實(shí)驗(yàn)教學(xué)是強(qiáng)化學(xué)生思維能力的重要途徑

〔摘 要〕 小學(xué)科學(xué)教育在培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)和思維能力方面具有重要作用。其中，實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為一種重要的教學(xué)方法，不僅能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)科興趣，還能夠培養(yǎng)他們的觀察、推理、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)等思維能力。然而，如何有效地提升學(xué)生的思維能力，一直是小學(xué)科學(xué)教師們探索的課題。本文將結(jié)合實(shí)際教學(xué)情況，探討有效的小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略，以提升學(xué)生思維能力的發(fā)展。

〔關(guān)鍵詞〕 小學(xué)科學(xué)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；思維能力

〔中圖分類號(hào)〕 G424 〔文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼〕 A 〔文章編號(hào)〕 1674-6317 （2024） 19 058-060

一、強(qiáng)化學(xué)生思維能力的意義

提升學(xué)生思維能力的發(fā)展具有深遠(yuǎn)的意義。首先，思維能力是一種終身受益的技能，對(duì)學(xué)生的學(xué)業(yè)成功和職業(yè)發(fā)展至關(guān)重要。通過培養(yǎng)思維能力，學(xué)生能夠更好地理解和應(yīng)用知識(shí)，更靈活地解決問題，更高效地學(xué)習(xí)和工作。其次，思維能力有助于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維和創(chuàng)新能力。這對(duì)于解決日益復(fù)雜的問題和應(yīng)對(duì)未來的挑戰(zhàn)至關(guān)重要。另外，思維能力還有助于培養(yǎng)學(xué)生的批判性思考和決策能力。他們可以更好地評(píng)估信息的真實(shí)性和可信度，做出明智的選擇，避免受到誤導(dǎo)。最重要的是，思維能力有助于培養(yǎng)自信、自主和有創(chuàng)造力的個(gè)體，他們能夠理解復(fù)雜的問題，提出解決方案，推動(dòng)社會(huì)進(jìn)步。

二、強(qiáng)化學(xué)生思維能力的實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略

（一）引導(dǎo)學(xué)生提出問題

在小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，引導(dǎo)學(xué)生提出問題是一種極具價(jià)值的策略，有助于培養(yǎng)他們的思維能力。當(dāng)學(xué)生被鼓勵(lì)主動(dòng)提出問題時(shí)，他們進(jìn)一步了解問題的本質(zhì)，并開始思考問題的原因和可能的解決方法。這種問題導(dǎo)向的思考過程激發(fā)他們的好奇心，鼓勵(lì)他們積極追求知識(shí)，主動(dòng)探索世界。教師在小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中可以采用各種有趣的實(shí)驗(yàn)情境，以引導(dǎo)學(xué)生提出關(guān)于實(shí)驗(yàn)的問題。例如，當(dāng)液體在實(shí)驗(yàn)中上升時(shí)，學(xué)生可能會(huì)自然而然地產(chǎn)生疑問，為什么會(huì)發(fā)生這一現(xiàn)象？或者，當(dāng)火柴浮在水上時(shí)，他們可能會(huì)思考如何解釋這一現(xiàn)象。這些問題不僅促使學(xué)生深入思考，還激發(fā)他們的觀察和推理能力。通過提出這些問題，學(xué)生在解決問題的過程中不斷提升觀察和推理的能力。他們學(xué)會(huì)觀察現(xiàn)象、提出假設(shè)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證假設(shè)，并通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果來推斷和解釋現(xiàn)象。這一過程不僅提高了他們的科學(xué)素養(yǎng)，還培養(yǎng)批判性思維和問題解決的技能。在提出問題后，學(xué)生在解決問題的過程中積累了觀察和推理的經(jīng)驗(yàn)，為未來的學(xué)習(xí)和生活奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。這一策略為科學(xué)教育的成功提供了寶貴的支持。

（二）鼓勵(lì)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

鼓勵(lì)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)是小學(xué)科學(xué)教育中非常重要的一環(huán)，它有助于培養(yǎng)學(xué)生的思維能力、實(shí)驗(yàn)技能和創(chuàng)造性思維。在本節(jié)中，我們將探討如何通過鼓勵(lì)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來提升他們的思維能力，以及提供一些具體的事例來闡明這一策略的有效性。

學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的過程通常包括以下步驟。

提出問題：教師可以引導(dǎo)學(xué)生思考某個(gè)科學(xué)現(xiàn)象或問題，鼓勵(lì)他們提出相關(guān)的問題。例如，教師可以提出問題：“為什么有的物體可以浮在水上，而有的物體沉下去？”

制定假設(shè)：學(xué)生根據(jù)問題提出假設(shè)或猜想。例如，他們可以猜測與物體的大小有關(guān)，或者可能與物體的形狀有關(guān)。

