科學(xué)實(shí)驗(yàn)的科學(xué)組織方式探究

江蘇徐州市賈汪區(qū)大吳中心小學(xué)（221132） 桑 玲

科學(xué)實(shí)驗(yàn)是科學(xué)課程的重要組成部分，是提高學(xué)生科學(xué)綜合素養(yǎng)的有效途徑。學(xué)生對(duì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)有參與熱情，教師要做好教學(xué)組織，對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)、實(shí)驗(yàn)過(guò)程、實(shí)驗(yàn)總結(jié)、實(shí)驗(yàn)拓展等不同環(huán)節(jié)進(jìn)行積極探索，確保科學(xué)實(shí)驗(yàn)操作的順利、高效進(jìn)行。學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)后的思維是活躍的。教師要基于學(xué)生的學(xué)習(xí)心理和學(xué)情實(shí)際，為學(xué)生提供更多交流互動(dòng)的機(jī)會(huì)，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)分析實(shí)驗(yàn)過(guò)程和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，幫助學(xué)生在深度探索中建立學(xué)科認(rèn)知體系，促使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中獲得學(xué)科認(rèn)知能力的提升。

一、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，貼近生活實(shí)際

唯有結(jié)合生活實(shí)際，才能做出相對(duì)科學(xué)的判斷。在科學(xué)課程中開展科學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)，教師不僅要對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)形式的創(chuàng)新進(jìn)行深入研究，還要對(duì)實(shí)驗(yàn)開展的條件進(jìn)行具體分析，為學(xué)生設(shè)計(jì)出恰當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)程序。如果能夠在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)對(duì)接學(xué)生的生活實(shí)際，科學(xué)實(shí)驗(yàn)的助學(xué)效果會(huì)更為突出。

例如，教學(xué)教科版科學(xué)教材五年級(jí)上冊(cè)《種子發(fā)芽實(shí)驗(yàn)》一課時(shí)，教師布置貼近學(xué)生生活實(shí)際的課外實(shí)驗(yàn)任務(wù)：“請(qǐng)同學(xué)們自行選擇種子，如綠豆、黃豆、紅豆等，將種子放在合適的器皿中，確保水分、溫度等條件，等種子發(fā)芽后，對(duì)發(fā)芽情況進(jìn)行觀察。三天后，將發(fā)芽的種子移種到花盆中，每天對(duì)其進(jìn)行觀察，記錄其生長(zhǎng)情況，認(rèn)真思考什么條件會(huì)影響植物的生長(zhǎng)。將自己的實(shí)驗(yàn)過(guò)程和想法記錄下來(lái)，在課堂上與大家分享。”這一實(shí)驗(yàn)的操作難度相對(duì)較低，學(xué)生都能夠積極響應(yīng)，自行在家中展開實(shí)驗(yàn)操作。在課外實(shí)驗(yàn)開展過(guò)程中，教師可以利用網(wǎng)絡(luò)交互平臺(tái)進(jìn)行遠(yuǎn)程調(diào)度，為學(xué)生提供一些必要的觀察指導(dǎo)。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的觀察，學(xué)生對(duì)種子發(fā)芽實(shí)驗(yàn)有了更完整的認(rèn)識(shí)。之后，教師組織學(xué)生開展集體討論活動(dòng)，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)小組內(nèi)介紹自己的實(shí)驗(yàn)操作情況，對(duì)影響種子發(fā)芽的因素進(jìn)行討論，課堂互動(dòng)交流氣氛熱烈。

為調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，教師還可以在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)难由烊蝿?wù)：“為了更好地探究影響種子發(fā)芽的因素，我們還可以與家長(zhǎng)共同開展對(duì)比實(shí)驗(yàn)，利用現(xiàn)有條件改變實(shí)驗(yàn)中的要素，如給一顆種子澆水，讓另一顆種子保持干燥等。請(qǐng)大家在家長(zhǎng)的協(xié)助下將實(shí)驗(yàn)過(guò)程寫成日記，用數(shù)據(jù)、圖片等記錄下自己的操作經(jīng)歷。”教師讓家長(zhǎng)參與到課外實(shí)驗(yàn)任務(wù)中來(lái)，既能讓家長(zhǎng)憑借自己的生活經(jīng)驗(yàn)指導(dǎo)孩子進(jìn)行操作，又能增進(jìn)家長(zhǎng)和孩子之間的交流，有助于課外科學(xué)實(shí)驗(yàn)的順利開展。

