新蘇教版四年級(jí)下冊(cè)科學(xué)《專(zhuān)項(xiàng)學(xué)習(xí)像科學(xué)家那樣》教材分析

1、 新蘇教版四年級(jí)下冊(cè)科學(xué)教材分析專(zhuān)項(xiàng)學(xué)習(xí) 像科學(xué)家那樣 設(shè)計(jì)意圖1.主題的提出科學(xué)探究是人們探索和了解自然、獲得科學(xué)知識(shí)的重要方法。在科學(xué)教學(xué)的過(guò)程中，教師應(yīng)該鼓勵(lì)學(xué)生“像科學(xué)家那樣”，以探究的方式來(lái)學(xué)習(xí)。教師應(yīng)理解和把握什么才是“像科學(xué)家那樣”。首先，教師要帶著學(xué)生像科學(xué)家那樣去“做”科學(xué)?！白觥笨茖W(xué)，一方面要培養(yǎng)觀(guān)察、測(cè)量、分類(lèi)、實(shí)驗(yàn)、推理、預(yù)測(cè)、控制變量、假設(shè)、解釋、交流等技能，另一方面要親歷科學(xué)探究的過(guò)程。從兒童認(rèn)知發(fā)展規(guī)律及科學(xué)學(xué)習(xí)的一般特征出發(fā)，課程標(biāo)準(zhǔn)將科學(xué)探究過(guò)程概括為八個(gè)要素：提出問(wèn)題、作出假設(shè)、制訂計(jì)劃、搜集證據(jù)、處理信息、得出結(jié)論、表達(dá)交流、反思評(píng)價(jià)。這八個(gè)要素，表達(dá)了科

2、學(xué)探究過(guò)程的結(jié)構(gòu)。具體的科學(xué)探究技能，在科學(xué)探究過(guò)程結(jié)構(gòu)中運(yùn)用，形成了科學(xué)教學(xué)中學(xué)生“看得見(jiàn)的探究”。更重要的是，教師要帶著學(xué)生像科學(xué)家那樣去“想”科學(xué)。就像加德納說(shuō)的那樣，科學(xué)有著這個(gè)領(lǐng)域的系統(tǒng)思考與質(zhì)疑方式。學(xué)過(guò)像科學(xué)家那樣思考的人應(yīng)該明白，科學(xué)家不問(wèn)“為什么”的問(wèn)題，他們善于對(duì)與問(wèn)題有關(guān)的現(xiàn)象進(jìn)行分析，通過(guò)對(duì)各個(gè)因素的分析，找到可以進(jìn)一步研究的問(wèn)題并提出假設(shè)。要使一項(xiàng)假設(shè)成立，必須制訂研究計(jì)劃，通過(guò)合理的實(shí)驗(yàn)來(lái)檢驗(yàn)假設(shè)的因果關(guān)系。像科學(xué)家那樣“想”科學(xué)，就是要以證據(jù)為基礎(chǔ)，運(yùn)用各種信息分析和邏輯推理得出結(jié)論，公開(kāi)研究結(jié)果，接受質(zhì)疑，不斷更新和深入。在這個(gè)過(guò)程中，運(yùn)用和發(fā)展創(chuàng)造性思維、邏輯

