科學實驗教學探微

李傳海

［摘 要］實驗帶有探索性，學生對實驗有特殊參與熱情，教師要組織學生順利進入到實驗操作環(huán)節(jié)，對實驗現(xiàn)象、實驗過程、實驗效果做理性分析，促進其實驗學習認知的內化。實驗探索和思考之間是相輔相成的辯證關系，教師利用實驗問題開展教學，組織學生在探索和思考的對接中形成實驗能力?？茖W學科有豐富的實驗內容，教師培養(yǎng)學生探索和思考的對接意識，能夠促使學生建立良好的思考習慣，對學科核心素養(yǎng)培養(yǎng)有一定的促進效果。

［關鍵詞］小學科學；探索；思考；關系

［中圖分類號］ G623.6［文獻標識碼］ A［文章編號］ 1007-9068（2023）18-0087-03

小學科學實驗教學中，教師要正視實驗探索和思考的關系，為學生創(chuàng)造適合的學習環(huán)境，讓學生在實際探索中形成實驗認知能力。實驗教學不是簡單的操作，還需要有冷靜的思考，對實驗現(xiàn)象、實驗結果、實驗問題做深入研究，以形成理性學習認知。教師設計實驗問題、指導實驗操作、改進實驗設計、延伸實驗訓練，能激活學生的思維，教學啟動效果顯著。學生是學習主體，教師組織實驗教學時，關注學生的學習訴求，對實驗教學設計、教學執(zhí)行、教學調度等策略做優(yōu)化處理，能使學生主動思考與交流，將理論與實踐對接，產生無限創(chuàng)造力。

一、設計實驗問題，創(chuàng)設科學探索環(huán)境

教師整合優(yōu)選實驗內容，設計出一些思考問題，引導學生展開對應探索，能使學生的思維順利打開，教與學展開多重對話，逐漸達成學習共識。這樣實驗程序自然啟動，教師教學組織效率大幅度提升，學生從中獲得的實驗認知更為豐富。

1.精選實驗問題

科學實驗有不同形式，教師要對教材內容做深度研究，對實驗素材進行整合處理，設計適合的實驗方案，提出一些實驗問題，讓學生在實驗之前、實驗之中、實驗之后都能夠做理性的思考，對實驗預設、實驗問題、實驗結果、實驗現(xiàn)象做全面的探索和梳理，促進其實驗認知的建立。小學生對科學實驗有不同期待，教師針對學生的關注設計思考問題，能順利啟動思維引擎，形成新的學習起點。

例如，教學教科版小學五年級科學下冊《物體在水中是沉是浮》，教師讓學生課前準備一些物品，在課堂上做現(xiàn)場操作實驗。學生積極參與材料搜集活動，準備了很多實驗材料，如小石塊、小木板、蠟燭、空瓶子、蘿卜、橡皮、泡沫塊、磚塊等。教師搬出水槽，對實驗任務進行布設：“大家準備的物品很豐富，那哪些物品能夠浮在水面，哪些物品會沉入水底呢？還有哪些物品會懸浮在水中呢？大家不妨先做猜想，然后進行實驗驗證，看誰猜想更為準確。”學生思考問題、研讀問題、解析問題、討論問題，展示自己的猜想。實驗程序順利打開，教師指導學生展開實驗操作，學生將這些物品逐一投放到水中。在這個實驗設計時，教師利用問題展開調動，讓學生先做猜想，然后進行實驗驗證，這本身就是一種實驗思考，對促進學生實驗認知轉化有積極的輔助作用。

2.創(chuàng)設實驗情境

教師設計實驗情境手段眾多，如問題調度、媒體展示、任務驅動、操作演示、實物觀察、實驗模擬等，都能夠形成感官和思維沖擊，成功激活學生的實驗思維，形成教學啟動力。學生進入實驗情境后，教師需要跟進觀察，發(fā)現(xiàn)問題及時應對，確保學生實驗關注力的保持。

