依托實(shí)驗(yàn)改善教學(xué)

◇張 利（北京：北京中學(xué)小學(xué)部）

小學(xué)科學(xué)以實(shí)驗(yàn)為依托，促進(jìn)教育改革工作，離不開(kāi)科學(xué)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容構(gòu)建，通過(guò)實(shí)驗(yàn)，幫助學(xué)生提高對(duì)科學(xué)的認(rèn)識(shí)。在“雙減”政策背景下，盡管小學(xué)生在作業(yè)、校外培訓(xùn)等方面負(fù)擔(dān)有所減輕，但有些能力的培養(yǎng)無(wú)法減輕，如生活技能、動(dòng)手能力等等。小學(xué)科學(xué)與生活的關(guān)系最為密切，可以通過(guò)與課程主題相結(jié)合、在課后安排學(xué)生使用日常用品進(jìn)行動(dòng)手實(shí)踐任務(wù)，使學(xué)生真正實(shí)現(xiàn)學(xué)以致用。

一、利用探究實(shí)驗(yàn)，促使課堂教學(xué)提質(zhì)增效

探究實(shí)驗(yàn)是小學(xué)科學(xué)課堂的核心，學(xué)生在探究實(shí)驗(yàn)中，剖析問(wèn)題、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)去驗(yàn)證假設(shè)、掌握一定的實(shí)驗(yàn)操作技能以及從現(xiàn)象看本質(zhì)。探究科學(xué)奧秘以實(shí)驗(yàn)為主，精彩紛呈的實(shí)驗(yàn)演示了多種多樣的科學(xué)原理，讓科學(xué)課堂變得更有活力。由于小學(xué)生對(duì)新鮮事物的認(rèn)知能力尚處于萌芽時(shí)期，需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)激發(fā)其學(xué)習(xí)興趣，從而提高科學(xué)素養(yǎng)。

以三年級(jí)上冊(cè)《水》教學(xué)為例。水是人類賴以生存的重要物質(zhì)。那么，水具有哪些性質(zhì)？水為什么是透明的？水從何來(lái)？這就需要我們對(duì)自然界的一些現(xiàn)象進(jìn)行探究分析。生活中，學(xué)生總會(huì)遇到形形色色的問(wèn)題，教師利用學(xué)生的探索欲望，指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行生活中的實(shí)驗(yàn)，印證科學(xué)知識(shí)，感悟科學(xué)思想，獲得科學(xué)思維。要讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到水是一種特殊的自然物質(zhì)，水的形成和存在，離不開(kāi)自然界各種物質(zhì)之間的相互作用與相互影響。例如，水具有溶解物質(zhì)的性質(zhì)，教師提出問(wèn)題：能溶于水的材料有哪些？什么物質(zhì)不能在水中溶解？在問(wèn)題的驅(qū)動(dòng)下，教師指導(dǎo)學(xué)生做科學(xué)探索實(shí)驗(yàn)，把白糖、紅糖和其他材料分別放入清水中，隨著攪拌，物質(zhì)快速溶解，而隨著糖的不斷加入，學(xué)生可以在水中看到懸浮物，而且這些懸浮物質(zhì)經(jīng)加熱后消失。學(xué)生經(jīng)過(guò)自主探索與嘗試，便能形象化地體會(huì)物質(zhì)溶于水的過(guò)程和怎樣加快溶解。這種探究式教學(xué)，讓學(xué)生學(xué)會(huì)了用化學(xué)思維思考問(wèn)題。因此，探究實(shí)驗(yàn)既是一種深刻的人生體驗(yàn)，又要深入理解科學(xué)知識(shí)。優(yōu)化探究實(shí)驗(yàn)是小學(xué)科學(xué)高效課堂的核心。在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)上，科學(xué)教師可以考慮簡(jiǎn)化實(shí)驗(yàn)材料和步驟，以便學(xué)生更好地理解和掌握實(shí)驗(yàn)原理。并且，教師可以引導(dǎo)學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，讓他們?cè)趯?shí)踐中提高探究能力。此外，教師還可以運(yùn)用虛擬實(shí)驗(yàn)室等新興技術(shù)，優(yōu)化探究實(shí)驗(yàn)，體現(xiàn)小學(xué)科學(xué)高效課堂建設(shè)的核心要義。

二、聯(lián)系生活組織實(shí)驗(yàn)，強(qiáng)化學(xué)生應(yīng)用意識(shí)

科學(xué)并不是一門(mén)離我們很遠(yuǎn)的學(xué)科?？茖W(xué)無(wú)處不在，它一直在豐富和改變我們的生活。只要善于發(fā)現(xiàn)，我們就能在生活中感受到科學(xué)的光芒。只有對(duì)生活有深入的了解，才能創(chuàng)造出真正有用的科學(xué)，為人類的發(fā)展帶來(lái)更多的貢獻(xiàn)。在小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師要主動(dòng)將科學(xué)實(shí)驗(yàn)與生活聯(lián)系起來(lái)，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)應(yīng)用觀念。通過(guò)讓學(xué)生將實(shí)驗(yàn)獲得的知識(shí)用于生活中，加深對(duì)生活現(xiàn)象的理解，提升他們對(duì)科學(xué)學(xué)習(xí)的價(jià)值認(rèn)知。

