在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中培養(yǎng)小學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)

夏建廣

摘要：科學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，我們科學(xué)教師要充分利用實(shí)驗(yàn)教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的認(rèn)知能力、實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力等科學(xué)素質(zhì)。素質(zhì)教育的任務(wù)是讓中小學(xué)生在學(xué)校學(xué)習(xí)期間能扎實(shí)地掌握文化科學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能，通過各類實(shí)踐活動(dòng)，健康地發(fā)展個(gè)性，全面提高素質(zhì)，以適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)生活、勞動(dòng)和進(jìn)一步學(xué)習(xí)的需要。

關(guān)鍵詞：科學(xué)素質(zhì)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；創(chuàng)新

中圖分類號(hào)：G632.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1992-7711（2017）01-0070

科學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然學(xué)科，科學(xué)素質(zhì)的培養(yǎng)來自科學(xué)實(shí)踐，因而我們?cè)诳茖W(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中不僅要激發(fā)學(xué)生興趣，使之獲得知識(shí)、提高技能，更能啟迪思維、培養(yǎng)科學(xué)精神和創(chuàng)新能力。

一、指導(dǎo)學(xué)生上好演示實(shí)驗(yàn)課，取得最佳的教學(xué)效果

1. 課前預(yù)習(xí)

對(duì)學(xué)生而言，演示實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容是沒有學(xué)過的新內(nèi)容。如果不預(yù)習(xí)，聽課時(shí)心中無數(shù)，沒有針對(duì)性，聽課效果就不好。例如，“沉浮與什么因素有關(guān)”“液體的熱脹冷縮”“鐘擺的研究”等，若實(shí)驗(yàn)前不明確觀察方向和重點(diǎn)，學(xué)生的注意力很容易分散到次要現(xiàn)象上，從而忽視了對(duì)實(shí)驗(yàn)本質(zhì)現(xiàn)象的觀察，造成實(shí)驗(yàn)觀察的“負(fù)遷移”。同時(shí)，養(yǎng)成良好的預(yù)習(xí)習(xí)慣，為學(xué)生能自主學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2. 指導(dǎo)觀察

“觀察是學(xué)者的第一美德”，準(zhǔn)確、細(xì)致的觀察是創(chuàng)新的前提。因此，在觀察教師演示實(shí)驗(yàn)時(shí)，要看得準(zhǔn)、看得細(xì)，善于抓住重點(diǎn)，抓住實(shí)質(zhì)。實(shí)踐證明，記憶85%來自視覺，11%來自聽覺，其他約占4%。視覺的效果是聽覺的一倍，而視聽相結(jié)合的效果是聽覺的十倍。由此可見，我們教師要善于挖掘?qū)W生的潛能。比如，在觀察時(shí)，充分運(yùn)用各種感觀、演示和講解有機(jī)結(jié)合，以提高教學(xué)效率。

3. 分析總結(jié)

課堂演示實(shí)驗(yàn)的目的往往是為了幫助學(xué)生更好地理解、記憶。因此，我們教師應(yīng)該就觀察到的現(xiàn)象指導(dǎo)學(xué)生思考、分析，概括、總結(jié)，并把知識(shí)內(nèi)化。例如，不同材料構(gòu)成的物體，如果體積相同，重的物體容易沉；如果重量相同，體積小的物體容易沉。學(xué)生稍加分析就能自己得出正確結(jié)論。這樣，不僅避免了死記硬背，提高了靈活運(yùn)用知識(shí)的能力，而且分析總結(jié)的能力也會(huì)隨之提高。

二、利用“反常”實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，提高學(xué)生思維能力

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，演示實(shí)驗(yàn)前，雖經(jīng)反復(fù)練習(xí)，力求一次成功，但仍不可避免一些“反?！爆F(xiàn)象的發(fā)生。學(xué)生實(shí)驗(yàn)中也同樣可能出現(xiàn)這樣或那樣的“反?！睂?shí)驗(yàn)現(xiàn)象。如何對(duì)待這些“反?！爆F(xiàn)象呢？筆者認(rèn)為：這些“反?！睂?shí)驗(yàn)現(xiàn)象的出現(xiàn)正好制造了認(rèn)知沖突和失衡，為師生提供了絕好的挑戰(zhàn)機(jī)遇。我們應(yīng)在教學(xué)中抓住這種機(jī)遇，創(chuàng)造條件，合理提出假設(shè)，再通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證假設(shè)，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造思維，讓學(xué)生養(yǎng)成實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。

