临沂市小学科学“解暗箱”课型教学策略研究

1、PAGE PAGE - 17 -临沂市小小学科学学“解暗箱箱”课型教学学策略研研究 （讨讨论稿）二一一一年二月月临沂市小小学科学学“解暗箱箱”课型教教学策略略研究（讨讨论稿）【理论基基础】1“暗暗箱”及“解暗箱箱”的含义。在科科学研究究中，暗暗箱即控控制论中中的“黑箱”，是指那些些既不能能打开、又不能能从外部部直接观观察其内内部状态态的系统统。小学学科学教教材中有有些课题题内容是是不能直直接感知知的，但但根据一一定的可可感知的的外部情情况，可可以间接接推断出出来，这这一过程程即是“解暗箱箱”的过程程。2“解解暗箱”研究方方法的本本质。实践证明明，物质质具有系系统属性性。我们们科学研研究的对对象

2、，都都可以把把它看成成是一个个由基本本要素组组成的动动态系统统。自然然界中没没有孤立立的事物物，任何何事物间间都是相相互联系系，相互互作用的的，所以以，即使使我们不不清楚“暗箱”的内部部结构，也可以以利用对对外部的的观测试试验，通通过输入入输出信信息而研研究推断断我们所所不能直直接去感感知了解解的事物物的本质质和特征征，探索索其内部部奥秘。也就是是说解暗暗箱是由表及及里的科科学方法法，在这这个过程程中，教教师引导导学生反反复感知知那些可可感知的的事物的的外部情情况，研研究有关关事实，抓住推推理的突突破口，间接推推断出事事物的内内部构造造和机理理，并在在头脑中中加以再再造想像像，使学学生的思思维

3、力和和想像力力得到提提高，培培养其良良好的思思维品质质。解暗暗箱课实实质运用用的乃是是一种逻逻辑思维维方法。3“解解暗箱”研究方方法的意意义。心理学学认为，思维是是智力活活动的核核心，而而想象则则是智力力的翅膀膀。孔子子认为“学而不不思则罔罔”。刘勰则则把想象象称为“神思”，认为为有了它它就能冲冲破时间间和空间间的界限限，“思接千千载”，“视能万万里”，因而而可以充分分调动学学生思维维的主动动性，引引导开展展丰富的的想象，寻找解开开暗箱的的钥匙。此种研究究方法对对培养学学生的思思维和想想象力很有有价值。由于是是通过逻逻辑推理理的，所所以最终终结果有有可能并并不是唯唯一的，这就可可以大大大促进学

4、学生的发发散性思思维。除除此之外外，解暗暗箱法还还能培养养学生的的逻辑判判断能力力、推理理能力、创造能能力和应应用科学学知识解解决实际际问题的的能力，并激发发学生对对科学学习习的浓厚厚兴趣。【框架结结构】创设情境展示暗箱利用感知猜测暗箱模拟验证揭示暗箱总结运用升华暗箱发现暗箱引起质疑在直观感性材料的基础上，建模、类比与猜测暗箱构造及成因 设计方案，合理进行科学验证，类比推理解开奥秘运用知识，阐释生活现象【操作方方式】 1创创设情境境，展示示暗箱学习目标标：引导导学生认认真观察察、思考考，并在在观察、思考中中引发问问题，发发现暗箱箱，为探探究活动动做好准准备。操作要领领：教师师要依据据教学目目标

5、、遵遵循学生生认知规规律、有有机结合合学生生生活中熟熟知的现现象，巧巧妙地创创设问题题情境，让学生生在问题题情境中中感知问问题并提提出问题题，恰到到好处地地向学生生展示出出我们要要打开的的“暗箱”。2利用用感知，猜测暗暗箱学习目标标：引导导学生围围绕问题题所可能能发生的的种种现现象及结结果进行行预测或或作假设设性解释释。操作要领领：以小小组或以以全班为为单位，针对要要研究的的问题，利用可可感知的的外部构构造特点点及已有有的知识识和经验验进行预预测或作作假设性性解释，引导学学生有理理有据的的猜想，要让猜猜想有深深度，并并体现出猜猜想思维维的逻辑辑性和缜缜密性。在此基基础上，教师要要积极引引导学生

