科学课堂中引导学生用证据支持假设的探究

1、科学课堂中引导学生用证据支持假设的探究实验中学 孙阿芹摘要：科学探究的实质是发现问题、解决问题，学生的科学探究能力是通过完成探究活 动而形成和发展的。而从科学探究的一般步骤中可以看出，在科学探究中，作出假设并寻找 相应的证据支持自己的假设是关键。因此，教育教学专家们提出了 “川证据支持假设”的科 学课堂教学及研讨主题。在以“川证据支持假设”为主题的课堂中，可以真正实现课堂的主 动有效，因而值得我们去进行更深层次的探究与学习。关键词：科学课堂，引导，学生，证据，假设一、探究用证据支持假设的提出及意义1、用证据支持假设的提出科学探究的实质是发现问题、解决问题，学牛的科学探究能力是通过完成探究活动而

2、形 成和发展的。科学探究的一般步骤是：提出问题作出猜想或假设制定计划实 验搜集并整理有关信息和证据得出结论表达与交流探究结论。可以看出，在科 学探究中，作出假设并寻找相应的证据支持口己的假设是关键。也正因如此，教育教学专家 们提出了 “用证据支持假设”的科学课堂教学及研讨主题。2、探究用证据支持假设的意义“用证据支持假设”的提出，本着以学生的学为中心的思想，重在挖掘学生思维。在课 堂活动中，是学生提出假设，学生寻找支持自己假设的证据，一切课堂活动都以学牛为主体, 学生在课堂上积极、主动、有效率、有效果地学，教师充当引导者。这样的课堂，真正实现 t课堂的主动有效，值得我们去进行更深层次的探究与学

3、习。二、如何引导学牛进行假设1、“假设”与“猜测”、“猜想”、“假说”的区別在日常教学中，我们除了 “假设”，还经常用到“猜测”、“猜想”、“假说”等词语，并 且常常将它们等同起來，不加区分。为了准确把握假设的含义，我们有必要对它们进行一下 辨析。“猜测”是以自己已有的知识为基础，通过对问题的分析、归纳，或将其与有类 似关系的特例进行比较、分析，通过判断、推理对问题结果作出的估测。“假说”是一 种科学学说，是对某些自然现象的不完备的解释，还有待验证的学说，假说佇自己的逻辑推 理，已经形成一定规模或影响力。而对于“猜想”与“假设”，两者有-定的相同性，但乂 有些许的不同。课程标准指出：“根据经验

4、和已有知识对问题的成因提出猜想”，“对探究的 方向和可能出现的实验结果进行推测与假设”。由此可见，猜想主要是针对问题成因的，而 假设主要是针对问题结果的。也就是说，猜想可能不被证明，而假设，可以被证明。故此, 科学教学上的使川只能称之为“假设”。2、作好假设的意义及作好假设要遵循的原则假设是对有待解决的问题作了一定的预见性思考，为下一步的探究明确了方向，因此, 假设是科学探究的重要环节。在引导学牛进行假设时必须遵循一定的原则。旨先，我认为科学的假设必须以牛活（实 践）经验为基础，或者以科学原理为根据，并h不能与已知的客观事实或科学理论相互矛盾, 要能够运用已有的生活（实践）经验或科学原理来解释

5、。其次，我认为科学的假设对未知的 事物有一定的预测功能。最后，科学的假设应该能够通过逻辑推理验证或直接通过科学实验 验证，科学的假设应该能经得起实践的检验。3、怎样引导学牛进行假设要让学生提出有效的科学的假设，关键之一是引导学生确定假设与哪些因素有关系。另 一个关键是引导学生寻找因索变化的趋势，可以以大家熟悉的事物作类比。比如海水水压随 水深变化的趋势。此基础上教师提供给学生可假设的依据，询人的理论可作参考；已有的数 据可直接使用；生活中的经验可作基础。相信有了假设的依据，有了思考的基础，学牛定能 提出科学的假设。例如：海底吐界的主题探究中，在对海底lib界的水温作出假设时，我 先引导学生找岀

6、可能与海底温度相关的因素一一阳光、水深、水体的透明度等，先让学生联 系这些凶索在思维中形成一个大致的假设方向。接着我再引导学生以教室中阳而窗口的温度 与走廊的温度比较，然后引屮到海而到海底的温度变化。在这样的引导下，学生思维明朗清 晰，很快作出了科学的假设。三、如何引导学生寻找证据1、现存的课堂问题与改善方向和绝人部分青年教师一样，我常常发现学生在科学课堂上而对某些提问一-脸茫然，或者 一节课上完后对所学内容依然稀里糊涂，一知半解。因为我们在设计教学环节及问题的时候 往往忽视了学生原有的知识建构，超越了学生的思维高度，而课堂中过人的思维跨度常常令 学生似懂非懂，英至望尘莫及。因此，笔者认为，站

