促進實驗效果最優(yōu)化的“人”“事”“物”

◇楊春華（江蘇：蘇州工業(yè)園區(qū)車坊實驗小學(xué)）

實驗是學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的最主要的方法，在科學(xué)學(xué)習(xí)中有著舉足輕重的作用。實驗效果的好和壞，決定著科學(xué)教學(xué)的成與敗。在提升學(xué)生實驗效果的實踐中，明確實驗的目標(biāo)，知道去做什么、研究什么是基礎(chǔ)，我們把它稱為“事”。

學(xué)生之間分工合作，相互默契配合，是關(guān)鍵，我們把它稱為“人”的因素。實驗器材的數(shù)量、質(zhì)量、和實驗的契合程度或者說是否有很強的結(jié)構(gòu)性，是實驗取得成功的重要保障，我們稱之為“物”的因素。只有“人”“事”“物”齊抓共管，才能促進實驗效果最優(yōu)化。

無論是“小學(xué)科學(xué)以探究為核心”，還是“倡導(dǎo)探究式學(xué)習(xí)”，都充分表明了探究是學(xué)習(xí)科學(xué)的最主要的形式，而實驗則是探究最重要的途徑和方法，也是學(xué)生最喜歡的方法。

所以，從一定意義上來說，一個實驗效果的好不好，就決定了一節(jié)科學(xué)課上得好不好，長期實驗效果的好不好，決定了科學(xué)教學(xué)的成與敗。

那么，怎樣才能使科學(xué)實驗的效果到達最優(yōu)呢？

我們認為，實驗?zāi)繕?biāo)和方法是否明確、學(xué)生之間的分工配合是否默契，以及是否有充足的結(jié)構(gòu)性的實驗材料，“事”“人”“物”三者缺一不可。

一、“人”是關(guān)鍵，組建高效實驗小組

一個實驗，通常一個人很難完成，兩個人即使能完成，也可能需要較多時間，一節(jié)課40 分鐘，浪費不起。三四個人通常較合適，五六個人可能就顯多了，有人閑著，就意味著效果不佳了。

所以，根據(jù)班級規(guī)模，小班化的三人一組，大班化的四人一組，建立10～12 個小組，從實踐中看，是比較適合的，這樣的組合搜集到的科學(xué)數(shù)據(jù)分析和處理起來剛剛好，既不少也不煩瑣，還能較充分地證明相關(guān)實驗現(xiàn)象和規(guī)律。

目前學(xué)校的教學(xué)條件也能夠支撐。人數(shù)控制好了，角色配置也要到位，要充分發(fā)揮每個人的作用，讓小組的戰(zhàn)斗力達到最佳狀態(tài)。角色的配置是一門學(xué)問，每個學(xué)生要知道自己的角色和責(zé)任，并積極努力地履行自己的責(zé)任，同時也要指導(dǎo)小組中其他同學(xué)擔(dān)當(dāng)好角色和責(zé)任，并信任他們，無條件地配合他們。

在小組實驗中，我們也經(jīng)常能夠看到，有些小組成員團隊協(xié)作意識比較差，趾高氣揚，聽不得他人的建議，我行我素；做數(shù)據(jù)員或記錄員的同學(xué)萎靡不振，有時甚至游離在外。這就需要教師在日常教學(xué)中加強對學(xué)生的訓(xùn)練和教育，增強小組和個人榮譽感，每一兩周評一次最佳實驗小組、最佳操控手、最佳數(shù)據(jù)員、最佳記錄員、最佳發(fā)言人等。最后，每一個學(xué)期結(jié)束時，對能夠得到全部五佳稱號的學(xué)生，給予特殊獎勵。這樣，讓每一個學(xué)生看到老師是公平對待每一個人在小組中的貢獻的，學(xué)生參與實驗的積極性和主動性會得到很大提高。

這樣的小組充滿凝聚力和戰(zhàn)斗力，還有什么實驗完不成呢？例如在教學(xué)《機械擺鐘》（教科版舊版五年級下冊）一課時，研究擺的幅度與擺的快慢的關(guān)系，實驗的精度要求非常高，我們的學(xué)生通過相互密切配合，得到了相當(dāng)完美的數(shù)據(jù)。