在進(jìn)行《治理水污染》教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)時(shí)，考慮到學(xué)生對(duì)水污染問(wèn)題的觀察與思考較少，教師若僅僅運(yùn)用傳統(tǒng)教學(xué)方式來(lái)指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行問(wèn)題的解決，其效果不佳是顯而易見(jiàn)的。為此，教師可以通過(guò)“課前調(diào)查—課中導(dǎo)學(xué)—課后延伸”這三個(gè)環(huán)節(jié)來(lái)組織教學(xué)活動(dòng)。要促進(jìn)教學(xué)效果的提高，教師首先要給學(xué)生營(yíng)造一個(gè)良好的學(xué)習(xí)氛圍，引導(dǎo)學(xué)生在課后服務(wù)中到周邊社區(qū)或者街道進(jìn)行訪問(wèn)，并在實(shí)地考察中搜集更多的資料，以得到切身感受。此外，教師還可以組織學(xué)生參與課堂活動(dòng)，讓他們?cè)趯?shí)踐操作中感受科學(xué)方法。這種教學(xué)模式，大大激發(fā)了學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的興趣，也調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，能促使其養(yǎng)成主動(dòng)學(xué)習(xí)、主動(dòng)探索的良好習(xí)慣，并為提高科學(xué)素養(yǎng)打下堅(jiān)實(shí)的根基。

科學(xué)事業(yè)是一項(xiàng)永不停滯的事業(yè)，在這項(xiàng)事業(yè)的發(fā)展進(jìn)程中，必須有源源不斷的人才力量支撐。為此，科學(xué)教育需從基礎(chǔ)階段開(kāi)始抓起，要特別強(qiáng)調(diào)小學(xué)階段的科學(xué)教育，為學(xué)生未來(lái)的持久發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅是重點(diǎn)，也是難點(diǎn)。如何發(fā)掘?qū)W生的內(nèi)在潛能，讓他們積極參與科學(xué)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，并在實(shí)驗(yàn)操作中有所獲得，教師要進(jìn)行認(rèn)真思考和深入研究。為了最大限度地發(fā)掘?qū)W生的內(nèi)在潛力，促進(jìn)學(xué)生科學(xué)素質(zhì)的發(fā)展，科學(xué)教師要主動(dòng)順應(yīng)時(shí)代潮流和改革發(fā)展趨勢(shì)，不斷改進(jìn)和完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法。

三、利用實(shí)驗(yàn)設(shè)置疑問(wèn)，引導(dǎo)學(xué)生積極思考

問(wèn)題是引發(fā)思考和探索的先導(dǎo)，也是激勵(lì)學(xué)生活躍思維的關(guān)鍵因素。在實(shí)驗(yàn)中引導(dǎo)學(xué)生提出問(wèn)題，可以引起學(xué)生探尋實(shí)驗(yàn)原理的意愿，激發(fā)學(xué)生的好奇心和創(chuàng)新意識(shí)。一方面，小學(xué)科學(xué)教師不僅要突出學(xué)生主體地位，還要鼓勵(lì)學(xué)生大膽提問(wèn)和質(zhì)疑，讓學(xué)生表達(dá)內(nèi)心的想法和疑惑，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、理解實(shí)驗(yàn)原理、積極思考問(wèn)題；另一方面，教師應(yīng)結(jié)合實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的重點(diǎn)和難點(diǎn)以及小學(xué)生的認(rèn)知習(xí)慣和思維方式設(shè)置問(wèn)題，用問(wèn)題來(lái)激發(fā)學(xué)生的思考和研究，要選擇合適問(wèn)題，及時(shí)向?qū)W生提問(wèn)，引導(dǎo)學(xué)生綜合運(yùn)用各方面的知識(shí)進(jìn)行分析，逐步形成自己的經(jīng)驗(yàn)。

以“溫度和水的變化”實(shí)驗(yàn)教學(xué)為例。教師可以根據(jù)文本內(nèi)容、學(xué)生的思維特點(diǎn)和生活經(jīng)歷，找到問(wèn)題的起點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主探究。首先，我為學(xué)生準(zhǔn)備了四杯不同溫度的水，分別標(biāo)記為A（冰水）、B（室溫水）、C（50℃熱水）和D（溫水）。選擇溫度為50℃的熱水更方便學(xué)生體驗(yàn)熱水和冷水的區(qū)別，并可以更好地保護(hù)學(xué)生的安全，防止?fàn)C傷。其次，我讓學(xué)生試著把左手和右手的手指分別放在杯子A 和D 中，以比較它們的冷熱。在學(xué)生嘗試后，我問(wèn)了他們一個(gè)問(wèn)題：用手指觸摸兩個(gè)杯子的感覺(jué)如何？如果你閉上眼睛，觸摸兩個(gè)杯子里的水，你會(huì)感覺(jué)到哪個(gè)是熱的，哪個(gè)是冷的。在回答教師的問(wèn)題時(shí)，學(xué)生進(jìn)行了認(rèn)真思考和實(shí)驗(yàn)探究，得出了答案。這種引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究找到問(wèn)題答案的方式，有效地培養(yǎng)了學(xué)生的探究意識(shí)。

