“了然于胸”才能“靈活駕馭”

劉愈

摘要：科學(xué)教師是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的具體實(shí)施主體，實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作的正常開展直接影響課堂教學(xué)的質(zhì)量。實(shí)驗(yàn)教學(xué)前準(zhǔn)備充分，了然于胸，課堂上才能得心應(yīng)手，取得事半功倍的效果。實(shí)踐證明，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)的課前準(zhǔn)備做到優(yōu)化實(shí)驗(yàn)操作、優(yōu)化實(shí)驗(yàn)過程、優(yōu)化實(shí)驗(yàn)效果，能夠有效地使學(xué)生達(dá)到預(yù)期的教學(xué)目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)狀思考；課前準(zhǔn)備；優(yōu)化實(shí)驗(yàn)

中圖分類號(hào)：G623 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1673-9094（2017）01B-0039-03

一天，聽一位老師執(zhí)教《吸熱和散熱》一課。在探究比較“水和油吸熱和散熱誰快”時(shí)，學(xué)生的發(fā)現(xiàn)截然相反：一些學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)得出了油的升溫速度比水快，在停止加熱的情況下，水的降溫速度比油快的結(jié)論，而另外一些學(xué)生得出了油的降溫速度比水快的結(jié)論。教師聽完之后不知怎么辦才好，只是確定了油的降溫速度比水快，對(duì)為什么油降溫快和為什么會(huì)出現(xiàn)兩種結(jié)果不做研究。

這樣的課堂上，學(xué)生獲得的往往只是些淺表性的東西，這樣的實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅貽誤時(shí)間，影響教學(xué)效率，而且會(huì)引起學(xué)生對(duì)科學(xué)知識(shí)的懷疑及理解上的偏差。這樣繼續(xù)下去就會(huì)背離科學(xué)課的宗旨并越走越遠(yuǎn)。

在平時(shí)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，這種現(xiàn)象不在少數(shù)。這不禁引起我們的關(guān)注和思考：是什么原因?qū)е铝舜祟惉F(xiàn)象的發(fā)生？在與這位老師交流中，我們發(fā)現(xiàn)了最關(guān)鍵的原因：

教師課前材料準(zhǔn)備不充分。本課中，教師沒有很好地利用鐵架臺(tái)及線繩懸掛溫度計(jì)，而是采取手持式，測(cè)量時(shí)間前后持續(xù)十幾分鐘，對(duì)于四年級(jí)學(xué)生來說，難度不小，一定程度上造成了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的不準(zhǔn)確。而有一組學(xué)生因?yàn)闇囟扔?jì)壞了，老師沒事先檢查，溫度計(jì)的液柱升溫、降溫現(xiàn)象不明顯，學(xué)生很無奈，只能看旁人做實(shí)驗(yàn)。

教師課前未做“下水試驗(yàn)”。像本課中，教師事先沒有親自動(dòng)手去做一做，對(duì)實(shí)驗(yàn)過程會(huì)遇到什么問題，產(chǎn)生什么現(xiàn)象就沒能做到心中有數(shù)，就沒能給予學(xué)生正確規(guī)范的引導(dǎo)。學(xué)生操作時(shí)不恰當(dāng)，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果與預(yù)期目標(biāo)背道而馳。只有教師課前先自己嘗試實(shí)驗(yàn)過程，發(fā)現(xiàn)可能出現(xiàn)的問題，才能避免有可能出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)誤差。

教師課前對(duì)指導(dǎo)細(xì)節(jié)考慮不周。按照對(duì)比實(shí)驗(yàn)的單一變量原則來看，是得水跟油的溫度一樣時(shí)開始做散熱實(shí)驗(yàn)比較科學(xué)，如果確實(shí)條件不允許，比較油和水的散溫速度，應(yīng)比較降溫幅度，因?yàn)橛秃退禍貢r(shí)的起始溫度差異很大。

科學(xué)教師是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的具體實(shí)施主體，實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作的正常開展直接影響課堂教學(xué)的質(zhì)量。實(shí)驗(yàn)教學(xué)前準(zhǔn)備充分，了然于胸，課堂上才能得心應(yīng)手，取得事半功倍的效果。

一、從實(shí)驗(yàn)材料著手，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)操作

“實(shí)驗(yàn)材料”是指應(yīng)用到課堂教學(xué)的經(jīng)過精心設(shè)計(jì)的典型材料的組合。根據(jù)一堂課的教學(xué)目標(biāo)，精心選擇，精心設(shè)計(jì)，為學(xué)生的探究活動(dòng)提供典型的教學(xué)材料，這樣的有機(jī)組合，便稱為“有結(jié)構(gòu)的材料”。[1]

實(shí)驗(yàn)材料的選擇是重要的環(huán)節(jié)，有關(guān)小學(xué)科學(xué)學(xué)習(xí)活動(dòng)材料方面的諸多成功經(jīng)驗(yàn)，有助于我們更深刻地思索。

