王合建

1 材料選取欠缺科學(xué)性

“運(yùn)動(dòng)與心跳”一課，模擬心臟收縮與舒張，引起血管的搏動(dòng)。教材有這樣的文字描述：“將一根薄橡皮管套在注射器上，有節(jié)奏地推壓注射器，讓學(xué)生用手摸著軟管體會(huì)變化?！苯處熢诮虒W(xué)時(shí)，一般會(huì)按教材中的要求去做。其實(shí)，這一套模擬材料是不太科學(xué)的。人體的心跳動(dòng)作是“收縮”和“舒張”，而并非像注射器內(nèi)的推拉運(yùn)動(dòng)，用注射器代表心臟就有點(diǎn)不太合適。

“晝夜交替”一課，有許多教師按書本中的要求，用手電筒代表太陽(yáng)，也存在問題。我們都知道，太陽(yáng)發(fā)出的光是向四面八方照射的，而手電筒的光有很強(qiáng)的指向性。在模擬地球圍繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)時(shí)，要使手電筒的光始終面向太陽(yáng)，增加了實(shí)驗(yàn)的難度。

2 模型與原型有本質(zhì)意義上的相似性

以上案例表明，如果模擬實(shí)驗(yàn)的材料選擇不當(dāng)，會(huì)影響實(shí)驗(yàn)的科學(xué)性。模擬實(shí)驗(yàn)必須遵循相似性的原理，要求模型和研究對(duì)象之間具有相似性、模型所處的實(shí)驗(yàn)條件與研究對(duì)象所處的實(shí)際條件之間具有相似性。上述案例中，如果將注射器換為橡皮球，手一捏一松，和心臟的跳動(dòng)情況就十分相似了。用手電筒代表太陽(yáng)，不如用燈泡或蠟燭更合適。選擇的實(shí)驗(yàn)材料，必須與原本事物有本質(zhì)意義上的相似性，學(xué)生才容易接受，才能更好地呈現(xiàn)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，更有效地類比推理。

3 忽略設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)

有許多教師認(rèn)為，模擬實(shí)驗(yàn)比直接實(shí)驗(yàn)更具難度，讓學(xué)生去設(shè)計(jì)好像不大可能。于是，課堂上就出現(xiàn)了這樣的情景。

“是誰(shuí)制造了風(fēng)”一課，模擬實(shí)驗(yàn)研究風(fēng)的形成原因。學(xué)生對(duì)“自然界里的風(fēng)是怎樣形成的”發(fā)表了自己的看法后，教師直接說：“是不是像大家講的那樣呢？我們來(lái)做一個(gè)模擬實(shí)驗(yàn)?！边@時(shí)，教師出示風(fēng)的形成自制實(shí)驗(yàn)裝置，講解并演示實(shí)驗(yàn)的方法，讓學(xué)生開展分組實(shí)驗(yàn)，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。這樣做，學(xué)生根本不清楚實(shí)驗(yàn)的目的，只能按教師的要求去做，沒有任何思維活動(dòng)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力無(wú)從培養(yǎng)。

4 重視培養(yǎng)設(shè)計(jì)模擬實(shí)驗(yàn)的能力

出現(xiàn)上述案例這種現(xiàn)象的根源在于教師沒有認(rèn)識(shí)到模擬實(shí)驗(yàn)同樣需要學(xué)生去設(shè)計(jì)，對(duì)模擬實(shí)驗(yàn)的教學(xué)策略需要研究，切忌將模擬實(shí)驗(yàn)游離于學(xué)習(xí)方法之外。

4.1 設(shè)計(jì)模擬實(shí)驗(yàn)的前提是學(xué)生對(duì)問題的推想和假設(shè)

