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在研究科教版小學(xué)科學(xué)六年級(jí)上冊(cè)第三單元第3課“電磁鐵的磁力大小與線(xiàn)圈圈數(shù)是否有關(guān)?”的實(shí)驗(yàn)中,第六組的學(xué)生發(fā)現(xiàn)了一種現(xiàn)象:電池不變,鐵芯不變,導(dǎo)線(xiàn)不變,所吸大頭針也不變,只是改變了繞的線(xiàn)圈的圈數(shù),第一次他們繞了20圈,要求做相同實(shí)驗(yàn)3次,求平均數(shù)。記載繞20圈自制鐵釘電磁鐵吸起的大頭針數(shù)量,可是他們第一次實(shí)驗(yàn)吸了7個(gè)大頭針,第二次只吸了2個(gè)大頭針,這前后兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)怎么會(huì)相差這么多呢?有個(gè)男同學(xué)嚷嚷:第一次實(shí)驗(yàn)是用釘帽處去吸大頭針的,第二次用的是釘尖處去吸大頭針的。是不是我們自制的鐵釘電磁鐵釘帽處磁力比釘尖處磁力大呢?
小學(xué)生使用的材料很粗糙,實(shí)驗(yàn)誤差也就不可避免。平常對(duì)于這樣的問(wèn)題,我總是簡(jiǎn)單地作為誤差一帶而過(guò),所以備課時(shí)根本沒(méi)往這方面想,也就沒(méi)預(yù)設(shè)相關(guān)的教學(xué)環(huán)節(jié)??墒?,今天卻遇到了“打破砂鍋問(wèn)到底”的孩子??茖W(xué)重在證據(jù),沒(méi)有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),光憑想象說(shuō)話(huà)可不行;也不能對(duì)學(xué)生提的問(wèn)題置之不理,更不能打消學(xué)生探究的欲望。于是,我決定對(duì)這種可遇而不可求的生成性實(shí)驗(yàn)探究再來(lái)一次深入研究,引導(dǎo)學(xué)生親歷實(shí)驗(yàn)過(guò)程,也許在科學(xué)探究中會(huì)有新的發(fā)現(xiàn)。
我利用課余時(shí)間把第六組的幾個(gè)孩子找來(lái),接著研究“自制鐵釘電磁鐵釘帽處磁力比釘尖處磁力大嗎?”這個(gè)問(wèn)題。
我們發(fā)現(xiàn):自制鐵釘電磁鐵的釘帽處磁力比釘尖處磁力大。
第一次,我們用繞20圈的電磁鐵和一節(jié)5號(hào)干電池做實(shí)驗(yàn),數(shù)據(jù)如下:
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我們發(fā)現(xiàn):自制鐵釘電磁鐵的釘帽處磁力比釘尖處磁力大。
第二次,我們用自制的繞40圈的電磁鐵和一節(jié)5號(hào)干電池實(shí)驗(yàn)(其他條件都不變)數(shù)據(jù)如下:
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我們發(fā)現(xiàn):自制鐵釘電磁鐵的釘帽處磁力比釘尖處磁力大。
孩子們雖然知道圈數(shù)多少會(huì)改變整個(gè)電磁鐵的磁力大小,但應(yīng)該不是導(dǎo)致釘帽處磁力大的原因吧!我引導(dǎo)他們繼續(xù)實(shí)驗(yàn),不管結(jié)果如何,親歷探究過(guò)程會(huì)比獲得的知識(shí)更重要!
第三次,我們用自制繞40圈的電磁鐵和一節(jié)1號(hào)干電池實(shí)驗(yàn)(其他條件和第二次的實(shí)驗(yàn)一樣),實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是這樣的:
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我們發(fā)現(xiàn):自制鐵釘電磁鐵的釘帽處磁力比釘尖處磁力大。
這一次改變了電池型號(hào),也就是改變電流大小進(jìn)行了實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)后的數(shù)據(jù)也還是發(fā)現(xiàn)了相同的規(guī)律。電流大小應(yīng)該也不會(huì)導(dǎo)致釘帽處磁力比釘尖處磁力大!孩子們的探究興趣越來(lái)越濃,我就鼓勵(lì)他們開(kāi)動(dòng)腦筋,自己想辦法繼續(xù)研究。
現(xiàn)在,只要一出一種新玩意,過(guò)不了幾天,就會(huì)在學(xué)生中流行起來(lái)。這不,才出不久的新式溜溜球就在我們中間玩的熱火朝天了!我就是在這玩當(dāng)中發(fā)現(xiàn)了一個(gè)鮮為人知的道理。
在我校的各個(gè)年級(jí)幾乎有一半的人手里都拿一個(gè)花花綠綠的溜溜球玩的時(shí)候,我也加入了這浩大的溜溜球大軍中。
有一天,我拿著溜溜球玩“睡眠”,看著他能在下面“睡眠”,我突發(fā)奇想,它為什么能“睡眠”呢?我曾多次問(wèn)媽媽?zhuān)瑡寢屨f(shuō)不知道;我又多次問(wèn)爸爸,爸爸也說(shuō)不知道。不經(jīng)意間我用手撥了撥球體,一看它在滾動(dòng),我又撥了撥,嘿!“我知道了,我知道了!”我發(fā)現(xiàn)了溜溜球所謂“睡眠”的原理了。原來(lái),在繞緊線(xiàn)后用力向下擲去的時(shí)候,兩個(gè)半球的球體在向前轉(zhuǎn),球體自轉(zhuǎn)的時(shí)候,中間的小軸承也在轉(zhuǎn),這也就形成了相對(duì)的穩(wěn)定——也就是我們所說(shuō)的“睡眠”。我發(fā)現(xiàn)了這個(gè)道理,就仿佛是哥倫布發(fā)現(xiàn)了美洲新大陸一樣高興。??!我太偉大了,我竟然在玩中發(fā)現(xiàn)了科學(xué)道理,難怪那位語(yǔ)文老師說(shuō):“科學(xué)家是玩出來(lái)的!”
