科學(xué)素養(yǎng)視域下的小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究

王晨光

（北京教育學(xué)院數(shù)學(xué)與科學(xué)教育學(xué)院 北京 100120）

2017 年我國頒布的《義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》中明確提出了“科學(xué)素養(yǎng)”的概念，這對每一名學(xué)生的繼續(xù)學(xué)習(xí)和終身發(fā)展具有重要意義。［1］科學(xué)素養(yǎng)既是小學(xué)科學(xué)的課程目標(biāo)，也是一種學(xué)科觀念?？茖W(xué)是建立在可檢驗(yàn)的解釋和對客觀事物的組織形式進(jìn)行有序預(yù)測的知識系統(tǒng)，而科學(xué)實(shí)驗(yàn)就是獲取經(jīng)驗(yàn)事實(shí)、驗(yàn)證科學(xué)假說、得出客觀結(jié)論的重要途徑?？茖W(xué)實(shí)驗(yàn)作為引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究式學(xué)習(xí)的重要載體，在培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)方面的作用顯而易見。小學(xué)階段的科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，可以讓學(xué)生充分體驗(yàn)科學(xué)探究的過程，培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力。小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)課應(yīng)該讓學(xué)生在感受科學(xué)魅力的同時，在合作交流、思維判斷、科學(xué)內(nèi)涵理解方面得到整體提升?？茖W(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)需要準(zhǔn)確抓住實(shí)驗(yàn)教學(xué)的關(guān)鍵點(diǎn)，準(zhǔn)確抓住實(shí)驗(yàn)教學(xué)的關(guān)鍵點(diǎn)將有助于科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)。

但是，小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)際情況又是怎樣的呢？筆者在聽評課中發(fā)現(xiàn)，其探究過程流于形式，科學(xué)素養(yǎng)得不到培養(yǎng)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)無序，教學(xué)內(nèi)容脫離學(xué)科本質(zhì)；過度強(qiáng)調(diào)具體事實(shí)的記憶，教學(xué)方法陳舊單一。總體來講，教學(xué)現(xiàn)狀與科學(xué)素養(yǎng)培養(yǎng)理念存在一定差距。這不由引發(fā)筆者進(jìn)一步思考，如何圍繞新課標(biāo)下小學(xué)科學(xué)學(xué)科的培養(yǎng)目標(biāo)和科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)要求，提升小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性，這關(guān)系著教師如何教的主要問題，影響著科學(xué)課堂教學(xué)的走向，決定著教師的教學(xué)行為。事實(shí)上，這一問題在很多小學(xué)課程實(shí)驗(yàn)課上并沒有得到足夠的重視。有些教師難以抓住實(shí)驗(yàn)教學(xué)的關(guān)鍵點(diǎn)，缺乏對科學(xué)概念以及學(xué)科本質(zhì)的認(rèn)知，過分依靠課本、教參和經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)而導(dǎo)致教學(xué)出現(xiàn)偏差，甚至在實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)科學(xué)性的錯誤。因此，如何準(zhǔn)確抓住小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的關(guān)鍵點(diǎn)，是科學(xué)教師首先需要考慮的問題。

一、科學(xué)素養(yǎng)視域下小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)存問題

科學(xué)實(shí)驗(yàn)是引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究式學(xué)習(xí)的重要載體，當(dāng)前小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)存問題如下。

（一）教學(xué)方法陳舊，學(xué)生缺乏認(rèn)知體驗(yàn)

有些教師對小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)缺乏整體、深刻的理解，實(shí)驗(yàn)課上仍以教師講授與演示為主，學(xué)生按照教師要求進(jìn)行“探究”。有些科學(xué)教師把“實(shí)驗(yàn)教學(xué)”錯誤地理解為“講解科學(xué)實(shí)驗(yàn)知識”，忽視了學(xué)生主動參與、經(jīng)歷科學(xué)探究的過程，忽略了科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)。小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)課的學(xué)習(xí)方式被歪曲，那些充滿科學(xué)之美、富有科學(xué)思想的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)被平鋪直敘的語言取代，有些實(shí)驗(yàn)甚至淪為問答訓(xùn)練的工具，科學(xué)實(shí)驗(yàn)本應(yīng)具有的功能和價值蕩然無存。走進(jìn)一些小學(xué)的科學(xué)實(shí)驗(yàn)課堂不難發(fā)現(xiàn)，教師重視講授實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與科學(xué)事實(shí)；學(xué)生不假思索就回答問題的現(xiàn)象非常普遍。那些基于科學(xué)素養(yǎng)培養(yǎng)的促進(jìn)學(xué)生主動探究、支撐科學(xué)素養(yǎng)主體的科學(xué)態(tài)度與情感表達(dá)，往往被拋到一邊。

