提升小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)有效性的策略探究

小學(xué)科學(xué)是一門注重培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的教學(xué)課程，教學(xué)內(nèi)容主要是科學(xué)探究活動(dòng)，因此需要進(jìn)行大量的科學(xué)實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生獲取科學(xué)知識(shí)的同時(shí)，拓寬學(xué)生眼界，還能夠鍛煉其思維和探究能力。

一、做好實(shí)驗(yàn)材料準(zhǔn)備工作，確保實(shí)驗(yàn)教學(xué)的順利開展

在科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)材料的準(zhǔn)備是教學(xué)前的首要工作。但在小學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器室中常存在實(shí)驗(yàn)材料不足、配套不全等情況，故實(shí)驗(yàn)材料的準(zhǔn)備具有一定的困難。加之許多科學(xué)教師常沒有時(shí)間與精力去準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)的全部材料，故導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)教學(xué)缺乏一定的嚴(yán)謹(jǐn)性與可操作性。怎樣有效解決以上問題，筆者認(rèn)為可從以下幾點(diǎn)入手。

1.開展集體研討活動(dòng)。在小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)材料準(zhǔn)備過程中，教師通常會(huì)遇到以下兩個(gè)問題：不能完全準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)所運(yùn)用的材料，實(shí)驗(yàn)進(jìn)度受到阻礙；有相應(yīng)的儀器與材料，但若按照教材步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，其結(jié)果卻差強(qiáng)人意，達(dá)不到理想的實(shí)驗(yàn)效果。教師要想有效解決上述問題，則需要充分發(fā)揮教研組教師的集體智慧，在相互交流中選取最佳的實(shí)驗(yàn)材料，在合理分工下準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)材料，且最終的實(shí)驗(yàn)材料由教研組教師們集體共享。例如，在學(xué)習(xí)“導(dǎo)體與絕緣體”這一內(nèi)容時(shí)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的在于讓學(xué)生學(xué)會(huì)區(qū)分導(dǎo)體與絕緣體，了解導(dǎo)體導(dǎo)電與絕緣體不導(dǎo)電的原因，掌握絕緣體轉(zhuǎn)變?yōu)閷?dǎo)體的條件因素。教材內(nèi)容指明所需材料僅兩個(gè)實(shí)驗(yàn)電器、幾根導(dǎo)線、一節(jié)干電池、若干小燈泡、一個(gè)開關(guān)、玻璃棒、毛皮、金屬棒、橡膠棒等。但為提高實(shí)驗(yàn)材料準(zhǔn)備的質(zhì)量以及縮短準(zhǔn)備時(shí)間，教研組在對(duì)此單元進(jìn)行備課時(shí)，便可對(duì)材料的準(zhǔn)備進(jìn)行合理分工。準(zhǔn)備導(dǎo)體材料的教師通過查找資料，親自實(shí)驗(yàn)，選取最佳的導(dǎo)體材料，如銅絲、鐵絲、鋁絲、鹽的水溶液、酸與堿的水溶液等。而準(zhǔn)備絕緣體的教師經(jīng)過反復(fù)測試，最終確定絕緣體材料主要有玻璃、膠木、煤油、橡膠及塑料等，繼而獲取最好的實(shí)驗(yàn)效果。

