取样研究在小学科学教学探析

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摘要：取样研究是指在教师的指导下，学生从所研究的事物中选取少数具有代表性的样本进行分析、比较、归纳、推想等研究活动。在小学科学探究中，教师指导学生尝试运用取样研究，分析物质变化的规律，推想植物的生长变化过程，概括事物的共同特点，建构不同探究之间的联系，能帮助学生深刻理解科学概念，对培养学生的科学思维能力和探究能力有着重要的作用。

关键词：小学科学教学；科学探究；取样研究；教学尝试

取样研究是指在教师的指导下，学生从所研究的事物中选取少数具有代表性的样本进行分析、比较、归纳、推想等研究活动，发现所研究对象的变化过程及规律、总结研究对象的共同特点、构建事物之间联系的过程。取样研究在小学科学探究中应用虽然不多，但是对指导学生开展精细化探究、培养学生科学思维能力起着不可忽视的作用。因此，教师可以结合教学内容指导学生尝试开展有目的的取样研究，不断提升学生的探究能力和解决问题的能力。

一、通过取样，指导学生分析物质变化的规律

在科学学习中，学生会认识到物质是不断变化的，物质变化有的是缓慢的，有的是很剧烈的。物质变化过程中常常伴随着颜色、大小、形态等变化，有的变化没有产生新物质，有的变化产生了新的物质。当探究某一物质变化实验时，学生仅仅用文字记录下了实验中的现象，留下来的实验中的具象现象还不够清晰，对学生后续研讨与分析产生了不利影响。如果在学生的探究过程中，根据不同阶段适时取样，可以使学生的研讨活动有据可依，并通过比较分析，逐步发现物质变化的规律。如白糖加热，为了便于比较加热过程中白糖的颜色变化，教师指导学生使用牙签每隔15秒取样一次，且记录下来。对获得的取样进行分析，学生很容易发现白糖在加热过程中，颜色由最初的白色逐渐变成黄色、焦糖色、黑色，再结合其他证据，便于学生对物质变化进行判断。加热白糖从开始到焦糖色的变化属于物理变化，到最后变成黑色的炭化物质的变化产生了新物质，属于化学变化。

二、借助取样，指导学生推测植物生长变化的过程

由于植物生长周期比较长，对小学生来讲，在短时间内观察一系列的变化过程是有困难的。要使小学生观察植物的生长变化过程，教师可以借助取样的方法，选取几个阶段具有典型性的样本，有顺序地排列，帮助学生推测植物的生长变化过程，从而收到较好的教学效果。借助取样研究，原本几天的连续观察活动，在短短的几分钟时间内就解决了，大大提高了观察的实效性。如油菜花生长变成油菜荚的过程需要几天的时间，学生很难在课堂上完成观察。为了使学生了解油菜花蕾变成油菜果荚的过程，教师指导学生从整株油菜上选取花蕾、盛开的油菜花、油菜花谢了长出小果荚、小果荚长成油菜荚几个典型的样本，并按照油菜花生长变化的顺序排列（如图1）。教师可以指导学生按照上面取样的顺序观察，了解油菜花的雌蕊受精后逐渐结出果荚的生长变化过程。然后再让学生观察花蕾，推测油菜花的花蕾将来盛开、逐渐凋谢、长出果荚的一系列变化。学生根据取样推测，不仅深刻理解了油菜花花蕾未来的变化，也培养了学生取样研究的能力。

三、取样研究，指导学生概括事物的共同特点

在科学学习中，学生研究某一类事物的特点时，往往受到研究时空、实际条件等因素的影响，不可能对所有事物都展开研究，只能选取具有典型意义的、具有代表性的对象作为研究样本。指导学生对样本进行研究，应指导他们发现并概括样本的共同特点。仅仅这些样本还不足以完全概括这类事物的共同特点，还需要结合他人的研究成果作为证据进行补充，才能推测并归纳总结出这一类事物的共同特点。取样研究是一种适合小学生的重要研究方法，有利于培养学生的科学探究能力和归纳概括能力。如在学生学习完全花和不完全花的科学概念之后，教师指导学生开展对花蕊的专项研究。由于花的种类繁多，学生不可能对所有花的花蕊进行观察，教师精心选择了豌豆花、牵牛花、桃花、油菜花及南瓜花5种典型的花作为研究样本，指导学生对样本的花蕊进行观察并记录。通过对这几种花的花蕊样本进行观察、分析，学生很容易发现，有的花既有雄蕊又有雌蕊，有的花只有雌蕊，有的花只有雄蕊。教师结合学生的观察，进行总结，适时介绍两性花和单性花的概念。然后指导学生进行研讨：两性花一定是完全花吗？单性花一定是不完全花吗？通过学生深入的观察、研讨，发现不同的花虽然各不相同，但是它们都有花蕊部分。通过取样研究，学生调整并完善了原有的认识，归纳并概括了植物花蕊的共同特点，更深刻地理解了科学概念。