例如，學習《造一艘小船》這部分內容，教師拿出一艘橡皮泥制作的小船，讓學生做觀察：“這艘小船能漂浮在水面上嗎？如果在小船上投放一些物品，你猜想一下，其載重量有多大呢？”學生開始觀察小船，紛紛做出猜想。教師將小船放入水中，利用一些小石子做載重測試，學生都能認真觀察。在教學程序打開后，教師設計實驗任務：“每一個小組都分到相等份額的橡皮泥，小組合作制作一艘小船，看哪一個小組制作的小船有更大載重量。”學生有操作體驗，互動的主動性大大增強。這里，教師組織得法，學生互動到位，實驗操作獲得不錯效果。在實驗教學之前，教師創(chuàng)設實驗情境，利用實驗演示進行學習發(fā)動，切準學生學習心理，學生響應積極，教學組織高效。

二、指導實驗操作，關注科學探索品質

實驗形式眾多，演示實驗、觀察實驗、探索實驗、驗證實驗等都是科學實驗的范疇，教師要淡化演示實驗，注重探索實驗的設計和組織，讓學生在實踐操作中建立學習認知。教師有豐富的實踐經驗積累，為學生提供更多的學法指導，能夠讓學生形成豐富的學習體驗。

1.淡化實驗演示

學生大多喜歡參與實驗操作活動，而教師喜歡做演示實驗，“教師做，學生看”的實驗，難以對學生形成啟迪，教師需要做出教學調整，淡化演示實驗設計和組織，少做實驗解讀，讓學生自行展開實驗探索，這樣才能培養(yǎng)學生主動學習的精神。如觀察實驗、探索實驗、驗證實驗等都帶有探索意味，教師要注意做好選擇，為學生提供更多主動探索的機會，提升其學科綜合能力。

例如，教學《金屬熱脹冷縮嗎》這部分內容時，教師拿出一個銅球和一個金屬環(huán)并提出問題：“這個銅球剛好能夠通過金屬環(huán)，如果將銅球加熱，會出現(xiàn)什么狀況呢？這個銅球還能順利通過金屬環(huán)嗎？”學生開始思考和討論。實驗開始，教師要求學生先協(xié)助加熱銅球，然后用金屬環(huán)進行通過操作。學生發(fā)現(xiàn)銅球已經無法通過金屬環(huán)，最終得出結論：金屬也有熱脹冷縮現(xiàn)象。為激發(fā)學生實驗思維，教師要求學生做實驗延伸思考：“在我們生活中，還可以見到哪些金屬熱脹冷縮的現(xiàn)象？在修筑鐵橋的時候，為什么鋼架對接點要留出一些縫隙？”學生開始深入思考，尋找生活案例作證。教師與學生一起展開實驗演示活動，提出更多問題讓學生做深入研究，將實驗學習推向高潮。

2.強化實驗操作

學生是學習主體，在實驗教學中，教師圍繞學生設計實驗程序，讓學生主動進行實驗操作和思考，為學生規(guī)劃清晰的思考路線，設計操作方案，傳授操作方法，都能夠形成實驗調度。觀察、操作、驗證都帶有探索意味，梳理、歸結、分析則帶有思考味道，教師利用實驗展開教程設計，組織學生做實驗操作和思考，能對學生形成更多的觸動，實驗程序逐漸推進，學生思維及時跟進。

例如，學習《熱是怎樣傳遞的》時，教師拿出實驗材料，有酒精燈、鐵絲、熱水、金屬片、蠟燭油等。學生對實驗充滿期待，教師組織學生進行小組操作，讓學生利用這些材料展開實驗設計和組織，學生都能夠主動展開研究和討論。教師深入到學生群體之中，對學生的實驗設計提出一些建設性意見。實驗操作階段，教師引導學生觀察、分析、討論、歸結，對實驗結論進行專業(yè)分析，學生積極響應，實驗程序進程順利。學生有實驗操作經歷，對實驗現(xiàn)象做梳理和歸結，很快就形成實驗認知。教師利用實驗材料做調度，組織學生進行實驗方案討論，為學生提供更多深度思考的機會。教師指導到位，學生表現(xiàn)亮眼，這說明實驗教學設計和組織都是比較成功的，能為學生實踐操作和理性思考創(chuàng)造條件。