筆者曾經(jīng)聽過一節(jié)“制作電磁鐵”的科學(xué)實(shí)驗(yàn)課，這位授課教師將實(shí)驗(yàn)教學(xué)的關(guān)鍵點(diǎn)放在了講授實(shí)驗(yàn)本身，把如何制作電磁鐵的具體方法作為教學(xué)重點(diǎn)，學(xué)生記住更多的就是制作電磁鐵的具體步驟：“（1）把塑料杯中的金屬片插在電路板的凹槽中；（2）準(zhǔn)備好導(dǎo)線和電池；（3）將一部分導(dǎo)線纏繞在金屬鉚釘上；（4）強(qiáng)調(diào)導(dǎo)線必須連接在有開關(guān)和電池的電路中?！北M管通過這節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生學(xué)會了如何制作電磁鐵，但是每一步都是在講授科學(xué)事實(shí)，而這些知識是沒有遷移價值的。［2］一節(jié)課下來，學(xué)生缺乏真正的科學(xué)探究體驗(yàn)，學(xué)習(xí)能力、思維能力、與他人合作溝通的能力沒有得到發(fā)展，而且非常被動。如果教師能夠提問學(xué)生：“你認(rèn)為電磁鐵的磁力大小與哪些因素有關(guān)？”學(xué)生可能會回答“電池電量的多少”“導(dǎo)線的長短”“金屬鉚釘?shù)拇笮　钡?。此時，教師讓學(xué)生小組合作設(shè)計(jì)一個實(shí)驗(yàn)計(jì)劃來驗(yàn)證自己的想法，那么教學(xué)效果將會迥然不同。

（二）內(nèi)容知識灌輸，學(xué)生難以獲得自主發(fā)展

有些實(shí)驗(yàn)教學(xué)，反映出了當(dāng)前小學(xué)科學(xué)整體教學(xué)中的不足，忽視了學(xué)生自主發(fā)展的需要，科學(xué)實(shí)驗(yàn)課成了另一種知識灌輸?shù)耐緩?。有些科學(xué)教師以講授代替實(shí)驗(yàn)，全然不顧學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)與情感表達(dá)，忽視學(xué)生對科學(xué)實(shí)驗(yàn)的自主探究，忽略了教材中那些可以對學(xué)生個體發(fā)展產(chǎn)生積極影響、保持和發(fā)展對自然的好奇心與探究熱情的教育因素。將實(shí)驗(yàn)教學(xué)演變成知識灌輸，偏離了科學(xué)素養(yǎng)培養(yǎng)的方向，學(xué)生自主學(xué)習(xí)的意識沒有得到加強(qiáng)，他們進(jìn)行科學(xué)探究活動的基本技能沒有得到提升。在一些實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，課堂氣氛看上去熱火朝天，探究活動連續(xù)不斷，但當(dāng)一節(jié)課結(jié)束后，每個學(xué)生頭腦中留下的就是或多或少的具體、零散的知識點(diǎn)，究其原因就是教師沒有抓住實(shí)驗(yàn)教學(xué)的關(guān)鍵點(diǎn)。

科學(xué)實(shí)驗(yàn)是研究自然現(xiàn)象及其規(guī)律性的實(shí)踐形式，也是獲取經(jīng)驗(yàn)事實(shí)和檢驗(yàn)科學(xué)假設(shè)的重要途徑。因此，科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)不應(yīng)只是具體知識的灌輸，而是應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生主動探究，滿足他們自主發(fā)展的需要，并在此基礎(chǔ)上，引領(lǐng)學(xué)生理解科學(xué)文化的多樣性。

