小学科学+“科学发现日志”使科学学习更精彩

“科学发现日志”使科学学习更精彩 “科学发现日志”在小学科学教学中的应用研究【论文摘要】：科学课程是小学的基础课程，是科学启蒙课程。科学概念是科学教学的重要组成部分。笔者从平时地科学教学中发现，有许多科学教师会要求学生像学习生字词那样死记硬背教材中的众多科学概念，以为学生记住了一个又一个的科学概念就是学好了科学，其实这是走入了极大地误区。因为科学学习与其他学科的学习不一样，它是以直接经验为基础的一门课程。如果说教师没有给学生在领悟新的思想和掌握新的技能之后获得充分自信心的机会去理解概念，反而要求学生强记住了一个又一个的科学概念，那么几次以后，孩子们就习惯于被动的接受，习惯于死记硬背，对于自身能力的不足已经不能得到清醒的认识，这样的现象和结果并不是我们追求的科学教学。笔者就思考在科学学科上是否可以通过引导学生写科学发现日志，记录下他们的科学探索学习及发现的过程和内容，从而引领学生主动地收获概念，掌握技能，学好科学。于是笔者结合平时的教学工作在“科学发现日志是否能规范语言文字表达；是否能提高学生探索及发现能力；是否能激发学生学习科学的积极性和自主意识；是否能培养学生善于交流和沟通的能力”等方面进行研究，尝试后初有成效。【关键词】： 小学科学 “科学发现日志” 应用研究【正 文】：小学阶段是培养学生各种习惯的最佳时期，其中语文学科可以要求低段的学生每天练习写话，中高段的学生每天写日记来提高写作水平，同时养成一定的写作习惯。那么，在科学学科上，我们也可以引导学生养成写科学发现日志的习惯，通过让学生把他们的科学探索学习及发现的过程和内容写下来，即通过写科学发现日志的形式记录下孩子们在学习上的所得所失，令孩子们能够回过头去看看自己在求知探索之路上的开端以及一步一步探索下来的过程。引导学生写科学发现日志是在一个偶然的课堂上生成的，在执教四上溶解单元不同物质在水中的溶解能力一课时，学生通过实验发现常温下食盐比小苏打在水中的溶解能力强，而后就有学生提问“味精和食盐在水中的溶解能力哪个强？”考虑到课堂上没有准备味精，所以就因势利导，提议学生回家后进行探究实验，并通过写日志的形式将实验过程写下来。第二天收到学生的探究作业时，发现用这种日志的形式记录下探究的过程及现象可以较好地了解学生的课后探究情况，但从学生的日志内容也可以看出许多学生就是仅仅将实验结果简单的记录，只有一小部分学生是将实验的过程作为重点写的内容，几乎所有的学生都忽略了写实验过程中的现象分析及思考的过程和实验的收获。于是笔者就开始着手引导部分学生写科学发现日志。考虑到写科学发现日志也是初步尝试，并不知道效果是否理想，于是决定在一小部分学生中推广。结合学生年龄段的特点及平时学习任务的轻重，笔者最终决定选择五年级一个班及校本课程科学小实验班等两个班的学生开展写科学发现日志的活动。科学发现日志在科学教学中能起到怎样的作用呢？笔者结合科学教学工作，在此方面做了一些应用研究，现阐述如下：一、规范学生探索研究的书面表达。根据学生首次书写科学发现日志中存在的问题，笔者就如何写科学发现日志对这两个班的学生进行了辅导。提出了每次的科学发现日志应该包括以下几个方面的内容：材料准备，研究目的，实验的操作过程，实验现象，实验结果。重点突出写探究过程中的思考、发现及收获等。笔者还通过和学生一起探索研究然后写范文的形式来增补学生的发现日志，并规范学生的书面表达，结合教师的批阅，教导学生如何记录活动的内容。为了方便批阅和交流，笔者要求学生每人准备一个单独的发现日志本，统一在封面上用醒目的笔标上“发现日志”四个字，同时还提醒学生如果有必要地话可以在日志内容中插入图案。