臨沂市小學(xué)科學(xué)解暗箱課堂教學(xué)策略研究討論稿

1、臨沂市小學(xué)科學(xué)“解暗箱”課堂教學(xué)策略研究（討論稿）二一一年三月臨沂市小學(xué)科學(xué)“解暗箱”課堂教學(xué)策略研究（討論稿）【策略構(gòu)想】在科學(xué)研究中，暗箱即控制論中的“黑箱”，是指那些不能打開或不能從外部直接觀察其內(nèi)部狀態(tài)的系統(tǒng)。這些“暗箱”內(nèi)容是不能直接感知的，但根據(jù)一定的可感知的的外部情況，可以間接推斷出來，這一過程即是“解暗箱”的過程。“解暗箱”方法是小學(xué)科學(xué)課上最常見的學(xué)習(xí)方法之一。小學(xué)科學(xué)教材中有許多課題屬于解暗箱的課題。這些課題通過引導(dǎo)學(xué)生反復(fù)感知那些可感知的事物的外部情況，研究有關(guān)事實，抓住推理的突破口，間接推斷出事物的本質(zhì)和特征，探索其內(nèi)部奧秘。實質(zhì)上解暗箱是由表及里進(jìn)行探究的科學(xué)方法，運

2、用的是一種邏輯思維方法，從另一個角度為人們提供了一條認(rèn)識事物的重要途徑?！敖獍迪洹睂W(xué)習(xí)方法能夠調(diào)動學(xué)生思維的主動性，引導(dǎo)學(xué)生開展豐富的想象，對培養(yǎng)學(xué)生的思維和想象力很有價值。由于暗箱的解決主要是通過邏輯推理的，所以最終結(jié)果有可能并不是唯一的，這就可以大大促進(jìn)學(xué)生的發(fā)散性思維。除此之外，解暗箱方法還能培養(yǎng)學(xué)生的邏輯判斷能力、推理能力、創(chuàng)造能力和應(yīng)用科學(xué)知識解決實際問題的能力，并激發(fā)學(xué)生對科學(xué)探究的濃厚興趣。【教學(xué)策略】總結(jié)運用升華暗箱模擬驗證揭示暗箱依據(jù)事實猜測暗箱創(chuàng)設(shè)情境發(fā)現(xiàn)暗箱1創(chuàng)設(shè)情境，發(fā)現(xiàn)暗箱學(xué)習(xí)目標(biāo)：在觀察、思考中引發(fā)問題，發(fā)現(xiàn)暗箱。操作要領(lǐng)：教師要依據(jù)教學(xué)目標(biāo)，遵循學(xué)生認(rèn)知規(guī)律，巧妙

3、創(chuàng)設(shè)問題情境，引領(lǐng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)“暗箱”。2依據(jù)事實，猜測暗箱學(xué)習(xí)目標(biāo)：圍繞暗箱外部發(fā)生的事實對暗箱內(nèi)部構(gòu)造或成因進(jìn)行預(yù)測或做出合理地假設(shè)性解釋。操作要領(lǐng)：以小組或以全班為單位，針對發(fā)現(xiàn)的暗箱，引導(dǎo)學(xué)生有理有據(jù)的猜想，找準(zhǔn)打開“暗箱”的突破口。3模擬驗證，揭示暗箱學(xué)習(xí)目標(biāo)：制定方案，實施探究，得出結(jié)論。操作要領(lǐng)：圍繞猜想假設(shè)，采取分組活動的方式，制定方案，并依據(jù)方案開展模擬、驗證等活動，揭示暗箱。4總結(jié)運用，升華暗箱學(xué)習(xí)目標(biāo)：梳理總結(jié)解暗箱的方法。操作要領(lǐng)：引導(dǎo)學(xué)生回顧探究過程，提煉方法，并能在生活中予以應(yīng)用。【策略解讀】1創(chuàng)設(shè)情境，發(fā)現(xiàn)暗箱一切探究活動都是從問題開始。解暗箱課中的“暗箱”就是要解決