三、改進實驗設計，優(yōu)化科學探索組織

實驗操作過程中，教師需要有隨時調整的意識，對實驗執(zhí)行情況做具體分析，適時做出實驗調整和改進，這樣能為學生帶來更多學習探索的機會。

1.調整實驗重點

實驗方案開啟后，教師要有評估分析意識，根據(jù)學生實驗思考現(xiàn)實做具體的調整，如改進實驗程序、調整實驗步驟、整合實驗討論等，這樣能夠促進實驗學習進程，讓學生在實踐探索中完成問題思考。每一個實驗都有自己的目標設置，教師要針對性做出調整，為學生帶來更多的操作機會，鼓勵學生展開實驗思考，對實驗操作做回顧和總結，從而形成實驗學習反思。

例如，教學《太陽鐘》這部分內容，教師帶領學生來到室外，對太陽影子做觀察和研究，推出了制作太陽鐘的實驗任務：“太陽影子隨時間變化而變化，包括影子的方向、長短都會發(fā)生變化。借助身邊的材料，制作一個太陽鐘，將一天之中的每一個時刻太陽影子的位置做記錄，這樣可以根據(jù)其影子的成像情況做時刻判斷?！睂W生對太陽鐘制作充滿熱情，都能夠積極行動起來，搜集身邊可以利用的材料，找到適合的地方做實驗操作和記錄。教師對學生的實驗設計和操作情況做觀察，及時給予技術支持，確保實驗的順利展開。生活化實驗有自身特點，學生的實驗認知基礎不在同一水平線上，教師對此要有深度研究，準備梯度性、層次性實驗內容，豐富的實驗驅動力，為學生帶來更多探索和思考的機會，促使學生在理性思考中實現(xiàn)實驗認知的內化。

2.改組實驗器材

科學實驗需要器材，教師在實驗規(guī)劃和設計時，要考慮實驗條件現(xiàn)實，對學?，F(xiàn)有器材資源進行整合，確保實驗的順利展開。教師也可以對器材進行科學使用，運用一些替代材料，設計操作實驗方案。教師還可以組織學生搜集生活材料，運用到實驗之中，這不僅能解決實驗器材短缺的問題，還能夠培養(yǎng)學生的實驗思維，讓學生在生活條件下展開實驗探索，對促進學生學科能力成長有促進作用。

例如，教學《馬鈴薯在液體中的沉浮》這部分內容，教師要求學生在家庭環(huán)境下做這個實驗，并對實驗材料做出特別要求：“馬鈴薯放入水中是沉還是浮呢？如果先在水中放入一些食鹽，再將馬鈴薯放入鹽水中，會出現(xiàn)什么樣的情況？在材料選擇時，可以用蘿卜替代馬鈴薯，也可以制作一些糖水來做這個實驗，要做好實驗記錄，并進行實驗分析。”學生接受實驗任務后，都能夠主動響應，認真準備實驗材料，做好實驗分析。在這個實驗設計時，教師要求學生做材料準備，而且可以利用替代材料進行實驗操作，為學生帶來了更多的選擇。特別是實驗記錄分析，這是典型的實驗思考學習，能夠讓學生從實驗現(xiàn)象分析中建立實驗認知。