通过几次的引导，规范了发现日志的书写内容，笔者逐渐感觉到学生的发现日志已经有了很大程度的提高，不再是泛泛而写，也不再是记流水账的日志，更多的可以看出他们在实验中的思考过程及自己的新发现。有的学生甚至通过其他的成文方式来表述他的探索之路，从中可以看出他们的发现日志已经不仅仅是简单记录下自己的实验研究过程，更多的是记录下他们通过实验的点滴收获和进步的历程。规范的实验研究的书面表达将引领学生收获更过，将给阅读发现日志的读者提供更全面更感性的认识。二、提高学生探索及发现能力科学发现日志在刚刚推出的前期，笔者主要是结合教材中某一个学生感兴趣的探究内容引导学生进行尝试性的记录。如在执教五上生物与环境单元“做一个生态瓶”的一课后，提议学生回家自己制作一个生态瓶，并上交一份相关的科学发现日志。两周以后，从学生上交的观察日记中看到了他们的摸索历程。附叶永青、徐宁涵两位同学的发现日志：（一）9月15日制做一个生态瓶的过程：先将一个大可乐瓶上部剪去，然后到工地取一些沙子，将它们清洗干净后再放入可乐瓶中，再将玲珑山有机泉水倒入瓶中，放入水草，等水草能够在瓶内存活之后，再放入小动物。我的生态瓶虽然简单，但却是生机勃勃。9月17日 生态瓶内情况一切良好，3颗大螺蛳，5颗小螺蛳，2条金鱼，还有水草的生命迹象良好。9月19日 生态瓶情况： 已死亡1颗大螺蛳，原因可能是缺氧而死。1颗小螺蛳情况不稳定，尾部发白；小鱼似乎有一些产卵现象。一直在想为什么大螺丝会死去，难道是可乐瓶内的空间太小不能养太多的小动物，它是因为缺少氧气或食物而死去的吗？（二）我的生态瓶做生态瓶可不是一件好玩的事，需要严肃的对待。首先，我找来一个稍宽的、长长的、透明的、方方的玻璃瓶，底部无需泥沙，放入约十支富贵竹，再放入两条泥鳅，三颗螺蛳，便做好了。我会尽量满足动植物的一切需求。过了约摸七八天，瓶里的动物、植物都生活得好好的，没有一丝死亡迹象。倒是还添了三个幼小的生命大螺蛳生小螺蛳了。起先，小螺蛳是乳白色的，随后过了几天，慢慢的和她们的母亲一样了，壳上长满了斑斑点点。它们好小好小，比我的小拇指的指甲还要小。为了给这些小生命提供良好的生活环境，我可是天天给生态瓶换水的，否则瓶里的动物很有可能因氧气不足而死亡。真希望它们能无忧无虑地一直生活在我的生态瓶中，希望我能把生态瓶建设的更好！从学生上交的科学发现日志中都不难找到学生探索过程及发现问题和思考问题的过程，从他们的发现日志中同样可以看出在本次制作生态瓶的过程中的所得和所知，笔者从这次的发现日志中还欣喜的知道了有的学生甚至制作了三次生态瓶，瓶中的生物一次比一次存活时间长，最后一次的生态瓶中的生物整整存活了近两个月，这是不断探索、不断改进的成果，也是学生探索能力的一种体现。经过几次的练笔，笔者就尝试着引导学生从某一课的发现日志走向某一单元的发现日志。以五上运动和力单元为例，本单元研究的是机械运动，在研究运动的过程中让学生认识各种不同的力。选择了学生非常熟悉的小车作为研究对象，主要是研究小车在力的作用下怎样运动起来，不同的力对小车的运动产生怎样的影响，还选择了如测量力的大小等一些相关活动。通过这些活动引导学生认识到改变物体静止或运动状态必须有力的作用，作用力的大小、方向不同，对物体运动的影响不同。可以说本单元的内容是便于通过学生自主活动或探究实验来研究的，所以笔者鼓励学生结合单元教材内容记录下本单元自己的学习过程和发现内容。附五年级上册运动和力单元13课学生的发现日志片段：第一课：我们的小缆车为了探究多大的拉力能使小车运动起来，我们组选择从加一个垫圈开始，当组长加了两个垫圈后，我们惊奇地发现，小车竟然缓缓动起来了，但是一会儿就停了下来。