實(shí)驗(yàn)教學(xué)的“五步走”

林荔

〔摘? ? 要〕? 隨著新課程改革的不斷推進(jìn)，實(shí)驗(yàn)探究品質(zhì)教學(xué)成為小學(xué)科學(xué)的重要一環(huán)。為了優(yōu)化科學(xué)實(shí)驗(yàn)課型教學(xué)模式，堅(jiān)持新課標(biāo)以生為本的原則，筆者提出“五步走”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略：通過(guò)提出問(wèn)題與假設(shè)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、實(shí)驗(yàn)探究與記錄、得出結(jié)論與回顧、實(shí)踐應(yīng)用與拓展五步教學(xué)，實(shí)現(xiàn)高效STEM課堂。

〔關(guān)鍵詞〕? 小學(xué)科學(xué)；實(shí)驗(yàn)探究； “五步走”

〔中圖分類號(hào)〕? G424? ? ? ? ? ? ? ? 〔文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼〕? A? ? ? ? ?〔文章編號(hào)〕? 1674-6317? ? （2024）? 07? ? 055-057

《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》要求：科學(xué)探究式學(xué)習(xí)要求學(xué)生在教師的引導(dǎo)、組織和支持下，動(dòng)手動(dòng)腦，積極體驗(yàn)科學(xué)探究的過(guò)程，獲得科學(xué)知識(shí)，領(lǐng)悟科學(xué)思想，掌握科學(xué)方法，讓學(xué)生意識(shí)到科學(xué)對(duì)日常生活的重要性，使其在動(dòng)手動(dòng)腦中具有發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。因此，小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)以培養(yǎng)學(xué)生探索能力為基礎(chǔ)，提升學(xué)生發(fā)現(xiàn)—分析—解決問(wèn)題的科學(xué)思維和能力。為達(dá)到課標(biāo)的要求，打造高效實(shí)用的品質(zhì)課堂，科學(xué)教師應(yīng)該針對(duì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)制定出規(guī)范化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。

科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的課堂基本上都可以用“五步走”的基本模式來(lái)實(shí)施，即提出問(wèn)題與假設(shè)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)思路，實(shí)驗(yàn)探究與記錄，回顧與得出結(jié)論，拓展與實(shí)際應(yīng)用。以下筆者將結(jié)合小學(xué)科學(xué)粵教版四年級(jí)下冊(cè)《運(yùn)動(dòng)與摩擦力》一課來(lái)談一談“五步走”如何優(yōu)化小學(xué)科學(xué)的實(shí)驗(yàn)課型，做到高效品質(zhì)課堂。

一、提出問(wèn)題與假設(shè)，引導(dǎo)學(xué)生用科學(xué)的眼光觀察事物

（一）透過(guò)現(xiàn)象，引導(dǎo)學(xué)生提出問(wèn)題

小學(xué)科學(xué)新課標(biāo)要求：研究的科學(xué)問(wèn)題應(yīng)是真實(shí)的生活現(xiàn)象，解決真實(shí)的問(wèn)題。所謂提出問(wèn)題，即要猜測(cè)現(xiàn)象中可能蘊(yùn)含的科學(xué)因素，提出他們是否有關(guān)聯(lián)的問(wèn)題?？茖W(xué)無(wú)處不在，但大部分學(xué)生只能停留在表面而無(wú)法再進(jìn)一步探索發(fā)現(xiàn)其中的科學(xué)奧秘，最大的原因之一就是：不會(huì)提問(wèn)題。可見(jiàn)，能夠通過(guò)某個(gè)現(xiàn)象提出問(wèn)題是一種科學(xué)素養(yǎng)的體現(xiàn)，更是踏入科學(xué)探索世界的敲門磚。重視“提出問(wèn)題”環(huán)節(jié)，更是培養(yǎng)學(xué)生細(xì)心觀察身邊事物、提高科學(xué)素養(yǎng)以及科學(xué)意識(shí)的重要一環(huán)。

在小學(xué)科學(xué)粵教版四年級(jí)下冊(cè)《運(yùn)動(dòng)與摩擦力》中，通過(guò)出示主題圖中女孩的疑問(wèn)：“為什么工人叔叔在搬運(yùn)重物時(shí)要先把地毯卷起來(lái)呢？”以及在地毯上推動(dòng)箱子感受摩擦力兩個(gè)活動(dòng)，學(xué)生不僅感受到了什么是摩擦力，而且會(huì)感覺(jué)到在地毯上推動(dòng)箱子更加吃力。教師可引導(dǎo)學(xué)生摸一摸瓷磚地板和地毯的表面有什么不一樣的感覺(jué)。通過(guò)觸摸，學(xué)生能大概有感性上的判斷，并且能夠提出問(wèn)題：摩擦力的大小和接觸面粗糙程度有關(guān)系嗎？