設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：學(xué)生根據(jù)假設(shè)來設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，確定實(shí)驗(yàn)的步驟、所需材料和變量。例如，他們可以設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，將不同形狀和大小的物體放入水中，觀察它們的浮沉情況。

進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：學(xué)生按照設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并記錄數(shù)據(jù)和觀察結(jié)果。

分析數(shù)據(jù)：學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，比較不同情況下的結(jié)果，以尋找模式或規(guī)律。

得出結(jié)論：學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出結(jié)論，回答問題，驗(yàn)證或修正最初假設(shè)。

下面通過兩個(gè)具體的事例來說明這一策略的應(yīng)用。

例1：探究物體浮沉的原因

問題：為什么有的物體可以浮在水上，而有的物體沉下去？

假設(shè)：我認(rèn)為與物體的重量有關(guān)。較輕的物體可能會(huì)浮在水上，而較重的物體可能會(huì)沉下去。

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：我將選取不同形狀和材料的物體，如木塊、橡皮、塑料球和金屬塊，將它們放入水中，并記錄它們的浮沉情況。

實(shí)驗(yàn)步驟：準(zhǔn)備一個(gè)水槽和不同形狀、材料的物體。將每個(gè)物體輕輕放入水中，觀察它們的浮沉情況。記錄每個(gè)物體是浮在水面上還是沉到水底。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果：木塊，浮在水面上；橡皮，浮在水面上；塑料球，浮在水面上；金屬塊，沉到水底。

結(jié)論：根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，我發(fā)現(xiàn)輕的物體，如木塊、橡皮和塑料球，浮在水面上；而較重的物體，如金屬塊，沉到水底。這支持了我的最初的假設(shè)，即物體的重量影響它們浮沉的情況。

這個(gè)事例展示了學(xué)生如何通過設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來回答一個(gè)科學(xué)問題，通過觀察、實(shí)驗(yàn)和分析來得出結(jié)論。這種實(shí)踐培養(yǎng)他們的思維能力，幫助他們理解科學(xué)原理，并鼓勵(lì)他們?cè)谖磥淼膶W(xué)習(xí)中更具創(chuàng)造性和批判性地思考。教師在這個(gè)過程中的角色是引導(dǎo)和支持學(xué)生，確保他們的實(shí)驗(yàn)是安全的、合理的，并鼓勵(lì)他們提出新的問題和探索更多的科學(xué)現(xiàn)象。通過這種方式，學(xué)生將積累更多的科學(xué)知識(shí)和思維能力。

例2：探究溫度對(duì)氣體壓力的影響

問題：溫度升高是否會(huì)增加氣體的壓力？

假設(shè)：我認(rèn)為升高溫度會(huì)增加氣體的壓力。

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：將使用氣球作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，通過加熱或冷卻來改變氣球內(nèi)部的溫度，然后觀察氣球的充氣情況。

實(shí)驗(yàn)步驟：準(zhǔn)備氣球和一個(gè)加熱裝置（例如電熱器）以及一個(gè)冷卻裝置（例如冷凍器）。將一個(gè)氣球充分充氣，然后將其放在室溫下的容器中；使用加熱裝置將氣球附近的空氣加熱，然后觀察氣球是否充氣更多；使用冷卻裝置將氣球附近的空氣冷卻，然后觀察氣球是否縮小。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果：在加熱后，氣球充氣更多；在冷卻后，氣球縮小。

結(jié)論：根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，我得出結(jié)論，升高溫度會(huì)增加氣體的壓力，因?yàn)樵诩訜岷髿馇虺錃飧?，而在冷卻后氣球縮小。這支持了我的最初假設(shè)。

這個(gè)事例說明了學(xué)生如何通過實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證一個(gè)科學(xué)假設(shè)，同時(shí)也讓他們了解了溫度與氣體壓力之間的關(guān)系。這種實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和分析的過程有助于培養(yǎng)學(xué)生的思維能力，使他們能夠進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)并得出科學(xué)結(jié)論。這種實(shí)踐有助于學(xué)生在科學(xué)領(lǐng)域更好地思考和提出問題，提高他們的科學(xué)素養(yǎng)。

（三）做好相關(guān)實(shí)驗(yàn)記錄

實(shí)驗(yàn)記錄在小學(xué)科學(xué)教育中扮演著至關(guān)重要的角色，不僅有助于學(xué)生養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃季S習(xí)慣，還有助于培養(yǎng)他們的觀察、分析和表達(dá)能力。這一章節(jié)將深入探討實(shí)驗(yàn)記錄在提升學(xué)生思維能力方面的重要性。

