淺談小學(xué)科學(xué)實驗教學(xué)的策略

沈建剛

摘? ?要：在小學(xué)科學(xué)實驗教學(xué)過程中，教師既要注重實驗的科學(xué)性、規(guī)范性，又要注重實驗的趣味性。教師要通過科學(xué)實驗，引導(dǎo)學(xué)生建構(gòu)科學(xué)知識，讓學(xué)生獲得科學(xué)實踐智慧；精心選擇實驗素材、發(fā)掘?qū)嶒炠Y源，引導(dǎo)學(xué)生優(yōu)化設(shè)計科學(xué)實驗；提升學(xué)生的學(xué)習(xí)力，發(fā)展學(xué)生的科學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：小學(xué)科學(xué)? ?實驗教學(xué)? ?核心素養(yǎng)

實驗是科學(xué)教學(xué)的重要路徑，是提升學(xué)生的科學(xué)學(xué)習(xí)力、發(fā)展學(xué)生科學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的重要手段。在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，教師要充分喚醒、激活學(xué)生的多種感官，引導(dǎo)學(xué)生通過觀察、比較、模擬、嘗試、探究、歸納等方式，從實驗中建構(gòu)科學(xué)知識，獲得科學(xué)實踐智慧；從科學(xué)實驗資源的發(fā)掘、材料的準備、實驗指導(dǎo)以及實驗的互動交流等方面，對學(xué)生的科學(xué)實驗進行引領(lǐng)。實踐證明，引導(dǎo)學(xué)生展開科學(xué)實驗，是推動學(xué)生的科學(xué)發(fā)現(xiàn)、科學(xué)建構(gòu)、科學(xué)創(chuàng)造的有效路徑。

一、引導(dǎo)學(xué)生科學(xué)觀察，實施“演示性實驗”

對小學(xué)生來說，科學(xué)實驗是一種啟蒙。小學(xué)生對實驗材料的準備、實驗的開展以及實驗的報告總結(jié)、歸納等還很陌生。因此，教師要多給學(xué)生做一些演示性的實驗，讓學(xué)生認識到科學(xué)實驗需要準備哪些材料，在實驗的過程中要注意什么。教師要引導(dǎo)學(xué)生觀察，讓學(xué)生做一些演示性的實驗，這是引導(dǎo)學(xué)生步入科學(xué)實驗大門的鑰匙。演示性的科學(xué)實驗重在培育學(xué)生的實驗技能，讓學(xué)生的科學(xué)實驗走向規(guī)范、走向正軌。

在開展科學(xué)實驗時，學(xué)生的實驗操作、實驗流程都是極不規(guī)范的，甚至有些操作是錯誤的。為了規(guī)范學(xué)生的實驗技能，教師必須引導(dǎo)學(xué)生進行深入的觀察。比如，在教學(xué)四年級上冊的《彈簧測力計》時，筆者首先引導(dǎo)學(xué)生規(guī)范使用彈簧測力計，包括“手持彈簧測力計的位置”“彈簧測力計的讀數(shù)”“使用彈簧測力計時應(yīng)注意的事項”等，引導(dǎo)學(xué)生觀察并思考：“彈力是怎樣產(chǎn)生的？怎樣使用彈簧測力計測量力的大??？”其次，引導(dǎo)學(xué)生做一做彈簧測力計。在這個過程中，學(xué)生會積極地觀察彈簧測力計的組成部件，積極尋求可以替代彈簧測力計重要部件的物品。例如，有的學(xué)生想到可以用橡皮筋代替彈簧；有的學(xué)生想到可以用曲別針代替掛鉤；有的學(xué)生想到可以借助硬紙板標注刻度，等等。在模擬性的科學(xué)實驗中，教師可以將科學(xué)實驗的諸種規(guī)范滲透、融入其中，讓學(xué)生規(guī)范自己的實驗操作，將科學(xué)實驗的規(guī)則融入科學(xué)素養(yǎng)之中。

科學(xué)演示實驗是科學(xué)實驗重要的組成部分，是學(xué)生習(xí)得科學(xué)操作的重要載體與媒介。在實驗的過程中，教師要引導(dǎo)學(xué)生仔細觀察，提出相關(guān)的科學(xué)猜想；要引導(dǎo)學(xué)生積極地模仿，對實驗操作提出相應(yīng)的要求。

二、引導(dǎo)學(xué)生科學(xué)比較，實施“對比性實驗”

在小學(xué)科學(xué)實驗中，教師要引導(dǎo)學(xué)生積極主動地應(yīng)用“控制變量法”，設(shè)計、研發(fā)對比性科學(xué)實驗，讓學(xué)生從實驗過程中提煉、分析相關(guān)的數(shù)據(jù)，進而獲得對科學(xué)概念的認知。

如果說模擬性的科學(xué)實驗?zāi)軌蜃寣W(xué)生掌握相關(guān)技能，那么對比性的科學(xué)實驗就能夠引導(dǎo)學(xué)生對實驗過程進行設(shè)計與研發(fā)。比如，在教學(xué)六年級上冊《電磁鐵》時，筆者首先讓學(xué)生進行猜想：“電磁鐵磁力的大小與線圈的匝數(shù)有關(guān)”“電磁鐵的磁力大小與電流的大小有關(guān)”“電磁鐵的磁力大小與鐵芯的粗細長短有關(guān)”等。在學(xué)生猜想的基礎(chǔ)上，筆者引導(dǎo)學(xué)生自行設(shè)計研發(fā)實驗，啟發(fā)學(xué)生思考：“需要改變的實驗條件是什么？不能改變的實驗條件是什么？怎樣才能做到公平實驗？在實驗過程中要注意哪些問題？”針對“電磁鐵磁力的大小與線圈的匝數(shù)有關(guān)”這個猜想，有的學(xué)生認為，應(yīng)當“控制線圈的匝數(shù)，而其他的所有條件應(yīng)當保持不變”。在實驗設(shè)計研發(fā)的基礎(chǔ)上，筆者引導(dǎo)學(xué)生展開對比性的科學(xué)實驗，并將實驗的數(shù)據(jù)記錄下來進行分析。通過對比性的實驗，學(xué)生深刻地認識到，增加線圈的匝數(shù)、增強電流的大小能夠有效地增強電磁力。對比性實驗有效地培育了學(xué)生的實驗方法、實驗思想，建構(gòu)了學(xué)生的科學(xué)觀念，發(fā)展了學(xué)生的科學(xué)思維。