科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅是讓學(xué)生做一個或幾個實(shí)驗(yàn)，重要的是要讓學(xué)生養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，發(fā)展科學(xué)探究能力，構(gòu)建適合自己的科學(xué)學(xué)習(xí)方法，進(jìn)而為他們的繼續(xù)學(xué)習(xí)和終身發(fā)展打好基礎(chǔ)，通過實(shí)驗(yàn)探究積淀科學(xué)素養(yǎng)。

二、科學(xué)素養(yǎng)視域下小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的關(guān)鍵點(diǎn)

實(shí)驗(yàn)教學(xué)的關(guān)鍵點(diǎn)決定著教學(xué)的走向。筆者認(rèn)為，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)需要抓住教學(xué)中的關(guān)鍵點(diǎn)，進(jìn)而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的興趣，讓科學(xué)學(xué)習(xí)和參與實(shí)驗(yàn)活動成為學(xué)生運(yùn)用科學(xué)知識和方法解決實(shí)際問題、體驗(yàn)和積累認(rèn)知經(jīng)驗(yàn)的有效途徑?？茖W(xué)充滿著自然之美，它更能激發(fā)人們的好奇心和求知欲，具有獨(dú)特魅力。小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重點(diǎn)應(yīng)放在培養(yǎng)學(xué)生的動手能力、邏輯思維和探究精神上，培養(yǎng)過程側(cè)重學(xué)生自身的實(shí)踐體驗(yàn)，鼓勵他們在實(shí)驗(yàn)中積極探索、領(lǐng)悟科學(xué)的魅力。從這個意義上講，小學(xué)科學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)只是一個起點(diǎn)。因?yàn)閷W(xué)生存在個體差異，他們的思維特點(diǎn)與認(rèn)知水平也各不相同，由此產(chǎn)生的對于科學(xué)實(shí)驗(yàn)的理解與體驗(yàn)也是豐富且獨(dú)特的。

（一）關(guān)注學(xué)生自主發(fā)展學(xué)習(xí)科學(xué)的需要

小學(xué)階段是學(xué)生個體發(fā)展的重要時期，充分發(fā)掘個人潛能，將對其一生產(chǎn)生重要影響。因此，小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)讓學(xué)生充分體驗(yàn)科學(xué)探究的基本過程，養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，要讓學(xué)生通過自主探究，提升運(yùn)用科學(xué)方法解決實(shí)際問題的能力。教師要在學(xué)生親身體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)過程的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生逐步掌握科學(xué)探究技能，學(xué)會運(yùn)用科學(xué)語言與他人交流和溝通的能力。從學(xué)生個體發(fā)展需要的角度考慮，讓科學(xué)實(shí)驗(yàn)課為學(xué)生搭建起與他人合作分享的平臺，讓學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力得以體現(xiàn)、自身的科學(xué)情感與態(tài)度得到關(guān)注，這也是小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的關(guān)鍵點(diǎn)。

（二）基于科學(xué)素養(yǎng)培養(yǎng)的實(shí)踐探究能力

在科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)過程中，學(xué)生的實(shí)踐探究能力是在相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)活動中產(chǎn)生和發(fā)展的。因此，小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)該創(chuàng)設(shè)形式多樣的科學(xué)實(shí)驗(yàn)活動，讓學(xué)生在豐富的實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)中學(xué)科學(xué)、用科學(xué)，在實(shí)踐中提升自身的科學(xué)素養(yǎng)。教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)上，要注意聯(lián)系學(xué)生的生活實(shí)際，從符合學(xué)生認(rèn)知水平的角度出發(fā)，為學(xué)生提供適合其自身發(fā)展的科學(xué)實(shí)驗(yàn)活動，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)活動中充分發(fā)揮自己的想象力與創(chuàng)造力，在自主探究中理解科學(xué)規(guī)律，感受科學(xué)魅力，體驗(yàn)科學(xué)學(xué)習(xí)帶來的成就感與滿足感，讓學(xué)生身心得到均衡發(fā)展，同時獲得更多的科學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

（三）聚焦科學(xué)學(xué)科本質(zhì)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)

