原创《小学科学实验中问题的预设和解决策略以光是怎样传播的实验教学为例》
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《光是怎样传播的》这节课教学的主要思路是让学生在观察光和影关系的基础上,探究光的直线传播特点,从而科学的解释影子的成因,并为探索“光的反射”的特点奠定基础.本课的教学内容可以分为两部分:第一部分为光是怎样照到物体上的,通过开展相关教学活动,了解学生的初始想法.第二部分为验证光的传播路线,根据学生的初始想法开展探究活动.本节实验课具体是通过学生猜想光的传播路线、设计实验、实验验证、交流讨论、得出结论等教学环节完成教学内容,让学生联系实际生活、利用生活场景解决问题、就近思考解决实验问题、制作学具解决问题等,以此提升实验教学的效率.在科学实验教学中激发学生的知识和经验,挖掘学生的思维潜力,教师充分引导和放手的让学生积极参与到实验的全部过程,体现了科学探究式教学的理念.
1设计实验预设问题
“光是怎样传播的”教学的重点是设计实验、并验证“光的传播路线”.首先,让学生说一说“光是怎样传播的”.学生根据生活的经验,认为光是直的,得出了光以直线形式传播的猜想.有了问题的提出,接下来就是验证猜想,然后让学生根据课本中实验要求和实验材料的提示,进行实验设计.实验中,将3张同样大小的卡纸,在同中心的位置打1个硬币大小的孔,用夹子夹住卡纸底部,每张卡纸相隔同样的距离放在桌面上.第一次,让3个小孔在同一条直线上摆放卡纸,用光照射,观察第3张卡纸后面的纸屏上有没有光点,如果有光点就说明光是以直线的形式传播的,没有光点就说明光不是以直线的形式传播的.第二次,让3个小孔不在同一条直线上摆放卡纸,如果光屏上有光点说明光不是以直线的形式传播,没有光点说明光就是以直线的形式传播的.实验中涉及到了2个问题:①如何在3张卡纸的同一位置打硬币大小的孔;②如何将3个小孔放在同一直线上.学生在实验设计时,对这2个问题进行了深入的研究和激烈的讨论,提出了很多解决问题的方法.最后就是运用制作的学具进行验证,验证“光是如何传播的”,不仅提升了教学效率,同时也激活了学生的创新思维.
2联系实际解决问题
科学知识来源于实践,并最终运用于实践.让学生运用所学知识去解决实际问题,这也是对学生教育的最终目的.教学中要从实践中来,再到实践中去,不断拓宽学生的生活空间,让学生到课外广阔的天地去运用自己所学到的知识和科学的思维方式去观察分析社会现实问题,努力提高自己综合应用知识去解决实际问题的能力.学生在解决“如何将3个小孔放在同一直线的问题”时,首先是结合自己的生活实际,想象如何做到这一点.学生根据自己的经验、观察他人的做法和自己动手实验等方式解决了这一问题.学生主要采取的方法是这样的:在最后一张卡纸后放1枚硬币,如果在第1张卡纸的小孔前能完全看到第3张卡纸小孔后的硬币,就可以认为3个小孔在了同一直线上.学生联系实际生活,利用士兵打靶三点形成一线的原理解决了这个问题.既简单,又实用,体现了学生活跃的思维,学生的智慧来自于生活中的观察和积累.
3利用生活场景解决问题
生活场景中的实物很多,善于动脑的学生,在学习中可以很好的加以运用.在实验教学中,通过小组合作探讨如何解决问题,然后对设想的方案进行讨论和研究,确定可行的方案,最后再进行实验和改进.这样不仅能够调动学生思考、讨论和动手的兴趣,也促进了问题的解决.在解决“如何在3张卡纸的同一位置打1个硬币大小的孔”的问题时,学生通过小组合作探讨设计方案.在探讨中,笔者为学生设计了探究的内容和方向,比如需要用到哪些工具,每一步如何操做,效果如何.学生在小组合作学习中,形成了3种可行的方案.
方案一:将3张卡纸整齐叠放在一起,用圆规的针尖在纸张大致中心的位置扎穿3张卡纸.然后以穿透点为圆心,硬币的半径长度为半径分别在卡纸上画圆,再将圆剪掉.这样就做成了在同一位置打同样大小的孔的3张卡纸.
