朱钻飚：如何培养学生的科学思维.docx

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1、如何培养学生的科学思维绍兴市上虞区教学研究室朱钻飓13505855127【前言】北京师范大学儿童心理研究所林崇德教授在他的“纵向研究中发现，同是三年级的学生，经训练后，有86.7%的学生在三年级下学期达到逻辑思维的较高水平，而未经训练的学生要在五年级才有75%的学生达到相应水平。小学生的思维发展正处于皮亚杰描述的“具体运演阶段和“形式运演阶段，也就是我们平常所说的由具体形象思维向抽象逻辑思维的过渡时期，他们的抽象逻辑思维的发展一般依据具体的形象及亲身的操作，而我们的科学课就为孩子们提供了这样一个平台，因为科学课的最大特点就是活动多，可让学生有大量的具体形象感知及亲身操作的机会。言必有据、做必重

2、据、评必依据浅谈培养学生实证思维策略一、言必有据在言语交流中渗透实证意识。科学的实证性告诉我们：科学要以事实说话，结论必须建立在大量的事实证据基础上，任何一种牵强的、没有得到实证的结论都是不科学的。我们提倡的言必有据就是要做到所说的话都是有实证依据的，绝非随意臆测，夸夸其谈。就如宋书范晔传：“言之皆有实证，非为空谈。”科学探究过程中的提出问题、猜想与假设、制定计划、表达与交流等这一些言语表达环节中，要引导学生能实事求的根据事实依据来发言，还原场景，寻找依据，结合事实，凸显实证意识，绝不凭空编撰，妄发议论，从而提升理性思维，发展核心素养。1.以事实场景为基础，运用实证提出问题。义务教育小学科学课

3、程标准基本理念中指出：科学课程提供学生能直接参与的各种科学探究活动。让他们自己提出问题、解决问题，比单纯的讲授训练更有效。所以问题应该是针对客观世界中的物体和事件提出的，它与科学课程标准中的科学概念相联系的活动。【案例1】四年级上册声音单元第2课声音是怎样产生的“导入”环节。教师：同学们，请你们仔细听一听，听到了什么？（老师轻轻地用手在讲台侧面敲击桌子）学生1：手敲桌的声音。教师：再听一听；（老师轻轻地用手晃动钥匙）学生2：钥匙摇动的声音。教师：你们能像老师样用身边的物体轻轻地制造声音吗？学生齐：能！教师：请你轻轻地制造声音。2分钟后交流，学生汇报，教师择机板书表示动作的词！教师：在我们轻轻地

4、制造声音的时候，大家想到了什么问题？学生3：这样敲、摇、拍为什么能发出声音？学生4：声音是怎样产生的？学生5：声音为什么会不一样？提出有价值的问题，不仅仅是思考的过程，更是观察、积累、酝酿的过程，只有在大量的事实场景中，学生的思维才会被激活，才会开动脑筋，围绕着研究的主题提出自己思考的问题，从而真正做到问之有据。2 .以追溯追问为手段，反思实证进行分析。不仅提出问题要强调实证意识，同时在分析问题，交流观点时也要引导学生强调实证意识。由于我们身边资源众多，电视、书籍、娱乐节目等作品题材内容众多，不可避免的严重干扰着我们对事实依据的分析，有的时候学生发表意见的时候难免会牵扯其他因素，这时就需要我们

5、教师追根溯源的追问，以还事实真相。【案例2】五年级上册生物与环境单元第5课食物链和食物网“田野里的食物网”环节。教师：在田野里生活着很多生物，请看大屏幕，你认识这些生物吗？学生作答，教师简介并出示这些生物的名称。教师：这些生物之间存在着复杂的食物关系，你能找出它们中的哪些食物关系吗？学生1：水稻被稻螟虫吃，稻螟虫被青蛙吃，青蛙被蛇吃，蛇被老鹰吃。学生N：老师，我在电影里看到过，有的青蛙是能吃蛇的。教师：哦，那你能说说那是一部什么电影？学生N：名字忘记了！教师：一部什么样的电影，大概讲了什么？学生N：好像是一部科幻片，讲了由于核爆炸，许多生物都变异了！的确，由于科学技术的发展，人类精神文明世界的