（二）大膽猜測(cè)，鼓勵(lì)有依據(jù)地猜測(cè)

科學(xué)事跡明確表明，科學(xué)家在提出新思想時(shí)，往往先靠大膽直觀的猜想。教師應(yīng)在實(shí)驗(yàn)前鼓勵(lì)學(xué)生根據(jù)生活現(xiàn)象大膽提出科學(xué)猜測(cè)?！跋炔孪耄衮?yàn)證。”這是基本的科學(xué)探究思路。驗(yàn)證猜想是實(shí)驗(yàn)的根本目的，是實(shí)驗(yàn)的真正探究對(duì)象，學(xué)生應(yīng)該遵循先猜想再實(shí)驗(yàn)的探究過(guò)程。

例如《運(yùn)動(dòng)與摩擦力》一課中，學(xué)生能夠根據(jù)剛剛的課中活動(dòng)，大膽猜測(cè)出接觸面越粗糙摩擦力越大，接觸面越光滑摩擦力越小。但教師無(wú)須再過(guò)多拓展猜想環(huán)節(jié)，只需要學(xué)生經(jīng)歷這個(gè)過(guò)程即可。學(xué)生可能會(huì)猜想錯(cuò)誤，也可能剛好猜想的是與科學(xué)事實(shí)相符的，但無(wú)論正確與否，都應(yīng)對(duì)其大膽的猜測(cè)表示肯定?？梢源竽懖聹y(cè)，但接下來(lái)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證猜測(cè)應(yīng)該做到步步嚴(yán)謹(jǐn)。

二、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是一個(gè)綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和技能構(gòu)思解決問(wèn)題方案的過(guò)程，是創(chuàng)造的過(guò)程，體現(xiàn)了科學(xué)課堂的創(chuàng)造性。大部分小學(xué)科學(xué)教師將重心放在科學(xué)探究環(huán)節(jié)，忽略了設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的重要性，使學(xué)生不清楚科學(xué)研究的思維方式，無(wú)法設(shè)計(jì)出完整的實(shí)驗(yàn)方案。教師可以在此過(guò)程中適當(dāng)補(bǔ)充糾正，以提升學(xué)生的邏輯縝密性。讓學(xué)生經(jīng)歷設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的過(guò)程，更是滲透科學(xué)實(shí)驗(yàn)思想和證據(jù)意識(shí)的過(guò)程，可謂一舉多得。

《運(yùn)動(dòng)與摩擦力》一課中，教師打破傳統(tǒng)教學(xué)模式，落實(shí)“以人為本”的教學(xué)理念，讓學(xué)生成為課堂的主人。學(xué)生在老師的引導(dǎo)下進(jìn)行簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。教師可以用本節(jié)課所用的實(shí)驗(yàn)器材“木板”和“砂紙”啟發(fā)學(xué)生，先讓學(xué)生摸一摸木板和砂紙表面的不同。大部分學(xué)生能夠感受出“木板表面更光滑，砂紙表面更粗糙”，再通過(guò)提示本節(jié)課所用到的其他實(shí)驗(yàn)器材，來(lái)引導(dǎo)學(xué)生把木塊放在兩者表面運(yùn)動(dòng)比較摩擦力。

三、實(shí)驗(yàn)探究與記錄，讓學(xué)生體會(huì)科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)性

（一）實(shí)驗(yàn)過(guò)程及操作須嚴(yán)謹(jǐn)

在新課程標(biāo)準(zhǔn)改革實(shí)施的前提下，教學(xué)應(yīng)該尊重學(xué)生的主體地位，實(shí)踐課堂應(yīng)該以學(xué)生為中心，以此來(lái)促進(jìn)學(xué)生的全方位發(fā)展，構(gòu)建科學(xué)品質(zhì)課堂。且《義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》（2017年版）在科學(xué)探究的總目標(biāo)中提出：“學(xué)生能夠通過(guò)收集和分析信息獲取證據(jù)，經(jīng)過(guò)推理得出結(jié)論?！边@說(shuō)明學(xué)生是收集和分析數(shù)據(jù)的主體，教師則是學(xué)生探究過(guò)程中的支持者和幫助者。在科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，教師應(yīng)充分利用科學(xué)實(shí)驗(yàn)的啟發(fā)性，帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)探究，促使學(xué)生在動(dòng)手動(dòng)腦中拓展思維能力。