4、的問題，我們要善于運用各種教學(xué)方法和手段創(chuàng)設(shè)典型的情境誘發(fā)學(xué)生產(chǎn)生問題并發(fā)現(xiàn)暗箱。教學(xué)中我們可以通過創(chuàng)設(shè)各種各樣的情境，如交流課前搜集的文字資料、觀看電影片段、觀察圖片、實物展示等方法，引導(dǎo)學(xué)生對日常生活和自然現(xiàn)象進(jìn)行觀察，發(fā)現(xiàn)與科學(xué)有關(guān)的問題現(xiàn)象，通過思考，對問題現(xiàn)象作進(jìn)一步的思維加工，演變?yōu)橐粋€個具體、明確的科學(xué)問題。在問題情境中，教師要注意引導(dǎo)學(xué)生從不同角度、不同層面進(jìn)行思考，提出不同的問題，并對問題進(jìn)行歸納、整理、分類，在此基礎(chǔ)上提取出有研究價值的、學(xué)生感興趣的、有利于發(fā)現(xiàn)暗箱的問題。2依據(jù)事實，猜測暗箱猜想與假設(shè)是科學(xué)思維的一種形式，是研究者根據(jù)已知事實材料和科學(xué)知識對所研究的問題做

5、出的一種猜測性陳述，是對問題中事物的因果性、規(guī)律性做出的假定性解釋。猜想與假設(shè)是找準(zhǔn)暗箱突破口的基礎(chǔ)。猜想不是瞎猜瞎想。面對未知現(xiàn)象，教師要引導(dǎo)學(xué)生主動調(diào)動自己已有的知識和經(jīng)驗進(jìn)行分析研究，要有理有據(jù)、合乎邏輯地說明問題，將已知的某些事件與觀點與未知現(xiàn)象聯(lián)系起來，在頭腦中與所熟悉的模型或現(xiàn)象進(jìn)行聯(lián)想和類比。（如果這種未知現(xiàn)象在生活中找不到熟悉的模型或現(xiàn)象進(jìn)行聯(lián)想和類比，那就需要學(xué)生借助外部因素在頭腦中初步勾勒事物發(fā)生的虛擬表象或過程。）這個環(huán)節(jié)一般要以小組或全班為單位，針對要研究的問題，注意引導(dǎo)學(xué)生充分運用感知來有根有據(jù)的猜想，要層層深入，體現(xiàn)猜想思維的邏輯性和縝密性，進(jìn)而找準(zhǔn)打開“暗箱”的突

6、破口。3模擬驗證，揭示暗箱本環(huán)節(jié)分為四步：制定方案、實施探究、展示交流、揭示暗箱。（1）制定方案探究并非僅限于學(xué)生的動手實驗。開動腦筋設(shè)計實驗，討論制訂實驗的方案，同樣是探究。讓學(xué)生針對要研究的問題，結(jié)合對暗箱外部信息的了解和內(nèi)部成因的假設(shè)，制訂方案。解暗箱的方案要依據(jù)“暗箱”內(nèi)容而定，有些“暗箱”可以采取模擬實驗進(jìn)行驗證的方式解決；而有些“暗箱”可以采取直接打開進(jìn)行觀察驗證的方式來解決。制訂方案時要發(fā)揮教師引導(dǎo)、幫助、點拔的作用，通過師生之間開展雙向或多向的課堂交流，經(jīng)過認(rèn)真的思考和反復(fù)的討論逐步完善方案。方案制訂以后，還要引導(dǎo)學(xué)生弄清應(yīng)該選擇哪些實驗器材、應(yīng)當(dāng)注意什么問題、如何進(jìn)行實驗記錄

7、等等，要為實驗探究做好一切準(zhǔn)備工作。（2）實施探究實驗探究時，學(xué)生要全員參與，分工合作，認(rèn)真觀察，細(xì)心測量，要搜集事實材料，用語言、圖畫、表格、數(shù)字等喜愛的方式記錄實驗的結(jié)果，表達(dá)自己的感知和體驗，要自覺的把實驗過程中的發(fā)現(xiàn)與自己的預(yù)測或猜想進(jìn)行對照。在學(xué)生動手實驗的過程中，教師要主動參與到學(xué)生中間。還要特別留意觀察學(xué)生的行為表現(xiàn)，指導(dǎo)學(xué)生正確操作。鼓勵小組之間互相學(xué)習(xí)、借鑒，引導(dǎo)學(xué)生把動腦與動手結(jié)合起來，及時表揚學(xué)生的發(fā)現(xiàn)，特別是獨特的發(fā)現(xiàn)和新穎的觀點。要引導(dǎo)學(xué)生用多種方法進(jìn)行實驗，鼓勵他們在實驗中進(jìn)一步改進(jìn)和完善實驗的方案，主動發(fā)現(xiàn)并提出新的探究問題，使探究活動不斷向深層次發(fā)展。（3）展示