6、生找准“暗箱”的突破破口。3模拟拟验证，揭示暗暗箱学习目标标：引导导学生围围绕猜想想假设，提出揭揭示暗箱箱活动的的大致思思路，并并依据研研究计划划或方案案开展模模拟探究究活动，验证猜猜想假设设，并对对探究的的成果进进行展示示与交流流，得出出正确的的科学结结论，进进而揭示示暗箱。操作要领领：在具具体操作作中，一一般要采采取分组组活动的的方式，让各小小组针对对要研究究的问题题，制定定自已的的计划或或方案，依据方方案开展展模拟验验证活动动，活动动后分层层次交流流自己的的验证成成果，分分析总结结实验结结论，初初步解开开暗箱。教师把把握时机机，利用用PPTT或视频频资料等等方式将将科学家家研究的正正确结

7、论论予以呈呈现，彻彻底打开开暗箱，让学生生在模拟拟验证的的基础上上彻底明明确暗箱箱的真谛谛。 4总结结运用，升华暗暗箱学习目标标：引导导学生将将掌握的的暗箱知知识与社社会生活活进行密密切融合合。操作要领领：引导导学生运运用所获获得的知知识与技技能，解解释生活活中的现现象，解解决生活活中的问问题，进进行改进进、发明明、创造造活动，关注与与本课研研究主题题相关的的社会问问题等。【具体解解读】 1创设情情境，展展示暗箱箱一切探究究活动都都是从问问题开始始，没有有问题就就没有探探究活动动，确定定探究的的问题，不仅决决定一节节课的内内容，而而且决定定这节课课的基本本思路。暗箱课课中的“暗箱”就是我我们要

8、解解决的问问题，“明确暗暗箱在哪哪儿”是“解暗箱”的基础。我们要要善于运运用各种种教学方方法和手手段创设设典型的的情境诱诱发学生生产生问问题意识识并发现现暗箱所所在。如教学中中我们可可以通过过交流课课前搜集集的资料料、鉴赏电影影片段、观察PPPT图图片、进进行实物物演示、观看新新闻播放放片段等等视频资料料或方法法，引导导学生对对日常生生活和自自然现象象进行观观察，在在观察中中发现与与科学有有关的问问题，通通过思考考，对现现象作进进一步的的思维加加工，演演变为一一个个具体体、明确确的科学学问题。在创设设的问题题情境中中，教师师要注意意引导学学生积极极地进行行观察、思考、想象，鼓鼓励学生生从不同同

9、角度、不同层层面进行行思考，提出不不同的问问题。提提出问题题以后教教师还要要注意引引导学生生对所提提出的问问题进行行梳理，对问题题进行归归纳、整整理、分分类，在在此基础础上提取取出有研研究价值值的、学学生感兴兴趣的问问题。问题是思思维的开开端，教教师巧妙妙地创设设问题情情境，恰恰到好处处地向学学生展示示我们要要打开的的“暗箱”，给学生生留下悬悬念，能能够充分分调动学学生进行行科学探探究的积积极性和和浓厚兴兴趣。2利用用感知，猜测暗暗箱猜想与假假设是科科学思维维的一种种形式，是研究究者根据据已知事事实材料料和科学学知识对对所研究究的问题题做出的的一种猜猜测性陈陈述，是是对问题题中事物物的因果果性

10、、规规律性做做出的假假定性解解释。“解暗箱箱”课的重重点是找找准暗箱箱的突破破口，而而正确的的突破口口就是建建立“猜想与与假设”的基础础之上。猜想不不是瞎想想，也绝绝不是能能猜、能能想就行行。面对对未知现现象，教教师要引引导学生生主动调调动自己己已有的知知识和经经验进行行分析研研究，要要有理有有据、合合乎逻辑辑地说明明问题，将已知知的某些些事件与与观点与与未知现现象联系系起来，在头脑中中与所熟悉悉的模型型或现象象进行联联想和类类比。（如果这这种未知知现象在在生活中中找不到到熟悉的的模型或或现象进进行联想想和类比比，那就需要要学生借借助外部部因素在在头脑中中初步勾勒勒事物发发生的虚虚拟表象象或过

