小學(xué)科學(xué)《擺的研究》教學(xué)反思
今年，我參加了哈爾濱市小學(xué)科學(xué)“進取杯”課堂教學(xué)大賽，我執(zhí)教的《擺的研究》一課獲獎。經(jīng)過幾次教學(xué)實踐的磨礪，我對這節(jié)課有了一些深入研究，也對科學(xué)課的教學(xué)有了新的思考。這節(jié)課給我留下了特別深刻的花象。
在第一次試講時，我對這節(jié)課的結(jié)構(gòu)作了如下安排：先讓學(xué)生結(jié)合生活實際對“擺的快慢可能與哪些因素有關(guān)”進行猜測，學(xué)生討論后認(rèn)為有許多因素可以影響擺的快慢，如擺錘的輕重、擺繩的長短等。接著將問題引到“擺的快慢是否與這些因素有關(guān)”這一問題上來。問題一提出，學(xué)生就七嘴八舌地發(fā)表了自己的看法（猜測）：認(rèn)為有關(guān)系的31人，認(rèn)為沒有關(guān)系的26人。究竟擺的快慢與擺錘的輕重、擺繩的長短有沒有關(guān)系，學(xué)生自然想到通過做實驗進行驗證。這個實驗對于五年級同學(xué)來說并不是特別難，學(xué)生根據(jù)自己的猜測，設(shè)計好了實驗方案，也提出了做這個實驗時的注意事項。在接下去長達18分鐘的時間里學(xué)生分別做了兩個實驗，而后進行匯報交流。第一個實驗難度不是特別大，結(jié)論也明顯。但學(xué)生得出的實驗結(jié)果可不是這樣：全班9個組，實驗的數(shù)據(jù)表明有一個組在做擺的快慢與擺錘輕重?zé)o關(guān)的實驗時，測出的幾個數(shù)據(jù)都是不同的。先匯報的兩個小組說：“擺錘的輕重與擺擺動快慢無關(guān)。”因為他們測出的數(shù)據(jù)都是不變的，我對他們的實驗結(jié)果很滿意，表揚了他們。當(dāng)?shù)谄呓M同學(xué)用膽怯的聲音告訴大家，擺的快慢與擺錘的輕重有關(guān)時，我隨口說出，你們的實驗可能出錯了。其他同學(xué)的疑慮也就就此打住，一次培養(yǎng)學(xué)生實證意識的機會就這樣在我手中悄悄地溜走了。
第一次試講結(jié)束了，但留給我的思考卻更多了。
科學(xué)課的全面推開在我區(qū)已經(jīng)有5年多了，而我們對科學(xué)課的認(rèn)識到底到了什么程度，科學(xué)究竟是什么，簡單的猜想、合作、假設(shè)、實驗得出一個結(jié)論就是科學(xué)嗎？這個問題多次在我心中質(zhì)問著我。我認(rèn)為科學(xué)最大的特點應(yīng)該是以觀察和實驗的方法尋求對世界的解釋，用實證的方法尋求對世界的認(rèn)識，它是講求真憑實據(jù)，講求用證據(jù)說話的。科學(xué)對事實的尊重，對觀察的依賴，對結(jié)論的謹(jǐn)慎，對錯誤的勇于修正，這些都不是靠用文字講給學(xué)生聽，他們就可以內(nèi)化的，而必須在孩子們經(jīng)歷了一次又一次的親歷活動，在活動的過程中讓學(xué)生去感悟，去體驗才能達成的。
當(dāng)證據(jù)與事實不相符合時，而我卻將結(jié)論告訴給學(xué)生的例子還有很多，相信其他老師也都會有同感。我想我們的實驗證據(jù)與我們所要得出的結(jié)論產(chǎn)生的矛盾，它并不可怕，因為我們都知道實驗中的誤差是無法避免，也不可能避免的，誤差是永遠(yuǎn)存在的，最關(guān)鍵一點是我們應(yīng)該怎樣引導(dǎo)學(xué)生用科學(xué)的態(tài)度去面對誤差，去分析這些數(shù)據(jù)，僅僅簡單地告訴學(xué)生實驗的結(jié)果決不是我們所要的科學(xué)態(tài)度。
一、分析這些誤差產(chǎn)生的原因
既然誤差的得來是不可避免的，所以回避它絕不是聰明的辦法，如果一遇到學(xué)生的.實驗數(shù)據(jù)與結(jié)論不相符合時，都由老師來告訴學(xué)生實驗的結(jié)論是這樣的，那么科學(xué)探究還有意義和價值嗎？學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)還能提升嗎？在課后的研討中我也意識到了這一點。作為一名科學(xué)老師在事先的備課環(huán)節(jié)中就應(yīng)考慮到這點，學(xué)生還小，他們不可能像真正的科學(xué)家那樣，通過幾次實驗操作就得出科學(xué)的結(jié)論，更何況科學(xué)家結(jié)論的得出也不是一次就成功的。
