優(yōu)化小學(xué)科學(xué)觀察實驗“三策略”

◎ 江蘇省南通市唐閘小學(xué)校 張明波

科學(xué)的發(fā)展離不開實驗，要想讓學(xué)生在科學(xué)學(xué)習(xí)中真正重視實驗卻并不是一件輕而易舉的事情。筆者在教學(xué)實踐的基礎(chǔ)上，總結(jié)了優(yōu)化小學(xué)科學(xué)實驗觀察的相關(guān)策略，在此總結(jié)出來與同行分享。

一、基于教材內(nèi)容，選擇實驗主題

科學(xué)實驗是小學(xué)科學(xué)教學(xué)的重要組成部分，科學(xué)觀察能力更是小學(xué)生必須具備的基礎(chǔ)能力，對學(xué)生后續(xù)的學(xué)習(xí)和發(fā)展有重大意義。科學(xué)教師必須通過總結(jié)教學(xué)經(jīng)驗來分析學(xué)生觀察能力的培養(yǎng)，并根據(jù)教學(xué)目標(biāo)和學(xué)情實際來調(diào)整預(yù)設(shè)的教學(xué)方案和實驗要求。這就要求小學(xué)科學(xué)教師應(yīng)當(dāng)樹立一個明確的教學(xué)目標(biāo)，以幫助學(xué)生全面認(rèn)知世界。對于部分高年級學(xué)生，隨著年齡的增長他們已經(jīng)能夠?qū)茖W(xué)規(guī)律有一定的認(rèn)知，要求教師明確主題，引領(lǐng)他們開展豐富的觀察實驗。

例如教師在教學(xué)“建筑與形狀”時，應(yīng)立足于課本內(nèi)容，組織學(xué)生自主制作不同形狀的紙筒。按照課標(biāo)既定的教學(xué)目標(biāo)，學(xué)生應(yīng)當(dāng)在本次課堂自主驗證三種形狀的承受能力，并認(rèn)真記錄下實驗結(jié)果，試著總結(jié)得出結(jié)論。在學(xué)生大致掌握實踐步驟以后，教師鼓勵學(xué)生進(jìn)行實驗的自主設(shè)計，提示學(xué)生可能嘗試性地控制變量來得出多組實驗數(shù)據(jù)，對比不同材質(zhì)或不同大小的紙張對實驗結(jié)果有何影響。比如學(xué)生會根據(jù)自己喜歡的造型，然后去判斷該造型建筑的承受力是大還是小。由于學(xué)生喜歡的造型有時候比較復(fù)雜，這個時候?qū)W生就會想方設(shè)法去判斷一個復(fù)雜造型是不是可以簡化，比如一個看似復(fù)雜的屋頂可以簡化為三角形，然后學(xué)生就發(fā)現(xiàn)三角形穩(wěn)定性強且承受力較大。于是也就有學(xué)生會猜想：一個長方形的墻壁要保持穩(wěn)定性也可以看其中有沒有三角形結(jié)構(gòu)……如此通過多組實驗后，學(xué)生逐漸總結(jié)出結(jié)論：選擇實驗的紙的形狀不同，其所能夠承受力大小也不同。學(xué)生這樣的探究經(jīng)歷，實際上經(jīng)歷著從生活到科學(xué)、用科學(xué)反哺生活的路徑，這有助于深化學(xué)生對科學(xué)知識的認(rèn)識。

從科學(xué)實驗本身來看，在上述教學(xué)案例中實驗主題的設(shè)計是從教材的內(nèi)容出發(fā)，這也就保證了實驗主題不會偏離原有的教學(xué)思路。與此同時，實驗又不完全拘泥于課本，這種基于教材而超越教材去確定實驗主題的思路，能夠很好地將教材的編寫思路體現(xiàn)出來，同時又能夠更好地符合小學(xué)生的認(rèn)知特點。這樣學(xué)生在實驗的過程中就能夠清晰地感知到實驗的主題，能夠更加深入地參與實驗，從而讓觀察到的現(xiàn)象與實驗結(jié)論之間形成更好的匹配關(guān)系，這樣也就能夠幫助學(xué)生鞏固學(xué)科知識，同時也有效培養(yǎng)了學(xué)生科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度，也為日后深入學(xué)習(xí)科學(xué)課程奠定了基礎(chǔ)。

二、聯(lián)系生活實際，奠定實驗基礎(chǔ)

