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科学实践强调让学生像科学家一样了解、认识自然世界的过程。科学实践具体来说就是要动起来并学会八个方面:提出问题和明确需要解决的难题;建立和使用模型;设计和实施调查研究;分析和解释数据;利用数学和计算思维;建构解释和设计解决方案;基于证据进行论证;获取、评估和交流信息。在这样的背景下,就要改进教学,体现科学实践的特征。
确立单元起始课的地位
《我们的小缆车》一课是科学课五年级(下册)《运动与设计》单元的起始课,运动与设计是一个全新的单元,在之前的科学课中从没有涉及过这一内容,本课在整个单元中都有比较重要的作用。科学学习需要这样一种“单元学习”的结构。“科学单元学习”是指科学教材是按照单元设计的,每一个单元都从了解学生的前概念开始,以单元性的总结结束。在单元学习的过程中帮助学生从个人对身边事物好奇的初始概念开始,循序渐进地建构和修订自己的知识和经验,进而引导学生的知识建构走向一个更科学和系统的视野。
按图组装,按流程操作
学生通过小车的运动,了解运动的物理概念,并将这些概念应用到技术设计中,本课是单元的起始课,学生需要读懂教材提供的二视图,将小车组装起来,并测试能否灵活运动,以便于在接下来的学习中更好地用好这辆小车。本课组装的小缆车是一个起点,后面的弹力、反冲力都要用到小车,包括摩擦力,运动方式以及单元最后一课设计一辆小车,都是以第一课作为基础的。最新的科学课程标准中关于科学实践的活动建议中,有关于“通过按图装配、按流程完成等程序说明书,完成一架玩具飞机的组装……”所以在教学中,我们可以给学生准备重力小缆车的组装图纸和流程说明,让学生去阅读,分部完成组装,完成相应的测试。
数据的分析与处理
当小车能够稳稳地跑完全程后,下面就是实际测试了,测试是一个很严谨的过程,需要详细记录每次测试的结果,并对这些数据进行分析。重力大小与小车运动快慢的关系,不能只是一个定性的研究,而是一个定量的研究,需要用秒表测量每次小车跑完全程所需的时间。“相同垫圈数的实验做一次够不够?为什么要重复做三次”等问题的思考,使学生逐步体会到“重复实验可以提高我们试验数据的精确性”“科学的结论是可以被重复验证的”。为了让实验的数据更有说服力,设计相同重物的测试做三次,然后按照1倍、2倍、4倍的重物分别测试。在研究拉力大小与小车运动关系的记录时,2个垫圈刚好使小车运动起来,三次实验测到的数据分别为:1秒97、1秒19、1秒91,如何去取合理值呢?由于是数据比较复杂,取平均值在这里不是一个好的办法,可以取中间值;同样这个小组在研究8个垫圈得到的小车运动的数据为:0秒72、0秒81、0秒72,这次的取值选用众数就比较方便。相同重物的三次实验得到三个数据,如何处理得到合理数据,取值方法有许多,中间值、众数、平均值……学生在实践中会发现不同取值方法的优劣,而这样的方法对本单元后续的实验探究有指引的作用。
基于数据进行论证
科学实践要善于用证据阐明自己的观点,善于在科学探究中获取信息,分析和表达。在本课研究活动中,学生可以两次获得数据,第一次是基于本小组的研究,第二次是全班的数据分享。在这两个环节中,学生可以通过对数据进行分析,形成自己的结论,特别是集体数据分享之后的集体论证,这正是培养学生善于用证据阐明观点,基于证据进行论证的时机。
教学中,第5小组2个垫圈刚好能使小车运动起来,他们分别使用了2个、4个、8个垫圈进行研究,2个垫圈三次测得的数据为:3秒、2秒、4秒,合理值取值3秒;4个垫圈三次测得的数据为:1秒、2秒、2秒,合理值取值2秒;2个垫圈三次测得的数据为:1秒、1秒、1秒,合理值取值1秒。在汇总了研究拉力大小与小车运动关系数据后,我们得到了1倍垫圈数、2倍垫圈数、4倍垫圈数,10个小组研究的小车从起点到终点时间的合理值。第1小组:8秒17、2秒88、1秒72;第2小组:1秒91、1秒00、0秒72;第3小组:4秒、1秒43、0秒35;第4小组:3秒55、2秒52、1秒06;第5小組:3秒、2秒、1秒;第6小组:4秒18、1秒92、0秒86;第7小组:3秒51、2秒00、1秒23;第8小组:7秒84、2秒67、1秒64;第9小组:4秒21、1秒87、0秒76;第10小组:8秒23、3秒01、1秒89。
第5小组的测试数据应该存在一定问题,可能对秒表的使用掌握不好,通过全班数据汇总与分析,可以帮助他们更好地发现小车运动与所挂垫圈数量的关系;其中第3小组、第8小组、第10小组的数据也与其他小组的数据不太一样,数据偏大,通过学生的分析讨论,可以更好地帮助学生形成认识, 促进学生思维的发展,形成有思考的深度学习。