1. 意料之反常，欲擒故縱布疑陣

記得五年級(jí)有一次實(shí)驗(yàn)，要學(xué)生知道沉浮與哪些因素有關(guān)。實(shí)驗(yàn)步驟第一就是把磚塊和木塊分別輕輕放入水里，觀察它們?cè)谒械某粮∏闆r。然后，把水槽放在展示臺(tái)上，出示磚塊，并輕輕從水面放入水中，觀察它的下沉過程。再出示木塊，同樣輕輕從水面放入水中，觀察它的沉浮情況。再把塑料塊輕輕放入水里，觀察它在水中是沉還是浮。學(xué)生先猜測(cè)塑料塊的沉浮，再根據(jù)操作要求輕輕放入水中，觀察它的沉浮情況。但在說明放物體的操作要求之前，學(xué)生需要判斷沉浮。在實(shí)驗(yàn)結(jié)果出現(xiàn)時(shí)，卻有了不同的現(xiàn)象。若選擇的是高密度的塑料塊，可能會(huì)出現(xiàn)塑料塊的大部分浸入水中（可指出只要物體的一部分露出水面，就說明是浮的）。

做實(shí)驗(yàn)時(shí)，常常會(huì)有“反?！爆F(xiàn)象，如何處理這一“反?！爆F(xiàn)象呢？從教材前一節(jié)內(nèi)容中學(xué)生已知道物體在水中的沉浮與構(gòu)成它們的材料和液體的性質(zhì)有關(guān)。本節(jié)內(nèi)容又告知學(xué)生同種材料構(gòu)成的物體，改變它的重量和體積，沉浮狀況不改變，由此引導(dǎo)學(xué)生大膽假設(shè)“反?！笔且?yàn)楸韧w積的液體重的物體，在液體中下沉，比同體積的液體輕的物體，在液體中上浮。再進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證這一假設(shè)，實(shí)驗(yàn)由“反?！弊?yōu)檎！W(xué)生對(duì)所學(xué)內(nèi)容印象深刻。

2. 不可意料之反常，急中生智找原因

在一選修課上的學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生用向上排氣法收集干燥的硫化氫氣體（五氧化二磷干燥醋酸鉛試紙驗(yàn)滿），放置幾分鐘后發(fā)現(xiàn)瓶壁有模糊，是瓶子沒有洗干凈嗎？經(jīng)過反復(fù)實(shí)驗(yàn)，反復(fù)核實(shí)，結(jié)果仍然如此。根據(jù)糊狀物的顏色分析，硫化氫分子量為34，氧氣分子量為32，差別不大，硫化氫與氧氣反應(yīng)生成硫。由此，學(xué)生得出結(jié)論，硫化氫不宜用排空氣法，那適合用什么方法呢？學(xué)生不僅要不斷探究，還要在實(shí)驗(yàn)中尊重事實(shí)，實(shí)事求是，不迷信書本，感于質(zhì)疑，勇于創(chuàng)新，大膽探索。

3. 試劑不當(dāng)導(dǎo)致“反?！?，只言片語點(diǎn)迷津

學(xué)生在做乙醛性質(zhì)實(shí)驗(yàn)時(shí)，會(huì)出現(xiàn)三種不同顏色的沉淀：黑、褐、紅。學(xué)生往往不得其解。這時(shí)，教師只要稍加提示，氫氧化銅在80℃會(huì)分解。再引導(dǎo)學(xué)生對(duì)照實(shí)驗(yàn)，乙醛量不同，沉淀也不同。學(xué)生恍然大悟，思維能力亦在實(shí)驗(yàn)中得到發(fā)展。

三、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，培養(yǎng)創(chuàng)新素質(zhì)

創(chuàng)新能力是掌握了一定知識(shí)技能的基礎(chǔ)，去解決新問題、探索新知識(shí)的能力?，F(xiàn)行中學(xué)教材中，化學(xué)實(shí)驗(yàn)大多是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，這些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯，易成功，但也存在一定的“負(fù)面效應(yīng)”，尤其是學(xué)生的個(gè)性發(fā)展空間狹窄。而實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)既動(dòng)手又動(dòng)腦，能激勵(lì)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，拓寬學(xué)生視野，更能發(fā)展學(xué)生的求異思維、發(fā)散思維和創(chuàng)新思維。與此同時(shí)，還能提高學(xué)生解決問題的能力。

1. 利用實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，學(xué)會(huì)思考、學(xué)會(huì)聯(lián)想、學(xué)會(huì)創(chuàng)造

學(xué)生思維能力的形成和提高，不可能一蹴而就，要有一個(gè)發(fā)展過程。在這個(gè)過程中，教師的作用應(yīng)是“導(dǎo)師”而不是“教師”。在學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過程中，教師要積極創(chuàng)設(shè)情境和引導(dǎo)學(xué)生思維，讓其通過自身主體的努力，逐漸提高能力。