對比性實驗有助于學(xué)生掌握科學(xué)的概念、科學(xué)的道理、科學(xué)的方法、科學(xué)的思想。教師要充分利用對比性的科學(xué)實驗，引導(dǎo)學(xué)生理解科學(xué)實驗背后的道理，讓學(xué)生“不僅知其然”還“知其所以然”，讓學(xué)生的科學(xué)實驗分析有理有據(jù)，從而幫助學(xué)生理解科學(xué)實驗的道理，幫助學(xué)生建立科學(xué)的觀念。

三、引導(dǎo)學(xué)生科學(xué)建模，實施“模型實驗”

從某種意義上說，每一個科學(xué)概念都是一個小小的科學(xué)模型。在學(xué)生學(xué)習(xí)的過程中，教師要有意識地引導(dǎo)學(xué)生進行科學(xué)建模，實施“模型實驗”。“模型實驗”不僅能夠深化學(xué)生的科學(xué)認知，還能夠深化學(xué)生的科學(xué)感受與科學(xué)體驗。在“模型實驗”中，教師要引導(dǎo)學(xué)生描述實驗過程與實驗結(jié)果，引導(dǎo)學(xué)生對實驗現(xiàn)象進行歸納，對實驗結(jié)果進行分析，對實驗結(jié)論進行提煉。教師只有引導(dǎo)學(xué)生展開“模型實驗”，才能促進學(xué)生對科學(xué)概念的理解。

“模型實驗”是通過模擬對象的本質(zhì)屬性，幫助學(xué)生建立科學(xué)認知的模型，能讓學(xué)生對學(xué)習(xí)對象進行有效理解、有效解釋。在實驗過程中，教師要引導(dǎo)學(xué)生將實驗材料和模擬的事物建立起“一一對應(yīng)”的關(guān)系，從而促進學(xué)生的科學(xué)理解。比如，在教學(xué)《晝夜交替現(xiàn)象》時，筆者引導(dǎo)學(xué)生對“晝夜交替現(xiàn)象的成因”進行猜測，通過“模型實驗”，驗證自己的猜測。首先，讓學(xué)生描述晝夜交替的現(xiàn)象特征，并提出兩個問題：“晝夜交替現(xiàn)象是如何產(chǎn)生的？有哪些因素導(dǎo)致了地球的晝夜交替現(xiàn)象？”面對學(xué)生多種多樣的猜測，筆者引導(dǎo)學(xué)生進行研討：“我們的猜想有哪些相同點？有哪些不同點？”在此基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生操作“模型實驗”，對晝夜交替的現(xiàn)象進行科學(xué)的模擬，讓學(xué)生思考“用什么來模擬地球？”“用什么來模擬太陽？”在這個過程中，筆者對學(xué)生的“模型實驗”進行引導(dǎo)，讓學(xué)生改進“模型實驗”。比如，“要讓地球傾斜”“要給地球上的幾塊大陸做上記號”“要用一根鐵絲貫穿地球南北作為假想的地軸”，等等。

在小學(xué)科學(xué)實驗教學(xué)中，教師引導(dǎo)學(xué)生進行“模型實驗”，要用科學(xué)證據(jù)做支撐，要加強學(xué)生的交流，進而提升學(xué)生的科學(xué)分析、科學(xué)推理能力。只有引導(dǎo)學(xué)生充分經(jīng)歷科學(xué)“模型實驗”的全過程，才能促進學(xué)生對科學(xué)概念的理解，才能有效地助推學(xué)生的科學(xué)學(xué)習(xí)?？茖W(xué)實驗追求一種規(guī)范、一種創(chuàng)新，通過規(guī)范性的實驗，教師能夠促進學(xué)生實驗素養(yǎng)的養(yǎng)成，促進學(xué)生的科學(xué)發(fā)現(xiàn)與科學(xué)建構(gòu)。

小學(xué)科學(xué)是以實驗為基礎(chǔ)的，教師應(yīng)通過實驗教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和探究能力，從而達到學(xué)以致用的目的。在小學(xué)科學(xué)實驗教學(xué)的過程中，教師采用什么樣的教學(xué)方式，直接影響著科學(xué)實驗教學(xué)的效果。行之有效的教學(xué)方式，能夠提高小學(xué)生科學(xué)實驗的操作能力，能夠培養(yǎng)小學(xué)生的科學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

參考文獻：

［1］陳倩.設(shè)計思維與科學(xué)思維的同異性特征比較［J］.設(shè)計藝術(shù)研究，2012，2（2）：32-36，60.

［2］葉兆寧，楊元魁.集成式STEM教育：破解綜合能力培養(yǎng)難題［J］.人民教育，2015（17）：62-66.

（作者單位：江蘇省蘇州市吳江區(qū)綢都小學(xué)）