“科学探究”是科学实践的一种形式。因此,当学生开展科学实践时,活动成为学习实验、数据和证据、社交对话、模型和工具,以及发展评价知识论断进行实证调查研究和形成解释等能力的基础,学生在探究中获得数据,学会分析与表达,这对整个单元后续的学习将起到持续的作用。
(作者单位:江苏省吴江实验小学城中校区)
确立单元起始课的地位
《我们的小缆车》一课是科学课五年级(下册)《运动与设计》单元的起始课,运动与设计是一个全新的单元,在之前的科学课中从没有涉及过这一内容,本课在整个单元中都有比较重要的作用。科学学习需要这样一种“单元学习”的结构。“科学单元学习”是指科学教材是按照单元设计的,每一个单元都从了解学生的前概念开始,以单元性的总结结束。在单元学习的过程中帮助学生从个人对身边事物好奇的初始概念开始,循序渐进地建构和修订自己的知识和经验,进而引导学生的知识建构走向一个更科学和系统的视野。
按图组装,按流程操作
学生通过小车的运动,了解运动的物理概念,并将这些概念应用到技术设计中,本课是单元的起始课,学生需要读懂教材提供的二视图,将小车组装起来,并测试能否灵活运动,以便于在接下来的学习中更好地用好这辆小车。本课组装的小缆车是一个起点,后面的弹力、反冲力都要用到小车,包括摩擦力,运动方式以及单元最后一课设计一辆小车,都是以第一课作为基础的。最新的科学课程标准中关于科学实践的活动建议中,有关于“通过按图装配、按流程完成等程序说明书,完成一架玩具飞机的组装……”所以在教学中,我们可以给学生准备重力小缆车的组装图纸和流程说明,让学生去阅读,分部完成组装,完成相应的测试。
数据的分析与处理
当小车能够稳稳地跑完全程后,下面就是实际测试了,测试是一个很严谨的过程,需要详细记录每次测试的结果,并对这些数据进行分析。重力大小与小车运动快慢的关系,不能只是一个定性的研究,而是一个定量的研究,需要用秒表测量每次小车跑完全程所需的时间。“相同垫圈数的实验做一次够不够?为什么要重复做三次”等问题的思考,使学生逐步体会到“重复实验可以提高我们试验数据的精确性”“科学的结论是可以被重复验证的”。为了让实验的数据更有说服力,设计相同重物的测试做三次,然后按照1倍、2倍、4倍的重物分别测试。在研究拉力大小与小车运动关系的记录时,2个垫圈刚好使小车运动起来,三次实验测到的数据分别为:1秒97、1秒19、1秒91,如何去取合理值呢?由于是数据比较复杂,取平均值在这里不是一个好的办法,可以取中间值;同样这个小组在研究8个垫圈得到的小车运动的数据为:0秒72、0秒81、0秒72,这次的取值选用众数就比较方便。相同重物的三次实验得到三个数据,如何处理得到合理数据,取值方法有许多,中间值、众数、平均值……学生在实践中会发现不同取值方法的优劣,而这样的方法对本单元后续的实验探究有指引的作用。
基于数据进行论证
科学实践要善于用证据阐明自己的观点,善于在科学探究中获取信息,分析和表达。在本课研究活动中,学生可以两次获得数据,第一次是基于本小组的研究,第二次是全班的数据分享。在这两个环节中,学生可以通过对数据进行分析,形成自己的结论,特别是集体数据分享之后的集体论证,这正是培养学生善于用证据阐明观点,基于证据进行论证的时机。
教学中,第5小组2个垫圈刚好能使小车运动起来,他们分别使用了2个、4个、8个垫圈进行研究,2个垫圈三次测得的数据为:3秒、2秒、4秒,合理值取值3秒;4个垫圈三次测得的数据为:1秒、2秒、2秒,合理值取值2秒;2个垫圈三次测得的数据为:1秒、1秒、1秒,合理值取值1秒。在汇总了研究拉力大小与小车运动关系数据后,我们得到了1倍垫圈数、2倍垫圈数、4倍垫圈数,10个小组研究的小车从起点到终点时间的合理值。第1小组:8秒17、2秒88、1秒72;第2小组:1秒91、1秒00、0秒72;第3小组:4秒、1秒43、0秒35;第4小组:3秒55、2秒52、1秒06;第5小組:3秒、2秒、1秒;第6小组:4秒18、1秒92、0秒86;第7小组:3秒51、2秒00、1秒23;第8小组:7秒84、2秒67、1秒64;第9小组:4秒21、1秒87、0秒76;第10小组:8秒23、3秒01、1秒89。
第5小组的测试数据应该存在一定问题,可能对秒表的使用掌握不好,通过全班数据汇总与分析,可以帮助他们更好地发现小车运动与所挂垫圈数量的关系;其中第3小组、第8小组、第10小组的数据也与其他小组的数据不太一样,数据偏大,通过学生的分析讨论,可以更好地帮助学生形成认识, 促进学生思维的发展,形成有思考的深度学习。
“科学探究”是科学实践的一种形式。因此,当学生开展科学实践时,活动成为学习实验、数据和证据、社交对话、模型和工具,以及发展评价知识论断进行实证调查研究和形成解释等能力的基础,学生在探究中获得数据,学会分析与表达,这对整个单元后续的学习将起到持续的作用。
(作者单位:江苏省吴江实验小学城中校区)