四、延伸實驗訓練，拓寬科學探索維度

實驗訓練設計時，教師要有延伸意識，設計一些生活化實驗方案。生活實驗大多帶有探索性、觀察性，能夠調動學生的探索熱情，也能夠激發(fā)學生思考的主動性。

1.拓展實驗長度

實驗形式眾多，教師在實驗訓練設計時，需要對實驗做全面的篩選，不僅要考慮學生的學習需求，還要考慮實驗操作條件，鼓勵學生參與實驗設計活動，吸納學生的參與意見，對實驗方案進行調整和優(yōu)化處理。這樣能夠提升實驗設計的品質，創(chuàng)造更多實驗學習的亮點?？茖W訓練設計滲透更多的實驗內容，能夠引發(fā)學生深度思考，教師要在實驗訓練方案預設時，給學生提出一些具體的學習要求，讓學生在主動探索中展開深入思考。

例如，教學《做一個鐘擺》時，教師布設實驗探索任務：“擺的快慢與擺長有關，利用生活材料設計制作一個鐘擺，通過實驗操作，探索擺長的調整對擺的快慢造成的影響?！睂W生領受實驗任務后，開始對擺的制作材料做篩選，對擺長對擺的快慢制約作用做分析。教師深入到學生的實驗操作環(huán)節(jié)，對學生的實驗設計和操作情況做觀察，給學生提出一些思考建議，讓學生在探索和思考過程中建立實驗認知。在這個教學案例中，教師借助生活實驗布設機會引導學生做實驗思考，給學生提供了更多的實驗啟示。

2.豐富實驗視野

教師指導學生展開實驗操作，組織學生對實驗做創(chuàng)新設計，都能夠為學生帶來深度思考的啟示。如果教師能夠設計一些模擬實驗，讓學生借助網(wǎng)絡信息技術去觀摩，可以為學生提供更多主動探索的機會。學生對實驗有不同期待，教師推出生活觀察實驗、探索實驗、驗證實驗，都能夠形成新的學習契機。特別是探索實驗、驗證實驗，學生的感知體驗更為深刻，思維度更高，其訓練價值更為豐富。

學生對生活化實驗有主動參與的欲望，教師篩選生活實驗內容，精心設計實驗方案，組織學生展開多種形式的實驗實踐，都能夠使學生產生學習動機。例如，教學《設計制作一個保溫杯》時，教師拿出一個透明玻璃杯并提出問題：“玻璃本身是不能保溫的，所以茶杯中的水很快就冷了?？催@個杯子，是玻璃制作的，卻有保溫的功能，是什么原理呢？”學生開始觀察這只玻璃杯子，很快就有了發(fā)現(xiàn)：這個玻璃杯子是雙層的，而且兩層玻璃之間是真空的，起到隔離作用，阻斷了熱傳遞。根據(jù)這個原理，教師要求學生尋找適合的材料，自行設計一款保溫杯，將制作成果做集體展示。學生進入到生活之中展開實驗材料的搜集，對實驗方案做創(chuàng)新設計。經過一番探索，學生實驗收獲頗豐，主動展開互動交流，展示學習成果，課堂學習氣氛火爆起來。教師引導學生對實驗操作過程做梳理，對實驗原理應用做解讀，促進學生實驗認知的轉化。

小學科學實驗教學設計時，教師從問題設計出發(fā)，對實驗方案做創(chuàng)新調整，根據(jù)學生實驗操作的情況，引導學生做實驗思考，歸結出實驗規(guī)律，對促進學生的學科能力成長有重要幫助?？茖W實驗為學生提供更多探索的機會，教師要從學生學習實際出發(fā)，為學生提供更多思考內化的機會，讓學生結合實驗操作和探索的實際，對實驗認知做梳理和歸結，進而形成完整的學科認知基礎。

［ 參 考 文 獻 ］

[1] 何玉孝.小學科學教學融合STEM教育的思考探索[J].新課程，2021（1）：138.

[2] 趙杰.鄉(xiāng)村學?？茖W課的地位及教學思考：農村小學科學教學思考與實踐探索點滴[J].求知導刊，2020（24）：4-5.

[3] 路虹劍，何燕玲.基于創(chuàng)客理念的小學科學新教學模式的探索與思考[J].中小學教材教學，2019（10）：50-52，57.

（責編 韋淑紅）