要充分認(rèn)識到物體之間的差異性，引領(lǐng)學(xué)生挖掘并觀察實驗的生活化特征。簡單來說，就是要把學(xué)生的生活認(rèn)知與科學(xué)實驗進(jìn)行有效銜接，進(jìn)一步提升實驗的可操作空間。與此同時，還要引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真觀察實驗過程，力求有所發(fā)現(xiàn)。在要求學(xué)生觀察實驗過程時，教師可以根據(jù)不同群體的認(rèn)知基礎(chǔ)來引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行觀察，通過不同角度、不同形式的觀察來發(fā)現(xiàn)科學(xué)規(guī)律，形成多維度的成長點。

例如教師在教學(xué)“聽聽聲音”一課時，為了接軌學(xué)生生活，選擇了一些常見的、能夠發(fā)出聲音的物體引導(dǎo)學(xué)生觀察。在長期的生活中，學(xué)生形成了對聲音的一定認(rèn)知，也大致知道哪些物體會發(fā)出什么樣的聲音。在課堂上，教師首先讓學(xué)生敲擊桌面，感受一下敲擊后所發(fā)出來的聲音，并對這些聲音的特征進(jìn)行簡單的描述。接著，回歸課本，學(xué)習(xí)實驗原理及其操作步驟。此后，鼓勵學(xué)生根據(jù)課堂所學(xué)進(jìn)行實驗。有的學(xué)生將一把尺子放在桌面上，尺子的一半懸空，用力彈撥懸空的尺子，使其發(fā)出響聲；有的學(xué)生用筆敲擊鉛筆盒的不同部位，使其發(fā)出聲音；還有的學(xué)生則快速翻動書頁，使其發(fā)出聲音……經(jīng)過多次實驗與觀察，學(xué)生逐漸感知了不同物體所發(fā)出來的不同聲音。最終，在與其他同學(xué)的交流探討中得出結(jié)論：物體在振動時會產(chǎn)生聲音，振動頻率不一樣，所發(fā)出的聲音也就不同。

在上述教學(xué)案例中，教師充分利用學(xué)生熟悉的物體引導(dǎo)他們開展實驗，大大調(diào)動起學(xué)生參與實驗的積極性。從學(xué)生學(xué)習(xí)特點的角度來看，這樣的一種教學(xué)設(shè)計所產(chǎn)生的良好教學(xué)效果幾乎是必然的。因為聲音對于小學(xué)生而言并不陌生，他們在生活當(dāng)中能夠聽到各種各樣的聲音。聯(lián)系小學(xué)生的生活實際，將生活中的聲音素材引入到科學(xué)課堂上來，這樣學(xué)生就不會感覺科學(xué)是遙不可及的，客觀上也就拉近了學(xué)生與科學(xué)之間的距離。因此通過這樣的實驗，將科學(xué)知識與學(xué)生的生活有機結(jié)合，圍繞著“聲音”展開趣味性探索，使學(xué)生順利總結(jié)聲音生成原理。不要小看“物體在振動時會產(chǎn)生聲音，震動頻率不一樣，所發(fā)出的聲音也就不同”這一結(jié)論，當(dāng)這一結(jié)論是由學(xué)生自主得出的時候，學(xué)生對這一結(jié)論的理解是非常深刻的。這個課堂上有一個細(xì)節(jié)，就是關(guān)于振動與震動的辨析，學(xué)生圍繞發(fā)出聲音的時候，發(fā)聲物體的運動到底應(yīng)該用哪個詞來描述有過激烈的討論。在傳統(tǒng)的教學(xué)視野里，這樣的討論可能是沒有必要的，可能會認(rèn)為學(xué)生在浪費時間。但是如果從優(yōu)化小學(xué)科學(xué)觀察實驗策略運用的角度來看，這樣的討論可以讓學(xué)生加深對實驗的印象，可以讓學(xué)生在對實驗深度解析的過程中把握科學(xué)的原理，從而深化對科學(xué)知識的理解，進(jìn)而提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和核心素養(yǎng)。

三、引導(dǎo)質(zhì)疑探究，提升實驗?zāi)芰?/h2>

在小學(xué)科學(xué)觀察實驗教學(xué)中，教師還可以由一個實驗結(jié)論引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步質(zhì)疑并進(jìn)行新一輪探索。