原来是线太长了，小车不能从起点一直到终点。于是我们重新安装了缆绳，缆绳的长度差不多就是桌子的高度，这样就不会因为垫圈掉地而使小车停下来了，这可是我了不起的发现哦！调整缆绳长度后，小车运动挺顺利的，平均用了17.5秒就到了终点。然后，我们又加了两个垫圈，发现小车更快了，只用了15.1秒到终点，接着我们又加了四个垫圈，小车越来越快，仅用了11.8秒就到了终点，当时运动的轮子像“风火轮”似的。经过这次的实验，我们有了许多发现：只有一定大小的力才能使小车动起来；垫圈越多，小车运动越快哦！第二课：用橡皮筋作动力组装好小车后我转动车轴，让橡皮筋在车轴上缠绕一圈，然后把小车放在起点，一松手，小车便向前驶去，最远的一次行了20厘米。我又让橡皮筋在车轴上缠绕了两圈，撒开手，小车便飞快地向前驶去，最远行了32.7厘米。于是，我们又在车轴上缠绕了三圈，小车的发挥更是超常，疯狂地冲去。操作员一量，发现小车居然前进了41厘米。但是，当我们将橡皮筋在车轴上缠绕了5圈后居然发现小车前进了不到10厘米，这样的情况让我们大跌眼镜，再一次实验终于发现了原来是橡皮筋被拉得太长后弹力太大使得车轮原地打转的缘故。 经过实验，我们还是得出了一个结论：在一定的限度下，橡皮筋缠绕的圈数越多，弹力越大，作用在小车上的时间越长，小车运动的距离越远。第三课：像火箭那样驱动小车领到材料后，我们就以最快的速度将气球固定在小车上，然后由“大力士”负责吹气，但没有想到的是捏住气球口的手刚一松，小车才动了4厘米左右，怎么这么近啊！像四周其他组看了看，第6实验组的小车居然行驶了35厘米左右呢，问题在哪里呢？于是“大力士”再一次吹鼓了气球，气球明显是比第一次大很多，因为我们都觉得气球里气足一些，反冲力也会大一些，那么小车就能行驶得更远。但没有想到的是，这么大的气球最终也只能让小车前进了7厘米。这时的我们个个抓耳挠腮，都被眼前的现象给惹急了。这时，组长大喊一声，会不会是气放得太快了啊？“有道理！”“有可能！”大家似乎茅塞顿开，于是我们在喷气口安装了一个不起眼的小装置，嘻嘻，没想到第三次我们的小车居然前进了19厘米左右。一次比一次远让我们更来了劲，可惜实验操作时间结束了，但我们组都为这次的实验操作感到高兴。因为我们不仅发现了气球小车是被反冲力推动的，小车的运动方向和喷气方向相反，更发现了要成功就得动脑筋想办法，问题是可以被解决的。从学生的发现日志中不仅可以了解到他们当时的实验情况，更多地可以看出他们在实验中是在思考的。“重力”、“弹力”、“反冲力”等一个个的科学概念在他们的活动中都能较好地认识并应用，实验后写发现日志也就是在一定程度上整理探索及发现的过程，提高自身的学习能力。三、激发学生学习科学的积极性和自主意识科学学习要以探究为核心。探究既是科学学习的目标，又是科学学习的方式，亲身经历以科学探究为主的学习活动是学生学习科学的主要途径。探究既要强调动手做，也要强调动脑筋，既要关注科学知识，也要关注科学技能，更要关注感受体验。科学发现日志就是建立在动手实验、动脑思考的基础上，关注学生的成长和感受。经过几次的批阅，笔者发现部分学生已经慢慢喜欢上了写发现日志和教师交流， 从他们的日志中可以看出对探究活动和科学实验的喜爱。于是，笔者就注重从以下几个方面更好地引导学生写科学发现日志，从而激发学生学习科学的积极性和自主意思。（一）精心设计课堂上的探究活动，努力追求科学探究的有效性。科学探究活动是科学课堂中的主要活动，通过成功的探究，学生可从中获得巨大的自信心和满足感，并焕发出内在的学习积极性，学生的收获也应该是丰富多彩的。