科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的問題及對(duì)策思考

張景亮

小學(xué)科學(xué)有很多“好玩”的實(shí)驗(yàn)，因此它成了小學(xué)生最喜歡的課程之一。為了讓學(xué)生一直喜歡上科學(xué)課，在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，教師要合理安排實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，設(shè)計(jì)有效實(shí)驗(yàn)方法，有效提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。但隨著《小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》（以下簡稱《課標(biāo)》）的實(shí)施，新技術(shù)的出現(xiàn)，小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)在更加多樣化的同時(shí)也暴露出了一些新的問題。本文主要對(duì)現(xiàn)階段小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中出現(xiàn)的一些問題進(jìn)行了分析，并提出了相應(yīng)的對(duì)策。

實(shí)驗(yàn)是小學(xué)科學(xué)基本的教學(xué)活動(dòng)，是開展探究學(xué)習(xí)的有效途徑。在開展小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，要合理安排實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，正確引導(dǎo)學(xué)生開展實(shí)驗(yàn)探究，在滿足學(xué)生好奇心和求知欲的同時(shí)進(jìn)一步促進(jìn)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的養(yǎng)成。

一、科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的存在問題

隨著2017版《小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》的實(shí)施，加上數(shù)字傳感器、VR等多種教學(xué)設(shè)備和教學(xué)技術(shù)的引入，讓進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)的方法有了更多選擇，科學(xué)課堂的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)也更加豐富，但同時(shí)在科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中也出現(xiàn)了不少新的問題。

（一）舊教材的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與《課標(biāo)》的要求不契合

2017版的《小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》，除了對(duì)課程性質(zhì)重新進(jìn)行了定義外，課程目標(biāo)和課程內(nèi)容也有了較大的改變，課程目標(biāo)增加了科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)與環(huán)境目標(biāo)，課程內(nèi)容增加了技術(shù)與工程領(lǐng)域。但新的課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施后，現(xiàn)在只有一到三年級(jí)用的是新教材，四到六年級(jí)用的還是舊教材，雖然每位科學(xué)老師都認(rèn)真學(xué)習(xí)過新的課程標(biāo)準(zhǔn)，但由于受舊課程標(biāo)準(zhǔn)和舊教材教學(xué)方法的影響，在使用舊教材進(jìn)行教學(xué)時(shí)很難擺脫舊的教學(xué)觀念影響，很多實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容和方法都按照以前的教法實(shí)施，跟不上《課標(biāo)》的要求，不符合新課程改革的需要，影響學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)的養(yǎng)成。

（二）新教材的實(shí)驗(yàn)有待改進(jìn)

新的課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施后，從一年級(jí)開始就有了科學(xué)課，到現(xiàn)在為止，一到三年級(jí)用的都是新教材。新教材是根據(jù)新的課程標(biāo)準(zhǔn)編寫的，因此教材里的很多實(shí)驗(yàn)都是新設(shè)計(jì)出來的，就算是舊教材里出現(xiàn)過的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，它的實(shí)驗(yàn)方法也有所改變。新的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)出現(xiàn)了，但實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)器材還是舊的，新的實(shí)驗(yàn)器材又沒普及，這時(shí)候老師要根據(jù)新的課程標(biāo)準(zhǔn)完成新教材里的實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)就是很大的挑戰(zhàn)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)中出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)效果不明顯，實(shí)驗(yàn)結(jié)果不符合實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)等現(xiàn)象就在所難免了。

（三）新設(shè)備、新技術(shù)沒有精準(zhǔn)運(yùn)用

隨著社會(huì)的發(fā)展，不少新的教學(xué)設(shè)備和技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，例如手機(jī)投屏、數(shù)字傳感器、VR虛擬技術(shù)等大量運(yùn)用到了科學(xué)實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)中。這些新技術(shù)和新設(shè)備的運(yùn)用，讓科學(xué)實(shí)驗(yàn)有了更多的探究方法，也讓科學(xué)課堂的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)更加豐富。由于它們使用方便、效果明顯，而且還很新穎，所以不僅老師喜歡使用，對(duì)學(xué)生也充滿了吸引力，在不少課堂教學(xué)中都會(huì)出現(xiàn)它們的身影，但在實(shí)驗(yàn)中，這些新技術(shù)和新設(shè)備是否體現(xiàn)了它們應(yīng)有的價(jià)值呢？會(huì)不會(huì)給學(xué)生的學(xué)習(xí)帶來負(fù)面的影響呢？這也是值得深思的問題。