7、在学生的思维高度去设计课堂中的各个环节才能让学牛的思维真止 活跃起来，成为名副其实的课堂主体，至关重要！而在科学探究中，寻找支持口己假设的证 据的过程就是解决问题的过程，是科学探究的屮心环节，因此，在科学课堂屮，立足于学生 思维周度来引导学生寻找支持假设的证据意义重人!2、立足于学生思维高度，有效引导学生寻找支持假设的证据本着做好研究与学习的心态，围绕着“用证据支持假设”这一主题，我设计了海底世 界这一课题。继而在我县教研员杨老师和片长陈老师的引领下，在各兄弟学校老师们的支 持下，我先后三次在不同班级引导学牛探究这一课题。在探究海水的压强，即水压与水深的 关系时，我深知引导学生主动探寻到支持假

8、设的证据是课堂教学的关键。接下来我以三次课 中探究海水压强的不同引导过程作分析与探究。第一次课堂教学片断：教师：好，我们都感受到水压了！同学们对能看到过自来水管如果破了的话会往外冒水, 如果水比较急，它会冒得比较急，喷得比较远，而如果水比较缓，它会喷得比较近。刚刚我 们已经猜测了水压随着深度的增大而增大，那我们看课本86页这两幅图，根据我们的猜测, 大家觉得哪幅图符合我们捉岀的假设？学生：b、a （两种声音均有，且势均力敌）教师：接下来我们通过实验验证一下。大家看这里有一只瓶子，一只烧杯，请大家用这 只烧杯向瓶子中灌水，瓶子的某一方位有三个孔，请注意观察这三个孔出水情况。教师：大家观察到的现彖

9、是如哪个图？学生：a图。教师：也就是说，瓶子上的a、b、c三处哪处的水压最人？学生：c处。教师：那c处是深的还是浅的？学生：深的。教师：上面是浅的，而越往下越深。所以，结合我们观察到的现象，水越深床强越大!分析：无论从课堂上学生的表情还是师生互动的情况，都可以看出学生的思维很混乱, 在引导学生寻找证据的过程中，虽然教师对水压大小与水喷射距离远近的关系作了一定的引 导，但学生依然不能区分（相当一部分学生回答b图）。主要因为教师的思维引导不符合 学生的认知规律:从水的缓急立接就跳到了水喷射的远近,而未把水压与水的缓急关联起來, 前后环节的转换突然，学生理解休i难。经过课后研讨，老师们认为教师在引导

10、学生寻找证据时要给学生做好足够的思维搭建, 避免大跨度的跳跃性思维，可以通过多做设问的方法了解学牛的思维窩度，从而及时调整课 堂引导，力争让学生更加主动。根据老师们的建议，在第二次课堂教学中，我对引导学生探 寻水压随深度变化的证据之过程作了改进。第二次课堂教学片断：教师：这是人家根据已有经验做出的假设！实际如何呢？我们要通过实验来检验我们的 假设，看看实验得到的证据是否支持我们的假设！验证z前，我们首先来回忆一下，看到过 给花草浇水的口来水软管漏水的吗？学生：看到过！教师：漏水的地方在口來水水压很大的时候水会冒得怎么样？学生:冒得很高!教师：很高，也就是喷得更远，对吗？学生：嗯!教师：那如果现

11、在这个瓶子上有三个孔，深度不同，根据刚刚同学们的假设，灌满水后, 应该是下面孔喷出來的水远呢还是上面孔喷出來的水远呢？大家看课本86页，应该是哪一 个图符合大家的假设？学生：a图。教师:那我们接下來就要通过实验來验证我们的假设把水灌满了以后看实验现象是 不是这样的！学生完成实验验证教师：好，人家都观察到了实验现象，我们观察到的现象是？ a点的落点最？学生：近！教师：c处呢？学生：最远！教师：这个现象说明了什么呢，我们刚刚分析了，水喷得近和远跟压强有没有关系？学生：有！教师：为什么会近？学生：水压小！教师：c处喷得最远说明？学生：水压最大！教师：而我们知道，从水面往下深度是越来越？学牛：深！教师

12、：那么，从a处到c处是越来越？学生：深！教师：所以我们可以得出的结论是？学生：水压随着深度的增加而增人！分析：从这一次的教学片断町以看岀，教师增加了有1=1的的追问，而这些追问就如同在 两层楼z间铺设了楼梯，学牛沿着楼梯一步一步的爬上去了。而这些问题都是从学牛的思维 起点上一步一步地铺梨起来的，学生在这些问题的引导下渐渐地探寻到了支持自己当初的假 设z证据。在这次课后研讨的时候，老师们也觉得这次课堂引导比第一次的更有逻辑性，学生的思 考积极性在不知不觉中提升。同时，老师们建议教师再放开一些，先抛开课本（已给出的实 验图），只给学生适当的启发，然后让学生自c动脑筋设计验证实验。这也与本人的想法不