2.促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)參與。收集信息是學(xué)生需具備的一項(xiàng)基本能力，而在繁多的信息中收集有效的信息也是實(shí)驗(yàn)探究的關(guān)鍵。故在實(shí)際教學(xué)中，教師要給予學(xué)生一定的自主權(quán)，讓學(xué)生自主收集有關(guān)的實(shí)驗(yàn)材料，并鼓勵(lì)學(xué)生整理實(shí)驗(yàn)材料，提高學(xué)生探究興趣。許多小學(xué)實(shí)驗(yàn)材料都可由學(xué)生自主準(zhǔn)備，讓學(xué)生用日常生活中較為常見的材料代替實(shí)驗(yàn)室材料，教師再通過填補(bǔ)的方式，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)材料準(zhǔn)備的完整性。例如，在學(xué)習(xí)“探究小車運(yùn)動(dòng)的快慢與什么因素有關(guān)”這一課時(shí)，教師便可組織學(xué)生收集不同重量的小鐵塊或小石頭作為實(shí)驗(yàn)材料，而教師僅需準(zhǔn)備好長尺、小車模型、線繩及記錄表等材料即可。學(xué)生在教師的引導(dǎo)下親自動(dòng)手，利用身邊經(jīng)濟(jì)、實(shí)用的材料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。通過這樣的方式，不僅能解決學(xué)校實(shí)驗(yàn)材料不足的問題，還能培養(yǎng)學(xué)生的思維創(chuàng)新力與動(dòng)手能力。又如，在學(xué)習(xí)“聲音的傳播”這一內(nèi)容時(shí)，因?qū)W校缺乏抽氣機(jī)設(shè)備，教師便可在學(xué)生所準(zhǔn)備的大注射器的針筒中放入蜂鳴器，將針眼堵住后還可聽到蜂鳴器的聲音。當(dāng)教師將針管力的空氣向外抽出時(shí)，蜂鳴器的聲音也會(huì)隨之變小，而在將針筒放開后，蜂鳴器的聲音又恢復(fù)至原來的大小。通過這樣的方式，便可保證課堂實(shí)驗(yàn)順利開展。

二、針對(duì)性測查學(xué)生前概念，保障科學(xué)實(shí)驗(yàn)的合理設(shè)計(jì)

前概念主要指學(xué)生未經(jīng)過正式的學(xué)習(xí)前，通過生活中的累積而得到的經(jīng)驗(yàn)與對(duì)事物的認(rèn)知。前概念是學(xué)生學(xué)習(xí)新知識(shí)與形成知識(shí)框架的重要前提。教師對(duì)學(xué)生前概念進(jìn)行針對(duì)性測查后，便可在科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中有的放矢，保障科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方案的合理設(shè)計(jì)。

1.紙筆調(diào)查法。紙筆調(diào)查法主要通過設(shè)計(jì)紙質(zhì)問答試卷的方式獲取所需的信息。教師在對(duì)學(xué)生前概念進(jìn)行調(diào)查時(shí)，可與二段式測驗(yàn)相結(jié)合。通常情況下，第一階段主要以選擇題的方式給學(xué)生作答，讓學(xué)生對(duì)主要概念進(jìn)行選擇；第二階段則主要以第一階段為前提，通過學(xué)生選擇的內(nèi)容判斷其選擇的理由。因此，教師可在第二段測驗(yàn)中，了解學(xué)生對(duì)于實(shí)驗(yàn)中主要概念的掌握情況，并明晰其選擇的原因，從整體上透析學(xué)生前概念的基本脈絡(luò)。例如，在學(xué)習(xí)“水的浮力”這一內(nèi)容時(shí)，可對(duì)前概念進(jìn)行二段式測驗(yàn)：請(qǐng)選擇你認(rèn)為會(huì)浮在水面上的物體：①小木塊；②鵝卵石；③塑料泡沫；④土豆；⑤橡皮泥；并讓學(xué)生寫出選擇的原因。使用紙筆測驗(yàn)調(diào)查，便可實(shí)施大面積調(diào)查，且調(diào)查時(shí)間短、精力花費(fèi)少，利于教師迅速了解與掌握學(xué)生的前概念情況。從而教師可在把握學(xué)生概念掌握情況的前提下，有效對(duì)教學(xué)活動(dòng)作出調(diào)整與優(yōu)化，繼而有效實(shí)施科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