11、程程。）“暗箱”是一个个只知其其外部输入入和输出出,而不知其其内部结结构的系系统，它它的内部部结构我我们一时时无法直直接观测测到，只能能从外部部间接去认认识。所所以“解暗箱箱”的猜想想与假设设，必须须以生活活经验或或已有的的知识为为出发点点，以已已有的客客观现象象或事实实为依据据，建立适适当的类类比模型型或虚拟拟表象（建建立类比比模型或或虚拟表表象的过过程，就就是逻辑辑推理的的过程），然后后以此类类比模型型或虚拟拟表象为依依据，对对未知的的现象或或事件，作出合合理的假假设性解解释。这个环节节一般要要以小组组或全班班为单位位，针对对要研究究的问题题，让学学生运用用已有的的知识和和经验进进行预测测

12、或作假假设性解解释，教教学中要要注意引引导学生生充分运运用感知知来有根根有据的的猜想，猜想要要合理，要层层层深入，要体现现猜想思思维的逻逻辑性和和缜密性性，要找找准“暗箱”打开的突突破口。3模拟拟验证，揭示暗箱箱（1）制制定方案案探究并非非仅限于于学生的的动手实实验。开开动脑筋筋设计实实验，讨讨论制定定实验的的方案，同样是是探究，而探究究的亮点点往往表表现在动动手之前前的讨论论和动手手之后的的分析之之中。对对于每一一种探究究方法，都应使使学生弄弄清应该该选择哪哪些实验验器材、如何进进行正确确操作、应当注注意什么么问题等等，这就就要有一一个严密密、科学学、可行行、安全全的实验验方案。在具体操操作

13、中，一般要要采取分分组活动动的方式式，让各各小组针针对要研研究的问问题，结结合对暗暗箱外部部信息的的了解和和内部成成因的假假设，制制定自已已的计划划或方案案。在此此过程中中要注意意发挥教教师引导导、帮助助、点拔拔的作用用。通过过师生之之间开展展双向或或多向的的课堂交流流，经过过认真的的思考和和反复的的讨论逐逐步完善善方案。（2）实实施探究究师生制定定了切实实可行的的实验方方案以后后，各小小组依据据方案自自主选择择实验所所需要实实物、模模型、图图片等直直观教具具，通过过小组团团结协作作进行实实验。在在这个环环节，学学生要全全员参与与，分工工合作，认真观观察，细细心测量量，要搜搜集事实实材料，用语

14、言言、图画画、表格格、数字字等喜爱爱的方式式记录实实验的结结果，表表达自己己的感知知和体验验，要自自觉的把把实验过过程中的的发现与与自己的的预测或或猜想进进行对照照。在学学生动手手实验的的过程中中，教师师要主动动参与到到学生中中间与大大家共同同探讨，要注意意倾听学学生的意意见，不不能过早早的表达达自己的的观点，以免影影响学生生的实验验和思考考。还要要特别留留意观察察学生的的行为表表现，指指导学生生正确操操作。鼓鼓励小组组之间互互相学习习、借鉴鉴，引导导学生把把动脑与与动手结结合起来来，及时时表扬学学生的发发现，特特别是独独特的发发现和新新颖的观观点。要要引导学学生用多多种方法法进行实实验，鼓鼓