13、 谋而合，我决定尝试。且为了让学牛对深海海水水压的认识更为深刻，我补充了部分直观的 素材。第三次课堂教学片断：学生：随着深度的增加水压也会增加！（学生己捉出假设）教师：有没有同学认为是减少的呢？学生：没有。教师：那大家认为是增加就一定是增加的吗？学生：不一定！教师：大家也不敢确信。那就必须通过什么來验证？学生：实验！教师：那今天我们就來利用我们桌而上玻璃筒里的水來做验证实验，看看水床随着水深 度的增加会岀现什么样的变化呢。但是我们怎么利川这些水呢？我们必须首先怎么做？学生：设计（小声）。教师：嗯，要设计实验。怎们设计呢，川桌面上老师给人家准备的这个瓶了可不可以呢？学生：可以！教师：怎么设计呢？

14、老师在这里给大家一些启示。老师把这个袋子里面多灌点水，然后 拿出来，现在如果在这个袋子上戳一个洞会怎么样？学牛：漏水！教师：现在老师拿一根针在这边戳一下，看到什么现象？学生：（水喷）出来了！教师：如杲水压再大一点，怎么让水压再大一点？学生：挤一下就行了！教师：现在我挤一下，它会喷得更？学牛：远一点！教师：也就是说，水压人的时候它会喷得比水压小的时候要？学牛：远！教师：有了这样一个启示以后，同学们，你们能不能根据实验桌上的器材和水来设计一 个实验，探究一下水压随着深度的改变有什么样的变化呢？学生：能。（且多说同学开始小声说岀自匕的想法）教师：怎么做？盛xx!学牛4：在瓶子上澈几个孔，深度不一样。

15、教师：戳深度不同的几个孔！大家同意吗？学生：同意！教师：然后呢？学生4：灌水。教师：把水灌满后我们要看什么？学生4：出水，看谁喷得远！教师：看谁喷得远。这个方法行不行？学生：行！教师：行不行我们做了就知道了！现在瓶子上的小孔老师己经帮大家开好了，如课木 86页，老师在每个瓶子上山上向下开了三个小孔，那么，根据大家提出的假设，出水情况 应该如a图还是b图呢？学生：a图！教师：人家把自己的选择填在课木上！接下来我们开始寻找证据进行实验！v生完成探究实验教师：刚刚大家经过思考假设后选择了图a,那大家通过实验观察到的呢？如哪幅图所 示？学生:a!教师：好，我们把人家记录的实验现象交流一卞。郭xx。学生

16、5：现象是a处水的落点最近，c处水的落点最远。说明a处水压最小，c处水 压最人。得出的结论是水压随着深度的增加而增加。教师：我们刚刚已经通过实验证实了水压随深度的增加而增加。我们实验川的瓶子只有 这么一点高度，三点z间深度相差大吗？学牛：不大。教师：但是我们通过实验发现三点之间的水压有没有明显差距呢？学牛：有。教师：如果我将三个孔之i'可的深度差再加大一些，人家看老师讲台上的这瓶水，这三个 孔z间的深度差距是不是更大呢？学生：是。教师：那就请大家来观察一下从这三个孔中喷出的水的落点差距如何呢？教师演示实验教师：现象如何，与大家刚刚前面看到的现象相比，这三个孔喷出的水的落点差距更？学生：

17、人！教师：说明什么？学牛：三点z间的水压差距也更大！教师：那如果在海洋中呢？海底与海而之间的深度差是这么一点距离吗？学生：不是，差很大！教师：那么，随着海水水深的增加，水压到底有多人的变化呢？事实证明，海水的水深 每增加10米，水压就增加相当于一个大气压的压强。一个大气压的威力大家见识过吗？学生：马徳堡半球实验。教师：蔡xx,你來说一说！学生6：马徳堡半球要16匹马才能拉开！教师：被大气压压紧的马徳堡半球要动用16匹马才能将其拉开。如果还以增加10 x 深度为例，老师可以再换一个比方。当海水水深增加10米时，还相当于在这样一个一平方 米的桌而上增加约20000斤的物体，如果你是100斤，就相当

18、于多少个体重和你相等的人 站在一平方米的桌血上？学牛：200个！教师：我们再来看一个实拍短片！教师播放视频：密封的铁制牢油箱在海水中下降到离海面9米时瘪了。教师：我们在这个短片中看到密封的空油箱在水下9米的深处被压瘪了，说明此处的 水压如何？学生：很大！教师：那如果在100米深处其至更深呢？学牛：水压更大！教师:而实际上我们要探索的海底世界常常深达儿白米甚至儿千米，最深可达一万多米! 那这些地方的水压就更加大了 ！分析:在这一次的课堂引导屮，教师巧妙利用学生感受水压时的塑料袋启发并引导学生, 让学牛尝试利用桌血上的器材设计实验，这一环节的活动设计比起初宜接给出实验装置图更 有助于学生理解与接受，学生在不知不觉中就积极主动地探寻到了支持自c假设的证据，且 思维淸晰。为了便于大家更好地理解，教师又通过大家所熟悉的事例，引导学牛认识海水压 强，并通过更直观的视频资