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看美国小学一年级科学实验课,理解“假说”与“实验”  

2018-03-15 08:07:15|  分类: 【方案设计】 |  标签: |举报 |字号 订阅

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 美国小学一年级科学实验课怎么上?

2016-10-07 00:02:35 来源: 中国教育报
 
在美国,老师更强调方法的传授。而何为科学方法?科学方法是人类用来认知未知世界的方法,它通常是建立在实验基础上的,用来证明人类的各种假说是正确还是错误。

“妈妈,你知道引力波吗?老师今天说它被证明出来了。”

一天放学,7岁的儿子很兴奋、很神秘地问我。

“什么?”我没有听懂(因为我还不知道这个英语词语)。

“引力波,”儿子接着说,“引力波是爱因斯坦在100年前提出来的一个假说,科学家们做实验证明了它的存在。老师说我们现在还理解不了引力波具体是什么,不过她说科学家证明引力波所用的科学方法和我们上课讲的差不多,都是先提出一个假说,然后做实验,采集数据,最后得出结论。”

在美国,老师更强调方法的传授。而何为科学方法?科学方法是人类用来认知未知世界的方法,它通常是建立在实验基础上的,用来证明人类的各种假说是正确还是错误。通常大家都认为科学方法是需要通过高深的科学实验才能完成的。但是在美国,老师已经把科学方法的讲授灵活地融入了小学教育里。

前不久,上一年级的儿子就在老师的帮助下,参加了一次科学实验课。这堂课的题目是“教室哪里的细菌最多”。

首先,老师在课堂上提出了一个问题:“教室哪里细菌最多?”

于是,孩子们开始了激烈的讨论。最终,他们大致形成了3种猜想:地板最脏、实验台上最脏、门把手最脏。

这时,老师就告诉孩子们,这3种猜想就是3种假说 (Hypothesis)。之所以被称为“假说”,是因为它们还没有被科学实验证明出来。而验证假说的过程,就是孩子们接下来要做的事情,要证明到底哪个假说是正确的。

怎么证明呢?当然是通过实验。那么,如何做实验,又要做什么样的实验来证明呢?这就需要科学老师一步一步的引导和帮助。孩子们需要先做出一个实验计划——把地板上的细菌数量、实验台上的细菌数量以及门把手上的细菌数量进行比较。

但是,怎么比较呢?我们的肉眼是看不到细菌的,老师也没有提供显微镜给孩子们使用。老师告诉他们,在有些东西无法直接测量的时候,可以用间接的办法来测量。接下来,真正的科学实验才正式开始。

孩子们先拿出三块干净的试纸,分别擦地板、实验台和门把手,然后把试纸上擦到的东西移到培养皿里面密封起来。接着,他们把培养皿放在一个台灯下面照射3天。由于培养皿一直被台灯照射,所以里面一直保持比较高的温度,适合细菌生长。3天后,细菌数量已经在培养皿里面大大增加,增加到了可以被肉眼看见的程度,他们便可以直接判断细菌的多少了。

另外,为了防止实验出现误差,老师还让孩子们给每个实验做3个备份,这样可以防止一些偶然因素对实验结果造成影响。这样,地板细菌、实验台细菌和门把手细菌的培养皿各有3个。

最后,孩子们的实验结果是,9个试验器皿里每3个是一组实验对比,一共3组,因为这3个培养皿里的细菌分别来自同一时刻的地板、实验台和门把手。从3组实验结果中,他们可以看到,放置了地板细菌的培养皿里面出现了很多黑点,感觉像是发霉了一样,而其他的培养皿里面的细菌明显没有这么多。

这样的实验结果不仅能让孩子更直观地比较到底哪里的细菌更多,还能够让孩子们了解到,如果要下一个科学的结论,不能光凭想象,而要用科学的实验来证明,用数据说话。当然,这个实验对培养孩子的卫生习惯也能起到更积极的作用。

为了将实验结果长期保存,老师还要求他们根据培养皿里面的细菌情况自己描绘和制作实验报告。实验结束后,孩子们被老师分成几个小组。每个小组需要制作自己的展示板来汇报实验过程和实验结果。

从“阐述问题”“假说”“实验设计”到“实验过程”“实验结果”和“结论”,每个小组都按照这个步骤来组织自己的实验报告。最有趣的是汇报会,非常像一个缩小版的学术演讲,当然比学术演讲活泼很多。最后,老师会对每个小组进行点评。

听完儿子的汇报,我们不禁感叹,这套小学一年级讲授的实验方法可以被应用于所有的验证,或许孩子将来做博士论文也要用到。

美国小学老师教会孩子们的简易版科学实验方法归纳起来就是,阐述问题(你想发现些什么),形成一个假说或一个猜想(提出假说来解释发现的事情),计划(通过怎样的实验来验证假说),过程(进行实验),结果(查看实验结果)和形成结论。

我们中国有句古话:“授之以鱼,不如授之以渔”。说的就是传授给人以知识,不如传授给人学习知识的方法。而科学方法正是推动社会进步的最常用的获得知识的方法。美国小学从一年级就开始教授学生这种如何取得“鱼”的“渔”,非常值得我们借鉴和学习。

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