6、拓展，很多新型题材的作品如：动漫、玄幻、穿越等书籍、电影以及神话等题材的作品在一定程度上干扰了我们对于身边事物的认识，经常出现孩子们由于各种原因的奇思妙想，并形成了前概念，形成一些认识，这就需要我们老师进行不断的追问，获知信息的来源，从而引导孩子追根溯源的实证意识。3 .以质疑思考为突破，结合实证进行辨析。很多孩子在一定程度存在着相信权威的思想,老师说的总是对的,书上写得总是没错的,优秀同学展示的总是好的,这一些默认、迷信权威的观念往往让孩子失去自己的思考和判断，忽略了实证意识，渐渐的丧失理性思维，远离科学核心素养。【案例3】五年级下册地球的运动单元第2课人类认识地球及其运动的历史“有多少种可

7、能的解释”环节。教师：今天我们要来认识人类历史上最伟大的科学家之一，他们是书本75页的托勒密和哥白尼，请你们先个人自学了解简介和主要观点，再小组交流：他们的观点是什么？证据又是什么？对比一下，结合我们生活中的证据，你能发现什么？学生自学交流讨论。教师：对比了托勒密和哥白尼的观点及支持他们观点的证据，大家有什么想说的？学生L对比哥白尼的观点，我认为托勒密的第3个观点是错误的，因为他的证据错了，就像哥白尼的观点中提到的，因为天空比大地大得太多，如果无限大的天穹在旋转，而地球不动，实在不可想象。学生2：我认为托勒密的第2个观点有问题，因为支持这个观点的证据是错的，因为我们在火车上暨跟着火车一起运动，

8、还可以自由的运动，所以说托勒密的“如果地球转动，就必然会带动其他物体（如云彩等）一起转动，人们看见的却是云彩、鸟类在自由运动。”是错的。学生3：我认为托勒密和哥白尼的第1个观点的证据都不够充分，我们往山上爬，太阳下山就慢了！有山不一定能说明地球是球体。同样哥白尼的驶离海岸的船桅杆上的光源逐渐降下，那也有可能是因为距离远了。就像我们看高楼，近处我们要抬头看，远处我们只要平视就可以了！因为不同观点的证据对比和思想碰撞，因为有了自己的生活实证体验思考，深深地为这些孩子的思维发展感到由衷的钦佩，两位大科学的观点都敢分析驳斥，相信他们对于实证意识有了深刻的领会，核心素养得到提升，同时还感受着科学在不断的

9、发展，以前一些深奥的科学现象在今天运用科技手段都是显而易见的事实存在。二、做必重据一在实验操作中强化实证意识。科学中的实证通常需要通过具体的观察实验活动去获得。观察实验是有目的的，观察实验的目的是为了寻找证据，是种客观、理性的活动，是在假说指引下的观察，验证预测。我们的科学观察实验应该是围绕着建立一个核心概念有目的地进行。通过观察实验，获取实证，同时通过具体的观察实验操作，强化师生的实证意识，发展师生的理性思维，提升师生的核心素养。1.以下水实验为基础，提升教师的实证意识。要培养学生的实证意识，提升核心素养，首先要发展教师自身的实证意识和核心素养。很多老师总以为小学科学的实验简单，对照着书本简

10、单的操作一下，引导学生认真观察就可以达到实验效果。然正是这种认识，演绎出很多手忙脚乱的失败实验案例。要真正走入学科,下水实验必不可少！【案例4】五年级上册地球表面及其变化单元第5课雨水对土地的侵蚀“雨如何影响土地”这一环节。老师在一年前执教同一节课时精心准备了实验材料，按照课本要求设置了悬崖、坡地、平地等地形，一年后，看着很完善的实验装置，老师信心满满的上课了。教师组织学生观察土地模型，分些土地特点和“雨水”情况，预测讨论交流后组织学生做实验，可意想中的土地被冲垮的情况并没有出现，土地基本没有变化，干净的水倒上去，少量的水出来，与原来的实验现象大相庭径，这是怎么回事？老师瞬间反应过来，长长一年

11、，土质变硬了，粘合在一起，这点雨水起不了作用。于是急中生智，把演示实验的一盆继续缓缓地倒入小组实验中，不仅现象不明显，而且盛水桶满出来了，本来很经典的课例出了大状况。一年了，水分蒸发完了，土质变硬了，一个小小的疏忽，导致课堂上出现异常状况，就是因为上课前老师没有做实验，一切都想当然。当然做下水实验不仅仅是为了避免状况的出现，更重要的是老师可以通过实证更深入的了解实验，改进实验，而不是简单的对照教材做实验，而是有思考的去做实证的改进和尝试。2 .以真实数据为依据，强化学生的实证意识。在实验中，由于各种原因，经常会出现一些异常数据，而对于异常数据，很多老师和学生唯恐避之不及，究其原因一般大多是因为