1.根據(jù)教學(xué)需要確定材料

為了使實(shí)驗(yàn)獲得更大效益，按照科學(xué)性、趣味性、易操作性的原則，對(duì)教材中建議材料可以根據(jù)需要進(jìn)行替代或改進(jìn)。《紙的認(rèn)識(shí)》一課，教材只提供了幾種范例。有一位老師準(zhǔn)備的紙樣本，比較有獨(dú)特、典型性，將多種多樣的紙樣標(biāo)本裝訂成冊(cè)，供學(xué)生探究。

實(shí)際教學(xué)時(shí)，先讓學(xué)生嘗試逐一認(rèn)一認(rèn)，不認(rèn)識(shí)的提出來，大家共同討論，在交流中提升自己的認(rèn)識(shí)。學(xué)生提出的比較典型的有：宣紙、復(fù)寫紙、皺紋紙、砂紙，表示出濃厚的探究興趣。學(xué)生發(fā)現(xiàn)自己不知道幾種紙的用途：宣紙（寫毛筆字）、復(fù)寫紙（復(fù)寫）、皺紋紙（做手工）、砂紙（磨平）。這時(shí)讓學(xué)生思考：紙有很多品種，你認(rèn)為有哪些不同地方？學(xué)生想不出來，適當(dāng)提醒：比如皺紋紙做袋子，行不行？為什么不行？

當(dāng)學(xué)生提出以下幾個(gè)方面不同時(shí)：光滑度、顏色、厚度、吸水性、柔軟度、結(jié)實(shí)程度……教師又適當(dāng)提醒：哪些是眼看、手摸就知道的？從而篩選出有價(jià)值的、本節(jié)課能探究的問題：結(jié)實(shí)程度、吸水性。在此基礎(chǔ)上，指導(dǎo)學(xué)生用科學(xué)的研究方法研究紙的結(jié)實(shí)程度、吸水性。

2.根據(jù)實(shí)際條件確定材料

有時(shí)候?qū)嶒?yàn)材料不易準(zhǔn)備，要根據(jù)實(shí)際情況，做好兩手準(zhǔn)備，準(zhǔn)備好替代方案。比如在《變色花》一課中，學(xué)生經(jīng)常買不到紫甘藍(lán)，很多時(shí)候就會(huì)影響實(shí)驗(yàn)探究效益。如果沒有紫甘藍(lán)，可以用紫色的牽?；ù妗Ｗ龇ㄊ牵喊褷颗；ǖ幕ü谇兴?，放在溫水中浸泡，過一段時(shí)間，水就變成紫紅色了，這是因?yàn)榛ㄇ嗨貜募?xì)胞里滲出進(jìn)入水中。如果找不到牽?；ǎ米闲乃}卜、莧菜代替也行。

二、從實(shí)驗(yàn)步驟著手，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)過程

教材中的實(shí)驗(yàn)操作步驟一般都比較常規(guī)，如果我們教師課前準(zhǔn)備充分，對(duì)教材中的實(shí)驗(yàn)預(yù)見性就會(huì)增強(qiáng)，對(duì)操作步驟進(jìn)行稍稍調(diào)整或衍生，看似一點(diǎn)小小的改變，往往能大大提高實(shí)驗(yàn)效益。[2]

1.另辟實(shí)驗(yàn)蹊徑

我在教學(xué)“電路”單元時(shí)出現(xiàn)的現(xiàn)象引發(fā)了我的思考。在利用電池、小電珠和導(dǎo)線組成一個(gè)簡單電路探究活動(dòng)中，往往我們認(rèn)為很簡單的、學(xué)生一下就能做到的，在實(shí)際教學(xué)中卻遲遲達(dá)不到預(yù)期的效果。不是導(dǎo)線出問題，就是燈泡接觸不良，甚而至于連電池正負(fù)極接法，也有很大一部分女生不了解。

學(xué)生在發(fā)現(xiàn)自己小組的小電珠不亮?xí)r，不是積極地逐一排除、尋找小電珠不亮的原因，而是紛紛叫嚷，請(qǐng)求老師幫忙。因此我想僅僅動(dòng)手是不夠的，如能在動(dòng)手之前，從學(xué)生的角度，考慮實(shí)驗(yàn)中可能出現(xiàn)的狀況，那么在實(shí)際教學(xué)中的引導(dǎo)就會(huì)越明確。

為此，我在實(shí)驗(yàn)前增加了一個(gè)環(huán)節(jié)：認(rèn)識(shí)小電珠、電池的結(jié)構(gòu)和用途，特別是小電珠有上下兩個(gè)連接點(diǎn)，導(dǎo)線分別要連接在兩個(gè)接點(diǎn)上，才會(huì)形成通路。再放手讓學(xué)生利用電池、小電珠和導(dǎo)線組成一個(gè)簡單電路，實(shí)際效果明顯不同。

2.仔細(xì)斟酌實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)

