小學科學實驗的嚴謹性不容忽視

王曉英

2017年版課標，重新定位了小學科學課程的性質。小學科學《課標》認為，早期的科學教育，對于學生科學素養的形成具有不可替代的作用。在小學的科學教育中，探究活動作為學生科學學習的核心，即是科學學習的方式，又是學習的目標。而進行探究活動最常用的辦法就是實驗，可見，實驗教學在小學教育中有著舉足輕重的作用。實驗教學，不僅有助于科學知識的探究，更是培養學生嚴謹的生活學習態度。教學中的實驗操作是否規范嚴謹，對于學生一生的成長，有著長遠的影響。

我參加過多次縣級的科學教研活動，親眼目睹了多位老師的示范教學。為了抓實課堂教學，激發學生對科學的興趣，每節課上都有實驗過程的操作。

在此，我們先看兩個案例。

案例一：

這是五年級的教學內容——《給冷水加熱》，為研究水在變熱過程中的體積變化，在教學中設計了一個演示實驗。

執教的老師五十多歲，他先取一支試管，裝上常冷水，未滿，剪一小塊氣球皮把試管口蒙住，拉平，并用橡皮筋扎緊；然后把這支試管插在熱水杯里，使試管內的水變熱，讓學生們觀察試管口的變化（學生們看見了在熱水中氣球皮向外凸起）；接著，他又把該試管取出，插入冷水杯里，使試管內的水變冷，讓學生們觀察試管口的變化（這時管口變化不太明顯），老師把包在試管口的氣球皮放開，并說：“熱空氣太多了。”然后重新套上試管口并扎緊，又再次放入冷水杯中，這時學生都看見氣球皮明顯的凹陷下去了。這位老師總結說：“現象如此明顯，說明了水受熱體積膨脹，受冷體積收縮了。”

這個實驗，教材上說試管內裝滿水，但是這位老師的試管卻并沒有裝滿水，試管內有空氣存在，會不會影響實驗呢？另外，老師為什么要擅自取開氣球皮呢？

案例二：

這也是五年級的教學內容——《液體的熱脹冷縮》。目的是觀察在不同的環境溫度下，水的體積變化情況。為了激發學生的探究意識，讓所有學生參與到實驗中來，老師特意設計了一個學生實驗環節。

上課的女老師年近40歲，她帶領學生體驗了這個實驗過程。她課前為每個小組準備好了實驗器材：一個裝有紅水的平底燒瓶（水未滿），燒瓶口用橡皮塞塞住，有一細玻璃管穿過橡皮塞中央伸入燒瓶內液體之中；另備有兩個大的燒杯，分別裝著冷水和開水。

教學時，學生們在老師的指導下，把裝有紅水的燒瓶先后放入盛有開水和冷水兩個大燒杯，觀察細玻璃管內的液面高度的變化，并記錄下來。細玻璃管內的液面在盛有開水的燒杯中上升得特別明顯，有幾個小組的液體甚至是溢出了玻璃管，然后將其放入盛有冷水燒杯中，發現玻璃管中的液面則有所下降。

這個實驗，教材上是要求實驗中觀察所用紅水應裝滿燒瓶，但是教師卻讓燒瓶上部留有一定的空隙。以至于實驗中紅水溢出了玻璃管，液面上升的最終高度到底在哪里呢？學生無法知曉。當學生將燒瓶放入冷水中，液面真的是下降了嗎？下降了多少？都不清楚，這便不再具有對比性了。

一、課后思考

縱觀兩節課中教師組織的實驗都存在著一些不足。

案例1中教師的操作有兩個問題：第一，實驗的目的是驗證水的熱脹冷縮。試管里應該裝滿水，但教師用于實驗的試管卻有約20%空氣，而空氣的熱脹冷縮現象比水的更加明顯。實驗觀測到的結果究竟是“水的熱脹冷縮”，還是“空氣的熱脹冷縮”導致的呢？這影響了實驗的準確性。第二，違反操作規程。在實驗過程中教師擅自取開氣球皮，人為改變實驗進程。這不利于培養學生正確的實驗觀和實驗操作方法。

案例2中這位教師也存在相似的問題，教材上要求燒瓶內應裝滿紅水，但教師卻留有一部分空氣，從而導致現象出現了異常，結果失真，因為有空氣在燒瓶內，從而放大了水的熱脹冷縮現象，以至于實驗失敗，后面學生再次將燒瓶放入冷水的實驗就沒有意義了。

這樣不嚴謹的實驗操作，必然會誤導學生對知識的認知過程和形成錯誤的探究方法。教師在實驗中操作的隨意性、主觀性，也會教會孩子不尊重事實，不尊重科學，隨意而為，有時甚至有可能發生不可想象的意外傷害。如果人生之初形成的科學觀念都是錯誤的，何談科學素養的形成！何來科技人才的培養？

科學實驗必須尊重客觀事實，必須遵循科學實驗的嚴謹性。我們所做的科學實驗，都是經過驗證，而且是多次重復的實驗，前提條件應該是不變的，才能驗證出這樣的結果來。由于教師不嚴謹的實驗操作，任意的改變過程中的條件，那么出現了類似的結果，也應該是失敗的！也應該是被質疑的！

二、對策探尋

由于科學這門學科的建立時間不長，囊括了初中所學的物理、化學、生物、地理的內容，需要規范操作的實驗也很多，對專業學科的老師要求也很高。

作為科學學科教師，無論是剛從學校畢業參加工作的，還是中途轉崗教學的教師，都需要有一個不斷學習和自我完善的過程。課前，都必須要熟悉《課標》，都要仔細研讀教材課標的要求，對要涉及的實驗進行預做，對實驗中可能出現的問題才會了如指掌，教學時才能有所防范。課中，師生的實驗操作必須規范、嚴謹，認真客觀的對待實驗進程，仔細分析實驗現象，探究實驗結論。課后，作為教師更要要及時反思和總結實驗中出現的問題，以待下一次實驗中有所改進。

科學技術代表了一個國家的勢力是否雄厚！為響應時代的要求，要真正做到“科技興國，科教興邦”的目的，我們必須從娃娃抓起！從小培養他們的科學素養，和對科學的興趣，我們要規范、嚴謹、認真地對待手中的這份啟蒙教育！