例如鹽酸滴定氫氧化鈉的實(shí)驗(yàn)，可提出：若以氯水代替鹽酸滴定氫氧化鈉，以酚酞作指示劑，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)說明最后一滴氯水滴入后錐形瓶中溶液褪色是由于酸堿中和引起還是氧化所致。在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生思考、分析、討論：中和滴定指示劑顏色隨溶液酸堿性變化是可逆的，而氧化褪色不可逆，于是設(shè)計(jì)出返滴來觀察。通過這一設(shè)計(jì)，學(xué)生的整合思維和逆向思維能力得到訓(xùn)練，學(xué)生的創(chuàng)新欲望得以極大發(fā)揮，其聰明才智也得以充分展示。

2. 根據(jù)實(shí)驗(yàn)，學(xué)會(huì)分析、學(xué)會(huì)綜合

綜合能力，特別是跨學(xué)科的綜合分析能力是人綜合素質(zhì)的反映，只有具備良好的綜合素質(zhì)人材，才能突破學(xué)科的局限，使創(chuàng)新有更廣闊的空間。

例如，設(shè)計(jì)用最簡便的方法測(cè)出自己呼吸中的二氧化碳的體積數(shù)。學(xué)生大膽設(shè)想，結(jié)果五花八門。是否可行呢？誰的方法最好呢？爭執(zhí)不下。實(shí)驗(yàn)結(jié)果最有說服力。有的學(xué)生一在開始就紛紛落馬，發(fā)現(xiàn)動(dòng)容易動(dòng)手難。最后有幾組用不同的方法得到了結(jié)果。各組各自小結(jié)，然后交流，最后討論得出最佳方案：向一玻璃管中吹滿自己呼出的氣體，兩端用橡皮塞緊，移入氫氧化鈉溶液中，直立，打開塞子，待管內(nèi)液面上升靜止后，測(cè)出管內(nèi)液柱高度和總管長，兩者之比的百分?jǐn)?shù)即結(jié)果。操作簡便，綜合性好，有創(chuàng)新。學(xué)生發(fā)現(xiàn)，動(dòng)腦不能代替動(dòng)手，動(dòng)手也要?jiǎng)幽X。

總之，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)使學(xué)生在繽紛多彩的創(chuàng)新活動(dòng)中，發(fā)展了創(chuàng)新能力，領(lǐng)悟到創(chuàng)新教育的內(nèi)涵，提高了自身的科學(xué)素質(zhì)。

四、開展家庭實(shí)驗(yàn)，拓展實(shí)驗(yàn)空間

家庭實(shí)驗(yàn)基于課本，源于生活，就地取材，不受時(shí)間和空間的限制，學(xué)生可以盡情發(fā)揮，大膽探索，在實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)、準(zhǔn)備、操作、改進(jìn)的過程中，不斷提高操作能力，同時(shí)也不斷獲得創(chuàng)新意識(shí)的熏陶以及信息技術(shù)和媒體的潛移默化，使學(xué)生理解理論與實(shí)踐的關(guān)系，學(xué)以致用。因此，家庭實(shí)驗(yàn)是課堂演示實(shí)驗(yàn)的繼續(xù)，是學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)的升華，更是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素質(zhì)的沃土。

通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)，形成學(xué)生良好的科學(xué)素質(zhì)，需要長期實(shí)踐的過程，但只要我們不懈地努力，這項(xiàng)持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略會(huì)讓學(xué)生終身受益。我們并不要求學(xué)生都像科學(xué)家那樣有偉大的發(fā)明創(chuàng)造，但我們要求學(xué)生在原有基礎(chǔ)上有所突破、有所創(chuàng)新，形成良好的創(chuàng)新思維的習(xí)慣。正如布魯納所說：“發(fā)現(xiàn)不限于尋求人類尚未知曉的事物，確切地說，它包括用自己的頭腦親自獲得知識(shí)的一切方法。

我們?cè)趶?qiáng)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)的多功能訓(xùn)練的同時(shí)，還要加強(qiáng)全方位及各層面間的聯(lián)系，積極構(gòu)建以學(xué)生為主體、能力為本位、師生雙向活動(dòng)和學(xué)生自主活動(dòng)為主要特征的多元化、開放型的教學(xué)體系，把創(chuàng)新教育滲透到各種實(shí)踐中。實(shí)施素質(zhì)教育，根本目的就是要為學(xué)生的終身學(xué)習(xí)和未來的發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的科學(xué)文化基礎(chǔ)，培養(yǎng)學(xué)生良好的創(chuàng)新思維習(xí)慣和能力，使之可持續(xù)發(fā)展以適應(yīng)時(shí)代進(jìn)步的需要。從培養(yǎng)思維能力入手，以達(dá)到創(chuàng)新之目的，正是我們強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的。

參考文獻(xiàn)：

[1] （美）理查德·阿蘭滋，《學(xué)會(huì)教學(xué)》.華北示范大學(xué)出版社，2007.6

[2] 陳華彬，《小學(xué)科學(xué)教育概論》.高等教育出版社，2003.10

（作者單位：浙江省溫州市黃龍第三小學(xué) 325000）