3、思維是科學(xué)探究的主要特點(diǎn)，體現(xiàn)出科學(xué)課的學(xué)科本質(zhì)。因此，探究式學(xué)習(xí)是學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的重要方式，是在教師的指導(dǎo)、組織和支持下，讓學(xué)生主動(dòng)參與、動(dòng)手動(dòng)腦、積極體驗(yàn)，經(jīng)歷科學(xué)探究的過(guò)程，以獲取科學(xué)知識(shí)、領(lǐng)悟科學(xué)思想、學(xué)習(xí)科學(xué)方法為目的的學(xué)習(xí)方式。從發(fā)展兒童科學(xué)素養(yǎng)的角度來(lái)看，動(dòng)腦想與動(dòng)手做必須緊密結(jié)合，不可偏廢。正如加德納在受過(guò)學(xué)科訓(xùn)練的心智中指出的那樣：“要想得到學(xué)科思維的訓(xùn)練，絕不僅僅是用事實(shí)填滿(mǎn)腦袋就行，而應(yīng)該深入研究某一事件的細(xì)節(jié)，從中發(fā)展出學(xué)科思維的脈絡(luò)。”培養(yǎng)學(xué)生能夠“像科學(xué)家那樣”是一個(gè)循序漸進(jìn)、日積月累的過(guò)程。在日常的科學(xué)教學(xué)中，圍繞概念的發(fā)展，學(xué)生應(yīng)該也必須親歷科學(xué)探究的過(guò)程。如果鼓

4、勵(lì)學(xué)生對(duì)探究活動(dòng)進(jìn)行反思，幫助學(xué)生回顧與勾畫(huà)探究路徑的結(jié)構(gòu)，對(duì)一些方法的要素加以點(diǎn)撥提升，那么學(xué)生必然能體悟到科學(xué)探究的一般思路，掌握科學(xué)方法的要旨，這也正是蘇教版小學(xué)科學(xué)教科書(shū)設(shè)置專(zhuān)項(xiàng)學(xué)習(xí)“像科學(xué)家那樣”的用意。本套教材中，專(zhuān)項(xiàng)學(xué)習(xí)“像科學(xué)家那樣”與“像工程師那樣”一起，構(gòu)成兩個(gè)面向的技能方法發(fā)展體系。在一年級(jí)到六年級(jí)的12冊(cè)教材中，分上、下兩冊(cè)交替安排，各有側(cè)重，做到依據(jù)學(xué)生的發(fā)展水平，選取不同的重點(diǎn)和深度，讓學(xué)生獲得探究能力、思維能力、實(shí)踐能力等多方面的提高。專(zhuān)項(xiàng)學(xué)習(xí)的選題，選取有利于清晰凸顯探究過(guò)程及其要素的活動(dòng)，旨在幫助學(xué)生更好地掌握探究的技能和方法。發(fā)展學(xué)生探究過(guò)程技能的教學(xué)，并非

5、僅在本專(zhuān)項(xiàng)學(xué)習(xí)中進(jìn)行，它已經(jīng)逐步滲透在各年段教學(xué)過(guò)程中，但各有側(cè)重。每學(xué)年所安排的專(zhuān)項(xiàng)學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)的要點(diǎn)，教師要有所把握，在日常教學(xué)中即應(yīng)有所體現(xiàn)，并在專(zhuān)項(xiàng)學(xué)習(xí)中幫助學(xué)生進(jìn)一步整理、明晰，對(duì)科學(xué)探究的技能方法與思維方式形成完整的認(rèn)識(shí)。2.對(duì)課程標(biāo)準(zhǔn)的落實(shí)本套教材中的專(zhuān)項(xiàng)學(xué)習(xí)“像科學(xué)家那樣”，以落實(shí)課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)科學(xué)探究能力發(fā)展的目標(biāo)為指向，結(jié)合教材編寫(xiě)組的研究，將科學(xué)探究過(guò)程細(xì)化為八個(gè)步驟，在遵循課程標(biāo)準(zhǔn)提出的要素基礎(chǔ)上，又有一定的特色，包括：提出問(wèn)題、作出假設(shè)、查閱文獻(xiàn)、設(shè)計(jì)方案、搜集證據(jù)、處理信息、得出結(jié)論、分享交流。這八個(gè)步驟在本套教材中遵循螺旋上升的設(shè)計(jì)思路：在低年段，由發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、尋找證據(jù)、分

