未卜先知与有效预测——小学科学教学中有效预测的意义及实施

未卜先知与有效预测——小学科学教学中有效预测的意义及实施

众所周知，在我国三国时期的诸葛亮能未卜先知，传说他能“前知三百年，后知三百年”，“诸葛亮借东风”和“草船借箭”更是成了“千古绝唱”，人们已经将他“神化”了，说他是天上“文曲星下凡”。但孰不知，他有如此能耐，都是他隆中苦读的结果，使他能“上懂天文，下知地理”，才能让人感觉到他能掐会算。其实这都是他能有效预测的结果。

假设和预测是科学探究过程中的一个重要环节，因此，在小学科学教材中设计的分组探究，往往都要求先预测再操作，因为培养学生科学探究的预见性也是科学素养的重要方面。

但在实际操作过程中，很多时候这样的预测都是流于形式。表面上轰轰烈烈，实际上马马虎虎。这是目前小学科学教学中预测环节弊端的共性所在。

【意义】

预测与猜测不同。猜测是凭个人想象和生活中无意注意所留下的经验来估计的一种推断；而预测是一种高度发展的推断技能，是凭真实数据和生活中有意注意所留下的经验来对未来事物发展的推断，意味着从可靠的证据来预报某个未来事件。虽然预测也是人们主观思维活动的结果，但这并不是说可以漫无边际地猜

测与想象，预测的结果必须以事实（经验或观察结果）为依据的。因此，我们在

做出预测时，要小心谨慎，仔细检查用作推断的依据的正确性，不要轻易用“想

 

猜 测 与 预 测 区 别 分 析 对 比 表

项目类别	凭借的知识经验	凭借知识的多少	推断的主要依据发生时间	推断结果的可靠性
猜测	无意注意留下	较少	离现在较远	不强
预测	有意注意留下	较多	离现在最近	较强

当然”来代替积极思维；同时也要求我们科学教师能预设合理的教学步骤，以有利于学生思维的运作，提高预测的精准度，千万不能匆匆走过场，失去教学的初衷。

预测环节失去其存在的意义而流于形式的原因，我认为关键在于教师对预测的意义认识不足，以及对教学失去合理的调控所致。其实，预测是人很重要的一种生存技能，掌握了它，对学生的终身发展都有很大的意义。经商的人必须懂得预测市场行情，才能在商海中搏击；炒股的人，必须能预测股市的搏动，才能赚到大钱。即使是一个泥水匠师傅，他在浇铸一根大梁时，也必须能懂得预测，会根据房屋的结构及大梁承重的情况，考虑该在大梁里面埋进几根钢筋才恰当，少放几根钢筋就会大梁折断出安全事故；放进太多钢筋虽然不会发生安全事故，但成本太大会折本。从上述各例中，足以说明学会预测是学生将来发展必不可少的生存本领。

【症状】

小组合作探究时，预测往往不被学生重视，学生最感兴趣的还是直接实验，学生急于要了解实验结果，忙着做实验，根本不会进行预测，更不会将预测结果记录下来做一番深层次的思考。这不利于学生养成正确的科学探究习惯。而作为教师，课前就一股脑儿为学生提供所需的全部材料，更多的也只是一味地强调：实验前要进行预测。但很多教师对学生的预测不能很好的调控，有些甚至失控。结果造成预测与实测同步进行，甚至用实测数据来代替预测的现象有之；更多的则是对预测进行一番盲目的瞎猜，预测与实测完全脱节了。

【案例】    

1.《抵抗弯曲》一课节选

课前老师已经将实验所需的宽度不同的三张卡纸、许多铁垫片以及用作桥墩的两个小木块放在实验桌上了。

师：同学们，刚才我用的纸能抵抗几个垫片的重量?

生：4个。

师：还是原来的纸，我增加到它的2倍宽度，抗弯曲能力会增加吗？

生：会。

师：增加到几个？你为什么这么想？

生：增加到10个。因为纸的宽度增加了，纸的抗弯曲能力也会增强。

师：要是我增加到它的宽度4倍呢？

生：可能会增加到20个了。

师：当然，这只是我们的猜想，要想知道猜想是否正确，我们还必须怎样？

生：做实验试一试。

师：请同学们看表格，预测和实测各是什么意思？（学生的说法不一。）预测就是实验前你的猜想，实测就是你们实验时实际测试的结果。下面先请大家完成实验一：厚度不变，增加宽度，抗弯曲能力的测试。但老师要再次强调，预测要先填好，然后再实测，测好举手，快的小组可以再测一遍。