15、励他们们在实验验中进一一步改进进实验的的方案，主动发发现并提提出新的的探究问问题，使使探究活活动不断断向深层层次发展展。（3）展示交交流汇报交交流是揭揭示暗箱箱的重要要一环，教师要要引导学学生对获获得的感感性认识识进行去去粗取精精、去伪伪存真、由表及及里的整整理加工工，得出出理性的的结论。在这个个环节中中先让学学生汇报报实验的的方法、实验过过程中观观察到的的现象、自己的的亲身体体验和感感受，也也就是先先汇报事事实、展展示结果果。教师师要允许许学生选选择自己己喜欢的的方式进进行汇报报、展示示，不包包办代替替，不强强求统一一。对探探究成果果的展示示与交流流，一般般分两个个步骤进进行： 第一个步步骤

16、是组组内展示示与交流流。主要要针对本本组内共共同进行行的探究究活动，对所积积累的各各种信息息资料进进行整理理、分析析、讨论论，获得得共识。第二个步步骤是全全班交流流。是在在各小组组汇报各各自探究究成果的的基础上上，对全全班同学学的成果果进行整整理、分分析、讨讨论，得得出科学学的解释释或结论论，初步步解开暗暗箱。（4）揭揭示暗箱箱在学生经经过模拟拟验证初初步得出出结论以以后，教教师要把把握时机机，利用用PPTT或视频频资料等等方式将将科学家家的研究究结论予予以呈现现，彻底底打开暗暗箱，让让学生在在模拟验验证的基基础上彻彻底明确确暗箱的的真谛。 4总结结运用，升升华暗箱箱认识规律律告诉我我们，只只

17、有认识识的第二二次飞跃跃，才具具有实践践意义。在引导导学生推推理想像像解开暗暗箱的基基础上，最终的的落脚点点要放在在怎样运运用自己己掌握的的知识，解决实实际的问问题。此此时引导导学生结结合研究究的主题题，运用用所获得得的知识识与技能能，解释释生活中中的现象象，解决决生活中中的问题题，并进进行改进进、发明明、创造造活动，关注与与本课研研究主题题相关的的社会问问题等，有机地地将科学学、技术术与社会会生活进进行密切切融合。这样既既扩展了了学生的的知识，又增强强了学生生的研究究兴趣。在内容上上，一方方面要注注重与本本课探究究主题相相联系。通过本本课主题题的探究究，学生生对本主主题有了了比较深深入的了了

18、解，在在主题的的基础上上鼓励学学生拓展展创新，有利于于本课主主题的进进一步深深化。一一方面要要注重与与学生生生活相联联系。让让学生感感受到科科学无处处不在，科学就就在我们们身边，进一步步增强学学生学科科学、爱爱科学、用科学学的兴趣趣。在形式上上要注重重开放性性。引导导学生举举一反三三，触类类旁通，扩展思思维的广广度、深深度，从从多角度度去思考考问题。允许学学生海阔阔天空、奇思妙妙想，允允许学生生想法不不合逻辑辑。在评评价上以以鼓励为为主。不不管学生生出现怎怎样的想想法，教教师都要要进行鼓鼓励，以以保护学学生与生生俱来的的探究欲欲。【应用范范围】三年级上上册：有趣的的不倒翁翁三年级下下册：灯泡亮

19、亮了 我们的的身体 骨骼 关节四年级上上册：植物的的根 植植物的叶叶 植植物的茎茎 四年级下下册：苹果为为什么落落地五年级上上册：地球内内部有什什么 怎样样听到声声音 地震震 火山五年级下下册：食物到到哪里去去了 我我们的呼呼吸 心心脏和血血管 脑与神神经 照相机机和眼睛睛 潜潜望镜的的秘密 果实是是怎样形形成的六年级上上册：白天与与黑夜 四四季更替替 弯弯弯的月亮亮 日食食和月食食六年级下下册：我从哪哪里来 通电的的线圈【教学案案例】火山教学设设计教学分析析：本课内容容选自青青岛版科科学教材材五年级级上册第第一单元元第2课课火山山，本本课是在在学生认认识了地地球内部部构造及及特征的的基础上上