在放學(xué)的路上,我興高采烈地走在大街上,邊玩著溜溜球,邊旁若無(wú)人地小聲嚷嚷著:“我發(fā)現(xiàn)科學(xué)了!我也是科學(xué)家了!”
重大天文發(fā)現(xiàn)的偶然性
科學(xué)史明確地告訴我們,導(dǎo)致了人類(lèi)認(rèn)識(shí)宇宙七次大飛躍的重要科學(xué)成果的發(fā)現(xiàn)過(guò)程,都具有某種偶然性。在這些工作開(kāi)展之前,無(wú)論是資助方還是科學(xué)家們,都沒(méi)有預(yù)料到會(huì)獲得這樣的科學(xué)成果,更沒(méi)有意識(shí)到這些成果會(huì)有如此重大的意義。盡管諾貝爾獎(jiǎng)成果并不是每一個(gè)都直接導(dǎo)致了人類(lèi)認(rèn)識(shí)宇宙的大飛躍,而且也不一定是最重要的天文學(xué)成果,但是這些成果卻對(duì)20世紀(jì)的物理學(xué)發(fā)展帶來(lái)了重要的影響,也因此獲得了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。事實(shí)上,除了2006年授予發(fā)現(xiàn)宇宙微波背景輻射各向異性的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)之外,其它的天文學(xué)研究獲得的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)的最初研究目的和最后獲獎(jiǎng)的天文發(fā)現(xiàn)明顯不一樣,它們不但“不是”預(yù)期的結(jié)果,而且大部分的成果不是和預(yù)期結(jié)果“沒(méi)有關(guān)系”就是“完全相反”。從研究類(lèi)型看獲獎(jiǎng)的理論研究成果數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于觀(guān)測(cè)研究,這表明天文學(xué)研究的重大而且是開(kāi)創(chuàng)性的突破主要來(lái)自于觀(guān)測(cè)研究,而這些突破大部分都不是預(yù)期的科學(xué)成果,也就是說(shuō)大部分重大天文觀(guān)測(cè)成果的獲得,看起來(lái)都是偶然的。
科學(xué)發(fā)現(xiàn)的必然性
既然大部分重大天文觀(guān)測(cè)成果的獲得看起來(lái)都是偶然的,那么是否重大科學(xué)發(fā)現(xiàn)都是“瞎貓碰死耗子”?在總結(jié)了以往獲得重大天文觀(guān)測(cè)成果的研究項(xiàng)目后,我認(rèn)為在這些看似偶然的成果背后,其實(shí)有三個(gè)要素構(gòu)成了科學(xué)發(fā)現(xiàn)的必然性:1、項(xiàng)目提出,要求重要的目標(biāo)加上可行的實(shí)現(xiàn)途徑,確保項(xiàng)目不會(huì)一無(wú)所獲;2、儀器設(shè)計(jì),要求在某些參數(shù)空間必須有超越以前儀器的能力,確保具有新的科學(xué)發(fā)現(xiàn)能力;3、獲取結(jié)果,要求有堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)、寬廣的知識(shí)和對(duì)領(lǐng)域的全面理解加上突破常規(guī)的新思想。其中前兩個(gè)要素是對(duì)項(xiàng)目本身的要求,也就是必須有“保底”的科學(xué)目標(biāo),同時(shí)應(yīng)該具備做出新的科學(xué)發(fā)現(xiàn)的能力。而第三個(gè)要素則是對(duì)項(xiàng)目科學(xué)團(tuán)隊(duì)的研究水平、研究態(tài)度和研究文化的要求。
一個(gè)科學(xué)項(xiàng)目在滿(mǎn)足了這三大要素的情況下,必然會(huì)做出新的科學(xué)發(fā)現(xiàn),這是必然性。但是到底做出什么科學(xué)發(fā)現(xiàn)、尤其是在新的發(fā)現(xiàn)空間里面的預(yù)料之外的發(fā)現(xiàn),則很有可能是偶然的,至少在天文學(xué)領(lǐng)域是這樣的。這正是偶然性和必然性之間的辯證統(tǒng)一。
我做了個(gè)實(shí)驗(yàn):把蛋殼凸面向上放在桌上,讓鉛筆對(duì)準(zhǔn)蛋殼,在離蛋殼5至10厘米的空中自然落下,蛋殼完好無(wú)損;再把蛋殼反過(guò)來(lái),凹面向上,下面墊個(gè)小杯子后重復(fù)原來(lái)的過(guò)程,蛋殼就被輕而易舉地戳破了。
這是怎么一回事呢?我在圖書(shū)館查找資料,終于找到了答案:凸曲面能把外來(lái)的力沿著曲面均勻地分散開(kāi),使它能受得住較大的壓力。蛋殼之所以堅(jiān)固,完全是因?yàn)樗男螤钍峭钩龅?。各種穹頂和拱門(mén)之所以很堅(jiān)固,也是由于同樣的道理。電燈泡看起來(lái)好像很脆弱,實(shí)際上卻極堅(jiān)固。這同蛋殼的道理一樣。直徑10厘米的燈泡所受的壓力,在75千克以上,相當(dāng)于一個(gè)成年人的體重。
在一個(gè)夏天的中午,5歲的我熱得口干舌燥,心想:“要是有杯冰水喝就好了,廚房里應(yīng)該有水?!弊哌M(jìn)廚房,果然不出我所料,桌子上放著滿(mǎn)滿(mǎn)一壺水。我高興極了,馬上把水倒進(jìn)杯子。一股熱氣冒出杯口,原來(lái),這是壺開(kāi)水!
