以科學(xué)史為載體建構(gòu)探究性課堂

以科學(xué)史為載體建構(gòu)探究性課堂

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1、以科學(xué)史為載體建構(gòu)探宄性課堂【摘要】科學(xué)史是研究科學(xué)發(fā)展的歷史。其中蘊(yùn)含著組織、探宄教學(xué)的優(yōu)質(zhì)資源和豐富的科學(xué)思想與方法。在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中,適當(dāng)、合理引入科學(xué)史,能夠幫助學(xué)生理解科學(xué)內(nèi)涵、樹(shù)立科學(xué)精神。教師在實(shí)際教學(xué)中應(yīng)有意識(shí)地以科學(xué)史為載體,引導(dǎo)學(xué)生像科學(xué)家一樣,開(kāi)展科學(xué)探究活動(dòng)?!娟P(guān)鍵詞】科學(xué)史擺的研究探宄科學(xué)思維科學(xué)史是研宄科學(xué)發(fā)展的歷史。其中蘊(yùn)含著組織、探究教學(xué)的優(yōu)質(zhì)資源和豐富的科學(xué)思想與方法。在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中,適當(dāng)、合理引入科學(xué)史,能夠幫助學(xué)生理解科學(xué)內(nèi)涵、樹(shù)立科學(xué)精神?!稊[的研究》是教科版教材五年級(jí)下冊(cè)《時(shí)間》單元第

2、六課。本節(jié)課的內(nèi)容是繼前一節(jié)課“擺具有等時(shí)性”的學(xué)習(xí)后,學(xué)生接著研究“不同的擺自由擺動(dòng)的快慢是否一樣”“擺的快慢與什么有關(guān)”。筆者通過(guò)仔細(xì)研讀教材后發(fā)現(xiàn),這節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容既蘊(yùn)含科學(xué)史的教育,又能充分體現(xiàn)學(xué)生自主探宄的活動(dòng)。因此,選擇這節(jié)課為例,就如何合理利用科學(xué)史來(lái)建構(gòu)科學(xué)探究課堂談?wù)勛约旱目捶?。一、?chuàng)設(shè)情境引入新課,為質(zhì)疑和探究做預(yù)熱上課伊始,展示微視頻“伽利略單擺發(fā)現(xiàn)的故事”:1582年的一個(gè)禮拜天,18歲的伽利略走進(jìn)比薩的一座頂天主教堂。禮拜開(kāi)始不久,一位修理工人不經(jīng)意觸動(dòng)了教堂中的大吊燈,使它來(lái)回?cái)[動(dòng)。擺動(dòng)著的大吊燈引起

3、了伽利略的注意,他聚精會(huì)神地觀察,同時(shí)用脈搏來(lái)計(jì)時(shí),數(shù)著吊燈的擺動(dòng)次數(shù)。結(jié)果,他驚異地發(fā)現(xiàn),吊燈來(lái)回?cái)[動(dòng)一次需要的時(shí)間與擺動(dòng)幅度的大小無(wú)關(guān)。那么,擺的擺動(dòng)周期到底是由什么決定的呢?他發(fā)瘋似的跑回大學(xué)宿舍,找來(lái)了不同長(zhǎng)度的繩子、鐵鏈、鐵球、木球,用沙漏記下擺動(dòng)的時(shí)間,一次又一次重復(fù)實(shí)驗(yàn)。提出問(wèn)題:伽利略通過(guò)反復(fù)的實(shí)驗(yàn),又會(huì)有什么新的發(fā)現(xiàn)?在過(guò)去的教學(xué)中,經(jīng)常有教師為如何引入新課而費(fèi)盡心思,其實(shí),科學(xué)史中就蘊(yùn)含新課引入的良好素材。只是,教師常常忽略了科學(xué)史教育的功能,甚至教師本身缺乏科學(xué)史素養(yǎng),因此,不懂得去發(fā)現(xiàn)和挖掘素材??茖W(xué)史上

4、的一個(gè)小故事往往就是探究的興奮點(diǎn),教師創(chuàng)設(shè)各種有效的教學(xué)情境,將科學(xué)史有機(jī)地滲透到新課引入的教學(xué)中,能激發(fā)學(xué)生的好奇心和探宄欲望,為學(xué)生的質(zhì)疑和探究起到很好的預(yù)熱作用。二、沿著科學(xué)家足跡,重演科學(xué)探宄實(shí)驗(yàn)(一)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題出示擺的結(jié)構(gòu)示意圖(如圖1),讓學(xué)生了解擺的結(jié)構(gòu),引導(dǎo)學(xué)生觀察,提出問(wèn)題:擺的快慢可能與什么因素有關(guān)呢?教師根據(jù)學(xué)生討論,板書小結(jié)如下:擺的快慢擺繩長(zhǎng)度擺錘重量(二)提出猜想根據(jù)上述討論結(jié)果,引導(dǎo)學(xué)生大膽猜想,擺繩長(zhǎng)度和擺鍾重量到底是如何影響擺的擺動(dòng)快慢的?小組討論,提出本組的猜想。如:擺繩越長(zhǎng),擺的擺動(dòng)越慢?擺錘

