通過實驗教學(xué)推進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)

張牧文

在小學(xué)科學(xué)課堂教學(xué)活動中一向不缺乏各種精彩有趣的科學(xué)實驗內(nèi)容，然而，對培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維的相關(guān)教學(xué)研究還較為缺乏。盡管當(dāng)前各學(xué)校與科學(xué)教師都在對此進(jìn)行不斷的分析和探索，但實驗教學(xué)大多還停留在動手實踐與學(xué)生的表面思考，因此，教師應(yīng)當(dāng)深入探索學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展規(guī)律，引導(dǎo)學(xué)生通過科學(xué)實驗推進(jìn)深度學(xué)習(xí)，從而真正發(fā)揮出科學(xué)實驗的科學(xué)價值。

一、動手與動腦結(jié)合

科學(xué)探究有兩條線索：可見的動手活動和不可見的動腦活動。將手腦有機(jī)結(jié)合，要求科學(xué)教師既要關(guān)注探究實驗活動的本身設(shè)計，還要使相關(guān)實踐活動能有助于學(xué)生的觀察、思考與討論思考。另外，教師還應(yīng)巧妙使用教學(xué)策略，促進(jìn)學(xué)生進(jìn)行主動積極的思考。

一是關(guān)注探究活動的設(shè)計。教師在進(jìn)行蘇教版五年級《感覺》這堂課的教學(xué)時，創(chuàng)設(shè)了兩個課堂活動。第一個活動是，分別在捏住鼻子和松開鼻子的狀態(tài)下，嘗花生米，記錄下感覺，以探究嗅覺和味覺之間的聯(lián)系。第二個活動是播放三段視頻，第一個視頻沒有口型，只有發(fā)音，在第二、三個視頻中，口型不同，發(fā)音相同，這個活動是為了探究聽覺和視覺之間的聯(lián)系?；顒右慌c活動二是并行實驗，是為了解決同一個問題，即各個器官的感覺之間是怎樣聯(lián)系的。因此，實驗教學(xué)應(yīng)當(dāng)有概括的過程，例如：通過以上兩個實驗，我們發(fā)現(xiàn)，各個器官的感覺之間有聯(lián)系，它們相互作用、互相影響。

二是促進(jìn)學(xué)生的思考。在蘇教版二年級《今天天氣怎么樣》一課的教學(xué)中，教師要求學(xué)生自己設(shè)計一個“多云”的天氣符號，之后挑選6張作品進(jìn)行展示，并請全班同學(xué)評價。學(xué)生會從云畫得多不多、太陽是不是太大了、云朵有沒有把太陽遮住等幾方面來評價。教師問學(xué)生：你們認(rèn)為，一個好的天氣符號，要達(dá)到什么標(biāo)準(zhǔn)？學(xué)生很快總結(jié)出，天氣符號應(yīng)該準(zhǔn)確、簡潔。這個教學(xué)環(huán)節(jié)首先培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)造力，其次滲透了觀察、比較、概括的思維訓(xùn)練，接著用一個極具針對性的問題，將課堂聚焦到“天氣符號的標(biāo)準(zhǔn)”上。在蘇教版五年級《簡單電路》教學(xué)中，教師課前搜集了班級所有學(xué)生關(guān)于“如何連接才能點亮小燈泡”的想法，在每種想法下，標(biāo)上人數(shù)。實驗結(jié)束后，學(xué)生驚訝地發(fā)現(xiàn)，支持人數(shù)最多的想法，反而是錯誤的。這一設(shè)計充分利用學(xué)生的前概念，造成認(rèn)知矛盾，同時滲透了科學(xué)精神。