學(xué)生從四年級(jí)開始，具備了一定的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ峭捎趯?duì)實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)考慮不周，影響了實(shí)驗(yàn)效益。這就需要教師事先預(yù)料到，在課堂上適當(dāng)提醒與指導(dǎo)，確保實(shí)驗(yàn)科學(xué)高效。比如《擺的秘密》一課，“擺線如何拉直”“一次完整的擺如何‘計(jì)算”“秒表如何使用”“怎樣改變擺線的長短、擺錘的重量、擺角的大小”等等問題都是直接影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的細(xì)節(jié)。改變擺錘重量時(shí)，特別注意鉤碼不能一個(gè)接一個(gè)往下掛，在改變擺錘重量的同時(shí)也改變了擺線的長度，這樣是不科學(xué)的。如果沒有事先考慮到，實(shí)驗(yàn)時(shí)學(xué)生的探究就會(huì)失去科學(xué)性，更談不上實(shí)驗(yàn)的價(jià)值了。

三、從實(shí)驗(yàn)裝置著手，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)效果

我們?cè)诟脑煅b置、創(chuàng)造裝置的時(shí)候，使用這些裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)要比使用常規(guī)裝置做實(shí)驗(yàn)，更易于對(duì)科學(xué)問題的研究，更能調(diào)動(dòng)孩子們的探究熱情，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)更加有價(jià)值，更易于得出結(jié)論。

1.提高實(shí)驗(yàn)的效果

有些實(shí)驗(yàn)裝置效果不是太明顯，改造后，可以使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更加明顯，更能凸顯出獨(dú)特的實(shí)驗(yàn)效果。

如《空氣的性質(zhì)》一課指導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)“空氣占據(jù)空間”，教材中使用的是塑料瓶口扣一個(gè)氣球，氣球吹不大，將塑料瓶扎一個(gè)孔，氣球就吹大了。這個(gè)實(shí)驗(yàn)課上時(shí)間花費(fèi)不少，由于塑料瓶空間的限制，扎過孔的塑料瓶中的氣球吹得并不大，對(duì)比效果并不十分明顯。

采用塑料杯及活塞，將杯子倒立豎直壓入水中，直至杯子完全被水浸沒，由于杯中的大部分空間被空氣占據(jù)著，水就進(jìn)不來；把活塞拿掉以后，杯中的空氣被水從小孔中擠出來，騰出了空間，水就嘩地一下進(jìn)來了。這種強(qiáng)烈對(duì)比使學(xué)生一下就明白了其中的道理。

2.提高學(xué)生參與度

利用身邊的物品做成的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，這本身就能激發(fā)和調(diào)動(dòng)學(xué)生參與課堂實(shí)驗(yàn)的積極性。我們可以建立一個(gè)實(shí)驗(yàn)器材箱，將平時(shí)生活中常見的物品，如礦泉水瓶、小藥瓶、膠卷盒、注射器、橡皮筋、小平面鏡等收集進(jìn)來。等到需要改造裝置、創(chuàng)造裝置的時(shí)候，信手拈來。

在《加熱和冷卻對(duì)物體的影響》一課中，在研究加熱和冷卻對(duì)氣體的影響時(shí)，就可采用瓶子吹泡泡的裝置。具體方法：找一個(gè)帶軟塞（可插管）的玻璃小藥瓶，在（插在軟塞上）小吸管中滴上1～2滴肥皂液，放入熱水中。過一會(huì)兒，由于瓶內(nèi)的空氣受熱膨脹，小吸管就會(huì)吹起小泡泡。學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究的熱情空前高漲。

科學(xué)課實(shí)驗(yàn)教學(xué)是科學(xué)教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)、提升學(xué)生創(chuàng)新能力不可缺少的重要途徑。[3]由于科學(xué)學(xué)科特有的特點(diǎn)，課前沒有一番充足的準(zhǔn)備，實(shí)驗(yàn)探究效率也就不會(huì)高。作為科學(xué)教師，應(yīng)采用多種策略優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)，提高實(shí)驗(yàn)探究效率，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)真正成為培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)。

參考文獻(xiàn)：

[1]喻伯軍.小學(xué)科學(xué)教學(xué)案例專題研究[M].浙江：浙江大學(xué)出版社，2006.

[2]張紅霞.小學(xué)科學(xué)課程與教學(xué)[M].北京：高等教育出版社，2006.

[3]袁維新.基于概念重建的教學(xué)模式與策略研究論[J].課程 教材 教法，2007（11）.

責(zé)任編輯：趙赟

Abstract： Science teacher is the implementer of experimental instruction and the normative implementation of experimental teaching has a direct effect on the quality of classroom teaching. Only by making sufficient preparation can teachers be skilled at classroom teaching and achieve higher efficiency. Practice shows that pre-class preparation can help students attain the expected teaching objectives by optimizing experimental operation， process and efficiency.

Key words： current situation； pre-class preparation； optimizing experiment