所以精心设计课堂上的探究活动，努力追求科学探究的有效性是科学教师在课前需花大量的精力和时间准备的。只有有效性充分体现，教师所设计的科学探究活动才会真正有助于学生学习科学积极性的培养，而不至于热闹的走过场，学生的发现日志也就有东西可写。如笔者在执教五上运动和力单元的第2课“用橡皮筋作动力”时，就明显发现精心设计的课堂探究活动能带给学生更多的收获。第一次采用的是完全放手式的探究模式。先出示本节课的目标（1）用橡皮筋给小车安装动力。（2）研究橡皮筋缠绕的圈数和小车行驶距离的关系。（3）认识弹力，了解弹力的产生。然后发给学生实验材料（每组一辆小车和2根橡皮筋）进行组装和研究橡皮筋缠绕圈数和小车行驶距离的关系。最后交流实验结果和发现，认识弹力，了解弹力的产生。本以为这样的设计可以很顺利地达成教学目标，但课堂中反映出的状况却令人相当的失望。本打算给学生15分钟时间来组装用橡皮筋作动力的车并完成橡皮筋缠绕圈数和小车行驶距离关系的研究活动，没想到10分钟过去了，只有几个小组安装好了橡皮筋作动力的车，15分钟的活动时间延长至20分钟，但最后还是有2个小组没有完成探究内容。可想而知，这堂课的设计还是存在很大的问题，至少学生的时间和精力分配是十分不合理的，更多的活动时间是应该放在探究橡皮筋缠绕圈数和小车行驶距离的关系上，而不是放在组装一辆用橡皮筋作动力的车上。发现问题后，笔者马上调整本节课的设计。第二次采用的课堂结构是：先用视频介绍用橡皮筋作动力的小车的制作方法，再出示本节课探究活动的主要目标：（1）探究橡皮筋缠绕的方向和小车行驶的方向有什么关系？（2）探究橡皮筋缠绕一圈和缠绕多圈时产生的弹力大小有什么关系？（3）探究橡皮筋缠绕一圈和缠绕多圈时产生的弹力作用在小车上的时间长短有什么关系？接着给每个组分发已经组装好的用橡皮筋作动力的小车，探究三个目标问题，并完成对缠绕圈数和小车行驶距离关系的实验及记录单。最后交流实验现象、结果，认识弹力及产生的原因。通过对比明显地发现，第二次学生在15分钟时间内有效地完成了对三个问题的探究，并促进他们更好地认识橡皮筋缠绕圈数和小车行驶距离的关系，关键是还增进了他们的研究自信。经历第二次的探究活动，学生的发现更多，感知更深，发现日志的内容也更丰富和精彩，同时也激发了学生参与探究活动的积极性。（二）丰富学生课后的探究活动，保持对科学探究的热情和积极性。写发现日志的素材是来自于学生的活动，写好发现日志的前提是经历了一个又一个的探究活动。如果说精心组织好课堂教学主阵地的科学探究活动，是最大限度地满足学生探究的欲望，使学生在科学探究中体验成功的快乐。那么，丰富学生课后的探究活动，就能更好地引导学生自觉地利用业余时间去探索、去研究。如在执教五上光单元“阳光下的影子”一课时介绍了古人曾经是用日晷来计时的，笔者发现学生对日晷的计时方法很感兴趣，当时在课堂上就询问了好多问题，如：日晷怎样放置；人们是怎样用日晷来计时的；一天之中，日晷的晷针都能在晷面上留下影子吗？根据这样的情况，笔者就在下课后发给学生日晷模型，一方面是为了丰富他们的课余生活，另一方面也是希望他们通过课后的自主探究和查询资料来解决各自心中的疑问，保持对科学探究的那份热情和积极性。笔者从学生精彩的科学发现日志中就足可以看出他们课后的确花了大量的时间在探索和探究，这样的效果和课堂上教师简单的介绍是截然不同的。（三）及时并积极地评价学生的探究活动。科学课的教学离不开活动，探究活动更是多数学生喜爱并乐于参与的活动。如何使科学探究活动的效能发挥地更好，学生的参与性更高呢？