方案二:将3张卡纸整齐叠放在一起,将硬币放在卡纸大致中心的位置沿着硬币的周边画1个圆,将硬币移走并将圆剪掉,用同样的做法制作另外2张卡纸,这样就做成了在同一位置打同样大小的孔的3张卡纸.
方案三:分别找出这3张卡纸的中心位置,即用直尺测量,找到卡纸四边的中心点,然后将对边的点连接起来,两条线的交叉点就是卡纸的中心点,以中心点为起点,在交叉线上取距离中心点相同距离的4个点,然后将4个点连接起来变成长方形或正方形,再将长方形或正方形剪掉,其他2张卡纸也按照同样的方法制作.这样就做成了在同样位置打同样大小的孔的3张卡纸,这个孔虽然不是圆孔,但是长方形或正方形的孔同样能解决问题.
在解决“如何将3个小孔放在同一直线上”的问题时,学生的方法是让卡纸沿着桌子、尺子、文具盒等物品的边摆放可以使3个小孔放在同一直线上.因为桌子、尺子、文具盒等物品的边都是直的,将同样的大小的卡纸在相同位置打同样大小的孔,然后沿着直线排列,3个小孔自然就在同一直线上了.
4就近思考解决问题
就近思考问题是在学习解决问题的基础上,对学生进行及时、恰当的引导,让学生突破难点问题,提升学习的时效.学生在解决“如何将3个小孔放在同一直线上”时,有一部分学生提议将玻璃棒放入3个小孔中,然后再拿出来3个小孔便在同一条直线上了.但是在拿出玻璃棒的过程中玻璃棒可能会碰到卡纸,这样小孔的位子便会变动,从而导致3个小孔不在同一直线上.此时提问学生:“你们能不能用类似的办法做得更好?”其中有位学生的方法是这样的:①先测量硬币的周长;②将纸的两对边边长裁剪为硬币的周长;③将纸沿着这两边卷成纸筒并粘好;④将纸筒穿进3个小孔中.
用这种方法不用解释就能说明3个小孔放在同一直线上,而且纸筒不用拨出,也不影响实验效果,学生就近思考,恰到好处地利用硬币的周长做成大小适中的纸筒来解决了问题.
5制作学具解决问题
通过交流讨论,学生解决了“如何在3张卡纸的同一位置打硬币大小的孔”和“如何将3个小孔放在同一直线上”等问题,为实验的开展奠定了基础.接下了来让学生分组进行实验,验证光的传播路线.学生除了利用以上的实验方案验证了光是以直线的形式传播的,同时也制作了学具进行验证.其中一位学生将弯管和直管结合,制作了学具,更高效地解决了实验问题.需要的材料和工具为旧日历纸1张以及胶带、剪刀、尺子等.
制作过程:
(1)将旧日历纸用剪刀剪成大小相同的3份.
(2)将每份日历对折后做成长方体盒的形状.
(3)将其中1个长方体盒的一面的中间位置用剪刀剪1个与长方体盒口大小相同的开口.
(4)分别将另外2个长方体盒一面的最顶端剪1个与长方体盒口大小相同的开口.
(5)把端口剪好的2个长方体盒组合在一起并用胶带粘好.
(6)将粘好的长方体体盒与第一个中间有切口的长方形盒粘在一起,就做成了验证光的传播路线的学具.
使用方法:用手电筒照射学具的右侧面端口,在左边的两个端口观察.如果在左上端口发现了光线,那么说明光是以直线形式传播;如果在左下端口发现光线,那么说明光是以曲线的形式传播的.最后在实验中发现在左上端口发现了光线,从而验证了光是以直线形式传播的.学生制作的学具取材容易、制作简单、操作方便、实验效果明显,通过制作学具培养了学生动手能力和创新思维.
科学实验课中,大部分教学任务是通过学生分析问题、设计实验、验证实验,而获取知识和掌握技能的.实验涉及的问题很多,实验每一步都需要科学、合理的方法去解决.学生在做实验时,积极思考,动手操作.教师也要在教学过程中进行合理、及时的指导,体现了教师为主导、学生为主体、实验为主线的教学理论.最终解决了问题,提高了实验教学的效率,培养了学生的实践能力和创新能力.
科学实验论文参考资料：
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