始，每次增加5厘米，記錄橋梁坍塌后的最后一個(gè)跨度）以獲得最大跨度。最后，斜拉橋可以獲得最大的跨度，其次是梁橋，拱橋的跨度最小。

2.高效率地收集資料

收集數(shù)據(jù)的能力在整個(gè)科學(xué)學(xué)習(xí)過程中起著重要作用。在信息時(shí)代，面對廣闊的信息海洋，有必要有明確的目標(biāo)，合理的分工和多渠道檢索能力，以便快速有效地獲得所需的信息。

（1）收集要有明確目標(biāo)

當(dāng)學(xué)生收集信息時(shí)，他們必須澄清任務(wù)和目標(biāo)。如在“研究不同物質(zhì)的吸熱和散熱”在觀察過程中，為了讓學(xué)生有目的地和專注地獲取有關(guān)自己研究任務(wù)的信息。在實(shí)驗(yàn)前，老師指導(dǎo)他們觀察加熱過程中水溫和油溫的等時(shí)變化，以及停止加熱后水溫和油溫的等時(shí)變化。使學(xué)生能夠在任務(wù)的驅(qū)動下快速獲得所需的信息。

（2）巧用小組分工合作

有時(shí)，學(xué)生收集某些信息或信息并不容易，也就是說，我們的教師自己需要找到相關(guān)信息。收集更詳細(xì)和全面的信息并不容易。降低難度也減輕了學(xué)生收集相關(guān)信息的負(fù)擔(dān)，使學(xué)生能夠更有興趣地完成自己的任務(wù)。同時(shí)有助于培養(yǎng)學(xué)生的合作意識。分工和合作使每個(gè)人都能有針對性地參與數(shù)據(jù)收集活動，避免重復(fù)，并激發(fā)學(xué)生探索科學(xué)的興趣。在“斜角”實(shí)驗(yàn)中，我安排了三名學(xué)生重復(fù)測量相同的斜率測量，以避免錯(cuò)誤操作重復(fù)三次。

3.教學(xué)滲透數(shù)據(jù)分析

兒童的科學(xué)探究過程主要通過觀察，實(shí)驗(yàn)，測量，調(diào)查等過程獲取客觀事實(shí)。在教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)經(jīng)常與假設(shè)相矛盾。為了得出與假設(shè)一致的結(jié)論，如果再次測量的數(shù)據(jù)仍然與假設(shè)不一致，有些人甚至?xí)G棄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。當(dāng)這種偏差在實(shí)踐中發(fā)生時(shí)，我們應(yīng)該冷靜地與學(xué)生分析，假設(shè)存在問題，或者數(shù)據(jù)可能存在問題。這是實(shí)驗(yàn)，基于數(shù)據(jù)和尊重事實(shí)的基礎(chǔ)，這是科學(xué)教學(xué)的價(jià)值?？茖W(xué)探究強(qiáng)調(diào)“實(shí)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是得出結(jié)論的唯一依據(jù)”。在江蘇教育版五年級“杠桿”部分的教學(xué)中，教科書只要求學(xué)生清楚地了解杠桿何時(shí)省力。何時(shí)為了節(jié)省距離，不需要進(jìn)行定量分析，但這種抽象的法律往往超過了五年級學(xué)生的認(rèn)知能力。通過我自己的發(fā)展，我安排了一個(gè)定量實(shí)驗(yàn)來找到杠桿規(guī)則的平衡條件。＼＼“數(shù)字?jǐn)?shù)量×掛鉤數(shù)量=網(wǎng)格數(shù)量×掛鉤數(shù)量”當(dāng)時(shí)，杠桿將是平衡的。而在實(shí)踐中學(xué)生往往會得出＼＼“網(wǎng)格數(shù)量+鉤子數(shù)量=網(wǎng)格數(shù)量+鉤子數(shù)量”許多團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)只需要將代碼數(shù)量和對數(shù)量交換到另一方來平衡，例如“左邊：鉤碼數(shù)3，格數(shù)2；右邊：鉤碼數(shù)2，格數(shù)3”這當(dāng)然是巧合。通常很少有孩子嘗試其他情況，在實(shí)踐中我讓孩子們嘗試“左邊：鉤碼數(shù)1，格數(shù)4；右邊：鉤碼數(shù)2，格數(shù)2”學(xué)生發(fā)現(xiàn)仍有很多方法可以平衡，下一步的分析往往是理性的。牛頓說，在一次性數(shù)據(jù)分析中，學(xué)生正在經(jīng)歷一個(gè)尊重?cái)?shù)據(jù)和事實(shí)的學(xué)習(xí)過程“任何學(xué)科只有與數(shù)學(xué)相關(guān)才能稱之為科學(xué)。”