大部分学生按照老师的要求，先对实验表格中的三栏预测值进行猜测，并填写在预测栏内，然后再利用实验器材进行实验，填上实测数据，虽然对得到的实测数据有所惊讶，但并没有多加思考，就喜滋滋地等待老师让他们汇报发言。还有小部分学生一听到让他们做实验，就争抢着做起了实验，等实验做好了，得到了实测数据后，才回过头来发现还要填写预测值，就在预测栏内将实测值重抄了一遍。

师：你们每一个空格的数据是多少？谁来汇报一下。（几个小组分别汇报。）你们的结果跟他们接近吗？

师：最后一句话怎么小结？（学生小结。）

生：如果纸条的宽度增加，它的抵抗弯曲的能力也增加。

学生留下了如下的记录表格。后面厚度与抗弯曲能力的实验也如出一辙。

纸的宽度与抗弯曲能力的测试记录表（以铁垫圈为重物，单位：个）

纸的宽度 （以最窄的为标准）		1倍宽	2倍宽	4倍宽
抗弯曲能力的大小	预测	5	10	22
	实测	4	7	15
结论		如果纸条的宽度增加，它的抵抗弯曲的能力也增加。

剖析：

上面三列数据，让人看了觉得简直不可思议，从第一次的预测到第三次的预测的准确度来看，几乎判若两人，第一次预测凭的是他们以前的生活经验，其实测结果与预测只相差1个，误差率为（5-4）÷4=25%，预测精准度达到75%；而当第三次试验时，其两者相差竟达到了7个，误差率为（22-15）÷15=47%，预测精准度却只有53%。经过两次尝试后，他们的预测准确度不但没增加，反而降低了。这不得不让人质疑其预测所起的效用如何？教师的教学举措是否恰当？

回过头来，我们再来细看这一段教学过程，我们不难从中找到原因。教师首先让学生明确了操作步骤，先预测后实测，然后放手让学生利用卡纸进行分组实验，同时完成上述记录表。学生经过小组热烈讨论后，首先确定下来本组的三次预测值并记录下来，接着进行实验操作，得出三次实测数据。这样的预测都是凭借学生原有的生活经验值估计而产生的，纯粹是一种猜谜语式的盲猜，其结果当然可想而知，他们并没有对第一次实测与预测的数值进行分析利用，也就使后面的预测失去了最宝贵的推测依据。这样的做法就失去了预测存在的意义，也就没能达成预定的“使学生初步学会预测”的教学目标。

2. 《物体在水中是沉还是浮》一课节选

实验一：观察更多物体在水中的沉浮：

1、教师从小袋子取出7种物体，以小石块为例，讨论完成教材第2面上表格的前面2行“预测”、“理由”的填写，并建议沉浮可用往上或往下的箭头符号来表示。

2、学生独立完成其他物体的“预测”、“理由”这2行表格的填写。（只发材料不发水槽）

3、教师检查预测结果，发放水槽，学生验证预测，完成实验记录表。然后组织交流：把我们的预测与实验结果相比较，预测正确的有哪些，预测不正确的有哪些？

4、整理自己的预测理由，想一想物体的沉浮可能与什么因素有关呢？

（罗列各因素，如体积大小、轻重、形状、材料、是否空心等，以备后面活动中进行探究。）

下表是其中一组实验的记录表格：

观察更多物体在水中的沉浮实验记录表

	小石块	泡沫块	回形针	蜡 烛	带盖空瓶	菜 心	橡 皮
预测
理由	有些重	比较轻	比较小	比较大	空心的	比较轻	比较重
结果

 

实验二：观察同一种材料构成的物体在水中的沉浮：

1、小组整理实验材料，留下菜心、橡皮，装好另外几种物体放置一边，教师出示小刀，演示切分方法。

2、引导思考：

（1）橡皮在水中是沉的，把橡皮切成一半大小，还会沉吗？再切成四分之一、八分之一大小，还会沉吗？推测把它切得更小会怎样。

（2）菜心在水中是浮的，把菜心切成一半大小，还会浮吗？再切成四分之一、八分之一大小，还会浮吗？推测把它们切得更小会怎样。

学生完成教材第3面的记录表“预测”、“理由”这两列。

3、小组长领取小刀，学生实验操作，记录实验结果并思考其中的原因。

4、组织交流，在这个活动中我们改变了什么因素？（体积大小）

物体的沉浮情况有没有发生改变？通过以上实验，我们可以得到什么结论？

（同一种材料的物体，把它们的体积变小，在水中沉浮状态是不会发生改变的。）

剖析：

老师按部就班式的组织活动，把预测与实测分步进行，并且很好地控制着活动进程的主要控件。这样的处理，就不会出现像有的老师那样，因为器材课前就一古脑儿都给学生准备好并放在实验桌上，致使学生急于操作而无心思考，预测也就没能真正落到实处的难堪场面。这一招真是高招！这样有条理的安排，使学生真正经历了一次严谨的科学探索，学生学到的不光只有知识，更多的是科学探究的方法和态度。虽然有几次预测错误，但这也是科学探究中必然存在的挫折经历，人类正是在经受挫折与失败的历练中吸取教训，不断成长而变得更加睿智的。