6、享交流這三個(gè)步驟統(tǒng)領(lǐng)；進(jìn)入中年段以后，擴(kuò)充為提出問(wèn)題、作出假設(shè)、設(shè)計(jì)方案、搜集證據(jù)、處理信息、得出結(jié)論、分享交流這七個(gè)步驟；進(jìn)入高年段以后，又增加了查閱文獻(xiàn)。通過(guò)這樣的編寫(xiě)安排，對(duì)學(xué)生過(guò)程技能的訓(xùn)練和提升得以進(jìn)一步凸顯。本冊(cè)教材的“像科學(xué)家那樣”選取了“擺的快慢和什么因素有關(guān)”這一主題，通過(guò)提出“擺的快慢與什么因素有關(guān)”這個(gè)問(wèn)題，讓學(xué)生在教師引導(dǎo)下，親歷對(duì)這個(gè)問(wèn)題的探究過(guò)程。在四年級(jí)，重點(diǎn)對(duì)提出問(wèn)題、作出假設(shè)、搜集證據(jù)和處理信息進(jìn)行較為細(xì)致的指導(dǎo)。首先，讓學(xué)生進(jìn)一步掌握提出問(wèn)題的方法，在之前學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生提出“探究某種變化與什么因素有關(guān)”的問(wèn)題；其次，強(qiáng)調(diào)在作出假設(shè)時(shí)，要盡可能把影響結(jié)

7、果的因素都羅列出來(lái)，但一次只能選擇其中的一個(gè)作出假設(shè)，培養(yǎng)學(xué)生“公平實(shí)驗(yàn)”的科學(xué)態(tài)度；再次，對(duì)實(shí)驗(yàn)中的觀(guān)察、記錄等證據(jù)搜集方法和要求進(jìn)行指導(dǎo)，要求學(xué)生要認(rèn)真、客觀(guān)地做好實(shí)驗(yàn)記錄，有條件的情況下，實(shí)驗(yàn)要多做幾次，確保證據(jù)的準(zhǔn)確可靠；最后，在信息處理上，將數(shù)據(jù)整理的方法引入科學(xué)探究活動(dòng)，具體提出學(xué)生應(yīng)運(yùn)用表格，以后還會(huì)有更多的信息處理方法被運(yùn)用在科學(xué)探究中。需要指出的是，雖然著重在四個(gè)方面提出了新要求，體現(xiàn)探究過(guò)程技能的螺旋發(fā)展，但并不意味著未被突出強(qiáng)調(diào)的方面(如得出結(jié)論、分享交流等)在探究過(guò)程中不重要，這些過(guò)程同樣要讓學(xué)生去經(jīng)歷，特別是之前學(xué)習(xí)的思考的方法，要給學(xué)生一些時(shí)間去加以運(yùn)用。3.在整套

8、教材中的地位隨著學(xué)生年段的提升，蘇教版小學(xué)科學(xué)教科書(shū)對(duì)科學(xué)探究活動(dòng)的指導(dǎo)要點(diǎn)就技能要求，在一、二年級(jí)的基礎(chǔ)上，又有所提升?？茖W(xué)探究活動(dòng)指導(dǎo)要點(diǎn)(一、二年級(jí))年段發(fā)現(xiàn)問(wèn)題尋找證據(jù)分享交流一年級(jí)多提與這些詞有關(guān)的問(wèn)題：誰(shuí)、什么、怎么樣、什么樣、哪里尋找證據(jù)時(shí)可以：通過(guò)觀(guān)察，收集有關(guān)信息。用圖畫(huà)、照片、文字來(lái)記錄。分享交流時(shí)可以：整理記錄的信息。在班級(jí)展示你的發(fā)現(xiàn)。二年級(jí)多提與這些詞有關(guān)的問(wèn)題：誰(shuí)、什么、怎么樣、什么樣、哪里多提自己能夠研究的問(wèn)題，并能通過(guò)觀(guān)察和實(shí)驗(yàn)找到答案。尋找證據(jù)時(shí)可以：通過(guò)觀(guān)察和實(shí)驗(yàn)收集。用圖畫(huà)、照片、視頻、文字或數(shù)據(jù)等記錄。針對(duì)提出的問(wèn)題，尋找合適的證據(jù)。分享交流時(shí)可以：整理