上述教學(xué)，教師設(shè)計(jì)了生活化實(shí)驗(yàn)任務(wù)，讓學(xué)生利用生活中常見的事物進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，給學(xué)生提供更多貼近生活實(shí)際的探索機(jī)會(huì)。這樣的實(shí)驗(yàn)對(duì)操作環(huán)境的要求不是很高，大多數(shù)學(xué)生能夠順利進(jìn)入到實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中獲得豐富的體驗(yàn)。科學(xué)實(shí)驗(yàn)的組織需要?jiǎng)?chuàng)新設(shè)計(jì)，教師要發(fā)揮關(guān)鍵作用，基于學(xué)生的學(xué)情實(shí)際進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和組織，以調(diào)動(dòng)學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的主動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)實(shí)驗(yàn)意識(shí)。

二、優(yōu)化實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)，強(qiáng)化組織效果

“教無(wú)定法，貴在得法。”實(shí)驗(yàn)教學(xué)也是如此，開展科學(xué)實(shí)驗(yàn)需要方法的支持。教師在實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中要為學(xué)生提供多元化的方法支撐，及時(shí)給予方法指導(dǎo)，引導(dǎo)學(xué)生積極投身實(shí)驗(yàn)操作，對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行分析，對(duì)實(shí)驗(yàn)程序、實(shí)驗(yàn)材料做好規(guī)劃和準(zhǔn)備，利用實(shí)驗(yàn)猜想發(fā)散思維，建立學(xué)科認(rèn)知。教師在具體組織時(shí)要準(zhǔn)備好實(shí)驗(yàn)材料，或者鼓勵(lì)學(xué)生參與對(duì)實(shí)驗(yàn)材料的收集活動(dòng)，以帶給學(xué)生具有新鮮感的實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)。

例如，教學(xué)教科版科學(xué)教材五年級(jí)上冊(cè)《蚯蚓的選擇》一課時(shí)，教師可優(yōu)化實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)，要求學(xué)生在課前準(zhǔn)備一些紙盒子、玻璃瓶等材料。在實(shí)驗(yàn)操作階段，學(xué)生根據(jù)教師的指導(dǎo)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，分別設(shè)計(jì)不同的環(huán)境——一個(gè)是明亮干燥的，另一個(gè)是潮濕陰暗的，觀察蚯蚓對(duì)環(huán)境的選擇。教師讓學(xué)生自行組成實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)，展開集體實(shí)驗(yàn)操作，觀察蚯蚓對(duì)環(huán)境的選擇。學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，共同觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并進(jìn)行集體討論，最終得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論：蚯蚓喜歡較為潮濕陰暗的環(huán)境。教師引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)實(shí)驗(yàn)過(guò)程，對(duì)實(shí)驗(yàn)操作步驟和實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行解讀，理順實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中，教師觀察各個(gè)小組的實(shí)驗(yàn)操作情況，重點(diǎn)表?yè)P(yáng)表現(xiàn)較好的學(xué)習(xí)小組，并鼓勵(lì)沒有順利獲得實(shí)驗(yàn)結(jié)論的小組，讓他們不要灰心，再接再厲。

此外，在生活中，學(xué)生也會(huì)碰到跟實(shí)驗(yàn)相類似的情況，教師可以鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行延伸觀察：“我們有時(shí)候會(huì)在路邊看到蚯蚓，蚯蚓為什么會(huì)自己從泥土中爬到路邊呢？請(qǐng)大家細(xì)致觀察。可以采用多種方法搜集資料、探尋原因，把你的想法寫下來(lái)，與全班同學(xué)進(jìn)行交流。”學(xué)生雖然對(duì)這一現(xiàn)象比較熟悉，但大多數(shù)學(xué)生無(wú)法說(shuō)出這一現(xiàn)象產(chǎn)生的原因。教師適時(shí)給出引導(dǎo)：“大家可以回家問(wèn)問(wèn)家長(zhǎng)，或者是借助網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行資料的搜集，看誰(shuí)能夠解開其中的奧秘。”學(xué)生有了學(xué)習(xí)方向，就有了主動(dòng)探索的興趣。教師適時(shí)進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)的延伸設(shè)計(jì)，成功調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，為學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