8、交流展示交流是揭示暗箱的重要一環(huán)。教師要引導(dǎo)學(xué)生對獲得的感性認(rèn)識進(jìn)行去粗取精、去偽存真、由表及里的整理加工，并能與前面的猜想與假設(shè)進(jìn)行比較驗證，從而得出理性的結(jié)論。在這個環(huán)節(jié)中先讓學(xué)生匯報實驗的方法、實驗過程中觀察到的現(xiàn)象、自己的親身體驗和感受，也就是先匯報事實再展示結(jié)果，達(dá)成共識。（4）揭示暗箱在學(xué)生經(jīng)過模擬驗證后，教師要把握時機(jī)，將科學(xué)的研究結(jié)論予以呈現(xiàn)，打開暗箱。4總結(jié)運用，升華暗箱認(rèn)識規(guī)律告訴我們，只有認(rèn)識的第二次飛躍，才具有實踐意義。在引導(dǎo)學(xué)生推理想像解開暗箱的基礎(chǔ)上，最終的落腳點要放在怎樣運用掌握的解暗箱的方法解決實際的問題，并形成技能?！窘虒W(xué)案例】火山教材分析：本課是青島版科學(xué)教

9、材五年級上冊第一單元第2課火山。本課是在學(xué)生認(rèn)識了地球內(nèi)部構(gòu)造及特征的基礎(chǔ)上，借助對火山成因的探究，引領(lǐng)學(xué)生進(jìn)一步認(rèn)識地球內(nèi)部的物質(zhì)組成及其運動變化。教學(xué)中鑒于學(xué)生在生活中不可能親眼看到火山噴發(fā)的樣子，即使對火山有所了解，那也是膚淺的、基于表面的，所以教材的設(shè)計思路是：先為學(xué)生提供有關(guān)火山噴發(fā)的資料，啟發(fā)學(xué)生在事實基礎(chǔ)上思考火山噴發(fā)的原因，借助觀察火山噴發(fā)的外部現(xiàn)象進(jìn)行合理猜測，通過模擬實驗進(jìn)一步探究火山的成因，這在教學(xué)中是個重點和難點。本課是典型的“解暗箱”式的課堂教學(xué)類型。教學(xué)目標(biāo)：1探究目標(biāo)能用簡單的器材作模擬實驗；會查閱書刊及其他信息源；能選擇自己擅長的方式表述研究過程和結(jié)果；能嘗試用

10、不同的方式分析和解讀數(shù)據(jù)，對現(xiàn)象作合理的解釋。2情感目標(biāo)愿意合作交流；喜歡大膽想象；能從大自然中獲得美的體驗；意識到火山既可以帶給人類好處，也會給人類帶來負(fù)面影響。3知識目標(biāo)通過教學(xué)使學(xué)生初步知道火山是由于地球內(nèi)部高溫、高壓而引發(fā)的一種自然現(xiàn)象；能通過模擬實驗理解火山形成的原因。教具準(zhǔn)備：1學(xué)生用：土豆泥、番茄醬、200ml燒杯、漏斗、三腳架、石棉網(wǎng)、酒精燈、火柴。2教師用：自制PPT、“危地馬拉火山”視頻資料、“火山形成原因”視頻資料。教學(xué)過程：1.創(chuàng)設(shè)情境，發(fā)現(xiàn)暗箱同學(xué)們，今天老師給大家?guī)砹艘欢我曨l（2010年5月27號危地馬拉火山噴發(fā)現(xiàn)場），想不想看？請同學(xué)們認(rèn)真觀看視頻并思考，視頻中