例如在教學(xué)“簡單電路”這一章節(jié)時，由于學(xué)生缺乏電路知識的認(rèn)知，教師可以首先針對電池、電線等知識對學(xué)生進(jìn)行簡單的介紹。為了更好地集中學(xué)生注意力，教師可以提出疑問：“大家思考一下，小電珠為何可以發(fā)光？”這個時候會發(fā)現(xiàn)學(xué)生的想法是千奇百怪的：有的學(xué)生認(rèn)為有電池?zé)襞菥蜁l(fā)光；有學(xué)生認(rèn)為只要電池兩端有線接到燈泡上燈泡就會發(fā)光；還有學(xué)生將電池正負(fù)極的兩根線都接到了小燈泡的金屬上，認(rèn)為這樣就能夠發(fā)光……這個時候教師可以放手讓學(xué)生去自行探究，去驗證自己的猜想是否正確。在學(xué)生發(fā)現(xiàn)實驗現(xiàn)象與自己的猜想不一致的時候，他們就會產(chǎn)生進(jìn)一步探究的動力。

有了探究的動力，那么在進(jìn)一步探究的開始時，教師就可以跟學(xué)生講解電路的相關(guān)原理，也形成了對相關(guān)儀器設(shè)備的初步認(rèn)知，面對教師適時提出的問題，學(xué)生會自然地進(jìn)入思考狀態(tài)，嘗試著利用身邊的儀器去進(jìn)一步實踐和探索，由此營造出良好的課堂氛圍。一整節(jié)課下來，學(xué)生通過自主實驗，在反復(fù)操作、觀察和分析中得到了結(jié)論，既有效激發(fā)起學(xué)生對于科學(xué)實驗的熱情，又在一定程度上強化學(xué)生的實踐能力。

又如在教學(xué)“溶解”時學(xué)生通過實驗得出：高錳酸鉀、氯化鈉可溶解于水。此時，也有學(xué)生提出質(zhì)疑：是不是所有的物質(zhì)都可以被水溶解？為了引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步探究，教師鼓勵學(xué)生通過實驗進(jìn)一步驗證這一猜想。于是，他們將沙子、粉筆、石頭等物質(zhì)放入水中進(jìn)行實驗，最終發(fā)現(xiàn)：并不是所有物質(zhì)都能溶解于水中。可見，只有親自歷經(jīng)實驗過程，讓質(zhì)疑在實驗中被驗證，才能夠強化學(xué)生的認(rèn)知和記憶，有效推動他們在創(chuàng)新、實踐動手方面的發(fā)展。其實學(xué)生此時還會有新的問題出現(xiàn)：什么樣的物質(zhì)溶于水，什么樣的物質(zhì)不溶于水？這其中是否存在某種規(guī)律……這些問題的出現(xiàn)，本身就意味著學(xué)生有了良好的探究體驗。

在這個實驗當(dāng)中，學(xué)生表現(xiàn)的亮點就是質(zhì)疑與探究并行，學(xué)生通過質(zhì)疑能夠更加清晰地認(rèn)識到自己的經(jīng)驗與實驗現(xiàn)象以及科學(xué)知識之間的差異，通過探究可以讓獲得的科學(xué)知識更好地匹配實驗現(xiàn)象。這實際上就是在提升學(xué)生的實驗?zāi)芰?，能夠讓學(xué)生對實驗的現(xiàn)象及其背后的科學(xué)知識形成對應(yīng)認(rèn)識。這種對應(yīng)認(rèn)識最大的好處就是學(xué)生所獲得的科學(xué)知識，可以在實驗現(xiàn)象的觀察當(dāng)中扎根，可以在質(zhì)疑與探究的過程中得到拓展，而這正是科學(xué)素養(yǎng)提升的基礎(chǔ)，也是核心素養(yǎng)得以發(fā)展的重要體現(xiàn)。因此小學(xué)科學(xué)教師有必要引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行質(zhì)疑探究，從而用科學(xué)能力來支撐起素養(yǎng)提升。

總之，小學(xué)科學(xué)教師應(yīng)當(dāng)正視實驗教學(xué)在科學(xué)學(xué)科教學(xué)活動中的重要地位，在教學(xué)活動中為學(xué)生創(chuàng)造充足的實驗操作機會，引導(dǎo)學(xué)生仔細(xì)觀察、善于觀察，必要時，要對學(xué)生的實驗過程進(jìn)行指導(dǎo)，讓學(xué)生在實驗中有所收獲，從而不斷提高自身的科學(xué)素養(yǎng)。

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