◇馬 祥(甘肅:廣河縣曹家坡村小學)
在小學科學實驗創(chuàng)新教學中,適宜的實驗條件、優(yōu)質的學習環(huán)境等,都能提升學生學習效果,實現(xiàn)吸引學生注意力的目的。怎樣開展高質量科學實驗教學課堂,是教師要重點思考的問題。在學生開展實驗時,教師要更新教學觀念,挖掘對學生學習有幫助的資源,并給予學生自主探究的機會,倡導學生通過親自動手的方式,理解和探究復雜的科學知識,學會總結和歸納實驗結論。
在小學科學核心素養(yǎng)中,包含四個要素:第一,科學觀念與應用。主要是提高學生對物質運動、相互作用、各種能量之間轉化等科學實驗知識的認知,會用學過的知識解釋生活中科學現(xiàn)象,培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)。第二,科學思維與創(chuàng)新。側重分為構建模型、科學推理與論證等,促使學生在理解科學知識的基礎上,根據(jù)實驗要求,進行精準計算,得出正確實驗結論。第三,科學探究與交流。探究是人們獲取知識的方式之一,探究方法有很多,如調查法、數(shù)據(jù)分析法、文獻參考法等,都能激發(fā)學生探究興趣,讓學生主動加入實驗教學中,有利于培養(yǎng)學生的科學精神。第四,科學態(tài)度與責任。通過研究科學與社會、環(huán)境、生活之間的關系,設計高效實驗教學內容,引導學生在探究知識的同時,獲得積極向上的科學態(tài)度以及社會責任感,實現(xiàn)學生綜合發(fā)展。
雖然小學科學實驗教學重要性已被認可,但是一些學校實驗教學實效性不強。部分教師被傳統(tǒng)教育理念束縛,在教學中不使用多媒體。學生在學習時,對于教材中一些抽象的實驗現(xiàn)象依舊無法理解,只能死記硬背,就算記住也不會靈活運用,發(fā)揮不出實驗教學的優(yōu)勢。
創(chuàng)新是時代發(fā)展的動力,在小學科學教學中,有些教師依舊使用傳統(tǒng)教學模式,沒有考慮學科特點,導致學生不理解實驗結論,降低了科學教學質量。再加上教師只講述理論知識,實驗內容經常讓學生看教材,學生沒有親自操作的機會和空間,長此以往,學生便失去學習興趣,甚至出現(xiàn)厭學心理,產生不良情緒。
在小學科學教學中,教師創(chuàng)設實驗情境,應提前采用問卷調查的方式,了解學生在學習上的需求,以及學生動手能力,再結合教材知識,為學生選擇相匹配的實驗道具,輔助學生總結實驗流程,掌握小學科學的學習方法和技巧。創(chuàng)設實驗教學情境的方式較多,多媒體展示、實驗操作、生活演繹、趣味比賽、知識問答等都能激發(fā)學生實驗熱情??茖W教師應根據(jù)教材內容,做出精準的判斷,從而構建實驗教學情境。小學生還處在發(fā)展階段,主動學習意識不強,存在貪玩好動心理,通過創(chuàng)設情境的方式,可以充分滿足學生的需求,科學設計實驗教學環(huán)節(jié),啟發(fā)學生主動思考,培養(yǎng)學生邏輯推理能力,實現(xiàn)寓教于樂的教學目標。
例如,在人教版三年級下冊第二課《栽種植物》中,主要引導學生掌握播種技能,學會觀察種子萌發(fā)過程,記錄實驗報告,培養(yǎng)學生科學精神。在小學科學實驗教學課堂上,教師給學生發(fā)放問卷,調查學生喜歡的情境創(chuàng)設方式。很多學生選擇實驗操作,于是教師購買很多容易栽種的植物,給學生準備工具,讓學生自主栽種,提高學生學習積極性。學生在學習時,教師使用多媒體展示栽種植物的流程,鼓勵學生跟著上述操作,進行挖坑、栽種、澆水等操作。在栽種結束后,教師要求學生設計實驗報告,體現(xiàn)植株成活周期,以及后續(xù)澆水次數(shù),實現(xiàn)學生有效學習。通過實驗情境的構建,學生能觀察植物生長過程,提升觀察能力的同時,滲透科學觀念,樹立實事求是的科學思想,彰顯學生在實驗教學中的主體性。