怎樣才能讓開(kāi)水迅速?zèng)鱿聛?lái)呢?無(wú)知的我把水放進(jìn)冰箱,心想:“待會(huì)兒就能喝到冰水了?!?/p>
【中圖分類(lèi)號(hào)】G 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A
【文章編號(hào)】0450-9889(2013)08A-
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現(xiàn)今幼兒園都非常重視科學(xué)發(fā)現(xiàn)室的開(kāi)設(shè),很多幼兒園的科學(xué)發(fā)現(xiàn)室都相當(dāng)豪華,游戲亦豐富多彩。可筆者覺(jué)得,放開(kāi)不等于放任,不能說(shuō)“孩子想怎么探索就任由他去”,教師應(yīng)參與其間適當(dāng)引導(dǎo)。我們都知道,在科學(xué)探索過(guò)程中,動(dòng)態(tài)變化是探索過(guò)程的一個(gè)特點(diǎn),很多的生成性問(wèn)題都是隨機(jī)出現(xiàn)的。如果教師能抓住這些生成性問(wèn)題促使孩子在科學(xué)游戲中“喜出望外”,讓孩子感覺(jué)“別有洞天”,這對(duì)提高孩子的探索興趣是非常有益的。因此,教師應(yīng)充分挖掘和有效利用這些生成性資源,使科學(xué)游戲更豐富多彩,從而促進(jìn)孩子的全面發(fā)展。
我國(guó)文學(xué)家矛盾說(shuō)過(guò):“讀死書(shū)是沒(méi)有用的,要知道怎樣用眼睛去觀(guān)察,用腦子去思考才行?!睂?duì)于幼兒來(lái)說(shuō),他們的思考可能是天真的、淺顯的,對(duì)此,教師要以正確的心態(tài)去看待幼兒的思考??茖W(xué)發(fā)現(xiàn)室是培養(yǎng)幼兒思考探究的絕佳場(chǎng)所,那么,教師應(yīng)該如何引導(dǎo)幼兒思考呢?
一、在科學(xué)發(fā)現(xiàn)室為幼兒營(yíng)造創(chuàng)新氛圍
科學(xué)發(fā)現(xiàn)室應(yīng)該“是孩子們生命相遇、心靈相約的場(chǎng)所,是質(zhì)疑問(wèn)難的場(chǎng)所,是通過(guò)對(duì)話(huà)、操作、思考尋求真理的地方”。教師應(yīng)根據(jù)不同年齡層次的孩子的需求提供游戲材料,保證讓所有孩子參與進(jìn)來(lái),都能思考。在科學(xué)游戲中,尤其到了大班,創(chuàng)設(shè)良好思維環(huán)境是教師必須做好的重要工作,教師應(yīng)盡可能地拓展更廣闊的游戲空間,讓孩子在其中自由思考和自主探究。
1.允許孩子在科學(xué)發(fā)現(xiàn)室出錯(cuò)。孩子創(chuàng)新意識(shí)的形成是他們?cè)谔角筮^(guò)程中對(duì)問(wèn)題的發(fā)現(xiàn)和思考的體現(xiàn),也是孩子的一種心理取向。民主、平等、和諧的環(huán)境與氛圍是孩子形成創(chuàng)新意識(shí)的重要載體,科學(xué)發(fā)現(xiàn)室的空間能很好地發(fā)揮這一效應(yīng)。情緒心理學(xué)研究表明,必要的知識(shí)和技能雖然是孩子創(chuàng)新的基礎(chǔ),但孩子的思維活動(dòng)離不開(kāi)情感因素。真正能夠?qū)⒆拥恼J(rèn)知和創(chuàng)造產(chǎn)生和形成激勵(lì)功能作用的,是良好和諧的師生關(guān)系以及孩子自身?yè)碛械目鞓?lè)、愉悅的積極情緒。當(dāng)孩子們擁有了這種情緒,處在這種狀態(tài)中,他們才能展開(kāi)和活躍自己的思維能量,創(chuàng)新思維才會(huì)被誘發(fā)出來(lái),一些獨(dú)到的見(jiàn)解才會(huì)產(chǎn)生。在科學(xué)發(fā)現(xiàn)室,教師應(yīng)允許孩子在游戲中出現(xiàn)錯(cuò)誤,讓孩子在錯(cuò)誤中感悟,在錯(cuò)誤中成長(zhǎng)。如當(dāng)孩子玩不倒翁時(shí),有的可能會(huì)很好奇,甚至有的孩子會(huì)拆開(kāi)不倒翁想弄清楚其中緣由,遇到這種情況,教師應(yīng)該允許孩子“犯錯(cuò)”,讓他們能在錯(cuò)誤中學(xué)得知識(shí)。