實驗中，要求學(xué)生觀察和記錄在一段時間中，三個10秒內(nèi)單擺各擺動了多少次。

小組的數(shù)據(jù)員口中有節(jié)奏地進行倒計時：5，4，3，2，1，go，操控手在“go”聲中放下了擺錘，計時員則按下了秒表，隨后，記錄員、數(shù)據(jù)員、操控手一起擺動起手臂開始數(shù)著擺錘擺動的次數(shù)，而計時員則安心地看著秒表的時間，是否已經(jīng)到了10 秒，隨著他的一聲“到”，第一個10秒擺動的次數(shù)測出來了。

此時，數(shù)據(jù)員開始隨著擺錘擺動的節(jié)奏，再次進行5，4，3，2，1，go 的倒計時，而記時員馬上把秒表歸零，在第二次“go”聲中再次按下了秒表……三個數(shù)據(jù)，不到1 分鐘的時間。重復(fù)第二次、第三次，前后花的時間沒有超過五分鐘。

事實上，在數(shù)著擺動的次數(shù)：1，2，3，4……中，學(xué)生在自己數(shù)的節(jié)奏中就已經(jīng)感受到了雖然擺的幅度在減小，但快慢卻并沒有變化，而一個個精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)，則進一步充分地證明了這一點。這樣的實驗，如果沒有高度的配合，是不可能獲得一致的數(shù)據(jù)的。

我們從很多課堂上看到，最后只能是由教師進行精確的演示實驗，讓學(xué)生觀察到這樣的規(guī)律，但是這并沒有解除學(xué)生心中全部的疑惑。而又由于最終是由教師演示實驗得到的結(jié)果，有些學(xué)生并不能對此產(chǎn)生持久的深刻記憶，一個學(xué)期，一個學(xué)年之后，又再次糊涂了。

二、“事”是基礎(chǔ)，明確實驗?zāi)繕?biāo)和方法步驟

學(xué)生之間的分工合作，配合默契，是建立在完全明確實驗?zāi)繕?biāo)和實驗方法步驟的基礎(chǔ)之上的。學(xué)生只有把自己需要做的事和怎樣做這個事弄清楚了，才能把事情做好。在實際教學(xué)中，我們可以引導(dǎo)學(xué)生對實驗的目標(biāo)和方法進行充分的討論和交流。

事實上，很多教師都非常重視學(xué)生對實驗的設(shè)計，也會安排學(xué)生到講臺上用實驗投影等方式來展示和交流自己設(shè)計的實驗方法，并讓其他的學(xué)生做補充交流，這些都是非常好的措施。

對此，教師要做好有針對性的準(zhǔn)備，例如，制作一個PPT，逐條列明實驗?zāi)繕?biāo)、方法步驟，有條件的，最好做一個微課視頻，播放給學(xué)生看。

學(xué)生把要做的“事”和怎么做這件事真正地弄清楚了，實驗取得好效果就有了扎實的基礎(chǔ)。同樣是《機械擺鐘》的實驗，我們也看到有些小組的學(xué)生在做實驗時，當(dāng)計時員說第一聲“到”的時候，有些操控手就馬上去把擺錘抓在手里，同組的學(xué)生都來不及制止，而操控手還一臉懵地問你們?yōu)槭裁醋柚刮?。學(xué)生還是沒有能夠弄清楚實驗中的關(guān)鍵步驟，第一次實驗就失敗了，就只能重來，浪費了時間，甚至還有可能會使建立起來的信任變得非常脆弱。