豐富多彩的游戲,能吸引學生的注意力,當學生融入趣味游戲氛圍時,就會集中注意力,主動在游戲的帶領下,探究問題、發(fā)現(xiàn)問題、解決問題,獲得情感和能力的發(fā)展。小學科學與實驗的關系密切,同時實驗又是培養(yǎng)學生動手操作能力的途徑,但是傳統(tǒng)實驗教學內容枯燥,教師憑借教材開展活動,學生已經提前知曉實驗結論,又缺乏操作機會,所以最終失去學習興趣。如果教師把實驗用游戲的方式呈現(xiàn)給學生,讓學生親自感悟實驗過程,并嘗試自己總結實驗結論,不僅能激發(fā)學生探究興趣,還能加深學生對科學知識的印象。
例如,在人教版四年級上冊第二課《制作植物標本》中,教師設計實驗游戲,指導學生制作植物壓制標本,培養(yǎng)學生審美意識。在學生學習時,教師以花朵為例,告訴學生植物標本制作方法:(1)干燥處理。將選擇好的植物,鋪墊在報紙上,調整好位置,注意植物自然狀態(tài),報紙對著壓在植物上,并用繩子綁好。標本紙和標本夾兩面接觸地方,多用幾張報紙,使壓力分布均勻,同時不會在壓的時候對標本產生破壞。(2)消毒處理。某些植物上會有一些蟲子或者蟲卵,如果不進行消毒,就會影響標本的形狀。可以采用氣味熏蟲的方法,3 天后蟲子就會消失。(3)貼標簽。已經干燥和消毒完的標本,應放在臺面上,擺好標本的位置和姿勢,用線縫在紙張上,并在下方粘貼標簽,最后整體裝上塑料膜,進行封層操作,方便保存的同時,有利于他人觀賞。學生掌握方法后,進行實際操作,做出個性化十足的植物標本,發(fā)揮實驗游戲教學的有效性,提高學生綜合素養(yǎng)。
所謂態(tài)度責任的核心素養(yǎng),是指學生在明確認識科學規(guī)律、科學本質,了解科學技術與社會環(huán)境內在關系基礎上,在潛移默化中形成社會責任與科學態(tài)度。在傳統(tǒng)科學實驗教學時,部分教師會將實驗教學重點放在理論知識的講解上,而忽視學生實踐能力的培養(yǎng)。學生就算掌握了科學實驗知識,而不會靈活運用解決生活中的科學現(xiàn)象,也難以發(fā)揮科學知識的實用性。在核心素養(yǎng)理念下,關注學生學習態(tài)度和實驗責任的培養(yǎng),科學教師在實驗教學時,應當結合生活元素,讓學生了解哪些科學知識不能在生活中隨意亂用,從而端正學生的責任意識,促使學生對科學實驗抱有嚴謹和細致的學習態(tài)度。
例如,在人教版四年級上冊第三課《我們認識的地球》中,科學教師滲透地球的歷史,并擴展學習內容,讓學生回憶生活中的環(huán)境污染,啟發(fā)學生主動思考。在小學科學課堂上,教師出示地球中各種自然現(xiàn)象的圖片,開展“小車實驗”課堂教學活動,記錄小車分別從桌面、球面迎面開過來的情況,思考:古人是怎么證明地球是圓形的呢?科學技術如何發(fā)揮作用?最后教師搜集生活中環(huán)境污染的紀錄片,如垃圾堆積、水污染、白色污染等,讓學生了解破壞環(huán)境,會給自己的生活造成什么影響。在此基礎上,教師開展垃圾分類實驗,給予學生紙殼、礦泉水瓶等,組織學生制作垃圾分類箱,整理廢舊實驗道具,培養(yǎng)學生保護環(huán)境的責任感。
創(chuàng)新實驗課堂訓練設計,教師需要篩選和創(chuàng)新實驗形式,擴展學生科學知識視野,并給予學生實驗操作機會,增強學生動手意識??茖W與自然、社會有諸多相同點,教師應挖掘相似部分,發(fā)揮其教育意義和價值,根據(jù)學生科學認知范圍,采取針對性的實驗訓練,讓學生減少弱項,實現(xiàn)高效率實驗學習。對于學生而言,自身發(fā)展關系國力,正所謂少年強則國強,教師應明確自身肩負的教育重擔,利用實地觀察、網(wǎng)絡交互、案例搜索、現(xiàn)象分析等多種方法,科學設計實驗訓練內容,并倡導學生大膽質疑,再根據(jù)學生的反饋,優(yōu)化科學實驗教學結構,完善實驗教學任務,讓學生順利建立學科認知系統(tǒng)。
