小学科学教学中学生证据意识培养的思考与实践.docx

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1、小学科学教学中学生证据意识培养的思考与实践发展学生核心素养是教育部“立德树人根本任务的一项重要举措。义务教育小学科学课程标准（2017版）中明确指出，小学科学课程是以培养学生科学素养为宗旨，促进学生全面发展的基础课程。科学的本质是求真、实证的过程,必须用事实说话。小学生在科学学习中，经历探究实践，学会实事求是用证据发表意见，具有重要教育价值。-培养学生证据意识的重要性通过相关调研，小学科学教师认为小学科学学科核心素养不仅仅体现在三维目标的某一个维度，而应该是三维目标的整体体现，应该落实在课堂教学中。从问卷数据可见，教师认为情感态度价值观维度最重要的是学生对科学的兴趣与热爱；其次就是注重证据、实

2、事求是的科学态度（见表1）。表1科学教师认为情感态度价值观维度的重要表现科学情感态度价值观维度素养（比例）对科技的兴趣与热爱79.7%注重证据、实事求是的科学态度54.1%尊重生命、保护自然的意识39.0%科学严谨的思维方式38.5%合作交流、乐于分享29.4%大胆想象、勇于创新的意识26.4%关注科技与社会、生活、环境的联系20.3%持之以恒、坚忍不拔的精神6.1%为科技创新不断提升自己的责任感3.0%尊重、保护知识产权的意识1.7%证据是可作为证明某种观点、结论等的事实依据，包括文字、图像、数据、案例等。证据是相对中立、相对客观，不以人的主观愿望、情感偏好为转移的。证据的收集与分析是科学课

3、的重要特性之一，在小学科学教学中培养学生的证据意识，是科学学习活动必须始终坚持的基本价值导向。并且，培养证据意识有助于学生以严谨的、事实求是的科学态度去描述和解释世界。二培养学生证据意识的现状然而当前小学科学教学中，证据意识依然存在一定的缺失。主要体现在以下三点：（-）忽视证据意识的培养教师在教学中，往往比较关注知识本身，弱化了对学生证据意识的培养。部分教师在提问或者交流汇报时，常常只请有利于教学的学生发言，并且学生只要一讲到正确答案，教师就顺理成章地开始下一个教学环节，缺少对答案的深入探讨，使学生对所学内容浮于表面。（二）忽视证据获得的过程小学生在科学学习过程中，往往受约于生活经验的影响，忽

4、视证据获得的过程,在实验或者探究时凭直觉思维,只关注表面现象，很少深入思考现象背后的原因，缺少用多种科学方法来证明结论的意识和习惯。（三）忽视用证据表达的习惯在很多探究实践活动中，小学生通过实验所获得的证据与自己原来的想法相矛盾时，对证据的准确性往往无法判断，不能做出正确的解释，就会简单地认为实验不成功。汇报的时候，学生所呈现的证据也是五花八门,有的小组甚至没有证据,只能附和其他小组汇报，结果人云亦云。三,培养学生证据意识的实践(-)细化教学设计，凸显证据的重要性小学科学学习活动中很多内容和结论都是依据有效证据来揭示事物的特点和规律的。在教学中,证据的获得往往离不开科学实验，如何让学生获得有效

5、证据？教师就要从实验教学设计入手，细化实验教学的每一步，从设计实验表格、指导学生动手实验、观察实验现象、比较实验数据等，帮助学生养成和获取证据。在教学中，教师不仅要关注实验过程，还要关注学生的实验方法是否科学，获取的证据是否可靠，这样有助于学生养成实事求是、尊重证据的科学态度。如学生在开展”比较杯子的保温效果”的实验时，实验用的杯子是生活中常见的物品，品种较多。为了尽量做到实验的客观公正，教师首先引导学生将各种实验用的杯子进行分类，按照双层真空玻璃杯、单层玻璃杯镀银玻璃杯、不镀银玻璃杯不锈钢杯子、玻璃杯子”分成了三组，便于每一组都能进行相对客观公正的比较。其次教师在设计实验记录单时，就有意识地