2.對(duì)話法。對(duì)話法主要指調(diào)查者通過與被調(diào)查者之間的對(duì)話而獲取想要的資料與信息。在科學(xué)概念教學(xué)過程中，通過談話法可更進(jìn)一步了解學(xué)生概念情況。相較于上述紙筆測試，對(duì)話法的優(yōu)勢在于能有效構(gòu)建和諧、輕松的談話情境，繼而使教師在與學(xué)生的對(duì)話中能深入了解不同學(xué)生的前概念情況。同樣，以“水的浮力”這一課為例，為深入學(xué)生的前概念認(rèn)知，教師便可對(duì)全班學(xué)生實(shí)施談化法。如教師可提出：“你認(rèn)為哪些物體可以直接浮在水面上？而又有哪些物體會(huì)沉在水中？”學(xué)生便會(huì)回答：“質(zhì)量較重的物體應(yīng)該會(huì)沉入水中，而輕的物體則會(huì)浮在水面上?！庇械膶W(xué)生則回答：“我覺得體積比較小的物體可能會(huì)浮在水面上，而體積大的物體就會(huì)沉入水中?！边@時(shí)，教師便可進(jìn)一步提出：“物體是怎樣浮在水面上的？”學(xué)生便會(huì)回答：“因?yàn)槲矬w會(huì)受到一種力的作用，所以才會(huì)浮在水面上?！贝藭r(shí)，教師還可追訓(xùn)：“那如果物體是沉在水中呢？它還會(huì)受到這個(gè)力的作用嗎？”學(xué)生普遍回答：“不會(huì)，因?yàn)槲矬w已經(jīng)沉在水下了?！痹诖舜握勗捴?，教師對(duì)學(xué)生前概念已有基本的了解，繼而可從中準(zhǔn)確找出學(xué)生的難點(diǎn)概念。在教學(xué)過程中，便可對(duì)教學(xué)方案進(jìn)行優(yōu)化，設(shè)計(jì)出適宜學(xué)生學(xué)習(xí)的實(shí)驗(yàn)步驟，提高學(xué)生對(duì)科學(xué)概念的認(rèn)知程度。

三、統(tǒng)合整理實(shí)驗(yàn)教材資源，提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)的教學(xué)效益

教材資源的統(tǒng)合整理主要指以指定的教材內(nèi)容為載體，整合其他教科書內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)多種教學(xué)資源的共享。教師應(yīng)具備實(shí)驗(yàn)課程資源整理的概念與意識(shí)，以學(xué)生發(fā)展為基本原則，對(duì)學(xué)生進(jìn)行全方位的素質(zhì)教育。例如，在學(xué)習(xí)“聲音的產(chǎn)生”這一內(nèi)容時(shí)，教師便可將不同版本的教材優(yōu)點(diǎn)有效整合，如科教版、青島版等，對(duì)教學(xué)方案整體設(shè)計(jì)，獲取最高的教學(xué)效益。在本次課程中，教學(xué)目標(biāo)要求學(xué)生要自主構(gòu)建“聲音是由物體的振動(dòng)而產(chǎn)生的”這一核心概念，而在這一概念中，教師要學(xué)會(huì)抓住“物體”與“振動(dòng)”這兩個(gè)關(guān)鍵詞，圍繞其開展教學(xué)。教師要幫助學(xué)生構(gòu)建核心概念，引導(dǎo)學(xué)生從“物體”這一詞進(jìn)行思考，從物體的三種狀態(tài)中明晰物體發(fā)聲的特征。而“振動(dòng)”這一詞則可作為教學(xué)的難點(diǎn)與重點(diǎn)內(nèi)容，故教師便可借助學(xué)生前概念這一認(rèn)識(shí)，有效引入“振動(dòng)”，讓學(xué)生通過不同的方式讓物體發(fā)出聲音，并對(duì)其進(jìn)行觀察，闡述物體發(fā)聲的特征。繼而通過學(xué)生的質(zhì)疑、討論與再觀察，自主掌握物體“振動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。由此，學(xué)生便可將“物體”與“振動(dòng)”這兩個(gè)關(guān)鍵詞有效結(jié)合，通過最終的實(shí)驗(yàn)，得出“當(dāng)物體振動(dòng)時(shí)則會(huì)發(fā)出聲音，當(dāng)振動(dòng)停止時(shí)，聲音也同時(shí)消失”這一實(shí)驗(yàn)結(jié)論。

在實(shí)際教學(xué)中，教師要精心做好課前實(shí)驗(yàn)材料的準(zhǔn)備工作，通過調(diào)查學(xué)生前概念、教材資源整合等方式，提高小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量與效率，推動(dòng)實(shí)驗(yàn)課堂的高效實(shí)施。