借力趣味實驗提升科學素養(yǎng)

李偉明

國務院頒布的《全民科學素質行動計劃綱要實施方案（2016—2020年）》明確提出，要在基礎教育階段激發(fā)學生的科學興趣，從而培養(yǎng)學生的科學思想和科學精神。《義務教育小學科學課程標準（2017年版）》（下文簡稱《課程標準》）也指出，培養(yǎng)學生具有積極的科學探究和學習興趣是小學科學教學的主要任務之一。因此，作為科學教師，應將知識點與趣味實驗有效結合，讓學生在趣味的實驗中掌握科學概念。同時這也能夠使教學內(nèi)容變得更加豐富多彩，充分吸引學生的注意力，使學生積極主動地參與到科學教學活動中，從而提高學生的科學素養(yǎng)。

一、實驗造沖突，促習慣養(yǎng)成

學生接觸的第一堂科學課，為他們打開了認識科學奧秘的大門，對培養(yǎng)學生良好的科學素養(yǎng)尤為重要。因此，教師可以選擇趣味實驗，使學生與自己的前概念產(chǎn)生足夠的沖突，形成強烈的反差，進而進行適當?shù)乃枷虢逃?，強調實驗數(shù)據(jù)的重要性，培養(yǎng)學生尊重事實、不隨意修改、不在數(shù)據(jù)中挑選符合自己想法的內(nèi)容的意識和仔細嚴謹、實事求是的科學作風。

例如，一接手一年級的科學課，筆者就特意從“德國小學生最喜歡的111個科學小實驗”中選擇了兩個小實驗“神奇的保鮮袋”和“神奇的鞋盒”，以表演的形式展示。展示前，詢問：“如果老師將牙簽插入保鮮袋，裝滿水的保鮮袋會怎么樣？”學生的答案都是“袋子會漏水”“袋子會炸開”等。筆者沒有否定學生的答案，而是將水袋放在某個男生的頭上，將牙簽插入水袋。有的學生尖叫起來，然而，出乎他們的意料，水一滴都沒有滴出來。學生們的興趣一下子高了起來，筆者應要求多插了幾個牙簽，結果也還是一樣?！按颖徊迤?，水流出來”對于每個學生來說，是一個基本的常識。筆者進一步引導：“現(xiàn)在我們想的都是袋子破了水會流出來，那么我們能不能修改我們的實驗結果，改為會流出來？”學生們都異口同聲說不能。

學生有很多不完整或者錯誤的前概念（或生活經(jīng)驗），在科學實驗探究中，經(jīng)常會左右學生實驗的結果。只有從心靈深處去促動學生，引導學生認識尊重實驗數(shù)據(jù)的重要性，養(yǎng)成良好的科學素養(yǎng)，才能為后續(xù)的科學探究奠定基礎。

二、實驗創(chuàng)模擬，促概念完善

在科學探究中，因受時空的限制，對地球與宇宙領域的知識教學，學生無法進行直接觀察與探究。這使得學生缺少直觀體驗，難以激發(fā)學習興趣?？匆曨l能形成視覺沖擊，卻不能使人直觀感受到現(xiàn)象背后所隱藏的原理。因此，教師要通過與事實相仿的結構性材料，選擇合適的趣味實驗，現(xiàn)場進行模擬實驗，吸引學生的注意力，使之產(chǎn)生學習的欲望。

例如執(zhí)教《地球內(nèi)部運動引起的地形變化》一課，在討論“地球內(nèi)部的高溫會對地球表面產(chǎn)生影響嗎”這一問題時，學生產(chǎn)生意見分歧和困惑，筆者出示模擬實驗裝置，讓學生討論如何利用實驗裝置進行模擬實驗。漏斗和黏土模擬的是地殼表面，番茄醬模擬的是地核和地幔，酒精燈模擬的是地球內(nèi)部的高溫。在學生了解實驗裝置并充分討論實驗操作后，筆者結合學生的討論出示模擬實驗的步驟及注意事項，引導學生進行模擬實驗。學生在模擬實驗后觀察到現(xiàn)象：高溫后漏斗里面的番茄醬會噴出來，往漏斗外面流，黏土模擬地面被番茄醬流過出現(xiàn)裂痕。在此基礎上，再讓學生通過視頻觀看真實的火山爆發(fā)，學生對于火山爆發(fā)是由內(nèi)部溫度越來越高導致的就會有更深入的認識。