當(dāng)?shù)谄呓M同學(xué)說出擺的快慢與擺錘的輕重有關(guān)這一結(jié)論時，我不應(yīng)該簡單的告訴他們，你們的實驗出錯了，而應(yīng)該組織全班同學(xué)討論：為什么他們的結(jié)論與事實不相符合，可能會有哪些因素導(dǎo)致擺的快慢與擺錘的輕重有關(guān)？比如說我們?nèi)藶榈囊蛩�，花對實驗結(jié)果的影響是否有差異……，如果能這樣理性地引導(dǎo)學(xué)生看待誤差，這樣學(xué)生的分析能力，對待問題的科學(xué)態(tài)度都將會在潛移默化中得到提高。
二、尋找減小誤差產(chǎn)生的方法
既然誤差的產(chǎn)生是不可以避免的，在我們的科學(xué)課中就應(yīng)當(dāng)積極面對，尋找為什么會產(chǎn)生誤差，怎樣做才能減小誤差。那么如何來減小誤差的產(chǎn)生呢？在教學(xué)中我是這樣做的：
1.仔細(xì)檢查實驗裝置
誤差的產(chǎn)生有的是人為因素造成的，有的是與實驗裝置的設(shè)置有關(guān)。因此在學(xué)生動手實驗之前，讓他們仔細(xì)檢查自己的實驗裝置是不是還存在著不足之處，需不需要改進。例如在做這個實驗時，如果實驗花稍微有些小毛病，就會直接影響研究結(jié)果的準(zhǔn)確性。因此，實驗花一定要精心選擇，把干擾因素對實驗結(jié)果的影響控制到最小。選擇擺線，我試過紗線、細(xì)棉線、尼龍線、滌綸線、繡線等等，都存在不足，最后才選擇略粗一點的棉線。對于擺錘，教材用大小螺絲帽表示輕重兩種不同重量的擺錘。其實當(dāng)兩根擺線長短一樣綁上大小兩個螺絲帽后，實際上擺長就會發(fā)生變化，大螺絲帽的擺線要比小螺絲帽長。所以我將螺絲帽換成鐵墊圈，以免產(chǎn)生不必要的誤差。
2.滲透重復(fù)檢驗的科學(xué)思想，培養(yǎng)學(xué)生的實證意識。
科學(xué)家得出一個實驗結(jié)論并不是做一次或兩次實驗得出的，而是
做了幾十次、幾百次，甚至上千次的實驗數(shù)據(jù)分析才得出一個科學(xué)結(jié)論。因此，盡管課堂教學(xué)時間無法讓我們像科學(xué)家那樣反復(fù)實驗，但我們也不能僅僅從一次實驗中就得出結(jié)論。
幫助學(xué)生形成科學(xué)合理的探究方案是整個擺的探究活動成功和失敗的關(guān)鍵，那么，舍得花時間對實驗中相同和不同因素的控制的深度研討就成為極具價值的活動了。在研究實驗方案時，我問學(xué)生：“為了讓我們的研究更加科學(xué)，操作更加精確，實驗中我們還應(yīng)該注意些什么？”生：多做幾次實驗。師：為什么你這樣認(rèn)為？ 生：一次可能有巧合。師：那你覺得做幾次比較合適？生：三次以上吧。師：行！我們每組爭取都做三次，實驗中有干擾的不算，如果還有時間，可以多做幾次。接著，我又提出一個問題：“如果三次實驗有三個數(shù)據(jù)，應(yīng)該怎么辦？”學(xué)生說可以取平均數(shù)。
通過對實驗中注意事項的探討，強調(diào)了學(xué)生在“動手之前先動腦”的科學(xué)思想。讓學(xué)生先明確每個實驗中一定要保持相同和一定要保持不同的因素是什么，運用“控制變量”的方法來收集有效證據(jù)。尤其是引導(dǎo)學(xué)生對實驗操作細(xì)節(jié)加以關(guān)注：做三次以上就是重復(fù)做；求平均數(shù)是計數(shù)要求簡單性……，教師強調(diào)了測量要客觀、精確，它將影響證據(jù)的可靠性，在教學(xué)中向?qū)W生充分滲透了實證意識。
3.通過搜集證據(jù)，培養(yǎng)學(xué)生的實證意識。