9、記錄的信息。把觀(guān)點(diǎn)和結(jié)論說(shuō)清楚。展示找到的證據(jù)，并說(shuō)明獲得證據(jù)的過(guò)程。認(rèn)真傾聽(tīng)，提出疑問(wèn)。科學(xué)探究活動(dòng)指導(dǎo)要點(diǎn)(三六年級(jí))提出問(wèn)題作出假設(shè)查閱文獻(xiàn)設(shè)計(jì)方案搜集證據(jù)處理信息得出結(jié)論分享交流三年級(jí)有些科學(xué)問(wèn)題和對(duì)比有關(guān),通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)解答。設(shè)計(jì)對(duì)比實(shí)驗(yàn)注意公平性。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)假設(shè)進(jìn)行判斷結(jié)合結(jié)論進(jìn)行介紹,質(zhì)疑時(shí)要有證據(jù)四年級(jí)問(wèn)題可以是探究某種變化與什么因素有關(guān)可能的因素都羅列,一次選一個(gè)作假設(shè)實(shí)驗(yàn)多做幾次;認(rèn)真客觀(guān)做好實(shí)驗(yàn)記錄用表格記錄整理信息五年級(jí)可以通過(guò)查閱資料去尋找答案的問(wèn)題對(duì)不同人作出的不同假設(shè),要尋找證據(jù)去哪里收集?盡可能用第一手資料區(qū)分觀(guān)點(diǎn)和證據(jù);交叉考證的方法分門(mén)別類(lèi)進(jìn)行整理,用各種方

10、式進(jìn)行整理結(jié)合證據(jù)得出結(jié)論;無(wú)論證據(jù)能否支持假設(shè)都要實(shí)事求是撰寫(xiě)論文或制作PPT;傾聽(tīng)及質(zhì)疑六年級(jí)細(xì)心觀(guān)察,懷疑批判就能發(fā)現(xiàn)可研究的科學(xué)問(wèn)題了解他人的研究,為自己提供借鑒完整研究方案的結(jié)構(gòu)盡可能多地記錄觀(guān)察的數(shù)據(jù)和現(xiàn)象;思考別人的疑問(wèn),有針對(duì)地收集信息從圖表中概括關(guān)鍵信息有時(shí)需要繼續(xù)求證;得到否定假設(shè)的結(jié)論也是科學(xué)探究的成果展示證據(jù)及結(jié)論,接受質(zhì)疑,反思他人建議,作出評(píng)價(jià)本套教材從一年級(jí)到六年級(jí)共安排了六次科學(xué)探究指導(dǎo)、六次工程實(shí)踐指導(dǎo)，且都放置在每?jī)?cè)教材的最后。從科學(xué)探究與工程實(shí)踐的教育目標(biāo)的視角出發(fā)，專(zhuān)項(xiàng)學(xué)習(xí)在整套教材的探究能力培養(yǎng)、品質(zhì)提升中居于核心地位，是整套教材的重要組成部分。在一、

11、二年級(jí)的過(guò)程要素上，突出了提出問(wèn)題、搜集證據(jù)和分享交流三個(gè)要素，并以適合一、二年級(jí)學(xué)生年齡特點(diǎn)的方式，用發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、尋找證據(jù)和分享交流這三個(gè)詞語(yǔ)來(lái)表達(dá)。從三年級(jí)開(kāi)始，進(jìn)一步拓展到全部的探究過(guò)程環(huán)節(jié)，僅將查閱文獻(xiàn)這一獨(dú)特的探究方式在五年級(jí)專(zhuān)門(mén)介紹。從三六年級(jí)科學(xué)探究活動(dòng)指導(dǎo)要點(diǎn)來(lái)分析，體現(xiàn)了由觀(guān)察到實(shí)驗(yàn)、由定性到定量、由簡(jiǎn)單到復(fù)雜，逐步螺旋上升的特征。4.次級(jí)主題的構(gòu)成及邏輯關(guān)系本冊(cè)教材的專(zhuān)項(xiàng)學(xué)習(xí)“像科學(xué)家那樣”主要由兩部分構(gòu)成。第一部分介紹科學(xué)家所具有的共同素養(yǎng)，以李四光、哥白尼、魏格納和竺可楨為例，用科學(xué)家的事跡，使學(xué)生體悟科學(xué)家關(guān)注大自然，并力求解答大自然中無(wú)數(shù)的“為什么”，表現(xiàn)出“對(duì)世界充

