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科学课强调用数据来描述事物或现象,注重定量分析,达到对事物性质和现象背后规律的真正了解。教师要引导学生重视收集数据,训练学生用“数据说话”。
一、实验设计要严谨、周密
科学课上严谨、周密的实验设计,需要严格控制各个条件,尽量减少实验产生的误差,尽可能保证数据的可靠性。“横梁的宽度与抗弯曲能力关系”的实验操作相对比较容易,如何引导学生控制好实验条件是非常重要的。教师要引导学生分组讨论实验中的控制条件,组织全班同学进行汇报交流,让学生实验前充分动脑,设计严谨科学的实验方案,为后面收集有效的实验数据作铺垫。
以下是实验前进行实验方案设计的教学片段:
师:接下来我们先研究“横梁的宽度与抗弯曲能力的关系”,大家猜测它们之间会有怎样的关系?
生:我认为横梁宽,抗弯曲能力高,横梁窄,抗弯曲能力低。
师:还有没有不同的猜测?
(学生沉默。)
师:那到底猜的对不对呢?我们要通过对比实验来验证猜想。大家看,老师为你们准备的实验材料有木块、卡纸、垫圈、尺子等,这些材料在对比实验中做什么用呢?
生:木块当柱子,卡纸当横梁。
师:是的,卡纸当横梁,今天我们称它们为纸梁。那垫圈做什么用呢?
生:垫圈衡量抗弯曲能力的大小,尺子用来测量柱子之间的距离。
师:用垫圈个数的多少表示抗弯曲能力的大小。就这些材料,怎么研究?实验前还有几个问题需要大家考虑,请看大屏幕,小组讨论一下。
(课件出示:实验中应该控制哪些条件不变?怎样控制这些条件不变?实验中需要改变什么条件?实验中要注意些什么?如何放垫圈?放最后一个垫圈后纸梁倒塌,那么这一个算不算?之后学生分组讨论。)
师:哪个组把你们讨论的结果跟大家分享一下?
生:我们觉得不改变的条件是纸梁的厚度和长度。
生:还有柱子的高度、柱子之间的距离。
师:柱子间的距离我们也可以叫跨度。
生:垫圈的数量也不能变。
生:垫圈數量不必限制,要不怎么知道抗弯曲能力的大小。
师:你很细心。弯曲程度也要统一表示,我们统一弯曲程度为以接触桌面为准,这些是我们在实验中要控制好的实验条件。为了容易看出抗弯曲能力的变化,纸梁的宽度要怎么增加?
生:1倍1倍地增加。
生:2倍2倍地增加。
师:我们就选用2倍2倍地增加,这样增加的幅度大一些,抗弯曲能力变化可能更明显一些。(出示记录单)我们以最窄的那块为1倍宽,成倍地增加宽度,看抗弯曲能力会发生什么变化。请各小组先猜测每种宽度可以承载多少垫圈,再实验、记录。
我们发现,纸梁的宽度与抗弯曲能力的关系是:_______________。
二、同时关注个别数据和整体数据
课堂上,有的教师比较重视小组、个人的实验数据,但对全班汇总的实验数据容易忽视,呈现方式也比较简单。分析数据时,教师既要关注点,也要关注面,这样有利于学生对数据进行分析,发现数据背后的规律,得出科学概念。以下是“拉力大小与小缆车运动快慢关系”实验汇总后师生交流的片段,教师先让两个小组汇报数据和发现,再观察其他小组的数据:
师:我们先来看看第7组和第2组的实验数据和发现,其他组同学交流时只汇报每次实验用的垫圈数、平均秒数和发现。
生:我们小组挂4个垫圈是2.49秒,8个垫圈是1.61秒,12个垫圈是0.91秒。4个垫圈时小缆车最慢,12个垫圈时小缆车最快。我们发现垫圈数量越多,小缆车速度越快。
师:垫圈数越多也就是什么越大?
生:拉力越大。
师:那你们用拉力大小来描述一下与小车运动的关系。
生:垫圈数越多,拉力越大,小车运动的越快。
生:我们组挂3个垫圈是4.43秒,6个垫圈是1.30秒,9个是0.93秒。3个垫圈时小缆车最慢,9个垫圈时小缆车最快。我们的发现是拉力越大,小车运动越快。
师:我们来看看第2组同学的第一次实验,他们做了4次,为什么?你们能跟大家说说吗?