實(shí)驗(yàn)記錄不僅包括實(shí)驗(yàn)的步驟和材料，還記錄了實(shí)驗(yàn)的觀察結(jié)果和得出的結(jié)論。通過記錄這些信息，學(xué)生得以全面理解實(shí)驗(yàn)的過程，能夠隨時(shí)重溫和重新思考，這有助于培養(yǎng)系統(tǒng)性思維。學(xué)生在記錄實(shí)驗(yàn)的過程中，需要關(guān)注細(xì)節(jié)，按照特定的格式和順序呈現(xiàn)信息，這有助于提高他們的組織和整理能力。另外，實(shí)驗(yàn)記錄對(duì)于分析數(shù)據(jù)和形成結(jié)論也至關(guān)重要。學(xué)生需要在記錄中清晰呈現(xiàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，通過比較數(shù)據(jù)來尋找規(guī)律，進(jìn)一步培養(yǎng)他們的分析能力。當(dāng)學(xué)生開始總結(jié)和得出結(jié)論時(shí)，他們必須依據(jù)記錄的數(shù)據(jù)提出合理的解釋，從而增強(qiáng)他們的邏輯思維和推理能力。教師可以鼓勵(lì)學(xué)生建立專門的實(shí)驗(yàn)記錄本，要求他們每次實(shí)驗(yàn)都認(rèn)真記錄。這不僅提高了學(xué)生的自覺性和責(zé)任感，還有助于養(yǎng)成科學(xué)實(shí)驗(yàn)精神，即注重實(shí)驗(yàn)過程中的細(xì)節(jié)、精確性和可重復(fù)性。這一精神在科學(xué)研究和實(shí)際生活中都至關(guān)重要。實(shí)驗(yàn)記錄是培養(yǎng)學(xué)生思維能力的重要工具，有助于學(xué)生養(yǎng)成系統(tǒng)性思維的習(xí)慣，提高觀察、分析和表達(dá)能力，培養(yǎng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)精神。教師的引導(dǎo)和鼓勵(lì)可以幫助學(xué)生充分認(rèn)識(shí)到實(shí)驗(yàn)記錄的價(jià)值，并在他們的科學(xué)學(xué)習(xí)中起到積極的促進(jìn)作用。

（四）實(shí)驗(yàn)結(jié)果的討論和分析

在小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，及時(shí)討論和分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果是培養(yǎng)學(xué)生思維能力至關(guān)重要的一環(huán)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果不僅是實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)物，更是引導(dǎo)學(xué)生深入思考和培養(yǎng)科學(xué)思維的關(guān)鍵工具。在該章節(jié)，我們將探討為何及時(shí)討論和分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)學(xué)生的思維能力發(fā)展如此重要，以及如何通過鼓勵(lì)學(xué)生在小組中分享實(shí)驗(yàn)結(jié)果來實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。

第一，實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析有助于學(xué)生形成科學(xué)思維的習(xí)慣。當(dāng)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中產(chǎn)生數(shù)據(jù)和觀察結(jié)果時(shí)，這些結(jié)果往往并不是立即清晰和明確的。分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果需要學(xué)生進(jìn)行推理和邏輯思考，以尋找數(shù)據(jù)之間的關(guān)系和可能的模式。這種思考過程培養(yǎng)了學(xué)生的邏輯思維和推理能力，有助于他們更好地理解科學(xué)原理。第二，討論和分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)規(guī)律和形成科學(xué)觀點(diǎn)。通過與同學(xué)分享和討論實(shí)驗(yàn)結(jié)果，學(xué)生有機(jī)會(huì)聽取不同的觀點(diǎn)和見解，從而拓寬了思維。這種交流能激發(fā)他們的好奇心，鼓勵(lì)他們提出問題和挑戰(zhàn)現(xiàn)有觀點(diǎn)，培養(yǎng)批判性思維和創(chuàng)造性思考的能力。第三，通過在小組中分享實(shí)驗(yàn)結(jié)果，學(xué)生可以比較不同組的數(shù)據(jù)，總結(jié)共性和差異。這有助于他們更好地理解實(shí)驗(yàn)結(jié)果，從而形成結(jié)論。在這個(gè)過程中，他們需要評(píng)估可能的誤差和不確定性，進(jìn)一步培養(yǎng)批判性思考的技能。教師在這一過程中扮演著重要的角色，應(yīng)該鼓勵(lì)學(xué)生積極參與討論和分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果。教師可以提供問題和引導(dǎo)，以確保討論有重點(diǎn)和方向。

三、結(jié)語

小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是提升學(xué)生思維能力的重要途徑。通過引導(dǎo)學(xué)生提出問題、鼓勵(lì)他們?cè)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、促進(jìn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的討論和分析，以及重視實(shí)驗(yàn)記錄，可以有效提升學(xué)生的思維能力。這些策略不僅可以使學(xué)生在科學(xué)學(xué)科中取得更好的成績，還能夠培養(yǎng)他們的綜合思維和解決問題的能力，為未來的學(xué)習(xí)和生活打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在實(shí)際教學(xué)中，教師需要根據(jù)學(xué)生的年齡和能力差異，靈活運(yùn)用這些策略，以滿足他們的個(gè)性化需求，助力他們?cè)谛W(xué)科學(xué)學(xué)習(xí)中獲得更多的成長和收獲。

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