20、，借助助对火山山成因的的探究，引领学学生进一一步认识识地球内内部的物物质组成成及其运运动变化化。教学学中鉴于于学生在在生活中中不可能能亲眼看看到火山山喷发的的样子，即使对对火山有有所了解解，那也也是肤浅浅的、基基于表面面的，所所以教材材的设计计思路是是：先为为学生提提供有关关火山喷喷发的资资料，启启发学生生在事实实基础上上思考火火山喷发发的原因因，借助助观察火火山喷发发的外部部现象进进行合理理猜测，通过模模拟实验验进一步步探究火火山的成成因，这这在教学学中是个个重点和和难点。本课教教学是一一种典型型的“解暗箱箱”式课堂堂教学类类型。教学目标标：1知识识目标通过教学学使学生生初步知知道火山山是由

21、于于地球内内部高温温、高压压而引发发的一种种自然现现象；能能通过模模拟实验验理解火火山形成成的原因因。2能力力目标培养学生生的想象象能力和和推理能能力、学学生自主主学习的的能力和和勇于探探索的精精神。3情感感目标渗透科学学自然观观，树立立关爱地地球的思思想，体体验学习习的乐趣趣，激发学学生的自自豪感和和科学兴兴趣。教具准备备：1学生生用：土土豆泥、番茄酱酱、2000mll烧杯、漏斗、三脚架架、石棉棉网、酒酒精灯、火柴。2教师师用：自自制PPPT、“危地马马拉火山山”新闻视频频资料、“火山形形成原因因”视频资资料。教学过程程：1.创设设情境，展示暗暗箱同学们，今天老老师给大大家带来来了一段段新闻

22、（20110年55月277号危地地马拉火火山喷发发现场新新闻），想不想想看？请请同学们们认真观观看新闻闻并思考考，新闻闻中发生生的是什什么现象象？你看看到了什什么？（播放新新闻）师：谁来来说一下下，通过过这段新新闻你看看到了什什么？现象：生1：火火山喷发发的情景景，如喷喷发时有有红色的的岩浆喷喷出，同同时还有有石块、烟灰喷喷出。生2：火火山喷发发时温度度很高。危害：生3: 火山危危地马拉拉实地记记者阿其其拉被火火山喷出出的石块块击中导导致身亡亡。生4：造造成至少少3名儿儿童失踪踪、599名居民民受伤，上千人人不得不不进行暂暂时生活活转移。生5：火火山喷发发的烟灰灰给居民民生活造造成很大大的不便

23、便和危害害。师：大自自然在赐赐予我们们人类财财富的同同时，也也给我们们带来了了巨大的的灾难。如火山山喷发时时火山灰灰覆盖了了城市，夺取了了人们的的生命。今天就就让我们们一起来来走进火火山、研研究火山山。（师师板书课课题：火火山）师：对于于火山，你有什什么要研研究的问问题？生1：火火山喷发发是怎么么形成的的？生2：火火山喷发发是什么么样子的的？生3: 火山喷喷发与我我们人类类有关系系吗？生4：怎怎样才能能防止火火山喷发发？师：同学学们提出出了这么么多想要要研究的的问题，说明大大家对火火山很有有研究兴兴趣。同同学们认认为在所所有这些些问题中中应该先先解决哪哪个最基基本的问问题？生：我们们首先研研究

24、火山山喷发是是怎么形形成的？师：对，要想了了解火山山喷发与与我们人人类有什什么关系系以及怎怎样来防防止火山山喷发，前提必必须知道道火山形形成的原原因。板书问题题：火山山的形成成？师：同学学们准备备怎样解解决这个个问题？生：可以以通过查查资料；做模拟拟实验；可以上上网查询询；可以以咨询专专家；师：这些些都是我我们在科科学课上上解决问问题常用用的研究究方法，而且这这些方法法都能够够解决这这个问题题。但在在这些方方法中大大家认为为解决问问题后能能给我们们留下深深刻印象象的方法法是哪一一种？生：做实实验！师：对，所以老老师建议议：这节节课我们们通过模模拟实验验的方法法来解决决这个问问题，好好吗？生：好

