用有效的观察和实验检验设想

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　　我们发现喜欢科学课的学生很多，究其原因大多是因为喜欢观察和实验。的确，科学课的新奇在于能跟自然界的事物和现象面对面，能一边联系现象，一边用观察或实验说明一些不可思议的原因。
　　尽管学生喜欢，但这探究过程中的观察和实验是不是真的改变了学生的看法和观点？如果没有改变的话，真正可以解决问题的观察和实验又会是怎样的呢？
　　这里，想以创设学生新的看法和观点的自然观为基础，对发挥学生的主体性、得到满足的真实体验、对观察与实验的应有状态和提高方法等加以说明。
　　一、观察和实验得出“确证”和“反证”检验设想
　　为什么要进行观察和实验？没有目的的观察和实验再快乐也只不过是游戏而已。真正的观察和实验应该是解决问题过程中的一个重要部分，是把“设想”加以证实的一个部分。
　　如上海科教版四年级第一学期《水的旅行》一课，课一开始就可以让学生讨论“江河湖海里的水为什么不会溢出来呢？”，有的学生对这个问题一无所知，也有一部分学生能一知半解，通过小组讨论大组交流，学生大致会得出的结论是“江河湖海里的水，在太阳的照射下，变成水蒸气，水蒸气在高空变成云，云到了一定的程度会变成雨，雨水到了山上、大地，然后又汇集到小河、大海，这是水的旅行。”这个结论可以说是学生的“猜测”，或是以往在课外书上看到的结论，但是没有人真正地跟着水“旅行”过。这时要让学生获得感性的认识，就要设计相应的模拟实验，让学生亲手实验、亲眼观察到“水的旅行”。可以提供给学生一些实验器材，让学生设计实验验证设想。
　　在弄清了现象是像自己设想的那样时，把其产生的主要原因可以称之为 “确证”。但一旦学生的设想出现不同的结果时（没有得到确证时），我们又该怎样支援好呢？
　　我觉得，与设想不同的结果也要证明“自己设想的主要原因原来与现象是没有关系的”，这与“确证”其实同样是有价值的，可以称之为“反证”。对于学生来说，这当然不应该是观察和实验的结束，而应该认真思考这种现象产生的原因，最终得出客观的某种结论。
　　如《空气的浮力》一课，其中有一活动“用氢气吹出肥皂泡”，氢气比空气轻，用氢气吹出的肥皂泡自然会升空。倒底是不是跟大家的设想一样呢？每个小组都做起了实验：先让试管中的锌粒和稀硫酸接触反应产生氢气，氢气从导管中排出，然后在导管的顶端沾些肥皂水，使肥皂泡内充满氢气，这时，同学们的眼睛睁得大大的，因为他们预想的这些泡泡就要冉冉上升了。然而，意外的情况发生了，有的小组一开始出来的肥皂泡一个个往下掉，噫？这是怎么回事呢？学生满脸的惊讶：我们的预想都错了吗？我心里也为之一震，课前的准备实验并没有出现这一情况！顿了一下，我提出了“为什么肥皂泡往下掉？”这个问题，于是，学生以小组为单位，热烈地讨论起来，积极地动起了脑筋，并很快就解决了问题，原来是试管中原有的空气还没有排完，起先出来的肥皂泡内充满的还是空气，这些肥皂泡比同体积的空气重，空气的浮力就无法把它们浮起来。当导管中的空气排完，此时出来的肥皂泡一个一个都升起来了。这一教学活动，无形中，学生又学到了新的知识，课激活了，教学任务完成得轻松愉快。学生也为自己能解决这个意外的问题而“沾沾自喜”。
　　二、观察和实验中充分利用观察、实验卡片
　　随着观察和实验的推进，会发现忘记了之前明确提出的设想、失去了观察和实验目的的现象。
　　为了防止这样的事情发生，有必要事先用文字或图片来表现出观察的事情、思考到的问题、已有的疑问等。对观察和实验的准备和结果做好记录，这对促进学生逻辑思维上也相当有效。
　　为抓住观察、实验卡片上要记录的要点，一定程度的练习很有必要。另外，还应该通过笔记本和卡片的共同利用使效果更加显著。
　　卡片记述的项目虽然可以根据单元的不同有所区别，但一般情况下，应该包括以下几点：
　　①自己的问题
　　从遇见事物现象、产生疑问开始，用适当的文字表现出自己要探索的问题。
　　②设想
　　最大限度地有效利用自己的经验、已有的看法和观点，对现象的主要原因和解决问题的方法明确提出设想。或者也可反映出“结果如果这样的话，设想当然正确”。這时，“为什么有那样的设想”的根据不可缺少。
　　③观察和实验的方法
　　为了验证自己提出的设想，要具体地记述用怎样的方法最得当，这也使教师指导最有效的地方。
　　④准备材料和教具
　　为使自己的观察和实验更准确，应该挑选必要的材料和教具。这也需要有效的帮助。
　　⑤记录结果
　　通过观察和实验，把得到的资料进行整理，以便于理解，正确地作记录。
　　⑥分析结果及得出结论
　　结果的分析即信息处理。应该把最初明确提出的自己的设想和结果作比较，记述结论。另外，新产生的问题也要及时记录整理。
　　三、提供观察和实验付诸实践的场合
　　1.学生的“问题”很重要
　　学生虽然碰见了同样的事物现象，但每个人想的内容和产生的疑问并不一样。当然，最初的种种复杂多样的疑问，在班级中的信息交流期间不妥当的就会被淘汰。有相似看法和有疑问的学生虽然作为相同的小组，但在这样的情况下，每个人探索的过程和结论仍然有所不同。
　　这样的差别，有的学生完全相信，有的在明确提出设想的根据时出现“问题”的部分。
　　观察和实验是学生研究自己“问题”的途径，所以教师应该朝这个方向积极提供帮助。如果事先弄清学生有什么样的“问题”、这“问题”的根据是什么，那么就会失去好不容易抓到的学生思想表达的部分。
　　2.应该让教材、教具、时间、信息丰富多彩
　　如前所述，有些学生的问题和设想会不一样，那么实验的方法和使用的教材、教具当然也会有区别。因此，如果不多准备多个种类，也难满足学生的要求。
　　对学生来说，丰富多彩的并不仅限于教材和教具，他们应该边实验边思考，边思考边实验。而且实验技能和进行速度也应该因人而异。因此，确保学生的“时间”也很重要。
　　遇见的事物现象、观察和实验的结果对学生来说都是信息，解决问题的过程就是信息的处理。此外，同学的讨论和教师的提示也是重要的信息。观察和实验虽然是每个人探究问题的大前提，但很有必要在班级内的信息交流活动活动前就确立一个牢固的规范体系。
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