（四）科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的場室不足

隨著新課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施，一二年級(jí)也開設(shè)了科學(xué)課，科學(xué)課的課時(shí)數(shù)增加了，但學(xué)校的科學(xué)實(shí)驗(yàn)室卻沒有增加，原來使用率很高的科學(xué)實(shí)驗(yàn)室，現(xiàn)在根本滿足不了每個(gè)班都到實(shí)驗(yàn)室上實(shí)驗(yàn)課的要求，但作為科學(xué)教學(xué)主要組成部分的實(shí)驗(yàn)教學(xué)是不能取消的，這個(gè)問題又能怎樣解決呢？

二、解決科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)問題的有效對(duì)策

小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是師生進(jìn)行教與學(xué)的活動(dòng)，教學(xué)效果除了與實(shí)驗(yàn)材料、實(shí)驗(yàn)分組、實(shí)驗(yàn)方法有關(guān)外，還與教師的教學(xué)風(fēng)格、知識(shí)水平，學(xué)生的年齡特征、動(dòng)手能力等其他因素密切相關(guān)。在眾多因素的影響下，在不同的階段必然會(huì)出現(xiàn)新的實(shí)驗(yàn)問題，通過有效的方法解決新的問題后能有效提高教師的實(shí)驗(yàn)教學(xué)能力。針對(duì)上面遇到的實(shí)驗(yàn)問題，筆者提出以下解決對(duì)策。

（一）合理整合教學(xué)內(nèi)容，讓課標(biāo)的“新”激活教材的“舊”

新課程標(biāo)準(zhǔn)的頒布，說明舊課程標(biāo)準(zhǔn)肯定有不足的地方，而舊教材是根據(jù)舊的課程標(biāo)準(zhǔn)編寫的，很多地方不符合新課程標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。現(xiàn)階段小學(xué)四到六年級(jí)用的還是舊教材，要老師按新的課程標(biāo)準(zhǔn)去上課，除了要考慮學(xué)生的原有知識(shí)技能外，還要考慮教材的整合，讓舊教材的教學(xué)更符合新的課程標(biāo)準(zhǔn)。

例如新的課程標(biāo)準(zhǔn)的教學(xué)內(nèi)容增加了技術(shù)與工程領(lǐng)域，而技術(shù)與工程有關(guān)的教學(xué)內(nèi)容在舊教材中一般是安排一節(jié)課完成的，如“做一個(gè)指南針”“用紙?jiān)煲蛔鶚颉钡取?duì)于這樣的課，教師的一般教法是詳細(xì)引導(dǎo)學(xué)生怎樣去做，學(xué)生按照學(xué)到的方法去完成制作。但新課程標(biāo)準(zhǔn)引入技術(shù)與工程領(lǐng)域這一教學(xué)內(nèi)容后，要完成一項(xiàng)相關(guān)的制作，必須對(duì)學(xué)生提出明確的任務(wù)，學(xué)生根據(jù)任務(wù)去研究解決方案，畫出設(shè)計(jì)圖，再根據(jù)解決方案和設(shè)計(jì)圖去準(zhǔn)備材料進(jìn)行制作，作品做好后要進(jìn)行調(diào)試、展示、評(píng)價(jià)，并根據(jù)調(diào)試、展示和收到評(píng)價(jià)意見不斷進(jìn)行完善。對(duì)于這樣的安排，最少要用兩節(jié)課以上才能完成。而舊教材的教學(xué)內(nèi)容安排得很緊湊，如果一個(gè)教學(xué)內(nèi)容用多了一個(gè)課時(shí)來上，必然會(huì)影響到其他教學(xué)內(nèi)容的教學(xué)時(shí)間安排，這時(shí)對(duì)單元教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行合理整合是有效的方法之一。六年級(jí)上冊(cè)的“能量”教學(xué)單元，這個(gè)單元有一個(gè)教學(xué)內(nèi)容是《神奇的小電動(dòng)機(jī)》，這節(jié)課有一個(gè)制作活動(dòng)是讓學(xué)生設(shè)計(jì)一種方法讓電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)起來。按照舊的教法，教師會(huì)讓學(xué)生按照課本的方法去制作，甚至是通過視頻去理解。這樣的安排一節(jié)課是夠用的，但按新的課程標(biāo)準(zhǔn)，這就是一個(gè)技術(shù)與工程領(lǐng)域的內(nèi)容，必須讓學(xué)生經(jīng)歷研究出讓小電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)起來的方案、畫設(shè)計(jì)圖、制作與調(diào)試并不斷完善的過程，這樣的教學(xué)過程必須要兩節(jié)課以上。那么多用的一個(gè)課時(shí)從哪來呢？筆者把這個(gè)單元里《電磁鐵的磁力（一）》和《電磁鐵的磁力（二）》這兩節(jié)課合并成一節(jié)課來上，這樣的合并對(duì)于六年級(jí)的學(xué)生來說是完全可以接受的，而多出來的一個(gè)課時(shí)正好用來給學(xué)生研究怎樣讓小電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)起來。