三、“物”是保障，結(jié)構(gòu)性材料使實驗效果更加優(yōu)化

巧婦難為無米之炊。沒有實驗材料或缺乏實驗材料，實驗效果的優(yōu)化就無從談起。

隨著經(jīng)濟社會的發(fā)展，國家對基礎(chǔ)教育日益重視，各地都紛紛開展合格實驗室的創(chuàng)建，缺少實驗器材的日子，已經(jīng)一去不復(fù)返了，而反倒是有些實驗器材被扔在一邊，幾年都沒有動過了。究其原因，是我們紛紛在尋求更有結(jié)構(gòu)性的實驗材料來代替這些傳統(tǒng)的實驗器材，以尋求實驗效果的最佳化。

結(jié)構(gòu)性的材料，多是一線教師精心思考，巧妙設(shè)計、改造的結(jié)果，我們不能坐等，等通常是等不來的。我們應(yīng)該時刻關(guān)注那些讓我們無可奈何的實驗，花了九牛二虎之力，卻依然效果一般，仔細思考，敗在何處，根源是什么，細細琢磨，靈感可能就會隨之而來，可能就是多畫一條線，多貼一個標(biāo)簽，問題就迎刃而解了?？梢哉f，結(jié)構(gòu)性的材料，是留給有準(zhǔn)備的科學(xué)教師的。我們在平時教研活動中，總會擠出一些時間來討論如何在實驗中讓器材最優(yōu)化，達到最好的實驗效果。并大家一起動手，來改進實驗器材，也為以后其他教師教學(xué)這些內(nèi)容時，帶來更多的方便。

比如，研究四季的變化，大多數(shù)的科學(xué)教學(xué)中都是用手電筒和小地球儀來模擬地球在圍繞太陽公轉(zhuǎn)的過程中，不同的時間點上太陽直射地球的點在發(fā)生變化。

具體來說，夏季時，直射點在北回歸線附近，春秋季時直射點在赤道附近，冬季時直射點在南回歸線附近。但很多的時候，我們看到學(xué)生因為手電筒聚光的性能原因，以及模擬照射時手舉手電筒上下抖動拿不穩(wěn)，距離小地球儀的距離也一會兒近一會兒遠，使得投射在地球儀上的光斑大小也不時發(fā)生變化，這樣，學(xué)生看到的太陽直射點的變化并不明顯。有的小地球儀，赤道也不明顯，和其他緯線一個顏色、一樣粗細。因為沒有地理課，小學(xué)生對地球儀都不熟悉，就更難發(fā)現(xiàn)這里面的訣竅了。我們選擇紅色粗線條標(biāo)明赤道的地球儀，（沒用紅色粗線條的，就自己畫上去）并將手電筒架在簡易自制的支架上，控制手電筒照射的高度，再在桌面上畫好地球公轉(zhuǎn)的軌道和太陽的位置，讓學(xué)生一邊移動地球儀在軌道上的位置，一邊在原位轉(zhuǎn)動手電筒，讓手電筒的光始終照在地球儀上，這樣學(xué)生就可以清楚地看到直射點在赤道上下發(fā)生轉(zhuǎn)換，而上和下的極限，在一條用虛線標(biāo)示的緯線上，而這兩條緯線，一條叫北回歸線，一條叫南回歸線，四季變化中最大的難點就克服了。

對于小學(xué)生來說，正面引導(dǎo)和激勵是非常重要的。要讓學(xué)生在實驗中不管擔(dān)任什么角色都能感受到自己的價值，這樣他們就樂于去接受這樣的角色，并擔(dān)當(dāng)好這樣的角色，在每一次實驗中更加主動地去了解自己要做什么，以及怎樣配合其他同學(xué)做好這件事，實驗的成功率和有效性自然就越來越高。

與此同時，教師更應(yīng)該精心地準(zhǔn)備好每一次的實驗器材，精挑細選，巧妙設(shè)計，絕不能因為教師的隨意選擇使學(xué)生在實驗中觀測不到最理想的數(shù)據(jù)，給學(xué)生理解造成困擾，打擊他們信心，甚至懷疑教師所講的科學(xué)規(guī)律，產(chǎn)生不信任，這對進一步激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，開展更多科學(xué)探究活動是十分不利的。

因此，只有“人”“事”“物”齊抓共管，才能促進實驗效果最優(yōu)化，三者缺一不可！■