生:我们发现第一次跟其他几次时间差太多了,所以就重新做了。
师:他们很细心,能够在实验中及时发现问题并进行分析、处理。这是这两个小组的实验数据和实验发现,我们再看看小助手帮老师汇总的其他小组的实验数据。我们先从横的方向看每个小组的数据,看他们发现拉力大小与小车运动快慢的关系是怎样的?
生:拉力越大,小车运动越快。
师:所有小组都发现拉力越大,小车运动越快。
课堂上,教师要尽量关注全体学生,不要让没汇报的孩子感觉到自己小组的数据可有可无,要让学生意识到每个数据都很重要。在没办法把全班各组的数据都一一呈现时,教师也要鼓励孩子大胆提出与已经汇报的小组不同的数据。
三、关注实验中的特殊数据
在课堂上,不一定每个小组的实验都能够成功,并顺利得出科学结论,课堂中常常会出现与实验预期不一致的特殊数据。特殊数据产生的原因较多,很多时候教师不愿意把那些特殊数据拿出来分析,担心分析这些数据会打乱自己的课堂节奏,甚至导致无法得出结论。
其实,这些特殊数据不是凭空产生的,也是学生通过实验得到的,是学生实验结果的真实呈现。教师不能漠视这些数据的存在,而应该对这些数据妥善应对,激起学生解除困惑、再次得到常态数据的学习欲望,培养他们的质疑精神、实证意识。
“摆的研究”实验中,学生很容易在实验中得到特殊数据,原因有多种,如多倍重的摆锤挂的位置不同、一定时间内摆摆动次数的计数不准确、摆线长短条件的控制不严格等。碰到这样的情况时,教师要敢于直面这些特殊数据,引导学生关注这些数据产生的原因,促进他们不断思考,不断注重实验细节,让他们意识到实事求是的重要性,意识到科学探究不是能随便马虎的事情。另一方面,课堂上出现特殊数据的现象,也会促进教师更多关注课前准备,自觉进行实验前的下水实验,研究在实验操作和材料中可能存在的问题,尽量避免实验中因为材料的问题或教师引导不到位产生数据差错。
福建省泉州市实验小学(362000)
一、实验设计要严谨、周密
科学课上严谨、周密的实验设计,需要严格控制各个条件,尽量减少实验产生的误差,尽可能保证数据的可靠性。“横梁的宽度与抗弯曲能力关系”的实验操作相对比较容易,如何引导学生控制好实验条件是非常重要的。教师要引导学生分组讨论实验中的控制条件,组织全班同学进行汇报交流,让学生实验前充分动脑,设计严谨科学的实验方案,为后面收集有效的实验数据作铺垫。
以下是实验前进行实验方案设计的教学片段:
师:接下来我们先研究“横梁的宽度与抗弯曲能力的关系”,大家猜测它们之间会有怎样的关系?
生:我认为横梁宽,抗弯曲能力高,横梁窄,抗弯曲能力低。
师:还有没有不同的猜测?
(学生沉默。)
师:那到底猜的对不对呢?我们要通过对比实验来验证猜想。大家看,老师为你们准备的实验材料有木块、卡纸、垫圈、尺子等,这些材料在对比实验中做什么用呢?
生:木块当柱子,卡纸当横梁。
师:是的,卡纸当横梁,今天我们称它们为纸梁。那垫圈做什么用呢?
生:垫圈衡量抗弯曲能力的大小,尺子用来测量柱子之间的距离。
师:用垫圈个数的多少表示抗弯曲能力的大小。就这些材料,怎么研究?实验前还有几个问题需要大家考虑,请看大屏幕,小组讨论一下。
(课件出示:实验中应该控制哪些条件不变?怎样控制这些条件不变?实验中需要改变什么条件?实验中要注意些什么?如何放垫圈?放最后一个垫圈后纸梁倒塌,那么这一个算不算?之后学生分组讨论。)
师:哪个组把你们讨论的结果跟大家分享一下?