（二）合理改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法，讓實(shí)驗(yàn)效果更明顯、更科學(xué)

新教材的實(shí)驗(yàn)有不少是新的，也有不少是根據(jù)舊教材進(jìn)行改進(jìn)的，無論是新的實(shí)驗(yàn)還是改進(jìn)過的實(shí)驗(yàn)，對(duì)于剛?cè)谓绦陆滩牡慕處焷碚f都必須重新去認(rèn)識(shí)，去研究，發(fā)現(xiàn)其中不足，想出改進(jìn)方法，才能讓實(shí)驗(yàn)效果更明顯，更合理。

例如三年級(jí)上冊(cè)“空氣有質(zhì)量嗎？”是一個(gè)改進(jìn)型的實(shí)驗(yàn)，它改進(jìn)的地方一個(gè)是新教材的簡易天平的天平尺是用架子撐起來的，舊教材是用繩子綁著吊起來的;第二個(gè)改進(jìn)是舊教材的空氣是用氣球來裝的，新教材的空氣是用小球來裝的。用架子把天平尺撐起來比用繩子綁要穩(wěn)定，容易操作，但不夠靈敏，特別是天平尺較短的時(shí)候，用來測質(zhì)量很小的空氣，很難看出它的傾斜情況，效果不明顯。用小球代替氣球是一個(gè)很好的改進(jìn)，因?yàn)闅馇虺錃夂篌w積比原來大很多，受到空氣的浮力也會(huì)大很多，會(huì)影響實(shí)驗(yàn)效果，而玩具小球充氣后體積變化不大，受空氣浮力影響也不大，實(shí)驗(yàn)結(jié)果會(huì)更合理。在用新教材的簡易天平進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，由于天平尺的轉(zhuǎn)動(dòng)不靈敏，也不夠長，所以把充足空氣的小球放上去后，很多時(shí)候看不出放小球的一邊是往下傾斜的，實(shí)驗(yàn)效果不明顯。根據(jù)這個(gè)缺點(diǎn)，把支撐天平尺的架子換成一個(gè)托盤天平，直接把米尺固定在天平的托盤上，由于天平擺動(dòng)靈敏，把充足空氣的小球放在米尺的一端，就能明顯看出這一端是往下傾斜的。

“空氣能占據(jù)空間嗎？”也是這個(gè)單元里的一個(gè)實(shí)驗(yàn)，其中一個(gè)實(shí)驗(yàn)操作是用打氣筒連著球針，從杯底的小孔向杯里打入空氣，把杯里的水?dāng)D出去。這個(gè)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)不錯(cuò)，但操作起來有一定的難度，材料也不容易找。在做這個(gè)實(shí)驗(yàn)時(shí)，筆者是在一個(gè)小塑料杯的底部鉆了一個(gè)孔，跟著把杯子的整個(gè)底部用氣球套住，當(dāng)把杯子倒過來按進(jìn)水里時(shí)，杯子里的空氣就會(huì)通過小孔進(jìn)入到氣球里;當(dāng)用手壓氣球時(shí)，氣球里的空氣又會(huì)把杯里的水?dāng)D出去。反復(fù)進(jìn)行這個(gè)操作，可以看到空氣和水在反復(fù)占據(jù)杯里的空間，實(shí)驗(yàn)效果很明顯，而這兩樣實(shí)驗(yàn)材料很容易找到，也容易加工。

