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0w.net 让科学本质教育扎根于科学探究的各个环节德清县实验学校 周宏亮《科学（3～6年级）课程标准》提出：科学教育要注重培养学生良好的科学素养，使学生逐步领会科学的本质。从这句话使我们每一位科学教师明确的意识到对科学本质的认识已经成为科学教育的重要内容。对科学的本质界定，大家对以下三点已基本形成共识：第一、科学是一种实证的系统，它可以通过证实的、证伪的方法来得出结果，而且可以重复多次，是可检验的。第二、科学的结论是符合逻辑的，可以通过推理的方法得出结论。第三，科学的结论是有局限性的，随着时间的发展，其结论也是可改变的。科学本质反映在我们小学科学课教学中主要体现为以下三个方面：第一个是培养孩子的实证意识；第二个是学生的思考要符合逻辑；第三是培养学生的质疑精神。作为一线的科学教师仅仅有了这样的理念是明显不够的，我们的主阵地是在课堂、在实际的操作层面，我们还必须把这种理念具体化，变成操作性很强的具体指导，让科学本质教育扎根于实际的课堂中，落实到实际探究活动的指导上，并且细化渗透到探究活动的每一个环节的具体指导上。近来我一直在思考并实践这一点，把它作为教学研究的重中之重，在反复的思考、实践、再思考、再实践中，也积累了一些经验。《一杯水能溶解多少食盐》我曾经施教了十余次，有成功、有失败，有教训也有收获与经验。对我启发最大的就是科学课必须体现出浓郁的科学味，我们不能忽略科学探究的任何一个教学环节，应尽可能的让科学性贯穿科学课的始终，从而让我们的学生从探究活动中受到一次次科学的洗礼，不断提高科学素养。下面我结合本课教学的各个环节的再现来阐述我的一些观点与做法。本课的设计意在让学生通过实验获得“在一定的温度下，一定量的水只能溶解一定量的食盐”的认识，而学生对这个认识的获得是依靠在教师的引导下经历一个较为完整的自主探究活动过程。主要包括学生根据发现的问题进行猜想、制定简单的研究计划、交流并修正研究计划、按计划开展研究活动、收集整理分析数据，最终获得结论。这个探究性活动涉及了研究问题的确立、变量的选择与控制、实验操作的方法与顺序、研究方案的制定、评价与修正、数据的整理与分析，也包括了学生对研究过程的反思与相互评价，整个探究过程的每一个环节尽量体现了科学课应具有的“科学性”，在此探究活动中使学生对科学本质的认识得到了很大的提升。 一、提出科学问题-------科学课研究的问题必须具有“科学性”，也就是具体的、明确的可以研究的科学问题。（教师与学生一起做水溶解食盐的实验，在一杯水中不断加食盐同时不断搅拌，引导学生认识到食盐不会无限的溶解下去）师：对，这位同学讲得很好！物质不可能无限地溶解下去，肯定有一个限度。那么，一杯水能溶解多少食盐呢？师：这个问题我们能进行研究吗？有什么地方不够明确？生：不能，一杯水是指大杯呢还是小杯，是几毫升呢？……师：对，水的多少必须确定下来，这样我们才可以研究。今天由于时间关系，我们的实验就少用点水，用50毫升。所以我们就把今天研究的问题改为：一杯50毫升的水里能溶解多少食盐？分析： 我们科学课研究的问题必须具有“科学性”，也就是具体的、明确的可以研究的科学问题。而“一杯水里能溶解多少食盐？”是个不能具体研究的问题，怎么办？教师巧妙地从一杯水过渡到50毫升的一杯水，把一个不能直接研究的问题转化成了一个可以研究的科学问题，科学教学的科学性必须从问题的提出开始就得以体现。二、科学猜测--------应该是一种科学性的预测，即是学生建立在已有生活经验和符合基本科学逻辑的一种合理的估计，而不是一种漫无目的的瞎猜。师：你估计50毫升的水能溶解多少克食盐呢？我们用克作单位来说。（让学生看一看50毫升水有多少，再看一看1克、2克、5克一包的食盐，并用手掂一掂，获得对量的一些体验与感受）师：现在你可以作出估计了吗？生：能。（学生猜测，师板书猜测的数字：有1克、3克、5克、10克、20克、18克、50克、100克等等，显得漫无目的毫无依据）师：大家估计的都不一样，而且差距还很大，那你认为哪些估计肯定是毫无依据没有道理的，可以排除掉？（学生小组内积极地讨论）生：我认为50克、100克绝对不可能，这都跟水的数量都一样甚至超过水的数量了。不大可能吧！生：我认为1克、3克也不大可能，太少了，我以前泡过盐水，好象50毫升水不止溶解这么一点！师：那么你们再来估计一下50毫升水大概能溶解多少克食盐呢？