生:我们觉得不改变的条件是纸梁的厚度和长度。
生:还有柱子的高度、柱子之间的距离。
师:柱子间的距离我们也可以叫跨度。
生:垫圈的数量也不能变。
生:垫圈數量不必限制,要不怎么知道抗弯曲能力的大小。
师:你很细心。弯曲程度也要统一表示,我们统一弯曲程度为以接触桌面为准,这些是我们在实验中要控制好的实验条件。为了容易看出抗弯曲能力的变化,纸梁的宽度要怎么增加?
生:1倍1倍地增加。
生:2倍2倍地增加。
师:我们就选用2倍2倍地增加,这样增加的幅度大一些,抗弯曲能力变化可能更明显一些。(出示记录单)我们以最窄的那块为1倍宽,成倍地增加宽度,看抗弯曲能力会发生什么变化。请各小组先猜测每种宽度可以承载多少垫圈,再实验、记录。
我们发现,纸梁的宽度与抗弯曲能力的关系是:_______________。
二、同时关注个别数据和整体数据
课堂上,有的教师比较重视小组、个人的实验数据,但对全班汇总的实验数据容易忽视,呈现方式也比较简单。分析数据时,教师既要关注点,也要关注面,这样有利于学生对数据进行分析,发现数据背后的规律,得出科学概念。以下是“拉力大小与小缆车运动快慢关系”实验汇总后师生交流的片段,教师先让两个小组汇报数据和发现,再观察其他小组的数据:
师:我们先来看看第7组和第2组的实验数据和发现,其他组同学交流时只汇报每次实验用的垫圈数、平均秒数和发现。
生:我们小组挂4个垫圈是2.49秒,8个垫圈是1.61秒,12个垫圈是0.91秒。4个垫圈时小缆车最慢,12个垫圈时小缆车最快。我们发现垫圈数量越多,小缆车速度越快。
师:垫圈数越多也就是什么越大?
生:拉力越大。
师:那你们用拉力大小来描述一下与小车运动的关系。
生:垫圈数越多,拉力越大,小车运动的越快。
生:我们组挂3个垫圈是4.43秒,6个垫圈是1.30秒,9个是0.93秒。3个垫圈时小缆车最慢,9个垫圈时小缆车最快。我们的发现是拉力越大,小车运动越快。
师:我们来看看第2组同学的第一次实验,他们做了4次,为什么?你们能跟大家说说吗?
生:我们发现第一次跟其他几次时间差太多了,所以就重新做了。
师:他们很细心,能够在实验中及时发现问题并进行分析、处理。这是这两个小组的实验数据和实验发现,我们再看看小助手帮老师汇总的其他小组的实验数据。我们先从横的方向看每个小组的数据,看他们发现拉力大小与小车运动快慢的关系是怎样的?
生:拉力越大,小车运动越快。
师:所有小组都发现拉力越大,小车运动越快。
课堂上,教师要尽量关注全体学生,不要让没汇报的孩子感觉到自己小组的数据可有可无,要让学生意识到每个数据都很重要。在没办法把全班各组的数据都一一呈现时,教师也要鼓励孩子大胆提出与已经汇报的小组不同的数据。
三、关注实验中的特殊数据
在课堂上,不一定每个小组的实验都能够成功,并顺利得出科学结论,课堂中常常会出现与实验预期不一致的特殊数据。特殊数据产生的原因较多,很多时候教师不愿意把那些特殊数据拿出来分析,担心分析这些数据会打乱自己的课堂节奏,甚至导致无法得出结论。
其实,这些特殊数据不是凭空产生的,也是学生通过实验得到的,是学生实验结果的真实呈现。教师不能漠视这些数据的存在,而应该对这些数据妥善应对,激起学生解除困惑、再次得到常态数据的学习欲望,培养他们的质疑精神、实证意识。
“摆的研究”实验中,学生很容易在实验中得到特殊数据,原因有多种,如多倍重的摆锤挂的位置不同、一定时间内摆摆动次数的计数不准确、摆线长短条件的控制不严格等。碰到这样的情况时,教师要敢于直面这些特殊数据,引导学生关注这些数据产生的原因,促进他们不断思考,不断注重实验细节,让他们意识到实事求是的重要性,意识到科学探究不是能随便马虎的事情。另一方面,课堂上出现特殊数据的现象,也会促进教师更多关注课前准备,自觉进行实验前的下水实验,研究在实验操作和材料中可能存在的问题,尽量避免实验中因为材料的问题或教师引导不到位产生数据差错。
福建省泉州市实验小学(362000)