25、！2.利用用感知，猜测暗暗箱师：研究究火山的的成因，要是我们们能钻进进火山的的肚子里里去看个个究竟就就好了，但这可可能吗？（不能能）既然然钻不进进火山的的肚子里里，那我我们只能能从火山山外部来来寻找突突破口了了。刚才才看到的的危地马马拉火山山喷发时时的现象象，能给给大家带带来什么么启示呢呢？小组组内讨论论讨论。（小组讨讨论）师：火山山喷发时时发生的的现象给给你们带来了了哪些启启示呢？生1：我我看到火火山口有有红色的的岩浆喷喷出来，同时有有烟灰和和石块飞飞出，证证明地球球内部的的压力很很大。生2：在在看火山山喷发视视频时，我还听听到有轰鸣声声，也说说明火山山喷发时时地壳下下面有很很大的压压力。生

26、3：我我看到火火山口岩岩浆像液液体一样样向外流流出，而而且是红红色的，很炽热热，这说说明地球球内部不不光压力力大，而而且温度度也很高。师：通过过岩浆喷喷出，大大家猜测测火山喷喷发的原原因是因因为受到到地球内内部高温温高压的的作用。（板书书：高温温高压）为什么么岩浆只在在这儿喷出，而不在在其它地地方呢？生：可能能这里的的地壳比比较薄弱弱。师：同意意，也就就是说岩岩浆在高高温高压压的作用用下会沿沿着地壳壳的薄弱弱地带喷喷出来。（板书书：薄弱弱地壳）师：那为为什么不不是常年年累月经经常喷出出？而是是喷后要要隔好长长年月才才有可能能再喷呢呢？生：可能能是地壳壳内部的的岩浆在在高温高高压的作作用下，达到

27、一一定程度度，力量量足可以以冲破地地壳，才才会喷薄薄而出。师：谁能能完整地地说说我我们的猜猜想？生：地壳壳内部的的岩浆受受到高温温高压的的作用，当压力力达到一一定程度度，岩浆浆就会沿沿地壳薄薄弱的地地方喷薄薄而出，形成了了火山。师（总结结）：也就就是说同同学们认认为地壳壳内部的的岩浆受受到高温温高压的的作用会会向上运运动，当当压力达达到一定定程度，岩浆就就会沿地地壳的薄薄弱地带带喷薄而而出，形形成了火火山。对对不对？生：对3.模拟拟验证，揭示暗暗箱（1）制制定方案案师：有了了自己的的想法，就要通通过实验验来验证证一下。如果要要模拟火火山的喷喷发，结结合自己己的假设设，可以以选择什什么材料料来进

28、行行研究？生：可以以用番茄茄酱或果果酱来代代替岩浆浆，用土土豆泥来来代替地地壳。师：那高高温高压压的条件件怎么产产生？生：用酒酒精灯加加热。师：好，这些材材料老师师都给大大家准备备好了，除了以以上这些些，还有有烧杯、玻璃长长颈漏斗斗、三脚脚架、石石棉网等等。小组组长负责责把材料料领回去去。（组组长领材材料）师：请同同学们思思考怎样样来运用用这些材材料设计计火山喷喷发的模模拟实验验？（小组讨讨论设计计方案）师：哪个个小组愿愿意把你你们的实实验方案案说出来来和大家家共享一一下？（生汇报报实验方方案）生1：我我们组想想用番茄茄酱、土土豆泥和和酒精灯灯来研究究。具体体方法是是在烧杯杯中加入入约1000毫升升番茄果果酱，把把长颈漏漏斗倒扣扣在烧杯杯里，用用土豆泥泥将漏斗斗和番茄茄酱接触触的地方方封紧，把漏斗斗口也用用土豆泥泥封起来来，然后后把烧杯杯放在石石棉网上上用酒精精灯加热热，观察察有什么么现象？生2：师：大家家设计的的很好，想一想想在实验验时该注注意什么么呢？生自由说说。师：对，要注意意安全，注意酒酒精灯的的正确使使用方法法，还要要注意小小组内团团结合作作。最后后还要做做好实验验记录。（发实实验记录录单）好