生：10克、18克、20克……（在一个较合理的范围之内）分析： 科学课中的猜测应该是一种科学性的猜测，也就是学生建立在已有生活经验和符合基本科学逻辑的一种合理的估计（我在这里也采用了“估计”一词），而不是一种漫无目的的瞎猜。教师应及时调动学生对生活经验的回忆，并用基本的科学逻辑对估计进行修正，从而让学生的猜测更具有科学性，也有利于之后研究方案的制定（比如加食盐顺序的确定）。三、制定研究计划-------让学生根据自己的猜测，调动已有的知识与经验，设计出具体的研究方案；教师应做必要的指导，以保证方案的合理性和可操作性。师：现在我们既有问题，又有了猜测，可以开始实验研究了吗？生：能。生（停顿了几秒钟后）：不能，我们还没有实验材料呢？师：材料没有准备，怎么做都也没有想好，也就是我们的准备工作还没有做好。那么我们在研究实施前要做好哪些准备工作呢？小组内讨论一下。（学生分小组讨论、汇报）师：大家都说得很好，根据其他组的汇报，对准备的内容作一些补充，然后把实验前的一些准备写在研究计划上（课件出示研究计划的框架表和提示语） 研究计划 一、研究的问题： 二、研究的准备： 三、研究的方法与步骤： 四、研究中的注意点： 五、研究的结论：50毫升水能溶解 克食盐。 提示： ①商量好加盐的顺序；②讨论加盐的时机；③想想如何统计最终总共溶解了几克食盐。（学生分组填写讨论并研究计划）分析： 科学探究与平时的一些偶然发现是不一样的，它是一种有目的、有计划、有意识的科学性活动，要使我们课堂中的活动成为真正的科学性探究制定计划很重要，也就是让学生“事先想、想好了做”。这里教师让学生先分组讨论交流，调动已有的知识与经验，然后把“事先想”的内容记录下来作为后续研究的计划（我还给予三点提示，让计划的制订更符合学生的已有水平，更具有科学性），这就是“科学性教学”的重要体现。虽然这个过程耗时多，但对学生今后的研究活动意义重大，教师在这方面要舍得花时间。四、交流修正研究计划-------精心组织研究计划的交流研讨活动，激发学生进行积极的思维碰撞，展开真正的“科学辩论”，并为后续研究活动扫清障碍，同时培养学生严谨的科学逻辑思维，培养学生的质疑精神。 （教师让各研究小组派代表向全班介绍自己小组的研究方案投影展示研究计划）师：我们重点来讨论一下加盐的次序问题。生：1克+1克+1克+5在+5克+2克+……师：为什么按这样的顺序加盐？生：我们不知道50毫升水到底能溶解多少食盐，先少加点试试看……生：这样不好，我们前面不是已经估计过了吗？50毫升水一般能溶解10～20克食盐，我认为可以先多加一些，比如先加10克……生：对，他们这样太浪费时间了。师：对！前面的估计也是我们制定研究计划的一个重要参考，那么你们认为按怎样的顺序加盐比较科学？生：5克+5克+5克+2克+1克+1克+……生：5克+5克+2克+2克+2克+1克+……生：干脆一下子加足20克，因为我们猜测50毫升水能溶解20克食盐。生：不行！万一不能溶解完怎么办？到时就无法确定溶解了多少克食盐了！师：对！根据你们估计的数值先不要一次性加足，最好是留一点机动的空间。再讨论一下你们组的加盐顺序，修正一下你们的研究计划。（学生讨论并修正计划）分析： ①“按怎样的顺序加盐”这一段的讨论非常精彩，教师一句“为什么按这样的顺序加盐？”一石激起千层浪，激发了学生积极的思维，展开了一次真正的“科学辩论”。在辩论中使学生加盐的顺序变得更有目的性与计划性，也为进一步修正、实施计划做好了重要的辅垫；并使学生经历了一次真正的科学探讨，让学生的思维更进一步，培养了学生严谨的科学性思维，让我们的科学课堂更富有科学味。②用勺子加盐的方法简单易行，但误差太大，在一定程度上影响了实验的科学性。我们的科学课不应这样的不科学，要尽可能缩小这种误差，因此我改用了事先为学生准备好的5克、2克、1克一袋食盐的方法。不仅做到了精确，还意外地收到了奇效，也就是讨论加盐顺序环节的富有科学性的争论，极大地促进了学生科学思维的发展。因此，我认为科学教师要尽可能让我们研究的材料、工具等等更具有结构性，更有利于科学探究活动的展开，更有利于发展学生的科学思维。五、实验并做好科学记录--------允许学生根据具体情况对研究方案做适当调整；对实验中操作不规范的小组加强指导，使实验探究排除一些干扰，更加严密；培养学生养成良好的科学记录习惯，培养证据意识。师：计划修订好后，马上要做实验了，请各组按照计划开始实验，做实验时一定要随时做好记录。如果实验过程中觉得刚才的计划有些不合理的地方，可以根据实际情况及时做出调整，比如加盐次数与数量等等，清楚了吗？