上述教學(xué)，教師在課前讓學(xué)生參與科學(xué)實(shí)驗(yàn)材料的準(zhǔn)備，讓學(xué)生自行成立實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)，交給學(xué)生自主學(xué)習(xí)的權(quán)利。學(xué)生對(duì)這樣的實(shí)驗(yàn)操作有參與積極性，使實(shí)驗(yàn)得以順利展開，組織效果逐漸顯現(xiàn)出來(lái)。學(xué)生發(fā)揮集體力量，搜集和整理實(shí)驗(yàn)材料，設(shè)計(jì)并規(guī)劃實(shí)驗(yàn)步驟，展開實(shí)驗(yàn)觀察，并對(duì)觀察數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)分析，最終形成實(shí)驗(yàn)結(jié)論，并用文字表述出來(lái)。所有實(shí)驗(yàn)步驟皆有助于學(xué)生科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ奶嵘?/p>

三、豐富實(shí)驗(yàn)過(guò)程，強(qiáng)化操作體驗(yàn)

小學(xué)階段的科學(xué)實(shí)驗(yàn)大多屬于合作性學(xué)習(xí)，教師在組織實(shí)驗(yàn)操作時(shí)，要對(duì)實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)組織、實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程、實(shí)驗(yàn)效果評(píng)估等內(nèi)容進(jìn)行具體的規(guī)劃和設(shè)計(jì)，為學(xué)生提供更多技術(shù)和材料方面的支持，確保科學(xué)實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行。在對(duì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，教師要注重實(shí)驗(yàn)活動(dòng)形式的選擇，要對(duì)相關(guān)的資源進(jìn)行整合優(yōu)化處理，充分考慮多種制約因素。在科學(xué)課堂中，觀察實(shí)驗(yàn)、探索實(shí)驗(yàn)、驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)、生活實(shí)驗(yàn)等，都是可以選擇的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)形式。學(xué)生有一定的生活認(rèn)知積累，教師結(jié)合學(xué)生的認(rèn)知實(shí)際，選擇生活化的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，能使實(shí)驗(yàn)的激發(fā)和調(diào)動(dòng)作用更加明顯。

例如，教學(xué)教科版科學(xué)教材五年級(jí)上冊(cè)《食物鏈和食物網(wǎng)》一課時(shí)，教師先引導(dǎo)學(xué)生理解食物鏈和食物網(wǎng)等概念，然后為學(xué)生設(shè)計(jì)課后生活觀察實(shí)驗(yàn)任務(wù)：“請(qǐng)大家深入到生活之中，細(xì)心尋找和觀察存在于我們身邊的食物鏈，并寫出生活觀察體會(huì)，參與班級(jí)交流活動(dòng)。”學(xué)生對(duì)生活中的食物鏈有一定的了解，接受任務(wù)后，更加細(xì)致地觀察生活，通過(guò)詢問(wèn)家人、實(shí)地觀察等方式，很快有了一些新發(fā)現(xiàn)，寫出了觀察日記。在課堂展示環(huán)節(jié)，大部分學(xué)生都能主動(dòng)分享自己觀察所得。有的學(xué)生介紹，田野里不僅有水稻，還有白葉蟲、青蛙和蛇等動(dòng)物，它們組成了食物鏈：蛇—青蛙—白葉蟲—水稻。教師對(duì)學(xué)生總結(jié)的食物鏈進(jìn)行即時(shí)評(píng)價(jià)，肯定了學(xué)生的觀察和探索。為激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，教師在分享活動(dòng)結(jié)束后，利用多媒體展示了一些食物鏈，并要求學(xué)生進(jìn)行觀察和分析。如展示“草原—兔子—雄鷹—草原”這一食物鏈后，學(xué)生對(duì)這一食物鏈進(jìn)行討論和總結(jié)：草原上有青草，這是兔子的食物；而雄鷹專門捕捉兔子，兔子成為雄鷹的食物；雄鷹生活在草原這個(gè)環(huán)境中，它們的排泄物能為青草的生長(zhǎng)帶來(lái)營(yíng)養(yǎng)，這樣就形成了閉環(huán)性食物鏈。教師對(duì)學(xué)生的分析進(jìn)行具體評(píng)價(jià)，對(duì)食物鏈的構(gòu)成規(guī)律進(jìn)行總結(jié)，幫助學(xué)生積累相關(guān)知識(shí)。