以《運(yùn)動(dòng)與摩擦力》一課為例，學(xué)生根據(jù)上一環(huán)節(jié)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，學(xué)生通過(guò)多媒體展示實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以及該小組的結(jié)論，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)大量數(shù)據(jù)分析歸納出“接觸面越粗糙，摩擦力越大；接觸面越光滑，摩擦力越小”的結(jié)論。

（二）小組合作分工須嚴(yán)謹(jǐn)

《義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》明確指出，要鼓勵(lì)學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)中進(jìn)行合作探究。小學(xué)科學(xué)教學(xué)不僅能夠培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和邏輯思維能力，對(duì)于小學(xué)生綜合素養(yǎng)的發(fā)展也有著十分重要的作用。但由于學(xué)生缺乏動(dòng)手合作能力，因此，在小學(xué)科學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師要以小組合作的教學(xué)方式來(lái)進(jìn)行教學(xué)，且合作分工做到合理嚴(yán)謹(jǐn)，引導(dǎo)學(xué)生在小組合作進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中培養(yǎng)學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí)能力和合作探究能力，領(lǐng)悟團(tuán)體合作的魅力，體會(huì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的趣味，進(jìn)而引發(fā)學(xué)生的總結(jié)思考。

在本節(jié)課的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，教師將四人分為一組，嚴(yán)謹(jǐn)要求“一人拉動(dòng)木塊，一人讀數(shù)，一人記錄數(shù)據(jù)，一人檢查核實(shí)各個(gè)小組成員操作過(guò)程是否正確”。切實(shí)做到人人有事做、事事有人管的小組合作模式，提高了學(xué)生在本次實(shí)驗(yàn)中的參與感，也體現(xiàn)出教師在安排合作探究過(guò)程中的嚴(yán)謹(jǐn)思維。科學(xué)實(shí)驗(yàn)是科學(xué)教學(xué)的重要組成部分。在這個(gè)環(huán)節(jié)，貫徹了STEM教育理念，學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)解決問(wèn)題時(shí)必須結(jié)合其他學(xué)科知識(shí)，比如需要運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)計(jì)算平均值等。

四、得出結(jié)論與回顧，讓學(xué)生感受科學(xué)思維

（一）回顧驗(yàn)證，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)多元的評(píng)價(jià)體系

結(jié)論的評(píng)價(jià)不僅要關(guān)心解題的結(jié)果正確與否，還要關(guān)心實(shí)驗(yàn)方法是否恰當(dāng)、實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程是否正確、實(shí)驗(yàn)計(jì)劃是否完善準(zhǔn)確。通過(guò)檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、實(shí)驗(yàn)計(jì)劃的可行性、實(shí)驗(yàn)過(guò)程的合理性，發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)中的錯(cuò)誤、糾正錯(cuò)誤，也可以提高學(xué)生的嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)思維。例如《運(yùn)動(dòng)與摩擦力》一課，教師可以在得出結(jié)論后，引導(dǎo)學(xué)生針對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、小組探究中的實(shí)驗(yàn)過(guò)程、實(shí)驗(yàn)操作等進(jìn)行自評(píng)和互評(píng)，以多種角度回顧驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)過(guò)程。

（二）回顧過(guò)程與方法，感受科學(xué)思維

學(xué)生經(jīng)歷提出問(wèn)題與假設(shè)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)探究與記錄幾個(gè)過(guò)程，在回顧環(huán)節(jié)應(yīng)該重視并且強(qiáng)調(diào)。在每一次的小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)探究課都應(yīng)加強(qiáng)回顧過(guò)程，使學(xué)生總結(jié)升華實(shí)驗(yàn)過(guò)程、領(lǐng)悟?qū)嶒?yàn)探究的一般過(guò)程，即提出問(wèn)題假設(shè)、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證、得出結(jié)論的完整過(guò)程。