11、發(fā)生的是什么現(xiàn)象？你看到了什么？（播放視頻）師：誰來說一下，通過這段視頻你看到了什么？生1：火山噴發(fā)時有紅色的巖漿噴出，同時還有濃煙冒出、石塊飛出。生2：我看到火山噴發(fā)時紅色的巖漿像液體一樣流出。生3: 火山危地馬拉實地記者阿其拉被火山噴出的石塊擊中導(dǎo)致身亡。生4：造成至少3名兒童失蹤、59名居民受傷，上千人不得不進(jìn)行暫時生活轉(zhuǎn)移。生5：火山噴發(fā)的煙灰給居民生活造成很大的不便和危害。師：大自然在賜予我們?nèi)祟愗敻坏耐瑫r，也給我們帶來了巨大的災(zāi)難。如火山噴發(fā)時火山灰覆蓋了城市，奪取了人們的生命。今天就讓我們一起來研究火山、認(rèn)識火山。（師板書課題：火山）師：對于火山，你有什么要研究的問題？生1：火山

12、噴發(fā)是怎么形成的？生2: 火山噴發(fā)與我們?nèi)祟惖幕顒佑嘘P(guān)系嗎？生3：怎樣才能防止火山噴發(fā)？師：同學(xué)們提出了這么多想要研究的問題，說明大家對火山很有研究興趣。同學(xué)們認(rèn)為在所有這些問題中應(yīng)該先解決哪個最基本的問題？生：我們首先研究火山噴發(fā)是怎么形成的？師：對，要想了解火山噴發(fā)與我們?nèi)祟惖幕顒佑惺裁搓P(guān)系以及怎樣來防止火山噴發(fā)，前提必須知道火山形成的原因。板書問題：火山的形成？【通過觀看火山噴發(fā)的新聞片段，引領(lǐng)學(xué)生對火山噴發(fā)的現(xiàn)象以及給人類帶來的災(zāi)難提出問題，并對問題進(jìn)行梳理，確定本節(jié)課要研究的主題是火山的成因，問題確定了，暗箱也就出現(xiàn)了?！?.依據(jù)事實，猜測暗箱師：研究火山的成因，我們要能鉆進(jìn)火山的肚

13、子里去看個究竟就好了，但這可能嗎？（不能）既然鉆不進(jìn)火山的肚子里，那我們只能從火山外部來尋找突破口了。剛才我們在看危地馬拉火山噴發(fā)新聞片段時，你看到了什么現(xiàn)象，通過這些現(xiàn)象你能猜想到火山的成因嗎？小組內(nèi)討論討論。（小組討論）師：根據(jù)火山噴發(fā)時的現(xiàn)象，誰能猜想到火山的噴發(fā)可能是什么成因呢？生1：我看到火山口有紅色的巖漿噴出來，同時有濃煙和石塊飛出，可能是因為地球內(nèi)部的壓力很大。生2：在看火山噴發(fā)視頻時，我還聽到有轟鳴聲，也說明火山噴發(fā)時地殼下面可能有很大的壓力。生3：我看到火山口巖漿像液體一樣向外流出，而且是紅色的，很熾熱，這說明地球內(nèi)部可能不光壓力大，溫度可能也很高?！靖鶕?jù)火山噴發(fā)時所呈現(xiàn)的外

14、部現(xiàn)象：濃煙冒出、石塊飛出和紅色巖漿噴出、周圍溫度很高等等，來推斷火山內(nèi)部的成因：高溫高壓。這是打開暗箱的突破口】師：通過巖漿噴出，大家猜測火山噴發(fā)的原因是因為受到地球內(nèi)部高溫高壓的作用。（板書：高溫高壓）為什么巖漿只在這兒噴出，而不在其它地方呢？生：可能這里的地殼比較薄弱。師：同意，也就是說巖漿在高溫高壓的作用下會沿著地殼的薄弱地帶噴出來。（板書：薄弱地殼）師：那為什么不是常年累月經(jīng)常噴出？而是噴后要隔好長年月才有可能再噴呢？生：可能是地殼內(nèi)部的巖漿在高溫高壓的作用下，達(dá)到一定程度，力量足可以沖破地殼，才會噴薄而出。師：誰能完整地說說我們的猜想？生：地殼內(nèi)部的巖漿受到高溫高壓的作用，當(dāng)壓力達(dá)