四、取样探究，指导学生建构不同探究之间的联系

在小学科学探究活动中，教师指导学生通过取样进行探究、分析，所获得的信息为学生进一步开展研讨活动、分析得出结论、深刻理解科学概念提供了事实依据。可见，学生的取样探究对学生构建不同探究之间的联系、深刻理解科学概念具有重要作用。教师指导学生以所取得的样本为抓手，指导学生对不同探究活动中发现的结论进行比较、分析，有利于学生对科学概念的深刻理解，培养他们解决问题的能力。如为了更好地使学生理解纸梁的宽度，厚度与抵抗弯曲能力之间的关系，教师指导学生把取样得到的实验数据放在一起，构建它们之间的联系，帮助学生建立科学概念。通过对样本记录中的实验数据进行分析，学生会发现增加纸梁的宽度能增强纸梁的抗弯曲能力，增强纸梁的厚度也能增强纸梁的抗弯曲能力。但是把增加纸梁的宽度、厚度，纸梁承受垫圈的数量放在一起比较，学生会发现增加纸梁的厚度承受的垫圈数量比增加纸梁的宽度要多很多，说明相同材料的情况下，增加纸梁的厚度，其抗弯曲能力会大大增强。

五、取样分析，指导学生根据直观现象类比出事物的本质特征

在小学科学教学中，有的科学概念比较抽象，油菜花花蕾盛开的油菜花油菜花谢了长出小果荚小果荚长成油菜荚学生对其本质特征不容易理解，缺乏感性的认识。因此，教师可以选取一些具有代表性的研究样本，指导学生开展观察活动，获得直观的实验现象，通过对直观现象的分析、研讨，类比推想那些现象不明显、不易观察的变化，进而发现事物的本质特征，并不断修正完善。如指导学生开展“食盐在水中是怎样溶解的”实验时，学生很难直观地观察到食盐在水中溶解的过程。这时，教师为学生提供了红糖、高锰酸钾、硫酸铜的样本，指导学生用这些样本做溶解实验，获得的信息见表1。通过对红糖、高锰酸钾、硫酸铜和食盐样本在水中的状态进行分析，可以直观地看到红糖、高锰酸钾、硫酸铜是如何分散到水中的。学生再对红糖、高锰酸钾和硫酸铜的水溶液进行观察，很容易发现溶液是均匀的，静置后没有沉淀，不能用过滤的方法分离。学生的发现越来越接近溶解的本质特征。这时，教师指导学生观察红糖、高锰酸钾、硫酸铜的水溶液，然后根据它们的特点类比推想，学生在头脑中想象出食盐的溶解过程和食盐水溶液的特点。学生从红糖、高锰酸钾、硫酸铜直观的溶解过程迁移到食盐的溶解，使学生逐渐形成溶解的描述性概念，发现溶解的本质特征。

六、取样调查，指导学生探究校园生物的分布特点

小学生科学学习中，往往涉及到对一些自然水域、生物群落、生物分布等周围环境方面的调查活动。这种对周围环境的调查活动是小学生开展科学拓展活动的重要方式，学生在调查活动中，获得亲身参与研究的体验，激发了科学学习的兴趣。由于涉及的区域比较大，学生的组织与管理存在一定的难度，有必要对调查活动的区域取样调查。对取样调查的区域、范围，教师要先行考察，选取具有代表性的区域进行试调查，确定调查的问题，设计好调查的方案与安全预案，指导学生开展探究性研究，综合运用所学知识和多种方法分析问题，获得有用信息，做好调查记录，以便进一步分析研究。如“寻访小动物”一课以寻访作为主线，鼓励学生通过取样调查，获得更多的生活在周围环境中小动物的信息。通过对学校花坛的取样调查，学生会发现周围环境中有很多认识或不知名的小动物，它们生活的环境不同，身体特征也不相同。在调查活动中，学生认真地去寻访，去亲近这些平时不关注的小动物，激发了学生对小动物的研究兴趣，培养了学生解决问题的能力。

作者:盖玲 单位:江苏徐州市铜山区大彭实验小学