5、越重,擺的擺動(dòng)越快?等等。(三)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)為了證明小組的猜想,這個(gè)實(shí)驗(yàn)可以怎樣來(lái)操作?小組交流討論實(shí)驗(yàn)方案,并回答問(wèn)題:①實(shí)驗(yàn)中需要改變的是什么條件?哪些條件必須保持不變?②如何獲得準(zhǔn)確有效的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)?③如圖2所示,你會(huì)選擇哪幾個(gè)裝置來(lái)完成你的實(shí)驗(yàn)?(四)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)器材準(zhǔn)備:鐵球、膠球、木球各1個(gè),擺繩1根,20秒沙漏1個(gè),平板電腦2臺(tái)。為了提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)的效率,盡量減少在實(shí)驗(yàn)操作中出現(xiàn)不必要的干擾,教師對(duì)實(shí)驗(yàn)材料進(jìn)行了改進(jìn),帶小鉤的鐵球、膠球、木球體積相同但重量不等,能方便掛取。擺繩上設(shè)置了三個(gè)節(jié)點(diǎn),將擺繩均分成三等份,以便改變長(zhǎng)度

6、。實(shí)驗(yàn)操作指南:1.四人一小組,分工合作,輪流操作擺、沙漏計(jì)時(shí)器,用平板電腦錄影、記錄數(shù)據(jù)。2.做改變擺錘輕重的實(shí)驗(yàn)時(shí),擺繩不動(dòng),依次在擺繩的下端更換擺錘。3.做改變擺繩長(zhǎng)短的實(shí)驗(yàn)時(shí),擺錘(鐵球)不動(dòng),依次將擺繩的上端縮短掛在鐵架臺(tái)小鉤上。4.實(shí)驗(yàn)一次記錄一次,重復(fù)三次,完成平板電腦中的實(shí)驗(yàn)記錄單。5.實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄眾數(shù),無(wú)眾數(shù)取平均數(shù)。例:13,13,14取眾數(shù)13;12,13,14取平均數(shù)13。實(shí)驗(yàn)記錄單:(五)得出結(jié)論學(xué)生提交實(shí)驗(yàn)記錄單,教師收集和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),并通過(guò)平板電腦展示全班各小組實(shí)驗(yàn)記錄結(jié)果的柱狀圖,引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)分析圖

7、表中數(shù)據(jù),如橫向比較、縱向比較、同一類比較、不同類比較等,從數(shù)據(jù)中找規(guī)律、推導(dǎo)結(jié)論。讓學(xué)生沿著科學(xué)家的足跡,重演科學(xué)探宄實(shí)驗(yàn),其實(shí)就是一種模擬的科學(xué)研宄。在教學(xué)過(guò)程中,教師可以依據(jù)科學(xué)史上的研究資料,結(jié)合學(xué)校現(xiàn)有的教學(xué)條件和學(xué)生當(dāng)前的認(rèn)知水平,讓學(xué)生去模擬科學(xué)家科學(xué)探宄的過(guò)程,去感知科學(xué)產(chǎn)生的真實(shí)背景和歷史經(jīng)過(guò),去重演科學(xué)家的思維軌跡和研宄的方法。把科學(xué)史與科學(xué)課堂教學(xué)有機(jī)結(jié)合,不僅有助于學(xué)生理解科學(xué)知識(shí)、掌握基本方法和技能,還增強(qiáng)了學(xué)生科學(xué)探宄的自信心,培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)思維。三、關(guān)注實(shí)驗(yàn)異常數(shù)據(jù),培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度和精神科學(xué)結(jié)論的得

8、出,必須建立在數(shù)據(jù)分析的事實(shí)基礎(chǔ)之上。然而,在收集與整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí),總會(huì)有個(gè)別小組的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常,這是不可避免的客觀事實(shí)。例如,A組實(shí)驗(yàn),不管是鐵球、膠球還是木球,大部分小組擺的擺動(dòng)次數(shù)都是18次,個(gè)別小組有19次或17次??墒牵?0小組的數(shù)據(jù)卻與眾不同,

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