12、滿(mǎn)好奇”“不盲從權(quán)威”“重視證據(jù)”“持之以恒”的科學(xué)品質(zhì)。第二部分從觀(guān)察擺及擺動(dòng)現(xiàn)象入手，讓學(xué)生親歷“提出問(wèn)題作出假設(shè)設(shè)計(jì)方案搜集證據(jù)處理信息得出結(jié)論分享交流”的過(guò)程，著重對(duì)提出問(wèn)題、作出假設(shè)、搜集證據(jù)、處理信息進(jìn)行指導(dǎo)。從探究技能的提升來(lái)看，四年級(jí)逐步將學(xué)生進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)的能力，從直接觀(guān)察可見(jiàn)的現(xiàn)象及其變化，向需要通過(guò)收集數(shù)據(jù)、整理數(shù)據(jù)的對(duì)比實(shí)驗(yàn)上提升，在對(duì)比實(shí)驗(yàn)中牽涉的因素更多，更需要學(xué)生在細(xì)致觀(guān)察的基礎(chǔ)上進(jìn)行思考與分析，并基于已有經(jīng)驗(yàn)和所學(xué)知識(shí)，從現(xiàn)象和事件發(fā)生的條件、過(guò)程、原因等方面提出假設(shè)。對(duì)運(yùn)用觀(guān)察與測(cè)量工具，運(yùn)用統(tǒng)計(jì)圖表來(lái)記錄、整理信息，以及有條理、合邏輯地陳述證據(jù)和結(jié)果，也有了更

13、高的要求。第一部分引導(dǎo)學(xué)生理解科學(xué)家所具備的共同素養(yǎng)，總體而言偏重于科學(xué)學(xué)科所強(qiáng)調(diào)的態(tài)度、精神。每個(gè)學(xué)科都承擔(dān)著學(xué)科育人的重任，科學(xué)學(xué)科在培養(yǎng)完整人格方面，理應(yīng)突出學(xué)科的本質(zhì)，傳遞科學(xué)的核心價(jià)值。而價(jià)值觀(guān)念的塑造，是通過(guò)親歷探究活動(dòng)逐步滲透的，這也就提醒我們，第一部分的內(nèi)容要引領(lǐng)第二部分乃至整個(gè)科學(xué)教學(xué)活動(dòng)中的價(jià)值追求。教學(xué)目標(biāo)通過(guò)自主閱讀和交流介紹，了解科學(xué)家的事跡，知道科學(xué)家的共同素養(yǎng)，體悟科學(xué)家的科學(xué)精神，激發(fā)科學(xué)探究的意識(shí)。能夠從觀(guān)察單擺運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，經(jīng)歷“提出問(wèn)題作出假設(shè)設(shè)計(jì)方案搜集證據(jù)處理信息得出結(jié)論分享交流”的科學(xué)探究過(guò)程，并通過(guò)回顧這一探究過(guò)程中各個(gè)環(huán)節(jié)的要點(diǎn)，形成對(duì)科