6、引导学生将每组样本都进行两次以上的实验，这样就能获得更多数据。最后为了有效进行保温性能的比较实验，实验单内加入了起始温度”这一栏，随后在3分钟、6分钟时分别记录，并且计算出温度下降的度数。这样的实验记录单，细化了实验的步骤，丰富了实验的数据，便于学生通过分析数据获得有效证据(见表2)。表2“比较杯子的保温效果”实验记录单对比组的材料第一组材料：双层真空玻璃杯；单层玻璃杯；第二组材料：镀银玻璃杯；不镀银玻璃杯第三组材料：不锈钢杯子；玻璃杯子名称：第一组材料起始温度()3分钟温度()6分钟温度()温度下降度数()保温性能第1次实验双层真空玻璃杯7268657强单层玻璃杯7670.565.510.5

7、弱第2次实验双层真空玻墙杯757167.37.3强单层玻璃杯7268.361.810.2弱第次实验(注：第二组，第三组样本的实验记录略)实验完成后，有些教师会直接问学生通过实验你得出什么结论？但事实上，小学生还不具备逻辑完整的分析推理能力。这时教师要引导学生对实验记录单进行观察，从记录单的数据中找出规律和线索，如开展有层次的提问：观察这组实验数据，你发现了什么？有什么特点？温度下降度数少说明了保温性能怎样？温度下降度数大，又说明了保温性能怎样？通过教师层层深入的引导，提示学生纵向、横向观察比较，让学生在实验数据对比中深入思考，获得有效证据，得出双层真空玻璃杯的保温效果好”的结论。(二)巧用数字

8、化实验，重视证据直观性小学科学教学活动中,有些内容学生无法用传统实验获取证据,只能通过学生的感官或者书本知识给予定性的结论。随着信息技术的日新月异，教育教学的信息化程度也在不断地发展。数字化实验有效弥补了传统实验的不足，让许多实验现象变得直观，更好地帮助学生获取证据。1 .让隐形的证据显性化在科学教学中，看不见、摸不着的物质对小学生来说通常是教学的难点，因为学生对这些物质没有具像的思维。例如在日常生活中，我们只能用耳朵来判别声音的高低和轻响，如何把看不见的声音让学生看见？数字化实验就突破传统实验的限制，让学生不仅能听到声音，还能通过画面看见声音的形态，并且了解这种形态与振动的关系。在教学中，学

9、生初步认识到因为物体的振动产生了声音，那声音到底是怎样的呢？声音的轻响与什么有关？音调的高低与什么有关？传统实验大多依赖学生的感官,恰恰缺乏的就是对声音的观察、记录、描述和分析的实验工具，因此学生往往因为难以获得证据，而造成对声学规律的认知障碍。在数字化实验中，学生运用数字化实验设备中的声传感器进行实验。首先通过演奏乐器，让学生仔细听声音，知道声音有响度和音调的不同。其次利用传感器相关软件，截取声波图片，观察声音在轻响和音调高低时，声波图形的不同。最后开展两组对比实验，实验一是发出同样轻响的声音,控制音调高低不同,通过惯出声波，开展音调高低与声波的振动频率是否有关的实验（见图1、图2）。实验二

10、是发出同样音调的声音，控制声音的轻响不同，通过观察声波,开展声音的轻响与声波的振幅是否有关的实验（见图3、图4）o通过数字化实验,学生可以清晰看出声音的轻响与声波的振幅有关;音调高低与声波的振动频率有关。图1振动频率慢-音调低图2振动频率快一音调鬲图3声音轻-振幅小图4声音响-振幅大小学生对图形的理解比较敏感，因此在声音教学中，把学生看不见、摸不着的声音变成图形巧妙融于探究活动中，让实验现象显性化，这符合小学生年龄认知特点，易帮助他们获取形象、直观的证据去了解声音变化的规律，认识到事物的表象和内部结构之间的关系。2 .让丰富的证据更优化在数字化实验教学过程中，教师要充分利用学生已有的生活经验、

11、感性认识等，设计丰富的实验来优化证据，突破教学的重点和例如在教学热辐射一课时，结合生活经验，学生知道人们通常在夏季穿着淡颜色的衣服，在冬季穿着深颜色的衣服，这是为什么呢？如何证明物体吸收太阳辐射热和物体表面的颜色深浅有关系呢？传统实验是在室外太阳下，用温度计来测量，温度的记录是间断的，只能粗略反应物理现象和过程。这个实验通常只选择黑白两种颜色进行比较，然后就得出科学结论，这样的探究因为样本少而显得不够全面，结论的得出往往显得匆忙而草率。针对实验的不足，教师在选用数字化实验的同时，自制了四组物体表面颜色深浅不同的实验器材（深绿-浅绿、青蓝-淡蓝、酒红-粉红、深黄-浅黄），该器材可以反复使用。在实