四、設(shè)計(jì)有效實(shí)驗(yàn)，提高學(xué)生思維能力

科學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生思維能力的培養(yǎng)有著重要的作用，因此，我們?cè)谶M(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)符合學(xué)生的思維特點(diǎn)。小學(xué)1～2 年級(jí)學(xué)生以形象思維為主，隨著年齡增長(zhǎng)逐漸轉(zhuǎn)向抽象思維。然而，抽象思維與形象思維有著直接聯(lián)系，并且在不同年齡段，表現(xiàn)也有所不同。通常，由于短暫的愛(ài)好，學(xué)生無(wú)法理解事物的本質(zhì)特征。因此，在科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，教師應(yīng)靈活運(yùn)用各種方法，調(diào)動(dòng)學(xué)生的不同感受，指導(dǎo)他們有目的地、直接地觀察事物，提高思維能力。

以二年級(jí)上冊(cè)《觀察月相》一課的教學(xué)為例。月有陰晴圓缺，是在生活中學(xué)生最好奇的一種自然現(xiàn)象。在課堂教學(xué)中，如何讓學(xué)生更好地理解和掌握這一知識(shí)，為什么月亮的形狀發(fā)生了改變、月亮在干什么等，會(huì)提出很多問(wèn)題。這時(shí)，教師可以在信息技術(shù)的輔助下，把現(xiàn)實(shí)中觀察不到的知識(shí)搬到課堂上，這有助于讓學(xué)生有更加豐富的科學(xué)體驗(yàn)。教師可事先要求學(xué)生在月初、月中及月底觀察月亮形狀，并繪制或記錄其變化情況；上課時(shí)，讓學(xué)生先談月亮的變化過(guò)程，暢想變化的道理，進(jìn)行探討、交流，然后，教師借助多媒體技術(shù)或者虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)把月亮、地球、太陽(yáng)的位置關(guān)系和光線變化過(guò)程呈現(xiàn)在學(xué)生面前。學(xué)生看了立體的圖片和動(dòng)態(tài)過(guò)程，就可以結(jié)合實(shí)際觀察，對(duì)月相變化的成因有更深的認(rèn)識(shí)，進(jìn)而加深對(duì)科學(xué)知識(shí)的理解。此外，為了激發(fā)學(xué)生對(duì)科學(xué)探究活動(dòng)的興趣，我們還可以組織一些課外科技實(shí)踐活動(dòng)，讓學(xué)生親身參與其中，從而提高他們學(xué)習(xí)科學(xué)的熱情和主動(dòng)性。在信息技術(shù)的推動(dòng)下，教師能在課堂上創(chuàng)造更多的可能性，有助于學(xué)生學(xué)到更多的知識(shí)。

五、抓住學(xué)科特點(diǎn)，設(shè)計(jì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)

進(jìn)一步增強(qiáng)對(duì)實(shí)踐探究過(guò)程的引導(dǎo)，注重培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手與動(dòng)腦相結(jié)合，增強(qiáng)學(xué)生問(wèn)題意識(shí)，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力，這是對(duì)科學(xué)課的基本要求。根據(jù)小學(xué)科學(xué)教學(xué)的特點(diǎn)，教師應(yīng)靈活運(yùn)用不同的教學(xué)方法，注重研究性教學(xué)，豐富科學(xué)教學(xué)內(nèi)容，運(yùn)用開(kāi)放式教學(xué)方法，積極引導(dǎo)學(xué)生從事科學(xué)探究。教師要充分利用各種教育資源和現(xiàn)代技術(shù)，組織科技興趣小組，鼓勵(lì)學(xué)生通過(guò)競(jìng)賽促進(jìn)學(xué)習(xí)。因此，在設(shè)計(jì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)，教師必須從科學(xué)學(xué)科的特點(diǎn)出發(fā)，設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)探索活動(dòng)，應(yīng)當(dāng)以學(xué)生為主體，增強(qiáng)學(xué)生的自主探究意識(shí)。

綜上所述，小學(xué)科學(xué)課堂要依托實(shí)驗(yàn)改進(jìn)教學(xué)，構(gòu)建高效課堂。教師要進(jìn)一步研究和完善教學(xué)方法，提高教育資源的利用效率，實(shí)現(xiàn)資源共享，讓學(xué)生更好地理解科學(xué)知識(shí)。