教師對科學(xué)學(xué)科本質(zhì)的深刻理解，是正確實(shí)施小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基礎(chǔ)。聚焦科學(xué)學(xué)科本質(zhì)的教學(xué)，是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的有效途徑。當(dāng)前，有些科學(xué)教師注重具體科學(xué)事實(shí)的講授，忽視了科學(xué)概念之間的規(guī)律性特征，實(shí)驗(yàn)教學(xué)偏離科學(xué)主線，課堂上很多內(nèi)容都是散亂的知識點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)課堂表面氣氛熱烈，實(shí)則對于學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)效能低下，究其原因是教師對科學(xué)學(xué)科本質(zhì)的理解不到位，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)教學(xué)缺少應(yīng)有的科學(xué)味道。

聚焦科學(xué)學(xué)科本質(zhì)，強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的是以科學(xué)概念建構(gòu)為主線，以具體實(shí)驗(yàn)活動為載體，旨在幫助學(xué)生建立起概念之間的聯(lián)系，即提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)的“科學(xué)性”，以實(shí)驗(yàn)探究為主要學(xué)習(xí)方式，把提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)作為終極目標(biāo)。［3］小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)緊密圍繞科學(xué)內(nèi)容，按照立德樹人要求培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，在科學(xué)學(xué)習(xí)與實(shí)際生活之間搭建一座橋梁，真正讓學(xué)生在動手做實(shí)驗(yàn)的過程中增加獲得感。

三、科學(xué)素養(yǎng)視域下小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的突破口

小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的突破口，是教學(xué)設(shè)計(jì)中的重要組成部分，體現(xiàn)著教學(xué)理念。科學(xué)實(shí)驗(yàn)活動的有效展開，離不開這樣一個突破口來驅(qū)動整體教學(xué)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)與其他教學(xué)相似，也存在一個教學(xué)突破口的問題。突破口作為實(shí)驗(yàn)教學(xué)的樞紐，關(guān)系著教學(xué)走向。小學(xué)科學(xué)課程的總目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，而科學(xué)實(shí)驗(yàn)活動可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)對自然的探究熱情，豐富他們的情感體驗(yàn)。教師要積極滲透科學(xué)實(shí)驗(yàn)課程中的學(xué)科元素，同時找到一個確切的教學(xué)突破口，深入剖析實(shí)驗(yàn)活動的科學(xué)內(nèi)涵，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)一個科學(xué)氛圍濃厚的學(xué)習(xí)環(huán)境。

那么，怎樣在科學(xué)素養(yǎng)視域下尋求恰當(dāng)?shù)目茖W(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)突破口呢？筆者認(rèn)為，只有在理解和把握科學(xué)學(xué)科本質(zhì)的基礎(chǔ)上，才能準(zhǔn)確高效地表達(dá)出科學(xué)信息，同時也驅(qū)動著小學(xué)科學(xué)整體實(shí)驗(yàn)教學(xué)的推進(jìn)。科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)以提升學(xué)生的科學(xué)理解和探究能力來促進(jìn)科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)。因此，小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)要從科學(xué)學(xué)科本質(zhì)入手，眼界要開闊。