2.讓孩子在科學(xué)發(fā)現(xiàn)室敢于質(zhì)疑。兒童的天性之一是好奇,他們面對(duì)周?chē)氖澜?、面?duì)生活,會(huì)有許多的新奇感,提出很多五花八門(mén)的奇異問(wèn)題。其實(shí)這些“問(wèn)題”正是孩子們處于萌芽中的創(chuàng)新意識(shí),教師應(yīng)鼓勵(lì)、保護(hù)和培養(yǎng)。例如,在進(jìn)行區(qū)角活動(dòng)時(shí),每個(gè)孩子應(yīng)該都有自主游戲、展示自我、體驗(yàn)成功的機(jī)會(huì),在這一過(guò)程中教師應(yīng)該引導(dǎo)和啟發(fā)孩子,使孩子的創(chuàng)新意識(shí)和新奇點(diǎn)子能“發(fā)揚(yáng)光大”。教師應(yīng)徹底改變以培養(yǎng)“乖孩子”為目標(biāo)的教學(xué)方法,讓孩子思維活躍、大膽創(chuàng)新、敢說(shuō)敢做,讓孩子積極說(shuō)出疑問(wèn),提出問(wèn)題。
3.讓科學(xué)發(fā)現(xiàn)室成為孩子靜思的地方。筆者從科學(xué)游戲室中觀(guān)察發(fā)現(xiàn),每次孩子們進(jìn)入科學(xué)發(fā)現(xiàn)室總是鬧哄哄的,極少有孩子能安靜地玩,安靜地思考。遇到這種情況教師首先要讓孩子安靜下來(lái)。筆者往往在進(jìn)入科學(xué)發(fā)現(xiàn)室之前就向幼兒提出要求:進(jìn)入科學(xué)室后3分鐘內(nèi)各自要找到自己玩的玩具,然后安靜地玩。如果超過(guò)時(shí)間沒(méi)選擇到玩具的孩子先站到角落旁,想好了再跟教師說(shuō)自己想玩的玩具名,由教師安排。科學(xué)發(fā)現(xiàn)室應(yīng)該營(yíng)造靜謐的氛圍,讓孩子的思維在“靜悟”狀態(tài)中馳騁,因此,我們要把視角定位到科學(xué)教育的終極目標(biāo)――培養(yǎng)孩子具有理性思維的人格品質(zhì),培養(yǎng)具有專(zhuān)心致志、才思敏捷、心靜如水的人生素養(yǎng)上面來(lái)。
二、在科學(xué)發(fā)現(xiàn)室中引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題
當(dāng)孩子們?cè)诳茖W(xué)探索中出現(xiàn)問(wèn)題時(shí),教師往往或者干預(yù),或者聽(tīng)之任之,任由孩子自己解決,都是不恰當(dāng)?shù)?,事?shí)上,由于幼兒年齡所限,很多知識(shí)性的問(wèn)題是需要教師引導(dǎo)幫助的。
1.先行感悟,用真實(shí)的感受走進(jìn)孩子的心靈。教師首先要做的是先行感悟,在孩子游戲之前也親身游戲一次,站在孩子的角度先行感、思、悟。這樣,在游戲中幼兒無(wú)論出現(xiàn)什么樣的問(wèn)題,教師都能做到一語(yǔ)破的、一點(diǎn)就明、一觸即通、深入淺出,引導(dǎo)得恰到好處。
2.學(xué)會(huì)傾聽(tīng),用獨(dú)特的體驗(yàn)誘發(fā)孩子真情對(duì)話(huà)。傾聽(tīng)是教師對(duì)孩子的尊重,是對(duì)孩子游戲探索的把握,對(duì)孩子心思的領(lǐng)悟。傾聽(tīng)孩子的提問(wèn)、想法,游戲中的對(duì)話(huà)才有基礎(chǔ)、有意義,游戲才有導(dǎo)向、有價(jià)值。教師要邊傾聽(tīng)邊思考,伴隨著觀(guān)察、辨別、判斷與選擇,該肯定的要激勵(lì)、表?yè)P(yáng),該“借題發(fā)揮”的要及時(shí)鏈接,該加工的要及時(shí)搭建平臺(tái),該轉(zhuǎn)移視線(xiàn)的要適時(shí)引導(dǎo),盡量讓孩子獨(dú)立感受、體驗(yàn)、理解、操作,發(fā)揮孩子的主體性。
三、科學(xué)發(fā)現(xiàn)室應(yīng)重視科學(xué)游戲中的有效互動(dòng)
很多教師認(rèn)為游戲中孩子是主體,孩子想怎么玩就怎么玩,教師不應(yīng)干預(yù);認(rèn)為生生互動(dòng)就可以了,而很少重視師生間的互動(dòng)。教師與孩子互動(dòng),不代表教師干預(yù)孩子的游戲,這是兩個(gè)不同的概念。師生互動(dòng)是建立在孩子是游戲主體的基礎(chǔ)上的,能促進(jìn)孩子探索水平的提高。其實(shí),在互動(dòng)中教師只要牢記“重視孩子觀(guān)察探究的再認(rèn)識(shí)再發(fā)現(xiàn)”“發(fā)現(xiàn)一個(gè)問(wèn)題比解決一個(gè)問(wèn)題更重要”就行了。具體做法有以下兩點(diǎn)。