模擬實(shí)驗(yàn)的材料、方法，源自于學(xué)生對(duì)科學(xué)問題的推想和假設(shè)。模擬實(shí)驗(yàn)往往是對(duì)推想和假設(shè)的驗(yàn)證?！笆钦l(shuí)制造了風(fēng)”一課，教師應(yīng)創(chuàng)設(shè)情境，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到我國(guó)各大城市同一天氣溫的不同以及風(fēng)向情況。在此基礎(chǔ)上，讓學(xué)生對(duì)“自然界的風(fēng)是怎樣形成的”作出自己的推想，然后讓學(xué)生簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)模擬實(shí)驗(yàn)。通過引導(dǎo)，學(xué)生不難想到要制造出氣溫高和氣溫低的環(huán)境。在此基礎(chǔ)上，出示實(shí)驗(yàn)裝置，再啟發(fā)學(xué)生設(shè)計(jì)。在教師悉心引導(dǎo)下，學(xué)生有了思維活動(dòng)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力得以培養(yǎng)。

4.2 設(shè)計(jì)模擬實(shí)驗(yàn)需要擇優(yōu)選擇方案

讓學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，肯定有不同的聲音。此時(shí)，教師需要指導(dǎo)學(xué)生去評(píng)價(jià)，擇優(yōu)選取?！皶円菇惶妗币徽n，讓學(xué)生設(shè)計(jì)模擬實(shí)驗(yàn)，證明假設(shè)的幾種運(yùn)動(dòng)方式能否出現(xiàn)晝夜交替，學(xué)生可能會(huì)選擇用手電筒代表太陽(yáng)，也可能會(huì)選擇蠟燭代表太陽(yáng)。這時(shí)，可以讓全班學(xué)生來(lái)評(píng)價(jià)，選擇哪一樣材料更科學(xué)。此外，讓學(xué)生自己去思考實(shí)驗(yàn)中需要注意的問題，比教師直接告訴他們要有意義得多。

5 忽視類比推理能力的培養(yǎng)

只要是模擬實(shí)驗(yàn)的教學(xué)內(nèi)容，一般都會(huì)涉及類比推理能力的培養(yǎng)。因?yàn)槲覀円龑?dǎo)學(xué)生將模擬實(shí)驗(yàn)的過程和結(jié)果轉(zhuǎn)化到現(xiàn)實(shí)研究對(duì)象中，讓學(xué)生去類比推理現(xiàn)實(shí)事物變化的過程和結(jié)果。這是訓(xùn)練學(xué)生類比、遷移思維能力的絕好時(shí)機(jī)，也是模擬實(shí)驗(yàn)的最終目的。然而現(xiàn)實(shí)教學(xué)中，大多數(shù)教師會(huì)包辦代替，直接將“結(jié)論”講述給學(xué)生，少數(shù)教師雖然給了學(xué)生思考的機(jī)會(huì)，但往往是淺嘗輒止，并未使學(xué)生的思維深度進(jìn)入其中。

6 注重類比推理，發(fā)展學(xué)生思維能力

在所有的能力之中，思維能力是核心能力。類比推理就是一種典型的思維能力，教師應(yīng)該抓住模擬實(shí)驗(yàn)內(nèi)容著力進(jìn)行培養(yǎng)。在模擬實(shí)驗(yàn)做完后，教師應(yīng)該讓學(xué)生來(lái)描述實(shí)驗(yàn)的過程和結(jié)果。在此基礎(chǔ)上，讓學(xué)生對(duì)現(xiàn)實(shí)問題進(jìn)行推理，從而得出科學(xué)認(rèn)識(shí)。比如《水結(jié)冰了》一課，可以讓學(xué)生在教室里制造出“霜”。

模擬實(shí)驗(yàn)是一種“了解原型、提出假設(shè)——建立模型、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)——明確結(jié)果、認(rèn)識(shí)原型”的解決問題的過程。不同的教學(xué)內(nèi)容，教學(xué)策略可能會(huì)有差異。要注重材料的選擇，注重學(xué)生能力的培養(yǎng)，要讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)前明白實(shí)驗(yàn)?zāi)康模鞔_“在用什么模擬什么”，實(shí)驗(yàn)后要讓學(xué)生關(guān)注實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并能把模擬實(shí)驗(yàn)與自然界中存在的現(xiàn)象聯(lián)系起來(lái)思考。最終達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的思維習(xí)慣，能用科學(xué)的方法解決問題的目的。