（一）從教學(xué)目標(biāo)中尋求突破口

教學(xué)目標(biāo)是開展教學(xué)活動的出發(fā)點(diǎn)和落腳點(diǎn)，尋求實(shí)驗(yàn)教學(xué)突破口要恰到好處。宏觀抽象，既不利于學(xué)生對科學(xué)知識的學(xué)習(xí)理解，也不利于學(xué)生思維能力與科學(xué)情感的培養(yǎng)。反之，微觀具體，將實(shí)驗(yàn)活動分解得支離破碎，會導(dǎo)致學(xué)生思維認(rèn)知不連貫。因此，在尋求實(shí)驗(yàn)教學(xué)的突破口上，要針對不同層次的實(shí)驗(yàn)特點(diǎn)，從符合學(xué)生認(rèn)知水平的角度出發(fā)，找到合適的教學(xué)突破口。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)不同于其他教學(xué)，從科學(xué)角度講，實(shí)驗(yàn)是對科學(xué)抽象概念的現(xiàn)實(shí)操作。實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅要幫助學(xué)生認(rèn)識科學(xué)表面的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，更要理解實(shí)驗(yàn)背后隱含的概念原理，即對科學(xué)學(xué)科本質(zhì)的認(rèn)知。例如，在“種子的生長”實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師可以把教學(xué)目標(biāo)設(shè)定為：通過對植物種子的觀察，培養(yǎng)學(xué)生基于觀察的比較分析能力，認(rèn)識不同種類植物種子的屬性，獲得種植不同植物的經(jīng)驗(yàn)；通過監(jiān)控記錄種子每天的變化，區(qū)分不同的陸地環(huán)境因素對種子生長的影響，樹立環(huán)境保護(hù)意識。由此，教師能夠幫助學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)所獲得的探究體驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的興趣，找到科學(xué)審美感知、知識理解、環(huán)境保護(hù)意識與社會責(zé)任感之間的結(jié)合點(diǎn)，適時把控，靈活采取教學(xué)手段，培養(yǎng)學(xué)生熱愛大自然、愛護(hù)生物的情感，將“科學(xué)態(tài)度”置于更重要的位置。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師要鼓勵學(xué)生主動探究，鍛煉學(xué)生的思維能力與實(shí)踐能力，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中學(xué)會運(yùn)用科學(xué)語言與他人交流溝通，形成尊重事實(shí)、樂于探究、與他人合作的科學(xué)態(tài)度。

又如，在“杠桿”實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師可以把教學(xué)目標(biāo)設(shè)定為：通過對杠桿的使用體驗(yàn)，讓學(xué)生知道工具是一種物化的技術(shù)，完成某些具體任務(wù)需要特定的工具；強(qiáng)調(diào)發(fā)展學(xué)生的觀察、分析和應(yīng)用能力，建立基于經(jīng)驗(yàn)的概念。教師可以讓學(xué)生列舉應(yīng)用杠桿原理的例子，通過討論幫助他們與先前經(jīng)驗(yàn)建立聯(lián)系。教師在設(shè)定教學(xué)目標(biāo)時，應(yīng)避免把杠桿本身作為教學(xué)重點(diǎn)，講授各種杠桿的具體實(shí)例，而是應(yīng)當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生探究杠桿變化的原因與哪些條件有關(guān)。學(xué)生此時在頭腦中會生成各種答案，教師可以通過和學(xué)生一起實(shí)驗(yàn)討論杠桿的平衡因素，結(jié)合之前列舉有關(guān)杠桿的科學(xué)事實(shí)，幫助學(xué)生建立“杠桿可以省力或者減小作用力的移動距離，杠桿廣泛應(yīng)用于人們的生活中”這一重要概念，從而幫助學(xué)生認(rèn)識到工具在人類社會的發(fā)展進(jìn)程中起到了重要作用——它促進(jìn)了社會生產(chǎn)的發(fā)展，豐富了社會文化的內(nèi)容，改變了社會生活的方式；它是推動社會發(fā)展和文明進(jìn)步的主要動力之一。在實(shí)驗(yàn)過程中，教師要激勵學(xué)生樹立勇于嘗試、不斷探索的科學(xué)精神，通過實(shí)踐驗(yàn)證，尋求最佳路徑方案。

（二）從問題設(shè)計(jì)上尋求突破口

科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的難點(diǎn)之一在于問題設(shè)計(jì)。教師如能設(shè)計(jì)出高質(zhì)量的問題，通過問題引入找到突破口，就能更有效地把控科學(xué)主線，進(jìn)而拓寬思路，最終達(dá)成教師提綱挈領(lǐng)、學(xué)生自主探究的功效。而學(xué)生的科學(xué)感知，與其情感體驗(yàn)、參與程度等密不可分。教師在科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，可以通過有效的問題設(shè)計(jì)，把突破口聚焦在與學(xué)生情感體驗(yàn)相聯(lián)系、讓學(xué)生積極參與等方面。