1.游戲前后互動(dòng)。單純地強(qiáng)調(diào)科學(xué)游戲時(shí)激趣互動(dòng)、誘思互動(dòng)是不夠的,游戲前的心情互動(dòng),是為游戲的開(kāi)始做準(zhǔn)備,這種準(zhǔn)備是為互動(dòng)奠定心情基礎(chǔ),在某種程度上就是科學(xué)游戲的基調(diào)。還有就是科學(xué)游戲后的互動(dòng)容易被教師們忽略。游戲后的互動(dòng)中,應(yīng)該觀(guān)察和了解的不僅是孩子游戲?qū)W習(xí)的情況,還包括孩子的反饋意見(jiàn)。若只在游戲時(shí)傾聽(tīng)孩子的意見(jiàn),之后不了了之,那么這種平等互動(dòng)只是形式而已。師生之間的平等互動(dòng)要有效地體現(xiàn),不但要在科學(xué)游戲前、游戲后進(jìn)行,而且要在科學(xué)游戲的整個(gè)過(guò)程中始終進(jìn)行和保持教師與孩子之間的互動(dòng)。
飛機(jī):
1903年12月17日,世界上第一架載人動(dòng)力飛機(jī)在美國(guó)北卡羅萊納州的基蒂霍克飛上了藍(lán)天。這架飛機(jī)被叫做“飛行者—1號(hào)”,它的發(fā)明者就是美國(guó)的威爾伯.萊特和奧維爾.萊特兄弟。
青蒿素:
英國(guó)著名的細(xì)菌學(xué)家亞歷山大·弗萊明教授,于1928年首次發(fā)明了舉世聞名的青霉素,后來(lái)又經(jīng)過(guò)英國(guó)病理學(xué)家弗洛里和德國(guó)生物學(xué)家錢(qián)恩的進(jìn)一步研究完善,于 1941年開(kāi)始用于臨床,并于1943年逐漸加以推廣。青霉素被公認(rèn)為是第二次世界大戰(zhàn)中與原子彈和雷達(dá)相并列的第三個(gè)重大發(fā)明。
電腦:
小編的話(huà):“探索與發(fā)現(xiàn)”主題展廳位于中國(guó)科技館二層,展廳面積約5000平方米,包括A、B兩個(gè)分展廳。上期介紹了“探索與發(fā)現(xiàn)”A廳里的“物質(zhì)之妙”、“光影之絢”、“電磁之秘”三個(gè)展區(qū),這期我們將介紹“運(yùn)動(dòng)之律” 及 “宇宙之奇”兩個(gè)展區(qū)。
“運(yùn)動(dòng)之律”展區(qū)
通過(guò)對(duì)牛頓定律、愛(ài)因斯坦相對(duì)論的形成過(guò)程,以及重心、流體運(yùn)動(dòng)、振動(dòng)、能量轉(zhuǎn)換與守恒等內(nèi)容的展示,為觀(guān)眾提供一個(gè)探索物體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的實(shí)踐情境。
慣性定律
小火車(chē)在軌道上勻速行駛,當(dāng)火車(chē)將要經(jīng)過(guò)小橋下方時(shí),車(chē)廂里的小球會(huì)被垂直向上拋出,由于慣性的存在,小球在躍過(guò)小橋之后竟然可以落回到車(chē)廂中起拋的位置。
小球旅行記
觀(guān)眾可以選擇小球的運(yùn)動(dòng)軌跡,使小球在精確控制的軌道上運(yùn)動(dòng)起來(lái),展示了各種運(yùn)動(dòng)形式及能量轉(zhuǎn)換的相關(guān)知識(shí)。
空中自行車(chē)
在高空中親身感受自行車(chē)走鋼絲的驚險(xiǎn)刺激,了解力矩在物體平衡方面的作用。
球吸
調(diào)節(jié)兩球間的距離,會(huì)發(fā)現(xiàn)當(dāng)兩球距離一定時(shí),竟然會(huì)被兩球體下方吹出的氣體
“吸”在一起,直觀(guān)地展示了局部氣壓與氣流速度的關(guān)系。
流體阻力
物體在流體中運(yùn)動(dòng)時(shí),其所受阻力與其形狀之間有著密切的關(guān)系,其中流線(xiàn)型物體所受阻力較小,運(yùn)動(dòng)速度較快。而相同形狀的物體,頭尾對(duì)調(diào)后放在流體中運(yùn)動(dòng),其所受流體阻力和運(yùn)動(dòng)速度竟然不同。
“宇宙之奇”展區(qū)
通過(guò)展示宇宙的誕生、演化,以及科學(xué)家對(duì)宇宙未來(lái)命運(yùn)的預(yù)測(cè),使觀(guān)眾能更加深刻了解宇宙的組成和結(jié)構(gòu),引領(lǐng)觀(guān)眾關(guān)注宇宙一生的命運(yùn),樹(shù)立科學(xué)的宇宙觀(guān)。