例如,在人教版四年級下冊第一課《電磁鐵的性質》中,教師研究學生能力,準備難度適中的訓練題目,并利用演繹實驗的方式,對電磁鐵的性質進行解讀,幫助學生理解概念性和抽象性科學知識,掌握實驗操作要領。為了讓學生對電磁鐵的性質認識得更加清晰,教師推出課外訓練任務:學生需要利用電池、導線、釘子,設計簡易電磁鐵裝置,接通電源后測試磁性,記錄實驗中發(fā)生的科學現(xiàn)象,分析電磁鐵磁力大小的影響因素。學生經過實驗后,明確磁力大小與電流強度、電磁鐵裝置上線圈匝數(shù)有關,并根據(jù)自己的猜想和假設,完成課外訓練任務。最后教師引導學生總結電磁鐵的價值和意義,以資料共享的方式,認識到電磁鐵在生活中的廣泛使用,還能列舉出相關案例,提升學生科學學習的優(yōu)秀品質。
相較于傳統(tǒng)學習模式,小組合作學習可以增強學生合作意識,以及動手實驗能力,對促進學生綜合發(fā)展有積極作用。因此,在開展小學科學實驗教學時,教師應賦予每個小組成員任務,讓成員通過互相配合的方式,共同開展實驗學習,增強學生的參與感,豐富學生的學習體驗。由于學生的家庭環(huán)境、學習能力有所不同,采用單一教學方法,無法讓所有學生都進步,甚至會忽略學困生。而教師進行實驗教學時,將學生分成小組,每組成員分工明確,就會避免這樣問題發(fā)生,還能培養(yǎng)學生互幫互助的精神,樹立集體榮譽感,更好地踐行核心素養(yǎng)理念要求。
例如,在人教版四年級下冊第三課《聲音的傳播》中,教師開展小組合作實驗教學,為每個小組準備燒瓶、小鈴、水、皮管、夾子、底面開孔的小鼓、木棍、蠟燭、小鬧鐘等,并提出科學問題:聲音是怎樣傳播的?讓學生一邊觀察,一邊思考,通過親自動手,以及分組實驗的方式,論證聲音的傳播方式,交流和總結發(fā)生的現(xiàn)象,調動學生科學實驗探究的積極性。在實驗的過程中,教師為學生分配職能:操作員、觀察員、記錄員、匯報員等。學生彼此之間互相配合,用木棍敲擊、鬧鐘響鈴等方式探究聲音的傳播,分析在不同介質中聲音的傳播速度,培養(yǎng)學生實驗操作技能,初步學會有目的觀察和分析,自己總結和歸納出現(xiàn)的科學規(guī)律,為學生自主學習打下基礎,發(fā)揮學生自身的能動作用。學生通過感受聲音,體會科學實驗知識就在身邊,從而激發(fā)學生濃厚的學習興趣和求知欲望,實現(xiàn)學生長遠發(fā)展。
綜上所述,要實現(xiàn)小學科學教學的創(chuàng)新,就要挖掘核心素養(yǎng)培育內容,根據(jù)學生基本學情,構建高質量實驗教學課堂,讓學生得到有效鍛煉和發(fā)展。在核心素養(yǎng)視域下,創(chuàng)新小學科學實驗教學措施,應創(chuàng)設實驗情境,通過滲透科學觀念的方式,激發(fā)學生主動實驗的興趣。以設計實驗游戲的手段,引導學生在游戲中進行實驗,培養(yǎng)學生科學探究意識。結合生活中科學資源,開展趣味實驗教學,讓學生明確需要具備的責任。優(yōu)化實驗教學主要內容,運用實地觀察等多種方法,提升學生學習品質。引導學生合作學習,明確實驗分工,提升學生學習效果,促進學生學科核心素養(yǎng)能力的成長。另外,教師自身也要不斷學習,通過聆聽其他專家講座,或者參與學校組織的培訓活動等,積極創(chuàng)新實驗教學目標和任務,確保學科教育始終保持在較高水平上。