（三）合理運(yùn)用新技術(shù)，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果

在很多科學(xué)公開課中，經(jīng)常見到手機(jī)投屏、數(shù)字傳感器、VR等新設(shè)備、新技術(shù)在科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用，這些新技術(shù)、新設(shè)備的合理運(yùn)用肯定可以提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果，但也存在一些值得讓人思考的地方。

例如四年級(jí)上冊(cè)《探索尺子的音高變化》一課。實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生通過觀察改變尺子長短時(shí)聲音的變化，去理解尺子振動(dòng)快慢與聲音高低變化的關(guān)系。這個(gè)實(shí)驗(yàn)過程要求學(xué)生用耳朵去聽，用眼睛去看，再把聽到的和看到的記錄下來，然后畫出尺子振動(dòng)快慢與聲音高低變化的柱狀圖。有一位老師上這一課時(shí)，在教會(huì)學(xué)生怎樣擺放直尺和撥動(dòng)尺子后，跟著就用聲音傳感器去測尺子在不同長度時(shí)的聲音高低，聲音高低變化的數(shù)值就直接顯示在平板電腦上，再按了其中的一個(gè)按鈕，聲音高低變化的曲線圖馬上呈現(xiàn)了出來。通過傳感器的數(shù)據(jù)，學(xué)生很快知道了尺子振動(dòng)速度與聲音高低變化的關(guān)系，但在這個(gè)過程中學(xué)生對(duì)尺子振動(dòng)的快慢沒有看，聲音高低的變化沒仔細(xì)聽，也沒有畫聲音變化柱形圖，這樣的實(shí)驗(yàn)教學(xué)不利于學(xué)生科學(xué)學(xué)習(xí)能力的發(fā)展，讓實(shí)驗(yàn)效果大打折扣。

任何技術(shù)的運(yùn)用都是為教學(xué)服務(wù)的，當(dāng)把新的技術(shù)運(yùn)用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，一定要考慮對(duì)學(xué)生發(fā)展的影響，才能有效提高實(shí)驗(yàn)效果。

（四）合理開發(fā)課室資源，讓實(shí)驗(yàn)場地靈活化

隨著一二年級(jí)開設(shè)科學(xué)課，學(xué)校的教學(xué)班不斷增多，原來的科學(xué)實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)安排不了全校的科學(xué)實(shí)驗(yàn)課，在沒條件增加科學(xué)實(shí)驗(yàn)室的情況下，要保證科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，在課室上實(shí)驗(yàn)課就是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。在課室上科學(xué)實(shí)驗(yàn)課，要考慮實(shí)驗(yàn)材料的準(zhǔn)備、學(xué)生分組、實(shí)驗(yàn)材料的收發(fā)等諸多因素，所以很有必要開展專題研究，研究怎樣在課室上好科學(xué)實(shí)驗(yàn)課，對(duì)實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)材料、實(shí)驗(yàn)分組等進(jìn)行充分研究，讓在課室上科學(xué)實(shí)驗(yàn)課順利進(jìn)行，保證科學(xué)課程的有效實(shí)施。

好的實(shí)驗(yàn)?zāi)茏寣W(xué)生樂于參與并積極探究，好的實(shí)驗(yàn)效果明顯且結(jié)論正確，好的實(shí)驗(yàn)要為教學(xué)服務(wù)并能促進(jìn)學(xué)生科學(xué)能力的發(fā)展。當(dāng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)達(dá)不到這些好實(shí)驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，教師就要反思實(shí)驗(yàn)?zāi)睦锍霈F(xiàn)了問題，及時(shí)研究解決方法，讓實(shí)驗(yàn)教學(xué)更有效，有力促進(jìn)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的養(yǎng)成。