12、验中，学生先用传感器比较黑白两色吸收辐射热的本领大小，收集数据，讨论并分析得出黑色的物体表面吸收辐射热的本领较大。然后再进行表面颜色深浅不同的四组实验材料吸收辐射热的本领大小对比实验。最后学生把五组实验数据进行比较，也可以转化为统计图形分析，从中得出物体表面颜色深，吸收辐射热的本领较大”的规律。在这个实验中，数字化实验替代了传统的温度计，高效的数字化实验系统，采用实时记录的方式，一分钟内可以获取30组实验数据，并且短时间内就可以把所有数据汇总完毕，数据量之大是传统实验根本无法达到的，它还能够根据要求把数据优化为折线图、统计图，为学生用多个样本进行归纳总结扫清了障碍。学生获得数据，分析数据的过程

13、，不仅是科学探究的过程，也是学生积累和优化证据的过程,注重培养学生从小数据到大数据的过渡，让学生以数据论证，用图表展示，用实证说话，这样科学教学的科学性才能够得到保证。数字化实验大大提高了实验的速度和精度，也为学生提供了丰富、真实、直观的证据。（三）关注猜想和解释，提升证据有效性1 .用证据验证猜想在科学教育范围内，学生要科学地认识所处的客观物质世界，需要通过寻找各种证据来完成。由于学生的认知能力和认知方法存在一定的局限，他们对物质的本质、科学概念、规律的认识不可能一次完成，只能用已有知识寻找证据，探究新知，一步步接近科学的本质。如在教学热胀冷缩”这一内容时，老师出示了瘪的乒乓球，问谁有办法使

14、瘪的乒乓球鼓起来？学生讨论了两种方法，一是用热水泡，二是用电吹风吹热风。学生实验后，这两种方法都能使乒乓球鼓起来。老师问：同学们用加热的方法都能使乒乓球鼓起来，这是什么原因呢？学生说：受热膨胀了。老师继续追问：使瘪的乒乓球鼓起来，是谁受热膨胀起到了决定因素呢？学生提出了三种猜想：乒乓球和空气同时受热膨胀，两者共同作用，缺一不可；乒乓球外壳受热膨胀了；乒乓球里面的空气受热膨胀了。有了猜想，如何才能获得证据呢？学生经过思考、讨论认为：可以把瘪的乒乓球戳一个小孔，然后泡入热水，因为此时乒乓球内的空气流走了，仅靠球壳受热膨胀是否能使瘪的乒乓球鼓起来呢？学生通过多组实验探究,发现单凭球壳受热膨胀并不能使

15、球鼓起来。最后经过不断的排除，学生一致认为，用加热的方法使瘪的乒乓球鼓起来的根本原因是球内的空气受热膨胀。在这个实验活动过程中，学生结合原有的科学知识对新的问题展开了猜测，通过实验探寻证据，用证据对猜测进行检验，最后结合实验结果和原有模糊认知，从含混、杂乱的理解中整理出清晰、明确的证据，并用证据来解释科学现象。2 .用证据进行解释科学是一种实证的系统。科学课的重要特性之一是对证据的追求和尊重，在教学过程中教师要引导学生能实事求是地进行分析，在各种可能性中选择合理方案，用实证证明、用证据解释结论。在教学热传导”一课时，其中一个环节是探究在不同金属中热传递本领的大小。传统的实验是在铜棒、铁棒、铝棒等上确定几个等距的点，用火柴梗涂上凡土林固定，用酒精灯加热金属棒，观察火柴梗落下的先后顺序，判断不同金属传递热本领的大小。这个实验对环境和测量手段要求高，使得实验处于想做而做不出，做得出又做不好”的境地，学生所观察的实验现象达不到理想的实验效果,在科学解释上就显得极为牵强。随着实验器材的更新迭代，教师采用了温度传感器，大大提高了实验精度，将原本定性观察实验升级为了定量研究实验，用丰富的数据为学生提供了解释科学现象的证据（见表3）。表3比较金属热传导性能实验单比较三