小天體與地球的邂逅
展項(xiàng)有《恐龍滅絕》、《獅子座流星雨》等影像內(nèi)容可供選擇,用立體逼真的畫(huà)面和生動(dòng)有趣的故事向觀(guān)眾展示了近地小行星、流星、彗星等太陽(yáng)系小天體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律以及這些小天體與地球的關(guān)系。
創(chuàng)世大爆炸
展項(xiàng)營(yíng)造出一個(gè)深邃的星空,向觀(guān)眾展示了宇宙大爆炸理論的誕生與發(fā)展,引發(fā)人們對(duì)宇宙起源的思考。
我覺(jué)得,要改變這種尷尬的局面,教師應(yīng)當(dāng)改變過(guò)去的教學(xué)模式,從學(xué)生的特點(diǎn)出發(fā),在教學(xué)中應(yīng)用一些學(xué)生能主動(dòng)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的策略。
一、提高學(xué)生的觀(guān)察能力,拓展學(xué)生的思維空間
提高學(xué)生的觀(guān)察能力,拓展學(xué)生的思維空間,是發(fā)現(xiàn)和研究問(wèn)題的基礎(chǔ)。觀(guān)察是科學(xué)探究的前提。在科學(xué)課中,要進(jìn)行探究活動(dòng),必須組織學(xué)生主動(dòng)去觀(guān)察、去發(fā)現(xiàn),逐步養(yǎng)成認(rèn)真觀(guān)察的意識(shí)和習(xí)慣,這樣才能在觀(guān)察中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和提出問(wèn)題,在實(shí)踐中分析問(wèn)題和解決問(wèn)題,也才有利于進(jìn)一步培養(yǎng)孩子的觀(guān)察能力,形成良性循環(huán)??茖W(xué)課從三年級(jí)開(kāi)始的,學(xué)生好動(dòng)、好玩的天性占主導(dǎo)地位,學(xué)習(xí)活動(dòng)中粗心、觀(guān)察不仔細(xì)的學(xué)生占較大比例,如果對(duì)學(xué)生說(shuō),請(qǐng)你仔細(xì)觀(guān)察,效果往往不大,也難持久。
小學(xué)生對(duì)魔術(shù)、氣功等倍感神秘,教師要能巧妙利用,使學(xué)生領(lǐng)悟出觀(guān)察的重要性,將對(duì)學(xué)生的科學(xué)探究活動(dòng)受益終身。例如在上課伊始,教師表演了一個(gè)小魔術(shù)(如:用黃白兩張同樣大小的紙,先叫學(xué)生仔細(xì)觀(guān)察黃紙?jiān)谇?用筆一卷再打開(kāi),變成白紙?jiān)谇?,讓學(xué)生猜一猜是怎么變的,有誰(shuí)觀(guān)察清楚了嗎?然后,教師抓住學(xué)生強(qiáng)烈的求知欲,不失時(shí)機(jī)地與學(xué)生一起分析小魔術(shù),讓仔細(xì)觀(guān)察的意識(shí)深入每一個(gè)學(xué)生的心田。最后鼓勵(lì)孩子多留心周?chē)淖匀唤?多觀(guān)察身邊的世界,多猜一猜,多想一想,多比一比,使觀(guān)察能力與學(xué)生認(rèn)知探究能力一起發(fā)展。
二、精心設(shè)置好研究材料,誘發(fā)學(xué)生的提問(wèn)興趣
精心設(shè)置好研究材料,誘發(fā)學(xué)生的提問(wèn)興趣,是發(fā)現(xiàn)和研究問(wèn)題的起點(diǎn)。良好的學(xué)習(xí)材料能激發(fā)學(xué)生強(qiáng)烈的好奇心和積極的感知。教師對(duì)研究材料的設(shè)置程度如何,直接影響學(xué)生發(fā)現(xiàn)和探究問(wèn)題的效果。趣味性的材料能激發(fā)學(xué)生認(rèn)識(shí)探究的興趣,典型性的材料則是完成探究學(xué)習(xí)任務(wù)的根本保證。
例如,在進(jìn)行《紙的觀(guān)察》的教學(xué)時(shí),我用一張不會(huì)滲水的紙畫(huà)放在水里,提問(wèn)學(xué)生:一張紙畫(huà)掉在水里了,能撈起來(lái)嗎?你有什么問(wèn)題,想知道為什么嗎?學(xué)生個(gè)個(gè)伸長(zhǎng)了脖子,困惑的眼神溢于言表。然后,教師向?qū)W生展示厚薄、軟硬、韌性、吸水性各不相同的、常見(jiàn)的紙,讓學(xué)生仔細(xì)觀(guān)察,讓學(xué)生通過(guò)觀(guān)察,發(fā)現(xiàn)差異,通過(guò)討論、研究知識(shí)共性;同時(shí)也為后繼的《造紙》和研究《不同用途的紙》做準(zhǔn)備。