（学生开始实验，并做好实验记录，教师巡视指导）分析： 实验的过程中，根据实验反馈的具体情况适时对加盐的数量和次数做出调整，是对研究方案的再修正，从实验的实际反馈中做出的修正，是最切合实际的，使学生的科学探究更合理，更具有科学性；教师加强巡视指导，对小组实验中不规范的操作进行指导，如搅拌的方法，何时再次加盐，如何统计最终的数字等，使实验探究排除一些干扰，使实验探究更加严密。六、整理分析数据，得出结论--------应充分尊重每一组的实验结果，真正把学生的第一手材料作为分析研究的基础；让学生自己来分析数据，学习一些科学的统计分析方法，并从分析的过程中反思自己的实验，培养严密的逻辑思维能力；相互质疑、评价，在不断的质疑过程中把研究推动向前发展。（教师通过课件中的条形统计圈，全面统计各组的实验数据。在条形统计图课件的制作上用蓝、红两用颜色区分是完成实验的数据，还是没完成实验获得的数据）（引导学生分析条形统计图中的各种数据）师：从这些数据中，你发现了什么？生：我发现最多的组溶解了20克，最少的组溶解了15克，没完成实验的两个组只有12克和13克。生：我发现溶解16～17克的组有7个，溶解15克、19克、20克的各只有1组。生：老师，第八组的结论有问题，他们的杯子里的盐还有很多没溶解完呢！师：第八组的同学，你们有没有把没溶解的食盐算进去？生：算进去了，我们的统计有问题，我们估计杯底还有2克盐，应该减去2克，结果应是18克。（师在课件上把20克修正为18克）生：我们刚才统计的结果是15克，但我们现在认为我们的实验还没完成，我们想如果有时间的话，应该还会继续溶解。师：那么你们组应该算‘没完成的实验’，同意吗？生：同意。师：那我来改一改统计图的颜色，改为‘没完成的实验’。师：那么，根据实验的数据与刚才对数据的分析，你们认为50毫升水能溶解多少食盐？（分组讨论）生：应该是17克，因为这两种结果出现的最多有4组。生：应该是17.5克，因为完成的组都在16～19之间，取个中间数就是17.5克。生：我看应该把完成的组的结果加一加，求个平均数……分析： ①要使我们的科学课上得更具有科学性，应充分尊重学生的每一个实验结果，充分重视每一位学生的意见，真正把学生的第一手材料作为分析研究的基础。本课课件中的统计图的设计充分体现了这一点，不仅把所有组的结论全都统计进去，而且还用蓝、红两种颜色反映出‘完成实验’与‘没完成实验’两种情况，充分的尊重学生，尊重他们的研究，这就是科学性教学的体现。②让学生自己来分析数据，不仅能学会一些科学的统计分析方法，而且从分析的过程中反思自己的实验，并相互质疑、评价。反思是一种重要的科学思想，探究结束后，通过观察各组数据的差异，看看自己的研究中有什么问题，有什么值得改正，有什么忽略了，这将有助于学生更加周密的考虑自己的研究计划，更加规范的进行操作，有助于培养学生严谨的科学态度。互相的评价也有助于学生质疑精神的培养，在不断的质疑过程中把研究推动向前发展。 七、拓展延伸再提出科学问题-------让学生带着问题进课堂，还要让他们带着更多的科学问题出课堂，使科学探究活动得以不断的延续。师：在研究过程中你还有什么发现？你还产生了哪些想法？生：我发现杯中的水位上升了。生：我发现越到后来，食盐越难溶解进去，溶解需要的时间越来越长。生：我还发现杯中水的颜色由清变浑，后来又变清了。生：我想如果用的是热水，盐会不会溶解得多一些？生：我想溶解进去的盐可以用什么方法让它再分离出来？（学生私下里已开始唧唧喳喳的议论起来）师：选择一个你感兴趣的问题，回去进行研究好吗？分析：让学生带着问题进课堂，更要让他们带着其他的更多的问题出课堂，这样科学探究才得以不断的延续，让我们的科学活动延伸到学生的生活中去，变成他们生活中重要的一部分。这也是科学课教学的意义与价值所在，做到了这一步，也使我们的科学课更好的体现出科学的本质教育。 科学课要让学生逐步领悟科学的本质，要让课堂的角角落落都散发出浓郁的科学味，前提是教师要在认识上向前迈进一步，对教育、对科学、对学生等都要有一个新的认识；关键是在课堂、在实际的操作层面，我们必须把这种理念具体化，变成操作性很强的具体指导，让科学本质教育扎根于实际的课堂中，并且细化到探究活动的每一个环节的具体指导上。这样我们才能真正跨出这科学教育中至关重要的一步，而这一步的落实，需要我们教师不仅要对科学课有一个整体的把握，还要精心设计课堂教学，把“科学本质” 教育细化渗透到探究活动的每一个环节的具体指导上，脚踏实地开展科学新课程改革。 来
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