下表是其中一组实验的记录表格：

观察同一种材料构成的物体在水中的沉浮实验记录表

物体	大小	预测	理由	结果
橡皮	一半		变小了，变轻了。
	四分之一		同一种材料。
	八分之一		同一种材料。
	更小		同一种材料。
菜心	一半		同一种材料。
	四分之一		同一种材料。
	八分之一		同一种材料。
	更小		同一种材料。

【流程】

由上述两例可以看出，预测按照性质又可以分为定性预测（例2）和定量预测（例1）两种。如果需要预测的对象只有一次或一个时，只要得出一个结论的那属于单一预测，这种预测只能调用人以前所储备的知识经验进行推理判断的猜测，盲目性较大；当需要预测的对象是多个或多次时，后面的预测就可以借用前面几次积累的经验值，来提高下一次预测的精准度。按照多个对象是否存在数量关系，又可以将预测分为并列预测（例2中实验1）和分级预测（例1和例2中实验2）两种。但不管是哪一种预测，要使它真正有效存在，就必须经历一定的正常流程，不能随意更换或缺损某些关键步骤。（如下页图所示）在正常的有效预测实施过程中有以下几个应注意的地方：

1、分步实施不能乱。

在实施预测的过程中，教师必须充分发挥主导作用，千万不能任由学生“眉毛胡子一把抓”，将预测与实测同步进行，甚至颠倒顺序进行，否则的话，预测也就“名存实亡”了。因为动手实验操作对学生的兴趣带来的吸引力，足以打乱他的分寸。因此，教师要在事前分析实验的层次，抓住关键的环节，将主动权掌握在自己手中，使得学生必须按照要求顺序来进行，只有这样学生才能养成动手

又动脑的习惯，逐步认识到预测的重要性，从而掌握预测的本领并养成习惯。要使学生的预测充分有效，必须经过一定的正常流程：第一步，教师告知学生需要他们预测的物体，使他们明确需要判断的物体，有时还可以发放部分器材，允许他们看一看、摸一摸、听一听等帮助其预测的欲知步骤（但绝不将实验所需器材全部给齐，使他们不会出现因为不能自控提前实验而引起的骚乱。），然后要求学生利用已有的生活科学经验，对预测的物体进行性状的推理判断，实施预测、说清预测的理由，并将预测结果和理由及时记录下来。第二步，教师将实施实验操作中必须的器材（即控件）发放给学生，使他们得到控件能进行实验操作，进行实测并将实测结果及时记录下来。第三步，教师应及时引导学生对预测与实测的结果进行比较和分析，查找预测失败的原因和预测成功的经验，产生新的经验积累。第四步，如果有多个需要预测的物体，或需要预测多次，就可以马上利用刚才得出的“先进经验”对下一次预测提供最新信息，为提高下一次预测的精准度打下基础。第五步，对几次预测得到的经验进行总结提炼，得出结论，包括对预测这一类事件方面的经验和有关怎样来提高预测能力方面的经验等等。

2、控件释放是关键。

老师如果一股脑儿为学生提供所需的材料，学生急于要了解实验结果，忙着做实验，根本不会进行预测，更不会将预测结果记录下来做一些思考。要想让学生收起“猴急”的心性，唯一的办法就是不去满足他随意作乱的条件，只有这样他就无法乱来了，你才成了“收服孙猴子的如来佛”了。因此，教师要想让学生对预测不折不扣地完成，让他们对预测和实测分步实施，教师惟有做到使实验控件的发放时间恰到好处，即在预测完成之后。如例2中的实验，老师陆续为学生提供实验的材料，但并不是每次的材料都全给，而是留下关键的那部分。第一次测试各种物体在水中沉浮，先给学生各种材料，等预测完成经老师检查同意后才提供水槽和水，学生领到水马上开始检验物体的沉浮，并对比预测的准确性。第二次要改变物体在水中重量和体积，设计用小刀将菜心和橡皮逐步切小测试其沉浮。学生虽然有了水，但因为没有小刀，仍然无法进行实验。同样在等预测完成经老师检查同意后才提供小刀。经过这样的处理，不仅使实验进行有条不紊，老师更容易控制课堂的进程，同时切切实实提高了实验的效果，将“预测——验证”环节扎扎实实推进。学生学得深入，老师教得轻松。

3、信息反馈很重要。

    人类之所以能不断进步，就在于能在生活经历中总结失败的教训和成功的经验，这就是所谓的“前车之鉴，后事之师”的道理吧。在进行第二次、第三次，甚至更多次预测的时候，在前几次预测与实测的比较分析中得到的新经验，就可以成为下一次预测实施时最新的、最有价值、最值得信赖的信息，必然对后面的预测的精准度大有帮助，往往后面的预测精准度会大大提高（如例2中的实验2最后几次准确率达到了100%）。