又如“擺的秘密”一課,我讓學(xué)生首先觀(guān)察擺,然后做實(shí)驗(yàn):在10秒鐘內(nèi),擺的擺動(dòng)次數(shù)是多少?當(dāng)全班12個(gè)小組將數(shù)據(jù)匯報(bào)(教師在黑板上做記錄)之后,啟發(fā)學(xué)生仔細(xì)觀(guān)察這些數(shù)據(jù),看有什么問(wèn)題沒(méi)有。結(jié)果學(xué)生從不同的角度發(fā)現(xiàn)和提出了問(wèn)題。有的說(shuō):“我發(fā)現(xiàn)我們小組的擺比別的小組的擺快一些?!?有的說(shuō):“我發(fā)現(xiàn)我們組的擺擺動(dòng)到最后停下來(lái)了?!?有的說(shuō):“我發(fā)現(xiàn)我們與他們組的擺做得不一樣,我們的長(zhǎng)而他們的短,所以擺動(dòng)不一樣?!?……有的問(wèn):“為什么同樣是10秒鐘,每個(gè)小組的次數(shù)都不一樣呢?”;有的問(wèn):“為什么擺到最后都要停下來(lái)?有沒(méi)有不停的擺呢?”;有的問(wèn):“到底是長(zhǎng)得快還是短的快呢?”……在許多的問(wèn)題之中,教師讓學(xué)生進(jìn)行篩選和分類(lèi),確定本節(jié)課能夠解決的問(wèn)題,經(jīng)過(guò)討論,學(xué)生一致認(rèn)為“擺動(dòng)的快慢與什么因素有關(guān)”是今天要解決的問(wèn)題。
通過(guò)觀(guān)察發(fā)現(xiàn)了問(wèn)題并明確了問(wèn)題,這是思維的結(jié)果,也是創(chuàng)造性的體現(xiàn),同時(shí)也為分析問(wèn)題作好了準(zhǔn)備。
三、創(chuàng)設(shè)良好的研究氛圍,刺激學(xué)生的提問(wèn)動(dòng)機(jī)
創(chuàng)設(shè)良好的研究氛圍,刺激學(xué)生的提問(wèn)動(dòng)機(jī),是師生探究交流的平臺(tái)。良好的學(xué)習(xí)環(huán)境,能夠使學(xué)生活躍起來(lái),讓學(xué)生敢于思考,敢于提出問(wèn)題。在上課的起始階段,教師應(yīng)用最短的時(shí)間激發(fā)學(xué)生的興趣,將學(xué)生的注意力轉(zhuǎn)移到所要研究的問(wèn)題上來(lái),對(duì)于使他們主動(dòng)去發(fā)現(xiàn)和研究問(wèn)題,就顯得尤為重要。
例如在進(jìn)行《照相機(jī)和眼睛》一課的教學(xué)時(shí),教師給每組一張相片,讓學(xué)生觀(guān)察一會(huì)兒,說(shuō)說(shuō)相片里面有些什么?然后啟發(fā)學(xué)生:相片是怎樣拍出來(lái)的?相片和我們的眼睛看到的東西有什么異同?很快,學(xué)生就進(jìn)入了照相機(jī)和眼睛的研究上來(lái)了。
這種記起過(guò)去所經(jīng)歷的事件、地點(diǎn)和時(shí)間的能力被稱(chēng)為“情景記憶”,這個(gè)術(shù)語(yǔ)是加拿大心理學(xué)家恩德?tīng)枴ね袪栁脑?0世紀(jì)70年代首先創(chuàng)造的。托爾文當(dāng)時(shí)認(rèn)為,這種記憶是靠語(yǔ)言產(chǎn)生的,為人類(lèi)所獨(dú)有。
但是,托爾文錯(cuò)了。劍橋大學(xué)的尼基·克萊頓利用西方灌叢鴉進(jìn)行了許多具有重大影響的實(shí)驗(yàn),1998年他公開(kāi)了其中的首個(gè)實(shí)驗(yàn)成果。克萊頓的實(shí)驗(yàn)表明,西方灌叢鴉能夠記得存儲(chǔ)食物之處,而且記得哪些存儲(chǔ)食品是最新鮮的。換句話(huà)說(shuō),灌叢鴉的大腦也擁有情景樣記憶。我們說(shuō)“情景樣記憶”,是因?yàn)槲覀儫o(wú)法真正搞清這些動(dòng)物是否像我們?nèi)祟?lèi)一樣,將自己的事件、地點(diǎn)、時(shí)間信息存儲(chǔ)為單一連貫的記憶。然而,有一點(diǎn)是毫無(wú)疑問(wèn)的:表明灌叢鴉記憶能力的要素都在。