以“分離一種鹽溶液”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)為例。教師可以通過“你認(rèn)為混合物是什么？”“如何分離混合物？”“你能用篩子分離溶液嗎？”“你會采取怎樣的方法分離溶液中的成分？”“如何測定加入水中制成溶液的鹽的克數(shù)？”等問題，引發(fā)學(xué)生的好奇心，鼓勵他們自主探究、分工合作。學(xué)生通過參與各種與溶液分離相關(guān)的活動，了解制訂計(jì)劃、搜集證據(jù)、處理信息、得出結(jié)論、表達(dá)交流等科學(xué)探究要素與科學(xué)線索信息，并進(jìn)行驗(yàn)證和拓展。這樣的問題設(shè)計(jì)，避免了學(xué)生機(jī)械地回答“是或否”“對與錯”，問題背后引發(fā)的思考也有助于提升學(xué)生的探究熱情，發(fā)展他們的創(chuàng)新能力，在實(shí)驗(yàn)活動中體會科學(xué)的魅力，在合作、交流、分享中促進(jìn)人格發(fā)展、積淀科學(xué)素養(yǎng)。

再以“空氣在哪里”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)提問為例。若教師提問：“你認(rèn)為處于自然狀態(tài)下的空氣是什么樣子的？它的主要成分是什么？”這些都是事實(shí)性問題，因?yàn)榭諝獾奈锢硇再|(zhì)與主要成分在教材中已有詳細(xì)表述，學(xué)生只要稍加回憶，就可以回答以上問題。若教師提問：“如何證明空氣的存在？”那么，這個問題就是一個探究性問題，要想回答這一問題，學(xué)生需要通過實(shí)驗(yàn)，并結(jié)合自己的探究體驗(yàn)進(jìn)行解答。兩種問題的區(qū)別在于，前者是可以從書本中直接得出的，后者則需要學(xué)生從實(shí)驗(yàn)中獲取論據(jù)，通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象表明氣體的形狀和體積取決于容納它的容器的形狀和體積，并鼓勵他們得出結(jié)論：“氣體既沒有一定的形狀，也沒有一定的體積。”教師在教學(xué)中可以告訴學(xué)生，空氣是地球上的動植物生存的必要條件，動物呼吸、植物光合作用都離不開空氣。但隨著現(xiàn)代化工業(yè)的發(fā)展，排放到空氣中的有害氣體和煙塵，改變了空氣的成分，造成了對空氣的污染，被污染的空氣會嚴(yán)重地?fù)p害人體的健康，影響農(nóng)作物的生長，造成對自然資源以及環(huán)境的破壞。讓學(xué)生從小樹立起熱愛自然、珍愛生命的價值取向，這對他們環(huán)境保護(hù)意識與社會責(zé)任感的形成是有幫助的。實(shí)驗(yàn)教學(xué)從實(shí)際生活中的問題情境，即更符合學(xué)生“最近發(fā)展區(qū)”的情境切入，以便他們能夠快速地進(jìn)入學(xué)習(xí)狀態(tài)，這樣的實(shí)驗(yàn)教學(xué)課堂才能成為生動、高效、有科學(xué)味道的課堂。

（三）從實(shí)驗(yàn)進(jìn)程的動態(tài)變化中尋求突破口

實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程很難完全依照預(yù)定的設(shè)想展開，它是動態(tài)變化的，而實(shí)驗(yàn)課堂上出現(xiàn)的動態(tài)變化之處也恰好是最佳突破口。如果教師具有“基于有形的教學(xué)設(shè)計(jì)，靈活應(yīng)對于無形的動態(tài)教學(xué)”的主觀意識，在實(shí)驗(yàn)進(jìn)程中留意學(xué)生間思維火花的碰撞，就能在瞬息萬變的實(shí)驗(yàn)課堂中準(zhǔn)確找到最佳突破口，使得小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)不斷吐故納新。