12、操作有误，老师怕浪费时间，学生怕被老师批评,殊不知，每一个异常都是一笔财富，失败的实验通过分析原因，纠正实验更容易让孩子留下深刻的印象，从而达到更好的教学效果。所以要允许有失败同时又是真实的数据，以这个真实的数据为依据，可以分析存在的问题，强化操作要求，巩固操作技能，通过新旧数据的对比，可以进一步培养学生的实证意识。【案例5】四年级上册溶解单元第4课不同物质在水中的溶解能力“食盐和小苏打在水中的溶解能力”这一环节。取大约20克食盐和小苏打各一份，再把它们平均分成8小份，每份大约2.5克，分别溶解在两个装有50毫升的烧杯中。这个实验搅拌要求比较高，所需时间比较长，一般不会出现意外情况，但有一个组

13、出现了意外情况。它们食盐溶解了5份多，小苏打溶解了6份多，和大多数小组的结果不一样，一开始不肯汇报数据，汇报时还支支吾吾的，老师及时发现了这一情况，并把这一数据写在了黑板上，请大家帮他们分析，通过讨论，大家觉得两种烧杯换错了的原因比较大。找到了原因，并拟出了几个办法，小纸片标号，烧杯标号，贴标签记号等方法，老师让他们课后再重新做一遍实验,取得了良好的效果。老师和孩子在这个实验中都受到了很大的启发，为避免这种错误，养成了用贴标签和用记号笔标号的好习惯。一个不经意的错误，却让老师和孩子养成了实验标号的好习惯，我们不得不说失之东隅收之桑榆。翻开我们的科学史，有一些发现、发明就是在不经意中发现、发明的

14、，如心脏起搏器是一个“粗心错误”导致的伟大发明，橡胶轮胎也是“笨手笨脚”导致的发明。当然，我们不是要引导孩子出现实验差错，而是引导学生以真实数据为依据，尊重数据，在强化学生的实证意识的同时分析问题，改进实验。3 .以照片视频为突破，留存实验的实证样本。经典的实验需要珍藏，典型的实验方法和操作可以借鉴，快乐的实验可以分享，大数据时代的来临让数码影像的交流变得更方便快捷，如果我们把课堂中的实验视频、照片挑选一些发布到师生家长交流群中，可以更好的让孩子反思自己在实验中的行为，可以让家长了解孩子的表现，更重要的是分享实验现象，收获实验结果，同时更好的引导孩子开展课外探究实验活动。为此，我们开辟了由师生

15、家长组成的非常探究群，一起开展实验发布、交流、研讨活动等，通过照片分享，视频交流，实验展示的方式为突破口，不仅留存实验的实证样本，而且为促进实验改进和宣传提供了更多的借鉴材料。在这样的氛围中，我们做实验，我们拍照片，我们用视频，实验的兴趣在交流中得到培养，实证意识在研讨中得到深化，”实验的照片看一下”，成了我们很常用的科学语言。三、评必依据一在分析评价中深化实证意识。同样在学生科学学习的评议评价活动中，我们也要结合实证开展评议评价，充分放大科学学习中各方面表现的证据，让证据通过制定的标准来评价学生的具体表现。1.制定实验评分标准，引领核心素养发展。学期初，我们就组织部分学生代表讨论科学评价的方案，通过商议，制定方案，引导每个学生争取在科学学习上有优秀的表现。表1：小学科学科学学习表现优秀奖励方案课堂学习材料准备思考设计实验效率实验记录善于汇报认真倾听1-2星1-3星1-3星1-2星1-2星1-2星课外学习课外观察种植养殖实验研究阅读书籍记录思考交流分享1-3星ITO星1-5星1-5星1-5星1-3星评价要求：以科学记录本和科学作业本为记载木，根据实验证据和记录笔记等实证开展科学小组长初评，教师和学生代表议评活动，简要注明获星理由。学期初，我们把这个奖励方案进行公布，并张贴在醒目的地方，结合具体的每一节科学课进行评比表扬，对