二、過程與結(jié)果結(jié)合

教師的習(xí)慣是，希望學(xué)生趕緊說出結(jié)論。這種追求“標(biāo)準(zhǔn)答案”的急迫心態(tài)，是在對學(xué)生“逼供”。而當(dāng)前的小學(xué)科學(xué)教學(xué)活動，過程應(yīng)該比單純地得到結(jié)果更加重要，教師也應(yīng)更加關(guān)注學(xué)生到底是如何分析與思考出這一結(jié)論的。譬如，教師在講授蘇教版五年級《折形狀》這一課內(nèi)容的時候，可以引導(dǎo)學(xué)生獨立設(shè)計課堂實驗方案，從而分析挖掘出形狀與承受力之間的緊密關(guān)系。學(xué)生在活動過程中，會因為A4紙有折痕，或者重物放置的位置不對，最后得出“四棱柱紙筒承受力比三棱柱差”這種異常結(jié)論。對此，教師有兩種處理方法。一種是，采用大部分小組的正確結(jié)論，直接講解：紙筒的棱越多，承受力越好。這種做法就是典型的追求“標(biāo)準(zhǔn)答案”，忽略了科學(xué)探究中的科學(xué)精神。另一種是，將異常數(shù)據(jù)拿來專門分析。教師可以問學(xué)生，這個小組的數(shù)據(jù)與其他組不同，你怎么解釋這個現(xiàn)象？學(xué)生會有很多想法，例如，這個小組在制作紙筒時，沒有把膠水粘好;或者在紙筒上放重物時，沒有正對紙筒中心;或者紙筒的承受力本來就與形狀毫無關(guān)系。教師趁機(jī)追問，究竟是不是這樣，怎么判斷我們的想法對還是不對？學(xué)生提出再做一次實驗，但這次需更加仔細(xì)地制作紙筒，并且放重物的時候，一定要小心。第二輪實驗后，異常數(shù)據(jù)消失了。大家一致認(rèn)為，紙筒的形狀和承受力有關(guān)。那么第一次為什么會出現(xiàn)異常數(shù)據(jù)呢？教師再請第一輪出現(xiàn)異常數(shù)據(jù)的小組進(jìn)行解釋。在蘇教版四年級《擺》一課的教學(xué)中，學(xué)生實驗的數(shù)據(jù)顯示，在相同時間內(nèi)，鐘擺擺動的次數(shù)不一樣，教師有時為了趕教學(xué)環(huán)節(jié)，會計算8個組擺動次數(shù)的平均數(shù)，作為最終數(shù)據(jù)。但鐘擺擺動的次數(shù)應(yīng)當(dāng)是穩(wěn)定的，教師應(yīng)帶領(lǐng)學(xué)生探究那個異常數(shù)據(jù)，這才真正體現(xiàn)了科學(xué)探究的精神。

三、促學(xué)與讓學(xué)結(jié)合

促學(xué)的基礎(chǔ)是設(shè)計。教師采用認(rèn)知策略，促進(jìn)學(xué)生記錄得更加準(zhǔn)確，搜集的信息更加完整。讓學(xué)是指教師應(yīng)學(xué)會傾聽和等待，把課堂的時間和活動的機(jī)會留給學(xué)生，說得少一點，課堂的節(jié)奏慢一點。

在蘇教版六年級《能量的轉(zhuǎn)化》一課的教學(xué)中，學(xué)生做“燃燒花生米”的實驗時，教師要求學(xué)生在記錄單上，詳細(xì)地記錄觀察到的現(xiàn)象。設(shè)計巧妙的記錄單、明確的觀察要求，是促學(xué)的手段。學(xué)生匯報結(jié)束后，教師問學(xué)生：上節(jié)課我們知道花生米中有化學(xué)能，經(jīng)過這樣的變化以后，化學(xué)能去哪了？學(xué)生遇到這個問題，需要時間思考。心急的教師會提醒，剛剛花生米周圍空氣的溫度上升了，說明能量去了哪里？教師這么一說，學(xué)生馬上反應(yīng)過來，化學(xué)能肯定轉(zhuǎn)化成了熱能。這個答案不是學(xué)生自己思考出來的，而是教師暗示的。既然學(xué)生在實驗中，按照要求如實記錄了實驗現(xiàn)象，教師不妨把這個思考的時間還給學(xué)生，引導(dǎo)學(xué)生仔細(xì)考慮，花生米燃燒過程中的黑煙代表什么，火苗代表什么，空氣溫度上升代表什么，進(jìn)而思考：花生米中的化學(xué)能去了哪里？

實驗教學(xué)需要重視教師在“教學(xué)”中的主體地位，還需重視學(xué)生在“實驗”中的主體地位。在科學(xué)課堂上，實驗要體現(xiàn)出認(rèn)知對科學(xué)學(xué)習(xí)的價值?？茖W(xué)教師應(yīng)樹立實驗教學(xué)新思維，以促進(jìn)學(xué)生的思維發(fā)展為立足點，幫助學(xué)生逐步形成科學(xué)素養(yǎng)。