上述教學(xué)，教師設(shè)計(jì)了豐富的、貼近生活的科學(xué)實(shí)驗(yàn)。學(xué)生對(duì)這樣的實(shí)驗(yàn)有較高的參與熱情，經(jīng)過(guò)觀察和思考，能夠自主梳理出一些較為常見的食物鏈，其實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)鮮活而深刻。科學(xué)實(shí)驗(yàn)未必需要大量的材料支持，深入生活當(dāng)中展開觀察，也能夠達(dá)到理想的實(shí)驗(yàn)效果。教師對(duì)實(shí)驗(yàn)的科學(xué)設(shè)計(jì)和組織，能夠?yàn)閷W(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作帶來(lái)便利，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性。這樣，實(shí)驗(yàn)程序清晰、操作過(guò)程順利，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中獲得了豐富的體驗(yàn)，教學(xué)目的得以達(dá)成。

四、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)總結(jié)，促進(jìn)認(rèn)知內(nèi)化

在完成科學(xué)實(shí)驗(yàn)后，教師要組織學(xué)生進(jìn)行總結(jié)，對(duì)實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程、實(shí)驗(yàn)呈現(xiàn)結(jié)果、實(shí)驗(yàn)操作得失等內(nèi)容進(jìn)行梳理，幫助學(xué)生內(nèi)化認(rèn)知。學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程充滿興趣，但部分學(xué)生對(duì)分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果的積極性較低，也沒有明確的實(shí)驗(yàn)總結(jié)方向。此時(shí)，教師需要進(jìn)行必要的引導(dǎo)和組織，針對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)需要，為學(xué)生設(shè)計(jì)相應(yīng)的思考問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生自然進(jìn)入到實(shí)驗(yàn)總結(jié)環(huán)節(jié)。

例如，教學(xué)教科版科學(xué)教材五年級(jí)上冊(cè)《做一個(gè)生態(tài)瓶》一課時(shí)，教師在指導(dǎo)學(xué)生完成生態(tài)瓶的制作后，要求學(xué)生每天要對(duì)生態(tài)瓶進(jìn)行觀察，并做好觀察記錄，同時(shí)提示學(xué)生要特別關(guān)注并記錄生態(tài)瓶中出現(xiàn)的明顯變化，對(duì)觀察所得進(jìn)行梳理、分析和總結(jié)，提煉出規(guī)律。為調(diào)動(dòng)學(xué)生主動(dòng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)總結(jié)的積極性，教師設(shè)計(jì)專題討論活動(dòng)，讓學(xué)生以小組為單位對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分享、討論、匯總分析。此外，教師還圍繞“維護(hù)生態(tài)瓶的生態(tài)”這一主題，繼續(xù)布置任務(wù)：“生態(tài)平衡需要一些條件支持，所以生態(tài)瓶需要定期維護(hù)，包括澆水、除草、松土等，這些基本操作需要有序展開。根據(jù)你的生態(tài)瓶的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)一個(gè)完整的維護(hù)措施，寫出操作計(jì)劃并按計(jì)劃進(jìn)行維護(hù)。等到學(xué)期末，我們會(huì)舉辦一個(gè)生態(tài)瓶展覽，展示大家的維護(hù)成果。”學(xué)生被生態(tài)瓶展覽活動(dòng)吸引，積極主動(dòng)地設(shè)計(jì)生態(tài)瓶維護(hù)方案，教師組織學(xué)生進(jìn)行集體討論，對(duì)這些措施的可行性、科學(xué)性進(jìn)行研究，總結(jié)出實(shí)驗(yàn)操作的規(guī)律性知識(shí)。

