用數(shù)據(jù)說(shuō)話促概念理解

施燕

摘 要：實(shí)證意識(shí)是學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)之一，實(shí)證意識(shí)在科學(xué)課堂上的一項(xiàng)具體的表現(xiàn)就是“用數(shù)據(jù)說(shuō)話”?！坝脭?shù)據(jù)說(shuō)話”能使科學(xué)探究變得更真實(shí)、準(zhǔn)確，能提升學(xué)生概念的理解水平，發(fā)展學(xué)生的思維能力。本案例闡述了學(xué)生收集數(shù)據(jù)中出現(xiàn)的問(wèn)題，并提出了解決的策略。

關(guān)鍵詞：實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù);概念理解;實(shí)證意識(shí);思維能力

中圖分類號(hào)：G623.6 ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1992-7711（2020）17-064-1

《機(jī)械擺鐘》是教科版小學(xué)科學(xué)五年級(jí)下冊(cè)《時(shí)間的測(cè)量》單元的第5課。該課設(shè)計(jì)有兩個(gè)活動(dòng)：一是觀察擺鐘，測(cè)量擺鐘的擺每分鐘擺動(dòng)的次數(shù);二是動(dòng)手制作一個(gè)單擺并觀察和測(cè)量單擺在相同時(shí)間內(nèi)擺動(dòng)的次數(shù)。上述兩個(gè)活動(dòng)看似簡(jiǎn)單，但教師要真正實(shí)施起來(lái)卻并非易事。因?yàn)?，要使測(cè)量的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，必須“用數(shù)據(jù)說(shuō)話”。然而，在現(xiàn)實(shí)的課堂中，學(xué)生花費(fèi)了大量的時(shí)間收集數(shù)據(jù)，卻達(dá)不到效果。

【問(wèn)題出現(xiàn)】

教科版《科學(xué)》五下第三單元第五課《機(jī)械擺鐘》，教學(xué)步驟如下：

1.出示單擺。教師讓學(xué)生觀察擺在擺動(dòng)過(guò)程中有什么特點(diǎn)？學(xué)生陸續(xù)回答：“擺的方向偏了”“擺幅越來(lái)越小”“擺動(dòng)越來(lái)越快”“擺動(dòng)越來(lái)越慢”等等。

2.交流匯報(bào)，得出結(jié)論。第一組學(xué)生認(rèn)為同一個(gè)擺在擺動(dòng)過(guò)程速度會(huì)越來(lái)越快，因?yàn)榈诙螖?shù)據(jù)10次變成11次。第二組學(xué)生則認(rèn)為，同一個(gè)擺在擺動(dòng)過(guò)程中速度越來(lái)越慢，因?yàn)?次之后變?yōu)榱?次。

此時(shí)，教師著急地直接出示了結(jié)論。教師對(duì)大家說(shuō)：其實(shí)每個(gè)10秒擺擺動(dòng)的次數(shù)應(yīng)該是一樣的，如果不一樣，就是誤差，因?yàn)?，同一個(gè)單擺每擺動(dòng)一次所需的時(shí)間是相同的，這就是單擺的等時(shí)性。

【問(wèn)題診斷】

這是一堂課對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)毫無(wú)作用，問(wèn)題在哪兒呢？

1.學(xué)生只是操作員，缺乏推理。上述教學(xué)環(huán)節(jié)，學(xué)生實(shí)驗(yàn)了，也收集了數(shù)據(jù)，但是學(xué)生只是在被動(dòng)地接收，沒(méi)有思維的深度投入。學(xué)生提出觀點(diǎn)后，沒(méi)有設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來(lái)證明擺動(dòng)快慢，更沒(méi)有推測(cè)可能的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，而是由教師直接出示實(shí)驗(yàn)任務(wù)，學(xué)生不清楚每個(gè)10秒測(cè)次數(shù)意義，他們測(cè)得了數(shù)據(jù)，卻不知道數(shù)據(jù)從何而來(lái)，更不會(huì)推理次數(shù)與等時(shí)性之間的邏輯關(guān)系。整個(gè)流程重教輕學(xué)，教師為了結(jié)論逼迫學(xué)生“假探究”，學(xué)生只經(jīng)歷了操作過(guò)程，沒(méi)有經(jīng)歷思維過(guò)程。

2.數(shù)據(jù)只是擺設(shè)，缺乏分析。仔細(xì)分析兩張表格，并沒(méi)有出現(xiàn)遞增或遞減的數(shù)據(jù)，甚至有一次的數(shù)據(jù)是“10 10 10 10”，然而結(jié)論卻與數(shù)據(jù)不相關(guān)。學(xué)生收集的數(shù)據(jù)本身沒(méi)有問(wèn)題，是教師和學(xué)生對(duì)待數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)的態(tài)度出了問(wèn)題。學(xué)生帶著迷思概念去看數(shù)據(jù)，自然只能看到自己想看的數(shù)字，忽視數(shù)據(jù)的整體性、誤差等，得出的結(jié)論缺乏依據(jù)。教師聽(tīng)到學(xué)生的“錯(cuò)誤”發(fā)現(xiàn)，害怕正確結(jié)論出差錯(cuò)，不尊重學(xué)生記錄的數(shù)據(jù)，不進(jìn)行評(píng)價(jià)和有效分析，直接出示結(jié)論，剝奪了學(xué)生處理和分析數(shù)據(jù)的機(jī)會(huì)。