自從那時(shí)以后,具有情景樣記憶的動(dòng)物列單在加長(zhǎng),包括類(lèi)人猿、鼠類(lèi)、蜂鳥(niǎo)和鴿子。但是這些都是哺乳動(dòng)物和鳥(niǎo)類(lèi),而諾曼底大學(xué)的克麗絲泰勒·約澤-阿爾維想知道同樣的記憶技巧是否也存在于跟上述兩類(lèi)大不相同的動(dòng)物中,這樣她轉(zhuǎn)向研究烏賊了。
跟章魚(yú)和魷魚(yú)一樣,烏賊也屬于頭足類(lèi)動(dòng)物,這類(lèi)動(dòng)物以驚人的膚色變化和超常的智慧而著稱(chēng)。經(jīng)過(guò)將近十億年的進(jìn)化,烏賊同鳥(niǎo)類(lèi)和哺乳動(dòng)物類(lèi)分開(kāi)了。然而,約澤-阿爾維同克萊頓以及瑪麗恩·伯廷一道證明了,烏賊也能夠記起“吃的是什么食物(事件)、是在哪里吃的(地點(diǎn))以及多久以前吃的(時(shí)間)”。
烏賊是軟體動(dòng)物,營(yíng)養(yǎng)豐富,因此它們幾乎成為每一種主要海洋掠食動(dòng)物的獵捕對(duì)象。烏賊通過(guò)偽裝、釋放防御墨汁和慣用的藏匿來(lái)應(yīng)對(duì)多重威脅,它們?cè)?5%以上的時(shí)間里隱藏在安全之地。一旦它們冒險(xiǎn)出來(lái)覓食,速出速歸對(duì)它們非常有利?!盀踬\生命周期短,過(guò)不了多長(zhǎng)時(shí)間就會(huì)死亡。它們的壽命不到兩年,然而從孵出到老年它們的體型增長(zhǎng)很快,”約澤-阿爾維說(shuō),“如果它們想盡快地生長(zhǎng),那么就一定有必要使覓食效率變得很高?!?/p>
首先,研究小組訓(xùn)練了三只烏賊,讓它們接近一種黑白標(biāo)志去得到一口食物,食物要么是可以接受的螃蟹,要么是它們特別愛(ài)吃的小蝦。烏賊還了解到,作為食物供應(yīng)的小蝦需要較長(zhǎng)一段時(shí)間才能重新補(bǔ)充上,如果它們?cè)谏洗纬缘叫∥r之后的三個(gè)小時(shí)之內(nèi)再次接近那個(gè)標(biāo)志,它們會(huì)一無(wú)所獲。
下一步,約澤-阿爾維在水槽的不同位置將兩個(gè)相同的標(biāo)志呈現(xiàn)在它們面前。烏賊隨意地來(lái)到其中一個(gè)標(biāo)志處,約澤-阿爾維在一個(gè)標(biāo)志前投放了小蝦,另一個(gè)標(biāo)志前投放了螃蟹。
一個(gè)小時(shí)之后,約澤-阿爾維再次對(duì)烏賊進(jìn)行了測(cè)驗(yàn)。這次,如果接近投放小蝦的標(biāo)志是毫無(wú)意義的,因?yàn)樾∥r還沒(méi)有被補(bǔ)充上。而烏賊了解這一點(diǎn),它們?cè)诘诙螠y(cè)驗(yàn)時(shí)幾乎總是接近那個(gè)投放螃蟹的標(biāo)志。但是,如果約澤-阿爾維在三小時(shí)之后進(jìn)行測(cè)驗(yàn),它們總是接近那個(gè)投放小蝦的標(biāo)志,它們知道那時(shí)它們最?lèi)?ài)吃的食物可能已經(jīng)補(bǔ)充上了,值得前去嘗試一下。
烏賊的行為表明,它們記得是什么事件(吃的是小蝦還是螃蟹)、什么地點(diǎn)(跟食物相關(guān)的標(biāo)志)和什么時(shí)間(上次吃過(guò)后又過(guò)了多長(zhǎng)時(shí)間)。研究小組承認(rèn)他們只對(duì)三只烏賊進(jìn)行了測(cè)試,但是它們的行為方式全都一致。跟灌叢鴉、黑猩猩、蜂鳥(niǎo)一樣,烏賊也擁有情景樣記憶。
但是,烏賊是無(wú)脊椎動(dòng)物,跟列單上的其他動(dòng)物差別很大。在其他無(wú)脊椎動(dòng)物中,唯一表現(xiàn)出少許情景樣記憶跡象的動(dòng)物就是蜜蜂,而且只能培訓(xùn)它們每天在同一時(shí)間去同一地方。這跟具體事件的編碼信息不完全一樣,然而很明顯與托爾文的主張不同,對(duì)事件、地點(diǎn)和時(shí)間的編碼能力不是人類(lèi)獨(dú)有的特征,甚至很可能也不是脊椎動(dòng)物獨(dú)有的特征。
級(jí)別:省級(jí)期刊
榮譽(yù):中國(guó)優(yōu)秀期刊遴選數(shù)據(jù)庫(kù)
級(jí)別:CSSCI南大期刊
榮譽(yù):中國(guó)優(yōu)秀期刊遴選數(shù)據(jù)庫(kù)
級(jí)別:北大期刊
榮譽(yù):中國(guó)優(yōu)秀期刊遴選數(shù)據(jù)庫(kù)
級(jí)別:CSSCI南大期刊
榮譽(yù):中國(guó)優(yōu)秀期刊遴選數(shù)據(jù)庫(kù)
級(jí)別:部級(jí)期刊
榮譽(yù):百種重點(diǎn)期刊