重視回顧方法，滲透科學(xué)實(shí)驗(yàn)方法，為今后的實(shí)驗(yàn)探究學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。在《運(yùn)動(dòng)與摩擦力》這一課，根據(jù)教材的設(shè)計(jì)，控制變量法不是本節(jié)課的重難點(diǎn)知識(shí)，但在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、探究實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，學(xué)生卻真真切切地進(jìn)行了控制變量實(shí)驗(yàn)的全過(guò)程。在四年級(jí)該階段，無(wú)須真正點(diǎn)明控制變量法這一專業(yè)名詞，但可以滲透“設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)，其他條件不變，只改變了接觸面的粗糙程度”的想法，可以強(qiáng)調(diào)我們改變的唯一變量是“接觸面的粗糙程度”，為今后的學(xué)習(xí)起到鋪墊的作用。

（三）再實(shí)驗(yàn)，經(jīng)歷科學(xué)思維

一個(gè)抽象的科學(xué)概念往往影響它的因素有許多，我們可以通過(guò)再實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生多次感受科學(xué)思維應(yīng)用的過(guò)程，多次鞏固經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)探究的一般過(guò)程。

僅由“摩擦力與接觸面粗糙程度關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論不夠完善。學(xué)生根據(jù)本節(jié)課的實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程，再推測(cè)出摩擦力大小和物體重量的關(guān)系。教師加大放手力度，學(xué)生自行提出問(wèn)題與假設(shè)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：通過(guò)增加、減少砝碼的數(shù)量來(lái)改變木塊的重量，再次觀察記錄摩擦力大小發(fā)生的變化。學(xué)生通過(guò)對(duì)比，得出結(jié)論：物體重量越大，摩擦力越大；重量越小，摩擦力越小。學(xué)生經(jīng)歷兩次實(shí)驗(yàn)，認(rèn)識(shí)到實(shí)驗(yàn)探究的嚴(yán)謹(jǐn)性，明確科學(xué)證據(jù)和科學(xué)結(jié)論需要經(jīng)得起質(zhì)疑。

五、實(shí)際應(yīng)用與拓展，強(qiáng)化學(xué)生應(yīng)用意識(shí)

在小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，教師應(yīng)該根據(jù)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行拓展延伸，利用學(xué)生熟悉的現(xiàn)實(shí)生活，激發(fā)學(xué)生的好奇心，使其感受科學(xué)與我們的生活息息相關(guān)。為此，教師將課堂教學(xué)內(nèi)容延伸為課后的小實(shí)踐，這樣學(xué)生還能在家里進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)。激發(fā)學(xué)生再發(fā)現(xiàn)、再創(chuàng)造的潛能。實(shí)際應(yīng)用可以分為課后搜索相關(guān)資料、觀察生活中與之相關(guān)的事物、運(yùn)用所學(xué)知識(shí)改造身邊事物三個(gè)層次，提升學(xué)生的實(shí)踐運(yùn)用意識(shí)以及動(dòng)手操作能力。

例如，教師可布置學(xué)生課前搜索與摩擦力有關(guān)的知識(shí)，課堂上說(shuō)一說(shuō)哪些現(xiàn)象是為了增大摩擦力，哪些是為了減小摩擦力；在學(xué)習(xí)完全課時(shí)之后，結(jié)合教材，教師可以放手讓學(xué)生自己在家完成拓展實(shí)踐環(huán)節(jié)“嘗試改造家里的拖鞋，使其變得更防滑”。通過(guò)搜集資料、理論聯(lián)系實(shí)際、理論運(yùn)用于實(shí)際三個(gè)環(huán)節(jié)，充分做到知識(shí)再應(yīng)用，科學(xué)再創(chuàng)造。學(xué)生真正做到學(xué)以致用、實(shí)踐與理論同步進(jìn)行，更培養(yǎng)了科學(xué)的應(yīng)用能力。

綜上所述，結(jié)合新課標(biāo)的要求，在小學(xué)科學(xué)“實(shí)驗(yàn)探究”教學(xué)中運(yùn)用好“五步走”這一教學(xué)策略，通過(guò)提出問(wèn)題與假設(shè)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、實(shí)驗(yàn)研究與記錄、得出結(jié)論與回顧、實(shí)踐應(yīng)用與拓展，有目的地對(duì)學(xué)生的科學(xué)意識(shí)和能力進(jìn)行培養(yǎng)，有利于學(xué)生的科學(xué)核心素養(yǎng)的全面發(fā)展。教師應(yīng)該做到以課標(biāo)為思考點(diǎn)，以學(xué)生為本，將“五步走”實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略融入各個(gè)小學(xué)科學(xué)的實(shí)驗(yàn)課中，才能真正做到科學(xué)課堂的品質(zhì)飛躍，實(shí)現(xiàn)科學(xué)STEM課堂的建設(shè)。

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