科學(xué)事實、科學(xué)數(shù)據(jù)就是證據(jù)。科學(xué)探究要重證據(jù)，應(yīng)通過定量觀察、測量、記錄來搜集科學(xué)事實和可靠證據(jù)。本課中學(xué)生要謹(jǐn)慎地做好數(shù)據(jù)的記錄和整理。本課出現(xiàn)三次運用數(shù)據(jù)，一是讓學(xué)生在測擺的快慢與擺錘的輕重?zé)o關(guān)后，把自己組的數(shù)據(jù)公布與眾。由于都是學(xué)生自己做的擺，都是測十五秒內(nèi)擺動的次數(shù)，所以學(xué)生根據(jù)數(shù)據(jù)很自然的得出結(jié)論。二是學(xué)生在研究過程中要認(rèn)真如實地記錄下自己組的研究數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)，形成自己的研究結(jié)論。三是在匯報交流時能向大家闡述自己證據(jù)獲得的經(jīng)過，依據(jù)可靠的數(shù)據(jù)來解釋。讓學(xué)生在科學(xué)探究的過程中學(xué)會尊重數(shù)據(jù)（證據(jù)），讓證據(jù)說話的科學(xué)態(tài)度。
4.引導(dǎo)學(xué)生反思、質(zhì)疑。
盡管學(xué)生在動手之前對實驗精確操作有了一定的認(rèn)識，但在實際操作中還是會出現(xiàn)這樣那樣的問題，導(dǎo)致研究出現(xiàn)誤差。及時引導(dǎo)學(xué)生對自己活動進行跟進反思就顯得尤為重要。在交流擺錘研究結(jié)果的教學(xué)活動中，我設(shè)計了這樣的體驗活動：
1、學(xué)生匯報關(guān)于擺錘重量是否影響擺的快慢的結(jié)果，出現(xiàn)不一致的意見，個別組的結(jié)果表明是“有關(guān)系”的。
2、組織學(xué)生進行反思：大家研究的結(jié)果不同，大家覺得問題出在哪里? 討論找出其不規(guī)范或不正確操作而影響實驗精確性的地方；
3、現(xiàn)場驗證演示，請這組現(xiàn)場演示，在同學(xué)們的監(jiān)控下，嚴(yán)格控制相關(guān)變量，達到實驗成功。學(xué)生在這樣有梯度的遞進活動中，經(jīng)歷著對自己的研究過程進行重新梳理和回顧，達到對“精確控制因素”的再認(rèn)識，深刻體驗對科學(xué)研究要持嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度。因此，在教學(xué)時間內(nèi)讓學(xué)生盡可能多地重復(fù)實驗，在一定程度上會減小實驗誤差的產(chǎn)生。
三、正確對待誤差，培養(yǎng)學(xué)生求真求實的科學(xué)態(tài)度
在課堂上，學(xué)生只忙于動手操作，不注重同時觀察、適時收集證據(jù)，忽略控制變量，從而導(dǎo)致實驗的失敗。實驗就會產(chǎn)生誤差，誤差不等于差錯。在科學(xué)課教學(xué)中，教師不僅要關(guān)注學(xué)生科學(xué)知識的獲取，更要重視對學(xué)生科學(xué)態(tài)度的培養(yǎng)，引導(dǎo)學(xué)生能正視誤差，培養(yǎng)孩子們一種求真求實，不要妄下結(jié)論的科學(xué)態(tài)度。告訴學(xué)生：“誤差是不可避免的，誤差的存在是可能的并且是合理的，面對誤差要積極地分析這些誤差產(chǎn)生的原因，怎樣做才能盡可能地減小誤差才是一種科學(xué)的態(tài)度�！睈鄣仙f過，任何一項發(fā)明都是深思熟慮、嚴(yán)格試驗的結(jié)果。在課堂上讓學(xué)生大膽去實驗，去正確對待誤差這些都是科學(xué)探究的重要內(nèi)容和方式。
科學(xué)的本質(zhì)之一就是“實證”�？茖W(xué)是要講證據(jù)的，科學(xué)是可以重復(fù)檢驗的，這就是“實證意識”。追求實驗的“精確性”以收集有效證據(jù)，讓精確實驗的思想滲透在每一個教學(xué)細(xì)節(jié)中，詮釋著科學(xué)課堂中實證意識的教學(xué)。
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