笔者认为不应该仅仅是让学生简单地参与到活动之中，应该更关注他们在活动中的所得所失，并及时地积极地对学生的活动进行评价，这样才能更好地帮助他们确立正确的探究思维，引导他们掌握一些正确的探究方法，从而促使学生保持那份对探索的热情和积极性。笔者就结合学生活动后所写的科学发现日志对学生进行及时地指导和评价，发现科学日志在此发挥了不可估量的作用。以执教五上年级光单元“做个太阳能热水器”为例，课堂上注重的是介绍太阳能热水器的基本工作原理和制作简易太阳能热水器的设计交流，学生的制作活动就放在了课后，在接下来的课堂上就开展了评价太阳能热水器和现场展示并比赛的活动，从学生的介绍、评价、展示和检验等活动来看，学生不仅将前一节课的内容融入其中，更可贵的是有些学生的作品是经过精心设计的，但由于课堂上的时间的确十分有限，并不容大家全面的交流，于是笔者就提议通过写科学发现日志的形式来交流各自的想法和设计。在批阅“我的太阳能热水器”的科学发现日志时，笔者不仅从中了解到了学生制作简易太阳能热水器的大致过程，更是了解到了他们在制作过程中遇到的困难及收获，有的学生甚至将自己的作品和其他同学的作品进行直接的比较，发现存在的问题，并提出了整改的措施，有的学生将自己独特的思考也写到了发现日志中，希望得到教师的认可。笔者就借助发现日志这个平台和学生进行交流，和学生探讨他们感兴趣的问题，并积极地对他们的活动进行评价和指导，让他们感受到那份成功和快乐，从而帮助学生建立浓厚的学习兴趣和积极地学习态度。四、培养学生善于交流和沟通的能力科学发现日志是学生把自己的探索及发现的过程和内容记录下来，这不仅能与科学教师及时交流探索活动的情况，并且也是与其他孩子互相交流、沟通的工具，同时也能通过发现日志与家人共同分享求知的快乐。笔者就尝试过在科学课堂上请个别学生亲自交流他们的发现日志，可以说上讲台交流介绍的学生个个都非常自信，因为发现日志的内容是来自于他们的实践活动，其他倾听的学生也显得非常认真，因为同学们讲的内容有的是是自己参与过的内容，有的是自己感兴趣的内容，有的是自己存在疑问的内容。考虑到课堂上交流介绍的时间有限，笔者就利用教室后面的专题栏定期组织展示部分非常有价值的科学发现日志，然后将优秀的发现日志装订成册，并配上一些艺术剪贴画对发现日志的内容加以阐述和补充。整理成册的科学发现日志本不仅供班级内部借阅，同时还在同年级的不同班级内借阅，并提倡阅读发现日志的过程中若有疑问或感兴趣的内容可以向作者去进一步的了解，若有机会可以一起探索、研究。由于科学发现日志记录下了孩子们在科学学习上的所得所知，所以，家长就可以通过发现日志来了解自己的孩子学习科学的基本情况，因此，笔者就建议学生定期将发现日志带回家与家长一起欣赏和交流，并要求家长能对孩子的发现日志进行点评和交流。笔者从家长的反馈信息中了解到，他们对这项活动还是很支持的，觉得通过孩子的发现日志，使他们在一定程度上能进一步了解科学这门课，并且也能促使孩子在活动后记录并反思。可以说合理利用科学发现日志不仅能提高学生的学探索及发现能力，在一定程度上更能培养学生善于交流和沟通的能力。通过尝试发现，科学发现日志不仅可以作为评价学生学习科学的内容之一，还能作为一项鼓励发展学生语言能力而推出，更值得关注的是学生通过探索及发现将内容记录、整理和反思的过程不仅能让学生理解、接受相关的科学概念，激发学生学科学的兴趣和积极性，更能促进孩子的成长，使得科学学习更精彩！【参考文献】：1、科学究竟是什么 教育科学出版社 张红霞2、小学科学课教学案例 长春出版社3、科学（3-6年级）课程标准（实验稿） 北京师范大学出版社8