優化科學實驗教學從三方面入手

陳漢東

實驗教學是科學教學的重要部分，倡導學生以探究為主，在親身經歷中培養科學素養，并保護學生對外界事物的好奇心和求知欲。它對培養學生的團結協作精神，提高觀察、思維、動手等能力具有重要的作用。但不少科學教師受傳統教學影響，認為教材里一節課就那么幾句話，沒什么可講、可探究的；又有一些科學教師認為實驗儀器配備無法滿足要求，采用“讀科學、講科學”的方式教學。久而久之，學生感覺科學內容過于抽象，慢慢地就失去了興趣，厭倦了科學課。對此，2017版《義務教育小學科學課程標準》建議，廣大科學教師要創造性地使用教材，切實可行地處理與加工教材，以此來提高科學實驗的探究性和趣味性，讓學生期待上科學課。

一、基于學情分析，優化實驗設計

小學科學教學與其他課程的重要區別在于強調通過動手操作和探究式學習來培養學生的科學素養。教學之前，教師可以通過訪談、測試、繪制概念圖等方式摸清學生的“最近發展區”，并作為教學設計的重要依據，以尋求突破重點、解決難點的方法。教學過程中要多關注學生學習狀態、學生之間交流互動和回答問題的情況，了解學生的思維方向，有效地利用課堂生成資源，以便及時調整教學方式和進程，提高教學效率。還要做好課后的學情分析，教師可以通過設計學習單、小測、作業分析、座談等方式了解教學目標是否達成，學生對這節課的評價如何等反饋情況，以便鞏固教學。

筆者在執教五年級下冊“地球的運動”單元的《誰先迎來黎明》一課時，發現因學情不同，課堂教學情況有很大的差異。在本校教學時，前測發現通過此前的學習，大部分學生知道地球會自轉，知道自轉產生晝夜交替現象，地球是按照自西向東方向自轉，但理由說不充分，對時差問題也不是很了解。在此基礎上筆者調整教學順序，將確認地球自轉的方向作為教學重點，聯系學生生活實際經驗——太陽、星星的東升西落，在游樂場玩旋轉木馬時周圍事物的運動方向等，讓學生感受到物體前進時周邊的景物是后退的，所以根據星體東升西落判斷地球是自西向東自轉的。一次送培到一所鄉村學校也是執教該課，筆者也進行了一次前測，發現學生對地球自轉、時差等認識知之甚少。所以那次教學筆者把教學重點放在了誰先迎來黎明上。教學時以學生的親身體驗為主，并改變了學生座位的排列方式。通過筆者手持探照燈模擬太陽，學生依次序繞圈走動模擬城市的方法來體驗哪些城市先迎來黎明，最后教學時區部分。還有一次到廈門跟崗學習時執教此課，在與學生的交談中知道學生對自轉、時區等知識了解甚多，于是便在教學中進行了新的嘗試。以學生的自主學習、小組學習為主要學習方式，讓學生通過組建自己的學習共同體搜集時區的相關內容，將科學與數學、綜合實踐學科有機融合。同課異構了三次，側重點不同，但每次教學都是以學生的前概念為教學出發點，優化實驗教學過程，調整科學課堂的組織形式，使課堂教學目標合理，更有針對性，使學生對課堂有期待，漸漸愛上科學課。

二、改進實驗材料，優化實驗方法

教材中呈現的實驗材料，有時會有一些缺陷，操作起來效果不明顯甚至容易失敗，影響教學效果。因此，實驗教學教師要能夠根據實驗目標改進實驗材料，化“偶然”為“必然”，提高實驗成功率；化“隱性”為“顯性”，使實驗現象更突出；化“繁雜”為“簡單”，提高實驗效率，以達到理想的實驗效果。

筆者參加一次優質課比賽時，執教五年級下冊“熱”單元第五課《金屬熱脹冷縮嗎》，分析教材發現本課實驗教學存在幾個問題：①本課有2個實驗，一節課怕完成不了教學任務。②在磨課中發現，“觀察鋼條的熱脹冷縮”這一環節，加熱30 cm長的鋼條使它變大變粗耗時長，還要通過熱脹的鋼條使另一端的大頭針變歪，效果很不明顯。③教材只選銅、鋼兩種金屬，缺乏代表性沒有說服力。針對這些問題，筆者對本課的實驗進行改進：①設計了一種“電路金屬熱脹冷縮檢測儀”，做一個支架將需要檢測的金屬固定在電路的一端，金屬與開關之間僅留一點縫隙。給金屬加熱縫隙消失，此時通路，燈泡亮蜂鳴器響起；移除酒精燈后溫度下降金屬收縮，此時斷路，燈泡滅蜂鳴器停止鳴叫，使實驗效果更明顯。②準備了鐵、鋁、鋅、銀4種金屬，供同學自由選擇。③鋼因為加熱時間長，改為在學生小組匯報這段時間里做演示實驗。這樣操作時間更充分，實驗的結論更加豐富真實，學生也更主動參加到科學探究中。

三、應用信息技術，優化學習空間

雖然說小學科學是一門實踐性課程，但受教材限制，有些內容只是舉了一些簡單的例子或只給一兩張圖片，有些內容沒有及時更新與時代脫節，有些實驗因為種種限制無法實際操作。在實驗教學中適當使用信息技術手段，可以解決以上問題。如：教科版三年級上冊“植物生長變化”這一單元，書本上的知識比較單一片面、枯燥無味，教師可以通過制作微課視頻對植物一生幾個階段進行介紹，使教學內容變得形象直觀。課外時間還可以讓學生下載“形色”“花伴侶”等App來認識更多的植物。這樣學習的空間就變大了，跳出書本走出校園走進森林，學生隨時隨地拍一拍、掃一掃，就可以學到豐富的植物學知識。又如：教科版五年級下冊“地球的運動”單元和六年級下冊“宇宙”單元，如果只通過教材中的圖片文字去教學就不夠生動形象，無法激發學生的學習興趣，而信息技術手段的應用可以為學生清晰地呈現出相應的情境。在教學中可以下載“天文館”“3D地球儀”“谷歌星空”等App作為輔助手段，有條件的還可以用VR技術、3D建模把空洞虛幻的內容形象化。

信息技術的應用為學生提供了更好的探究空間，跳出了40分鐘課堂的束縛，使學生的探究活動更自主更有深度和實效。作為科學教師，在當今這個“互聯網+”的時代，要加強學習，與時俱進，要具備開發和利用網絡資源的技能，能夠創建適合學生學習的專題網站，能借助教育資源平臺開展“云教學”“平板教學”，促進師生之間的互動。

優化科學實驗教學是提高科學教學質量的重要途徑，就像是撬動科學課堂的杠桿。教師要找準“優化點”，構建有趣、直觀、高效的課堂，以培養學生的科學素養，讓科學課堂成為促進學生全面發展的殿堂。

（作者單位：福建省古田縣實驗小學 責任編輯：莊嚴 黃曉夏）