14、學(xué)探究活動(dòng)要素的整體認(rèn)識(shí)。學(xué)習(xí)像科學(xué)家那樣思考問(wèn)題，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，運(yùn)用表格進(jìn)行信息分析，經(jīng)過(guò)邏輯推理得出結(jié)論，并能夠依據(jù)證據(jù)進(jìn)行分享和交流。活動(dòng)框架課時(shí)建議等1.課時(shí)建議：2-3課時(shí)。2.重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)：了解和掌握提出問(wèn)題、作出假設(shè)、設(shè)計(jì)方案、搜集證據(jù)、處理信息等方面的新要求。難點(diǎn)：提出“某種變化與什么因素有關(guān)”的問(wèn)題，并根據(jù)這個(gè)問(wèn)題作出假設(shè)，設(shè)計(jì)對(duì)比實(shí)驗(yàn)時(shí)通過(guò)控制變量來(lái)做到公平實(shí)驗(yàn)。3.教學(xué)準(zhǔn)備教師材料：教學(xué)課件。學(xué)生分組材料：可調(diào)節(jié)擺長(zhǎng)、擺重和度量擺幅的單擺裝置，鐵架臺(tái)，細(xì)線(xiàn)，鉤碼，卷尺，秒表，實(shí)驗(yàn)記錄表等。參考資料單擺在科學(xué)史與科學(xué)教學(xué)中的作用單擺對(duì)伽利略、惠更斯、牛頓、胡克等科學(xué)家而言

15、，是非常重要的。單擺的研究帶來(lái)了很多重要的成果：準(zhǔn)確的計(jì)時(shí)方法，進(jìn)而解決經(jīng)度問(wèn)題；發(fā)現(xiàn)守恒和碰撞定律；測(cè)定重力加速度g的值，表明g從赤道到極地的變化，進(jìn)而確定地球?yàn)楸馇蝮w；為牛頓綜合地面力學(xué)和天體力學(xué)提供關(guān)鍵證據(jù)，說(shuō)明基本定律在太陽(yáng)系中具有普適性；為地球繞軸自轉(zhuǎn)提供動(dòng)力學(xué)證據(jù)；慣性質(zhì)量與引力質(zhì)量相等；精確測(cè)量地球的密度，進(jìn)而得到地球的質(zhì)量，等等?？梢哉f(shuō)，在近代科學(xué)史上，單擺起到了重要的作用。歷史學(xué)家伯特·霍爾說(shuō)：“在物理學(xué)史中，單擺扮演了非常重要的角色。從17世紀(jì)初伽利略宣布單擺運(yùn)動(dòng)定律的公式到20世紀(jì)初它被更精確的裝置取代，單擺在天文學(xué)、引力和力學(xué)中要么是研究的對(duì)象，要么是研究問(wèn)題的手段?！睂?duì)于小學(xué)生而言，他們所能研究的關(guān)于單擺的現(xiàn)象，只能在擺的快慢與擺長(zhǎng)、擺重、擺幅中什么因素有關(guān)上，其背后簡(jiǎn)約的單擺公式小學(xué)生還不具備理解的知識(shí)基礎(chǔ)。但是，擺的有關(guān)規(guī)律，伽利略在1632年出版的關(guān)于托勒密和哥白尼兩大世界體系的對(duì)話(huà)和1638年出版的關(guān)于兩門(mén)新科學(xué)的對(duì)話(huà)中就明確地提了出來(lái)，包括：質(zhì)量無(wú)關(guān)定律、擺幅無(wú)關(guān)定律、擺長(zhǎng)定律和等時(shí)性定律。正因?yàn)閱螖[在科學(xué)史上具有如此重要的地位，一些科學(xué)教育專(zhuān)家提出，單擺運(yùn)動(dòng)在科學(xué)課堂教學(xué)中具有非常重要的意義，它能夠?qū)⒁恍┲卮蟮目茖W(xué)主題體現(xiàn)在教學(xué)中，如：現(xiàn)代科學(xué)發(fā)展過(guò)程中數(shù)學(xué)、觀(guān)察和實(shí)驗(yàn)的相互作用；科學(xué)與文化