例如，在“觀察我們身邊的巖石”實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師會預(yù)先設(shè)計(jì)展示不同種類的巖石，通過比較它們的異同，讓學(xué)生討論并與先前經(jīng)驗(yàn)建立聯(lián)系。而對于實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的問題又該如何設(shè)計(jì)呢？如果設(shè)計(jì)為“花崗巖的斑紋與顏色是什么樣子的？”“礫巖的主要成分是什么？”那么，這些問題就是在講各種巖石的具體特征，缺乏思維方法的訓(xùn)練，對學(xué)生學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)是淺層的。如果將問題設(shè)計(jì)為“你認(rèn)為巖石的模樣是由于什么原因造成的呢？”那么，這就是一個抽象問題，它會在學(xué)生頭腦中產(chǎn)生各種答案。此時，教師可以和學(xué)生一起搜集關(guān)于巖石的資料，比如河流中的石塊、大峽谷中的石塊、溶洞中的石塊等，讓學(xué)生分析：這些石塊的模樣都是怎樣的？為什么它們會變成現(xiàn)在的模樣？雖然這節(jié)課也是在講認(rèn)識幾種常見的巖石，卻滲透著“水、風(fēng)、溫度等因素對巖石外形的影響”［4］。這就避免了程式化的教學(xué)模式，讓實(shí)驗(yàn)教學(xué)從抽象問題自然而然地切入真實(shí)情境中。尋求這一突破口看似容易，但其隱含的思維方法豐富，要求教師必須從科學(xué)過程技能的角度去引導(dǎo)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，學(xué)生才可以通過實(shí)驗(yàn)所體現(xiàn)的思維方法去探究科學(xué)的本質(zhì)及其獨(dú)特的魅力。

再如，“制作晶體”是通過實(shí)驗(yàn)活動讓學(xué)生知道巖石是由礦物組成，蒸發(fā)是分開液體成分和固體成分的一種方法，礦物晶體有可以鑒別的形狀。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)是以巖石的特有性質(zhì)為突破口，了解哪些物質(zhì)溶于水，討論如果某種物質(zhì)溶于水，應(yīng)該如何把它和水分開……按部就班，直到析出晶體。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，學(xué)生知道了什么是晶體，晶體是如何制作出來的。究其原因，如果沒有找到有效突破口，原本特色鮮明的實(shí)驗(yàn)活動就會變成為標(biāo)準(zhǔn)化的流水作業(yè)。學(xué)生不能在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上展開深入思考，產(chǎn)出的知識難以遷移應(yīng)用，這不符合科學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的導(dǎo)入。筆者認(rèn)為，小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)不應(yīng)只是做實(shí)驗(yàn)、看現(xiàn)象、寫報(bào)告，更應(yīng)重視對科學(xué)的操作技能和思維方法的培養(yǎng)，對社會發(fā)展、科學(xué)技術(shù)與自然環(huán)境之間關(guān)系的了解。讓學(xué)生在探究不同領(lǐng)域的科學(xué)實(shí)驗(yàn)中，不僅學(xué)會動手做，更要學(xué)會動腦想，否則就會陷入形式熱熱鬧鬧、實(shí)則淺薄貧乏的尷尬境地。小學(xué)生的科學(xué)基礎(chǔ)和科學(xué)感知能力還比較薄弱，所以通過實(shí)驗(yàn)探究來理解科學(xué)概念，是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的重要方式。因此，在學(xué)習(xí)“制作晶體”的實(shí)驗(yàn)課堂上，要鼓勵學(xué)生仔細(xì)觀察燒杯里的層次，他們能夠發(fā)現(xiàn)分兩層，仿造巖石中有兩種成分：面粉和砂子。從操作技能角度出發(fā)，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力，讓他們能夠快速地看出實(shí)驗(yàn)對象以及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中的那些典型，但又不是那么顯著的特征和重要細(xì)節(jié)；從思維方法角度出發(fā)，分析某些物質(zhì)溶于水的可能性，也就是指導(dǎo)學(xué)生如何在科學(xué)事實(shí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行分析，在分析的過程中再進(jìn)行綜合、比較等。這是整個實(shí)驗(yàn)教學(xué)的關(guān)鍵，抓住這一突破口，也就帶動了整堂實(shí)驗(yàn)課的節(jié)奏進(jìn)程。

科學(xué)素養(yǎng)概念的提出，對于小學(xué)科學(xué)教師的教學(xué)既是機(jī)遇又是挑戰(zhàn)。在小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過程中，教師要把實(shí)驗(yàn)教學(xué)與科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)要求緊密聯(lián)系起來，尋求符合學(xué)生認(rèn)知水平與科學(xué)教育規(guī)律的教學(xué)，關(guān)注學(xué)生的科學(xué)知識、探究技能以及對自然環(huán)境和社會變遷的理解和尊重，培養(yǎng)他們與人合作、溝通交流等能力，讓小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)

教學(xué)在一個良好積極的氛圍中前行。