教師對于抽象的自然現(xiàn)象，需要提供模擬實驗，化枯燥的直接式講述為學生喜歡的趣味實驗探究，從而激發(fā)學生實驗探究的欲望，完善學生的科學概念。

三、實驗造教具，促素養(yǎng)養(yǎng)成

《課程標準》指出，小學科學課程應開發(fā)具有趣味性的教具和提供能激發(fā)和維持學生進行科學學習的資源和策略。保護學生的好奇心和求知欲是小學科學教學的基本理念。作為教師，培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)，需要從培養(yǎng)學生創(chuàng)新實驗器材入手，激勵他們不斷在“發(fā)現(xiàn)—質疑—實踐—創(chuàng)新”中發(fā)展科學核心素養(yǎng)，讓創(chuàng)新教材教具成為實驗教學的助推器。

例如，在執(zhí)教《誰先迎來黎明》一課時，筆者發(fā)現(xiàn)教材的模擬實驗中存在以下4個問題：1. 學生不能全都參與實驗觀察;2. 學生難以開展有效的模擬實驗;3. 學生容易因提供的材料產(chǎn)生誤解;4. 學生容易因行為的習慣影響結果。因此，筆者鼓勵學生通過創(chuàng)新實驗教具，將實驗器材整合為一個整體：利用臺燈調節(jié)桿調節(jié)照射地球儀的角度，保證照射的角度固定不變，避免誤差出現(xiàn);利用電機控制地球自轉速度，可以保證地球儀的地軸傾斜角度固定，更接近地球的自轉運動。創(chuàng)新的實驗裝置“多功能光電地球儀”較之前更容易突破本節(jié)課的教學重難點，學生也因此能夠有充足的機會參與到模擬實驗的觀察中，有助于修正和完善他們的科學概念。

在科學學習中，引導學生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題，進而創(chuàng)新實驗教具，能有效培養(yǎng)學生科學創(chuàng)新的意識，促進他們科學素養(yǎng)的養(yǎng)成。

四、實驗延課外，促知識豐富

科學課程的開放性，更表現(xiàn)在對課程內(nèi)容的設置上。將趣味實驗與教材內(nèi)容有機結合，將課堂教學延伸課外，作為課堂教學的補充，能更好地發(fā)揮科學教學的價值。因此，作為教師，應充分挖掘每節(jié)科學課的價值，將延伸的趣味實驗與學生的日常生活實際相聯(lián)系，充分體現(xiàn)實踐性和探究性，促進學生的科學素養(yǎng)協(xié)調發(fā)展。

例如《誰更硬一些》一課，學生在擴展環(huán)節(jié)學習了“飲料罐的故事”，了解了飲料罐制作和回收利用的過程。于是筆者在科學校本課程上繼續(xù)引領學生完成延伸的趣味實驗：利用廢舊飲料罐制作凈水劑。學生在筆者的引導下，了解到飲料罐的諸多用途，更進一步提高了環(huán)保意識。

再如《起點與終點》一課，學生通過課堂學習認識到青蛙比賽跳遠為保證公平需要標記起點與終點，制訂比賽規(guī)則。為了激發(fā)一年級學生的探究熱情，可以引領學生課后繼續(xù)探究趣味“射紙飛機”比賽，在比賽的過程中，逐步討論射紙飛機的規(guī)則，讓學生形成公平客觀的科學概念。

教師創(chuàng)設富有趣味的實驗，不僅能夠加深學生對教學內(nèi)容的理解，還能調動學生的學習積極性，鍛煉學生的思維活躍性，提高學生學習能力和對事物的認知能力，進一步培養(yǎng)學生的環(huán)保意識、創(chuàng)新意識等。

在小學科學課程中，學生需要在實驗操作中完善科學概念、形成科學態(tài)度。因此，將趣味實驗融入到小學科學教學中，不僅能加深學生對教學內(nèi)容的理解，還能讓學生掌握更多課本以外的知識，拓寬學生的知識面。此外，學生的實踐能力、創(chuàng)新能力等也能得到全面發(fā)展，進而提升科學素養(yǎng)。

（作者單位：福建省晉江市第二實驗小學第二校區(qū) 本專輯責任編輯：莊嚴 黃曉夏）