假如例1中的教师能认识到预测步骤存在的意义，让学生三次实验分步进行，对实验器材稍加控制（卡纸或铁垫圈），在每一次实测完成后，放慢步子，稍事休整，让学生汇报，并对预测值与实测值进行分析比较，根据两者的差距，明确偏差的方向和大小，得出下一次预测调整的方向，使他们能及时得到一次信息的反馈，那么，下一次预测才能成为真正意义上的预测了，学生的认识水平也就由原来的无意注意所留下的生活经验上升到了现在的有意注意所形成的实践经验了，预测的准确度也就会大大提高。因此，我认为这一教学环节，教师应努力做到“一步一回头”。这样的预测才能训练学生的思维，养成一种以事实为依据进行推断的科学素养。

【培养】

1、在生活中历练受挫的毅力。

生活是孩子成长的练兵场，他们在生活中跌跌撞撞，摸爬滚打，在前进中跌倒，在爬起时学会了面对挫折的态度，经历了一个历练的过程，同时也懂得了一定的经验。

久而久之，孩子也就积累了许多知识，使他对事物有了一定的认识，对事情的发展也就有了一定的预见性，受挫折的次数也就会大大减少，给人的感觉是“孩子变聪明了。”这就说明孩子已经慢慢学会了预测。假如我们能经常有意识地对孩子加以引导，让经过多次训练并获得成功后，孩子的知识体系慢慢形成了，预测的思路雏形也就产生了。

2、在其他学科中培养想象力。

科学预测的本领也并非只有在科学学科中才能训练，在其他学科教学时，只要教师稍加留意，都能找到预测的教学环节。在语文《小摄影师》一课，课文结尾部分讲小男孩因为一时疏忽忘了带胶卷而没有能为高尔基拍成照片，悔恨不已，哭哭啼啼地跑回家去了，但高尔基却一再关照秘书：“如果那个小男孩来了就让他马上进来，如果是其他摄影师来了，就说我很忙。”教师如果能让学生续写这个故事，这就是对学生预测能力的又一次训练，我们能看到孩子们不同的想象思路所产生的各不相同的推断结果。

3、注意平时科学推理能力的积淀。

科学学科是训练孩子预测能力最好的场所，只要教师能让学生多注意平时积淀，孩子的成长一定会更快。

(1)多让学生增加感性认识。

预测能力的高低往往与学生所掌握的知识储备量成正比，而对同一个物体的认识的深刻程度又与人与该事物的感性接触的多少有关。惟有让学生能对同一事物采用多感官认识，才能对事物有更全面的了解。科学课正是要求学生学会通过多感官认识事物的，“看一看”、“听一听”、“摸一摸”、“闻一闻”、“尝一尝”，同时还要求学生“想一想”，这样就在学生心里形成了一个由外到里，由形到色，直至香气、味道的立体的多性状的事物形象，记忆就深刻了。

(2)让学生学会解剖暗箱。

有了对事物的全方位的认识后，还可以通过训练学生解剖暗箱的方法予以提高其预测的本领。让学生通过观察事物的表象及事物间的联系，进行一定的思维推导。如让学生凭气味分辨出哪瓶液体是醋？根据接电板上灯泡的亮灭情况，判断板下面导线的连接状态等等。

(3)在检验假设中学会不断修正。

在科学课的实验中往往有一些让学生提出假设，然后对自己的假设进行检验的步骤，这是对学生预测能力的“检阅”。但学生的预测假设也有可能不够准确，因此必须教会学生在检验的过程中“一步一回头”，不断修正，不断提高。如在《一杯水中能溶解多少食盐》这一课中，可以先让学生预测，在不断加入食盐的过程中，让学生留意观察其溶解的快慢变化，再进行多次预测，学生的预测值也一定会越来越接近正确值。

新课程创导“生本思想”，提倡“为生而教”。科学教师惟有多考虑学生将来发展的需要，巧妙预设各个教学环节，使学生掌握更多生存的法宝，那才能真正实现教育的宗旨——“一切为了学生。”

 

 

 

 

 

 

 

参考资料：

1、《 科学课 》 2006年第8期  2007年第4、6、9期  湖北教育报刊社出版

2、《随笔：预测原来可以这样进行》    郭杰      萧山小学科学网 

3、《实用经济预测方法》    顾海兵   2005年   中国人民大学出版社

4、《组合预测方法有效性理论及其应用》  陈友华   2008年2月   科学出版社

5、《预测方法与技术》   刘思峰 党耀国主编   2005年8月   商务教育出版社