上述教學(xué)，教師組織學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)總結(jié)，為學(xué)生提供交流與分享經(jīng)驗(yàn)的機(jī)會(huì)，并引導(dǎo)學(xué)生思考如何處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、如何從數(shù)據(jù)中找到規(guī)律性信息、如何對(duì)信息進(jìn)行內(nèi)化處理。在實(shí)驗(yàn)總結(jié)環(huán)節(jié)，教師向?qū)W生提出的針對(duì)性建議非常重要，能夠幫助學(xué)生順利完成實(shí)驗(yàn)結(jié)論的內(nèi)化，提高學(xué)生的概括總結(jié)能力。

五、拓展實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練，連接生活實(shí)際

科學(xué)實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練需要結(jié)合學(xué)生的生活實(shí)際。教師應(yīng)為學(xué)生創(chuàng)造更多參與科學(xué)實(shí)踐活動(dòng)的機(jī)會(huì)，讓學(xué)生在生活中發(fā)現(xiàn)科學(xué)、學(xué)習(xí)科學(xué)。教師要有延伸意識(shí)，設(shè)計(jì)生活化的實(shí)驗(yàn)任務(wù)，讓學(xué)生借助生活條件展開實(shí)驗(yàn)操作，促使學(xué)生在實(shí)踐過(guò)程中完成學(xué)科能力的構(gòu)建。

例如，教學(xué)教科版科學(xué)教材五年級(jí)上冊(cè)《陽(yáng)光下的影子》一課時(shí)，教師要求學(xué)生在課前準(zhǔn)備一根小木棒，為觀察影子做好準(zhǔn)備。在課堂教學(xué)中，教師介紹觀察影子的實(shí)驗(yàn)步驟，要求學(xué)生到教室外利用小木棒進(jìn)行觀察實(shí)驗(yàn)：將木棒豎立并固定在平地上，每隔二十分鐘標(biāo)記一下木棒的影子，看木棒的影子在一天之中有哪些變化，什么時(shí)候的影子最長(zhǎng)，什么時(shí)候的影子最短，嘗試總結(jié)出木棒影子的變化規(guī)律。學(xué)生接受任務(wù)后，能夠運(yùn)用簡(jiǎn)易的材料展開實(shí)驗(yàn)操作，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行具體分析，尋找內(nèi)在規(guī)律。為獲得系統(tǒng)性的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，教師要求學(xué)生自行成立觀測(cè)小組，利用多種輔助工具，對(duì)影子的變化進(jìn)行觀測(cè)，以獲得科學(xué)的實(shí)驗(yàn)結(jié)論。學(xué)生根據(jù)教師的提示做好具體分工，利用課余時(shí)間進(jìn)行定時(shí)、定點(diǎn)的觀測(cè)記錄。

上述教學(xué)，通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單的影子觀察實(shí)驗(yàn)將學(xué)生帶入生活化場(chǎng)景中，學(xué)生借助小木棒等簡(jiǎn)單的材料展開實(shí)驗(yàn)操作，獲得了豐富的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。教師指導(dǎo)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，總結(jié)出影子變化的規(guī)律，促使學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)認(rèn)知的順利內(nèi)化。

總之，科學(xué)實(shí)驗(yàn)形式眾多，教師要基于教材和學(xué)生實(shí)際，對(duì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行針對(duì)性設(shè)計(jì)，科學(xué)地組織學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)操作環(huán)節(jié)，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)過(guò)程、實(shí)驗(yàn)結(jié)果展開對(duì)應(yīng)分析，以建立系統(tǒng)性實(shí)驗(yàn)認(rèn)知，從而帶給學(xué)生豐富的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，促進(jìn)學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的成長(zhǎng)。