15、到一定程度，巖漿就會沿地殼薄弱的地方噴薄而出，形成了火山。師（總結(jié)）：也就是說同學(xué)們認(rèn)為地殼內(nèi)部的巖漿受到高溫高壓的作用，當(dāng)壓力達(dá)到一定程度，巖漿就會沿地殼的薄弱地帶噴薄而出，形成了火山。對不對？生：對3.模擬驗證，揭示暗箱（1）制定方案師：有了自己的想法，就要通過實驗來驗證一下。如果用番茄醬來代替巖漿，用土豆泥來代替地殼模擬火山的噴發(fā)，那高溫高壓的條件應(yīng)該如何產(chǎn)生？生：用酒精燈加熱。師：好，這些材料老師都給大家準(zhǔn)備好了，除了以上這些，還有燒杯、玻璃長頸漏斗、三腳架、石棉網(wǎng)等。小組長負(fù)責(zé)把材料領(lǐng)回去。（組長領(lǐng)材料）師：請同學(xué)們思考怎樣來運用這些材料設(shè)計火山噴發(fā)的模擬實驗？（小組討論設(shè)計方案）師

16、：哪個小組愿意把你們的實驗方案說出來和大家共享一下？（生匯報實驗方案）生1：我們組想用番茄醬、土豆泥和酒精燈來研究。具體方法是在燒杯中加入約100毫升番茄果醬，把長頸漏斗倒扣在燒杯里，用土豆泥將漏斗和番茄醬接觸的地方封緊，把漏斗口也用土豆泥封起來，然后把燒杯放在石棉網(wǎng)上用酒精燈加熱，觀察有什么現(xiàn)象？生2：師：大家設(shè)計的很好，想一想在實驗時該注意什么呢？（生自由說）師：對，要注意酒精燈的正確使用方法；觀察實驗現(xiàn)象時，不能在漏斗口上側(cè)觀察，以免發(fā)生燙傷；還要注意小組內(nèi)團(tuán)結(jié)合作；最后還要做好實驗記錄。（發(fā)實驗記錄單）好了，開始實驗吧！【結(jié)合假設(shè)，在頭腦中初步想象勾勒火山形成的過程，把這個腦中虛擬的火

17、山形成的過程，與生活中的某些材料進(jìn)行類比，用語言把模擬虛擬火山形成過程的實驗操作方法描述出來，就是制定解暗箱的方案。也就是建模（虛擬表象）、類比，制定方案?！浚?）實施探究生分組實驗，師巡回指導(dǎo)。（約10分鐘）（3）展示交流師：誰愿意把你們的發(fā)現(xiàn)告訴老師和同學(xué)？生1：我們在加熱番茄醬時，看到番茄醬先是沸騰了，從漏斗口冒出了大量的熱氣，繼而發(fā)現(xiàn)沸騰的番茄醬從漏斗口噴出來。生2：匯報。師：同學(xué)們利用模擬實驗的方法已觀察到番茄醬噴發(fā)的現(xiàn)象?；鹕降降资窃鯓有纬傻哪?？結(jié)合我們的模擬實驗，誰來解釋一下地殼內(nèi)部火山形成的原因？生1：地殼深處的巖漿在高溫高壓的作用下會上升，在上升的過程中遇到薄弱的地殼，可能就

18、會噴出地表，形成火山。生2：敘述?！窘Y(jié)合模擬實驗，試著解釋火山的成因，初步解開暗箱】（4）揭示暗箱師：那火山的成因是不是和我們分析的一樣呢？請看科學(xué)的解釋。（播放課件：火山的形成視頻。）師：除了火山形成的視頻資料的科學(xué)解釋，老師還給大家?guī)硪欢位鹕叫纬傻目茖W(xué)文字資料。小資料：地殼越往深處溫度越高，壓力越大。燒熔了的巖漿通過巖石空隙或裂縫向上運動。巖漿不斷上升過程中，遇到薄弱的地殼時，就會噴出地表，形成火山?；鹕絿姲l(fā)有時會伴隨發(fā)生地震?！境鍪净鹕叫纬傻囊曨l科學(xué)解釋的資料和PPT文字資料，徹底打開了暗箱，形成科學(xué)的認(rèn)知?！?.總結(jié)運用，升華暗箱師：科學(xué)的解釋和結(jié)論進(jìn)一步證明了同學(xué)們所具備的聯(lián)想力和探究能力?；?/p>