【教學(xué)對(duì)策】

1.實(shí)驗(yàn)前預(yù)設(shè)信息，提升推理能力。在學(xué)生收集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)前，教師應(yīng)該開(kāi)展思維推理活動(dòng)進(jìn)行鋪墊。首先，在學(xué)生經(jīng)過(guò)初步觀察之后，教師要幫助他們將觀察結(jié)果進(jìn)行有序整理，進(jìn)而形成集體確認(rèn)的有效觀點(diǎn)，然后引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行初步合理的推理、提出假設(shè)性結(jié)論。其次，學(xué)生要想檢驗(yàn)其推理的合理性、正確性，還得尋找更多的證據(jù)來(lái)證實(shí)。此時(shí)，學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，教師還要引導(dǎo)他們預(yù)設(shè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，知道如何運(yùn)用數(shù)據(jù)來(lái)判斷自己的推理是否正確。

2.匯報(bào)時(shí)辯論證據(jù)，培養(yǎng)實(shí)證意識(shí)。集體辯論是交流事實(shí)、不斷確認(rèn)證據(jù)的過(guò)程。只有真實(shí)的證據(jù)才能真正使學(xué)生心服口服，老師簡(jiǎn)單評(píng)判只會(huì)壓抑學(xué)生的獨(dú)立思維。因此，教師必須善于抓住課堂上意外數(shù)據(jù)，差異數(shù)據(jù)，有意識(shí)地挑起學(xué)生爭(zhēng)論，激發(fā)學(xué)生闡述自己的真實(shí)想法，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)各種證據(jù)、觀點(diǎn)比較相同和不同之處，使他們了解全部事實(shí)和更多的細(xì)節(jié)。學(xué)生爭(zhēng)論得騎虎難下，自然需要重復(fù)實(shí)驗(yàn)來(lái)評(píng)價(jià)證據(jù)的真?zhèn)?，在證偽實(shí)驗(yàn)中，進(jìn)一步培養(yǎng)實(shí)證意識(shí)。

3.評(píng)價(jià)時(shí)降低要求，重視思維發(fā)展?！兑源蟾拍罾砟钸M(jìn)行科學(xué)教育》一書(shū)中研究發(fā)現(xiàn)在學(xué)習(xí)過(guò)程中的評(píng)價(jià)最有利于促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)。如何利用評(píng)價(jià)幫助學(xué)生學(xué)習(xí)調(diào)整得更有效？筆者認(rèn)為，教師先要學(xué)會(huì)評(píng)價(jià)時(shí)降低知識(shí)記憶要求，允許學(xué)生犯錯(cuò)，允許學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)，經(jīng)過(guò)思維加工得出不完善的概念?？茖W(xué)課程是典型的螺旋式課程，概念會(huì)在不同學(xué)習(xí)階段會(huì)重復(fù)呈現(xiàn)，學(xué)科基本結(jié)構(gòu)不斷拓展與加深。教師應(yīng)充分考慮小學(xué)生的年齡特點(diǎn)、心理發(fā)展水平，將學(xué)科邏輯與學(xué)生心理邏輯較好地結(jié)合起來(lái)，而不是簡(jiǎn)單地灌輸拔高要求的知識(shí)。其實(shí)，符合學(xué)生年齡特點(diǎn)的不完善概念恰巧說(shuō)明學(xué)生在動(dòng)腦，思維能力在發(fā)展。只有學(xué)生真正理解了概念，思維才能超越主題和事實(shí)。

本課中，可以將得出結(jié)論時(shí)的評(píng)價(jià)進(jìn)行如下調(diào)整：（1）學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出“同一個(gè)擺在連續(xù)擺動(dòng)過(guò)程中，相同時(shí)間內(nèi)擺動(dòng)的次數(shù)很接近”這一不完善的概念。教師不要急于修正，而是降低要求，先積極評(píng)價(jià)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃季S，然后提出“如果我們?cè)賴?yán)謹(jǐn)?shù)刈?0次甚至1000次，那么我們是否可以期待更精確的答案？”這樣學(xué)生會(huì)正視誤差，從另一個(gè)高度重新審視科學(xué)概念的形成。（2）教師向?qū)W生出示科學(xué)概念，講一講科學(xué)家伽利略發(fā)現(xiàn)“等時(shí)性”的故事。學(xué)生反思自己的實(shí)驗(yàn)可能出現(xiàn)哪些不足，作出改進(jìn)。

總之，“用數(shù)據(jù)說(shuō)話”不僅要求學(xué)生有數(shù)據(jù)，而且要引導(dǎo)學(xué)生依據(jù)真實(shí)的數(shù)據(jù)表達(dá)真實(shí)的想法，教師應(yīng)該把“知識(shí)導(dǎo)向”的課堂轉(zhuǎn)變?yōu)椤盀槔斫舛獭?，要把學(xué)習(xí)的主動(dòng)權(quán)還給學(xué)生，使學(xué)生在觀察與思考、分享與質(zhì)疑、探究與發(fā)展中，促進(jìn)概念理解，培養(yǎng)實(shí)證意識(shí)，發(fā)展思維能力。

[參考文獻(xiàn)]

[1]曾寶俊.微亦足道：小學(xué)科學(xué)課堂細(xì)節(jié)研究[M].北京：高等教育出版社，2018.

[2]朱小雪.基于提升邏輯推理能力的科學(xué)實(shí)踐活動(dòng)設(shè)計(jì)[J].科學(xué)課，2018（04）.

（作者單位：蘇州市吳江區(qū)黎里小學(xué)，江蘇 蘇州215000）