改進創新，讓科學實驗更切合小學生的認知

【摘要】實驗是科學教學的核心內容，是學生學習科學知識、完成科學探究過程、提升科學素養的重要手段。但在實際教學中，課本提供的實驗探究過程或多或少存在一些缺陷。而通過實驗材料及實驗步驟加以改進，使科學實驗更切合小學生的認知水平，有利于提高課堂效率，使學生的科學探究達到事半功倍的效果。

【關鍵詞】小學科學? 實驗探究? 實驗改進

【中圖分類號】G62 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2020）11-0191-01

實驗探究是小學科學課堂教學的核心環節，是培養學生科學素養和實驗操作能力的重要過程。小學階段的學生好奇心強，求知欲旺盛，對日常生活中的科學現象有強烈的探究欲望。2017版《義務教育小學科學課程標準》中指出：小學科學課程是一門實踐性課程，探究活動是學生學習科學的重要方式。因此在科學課堂中，教師應從學生熟悉的日常生活出發，讓學生親身經歷動手動腦等實踐活動，通過實驗來學習科學探究的具體方法和技能，理解基本的科學知識。

但在實際教學中，由于小學生的認知能力有限，觀察實驗只能注意到較明顯的現象，還缺乏透過實驗現象認識科學本質的能力。尤其是當實驗現象不明顯時，課堂上實驗探究的效率更是大打折扣。而目前使用的各版本科學教材中，不乏實驗設計不合理，所用材料不易得，操作過程繁瑣等問題，給學生觀察實驗現象造成了一定影響，致使實驗探究性不強，學生不能很好地通過實驗過程提高科學探究能力。那么，在實際教學中，教師要如何改進實驗，以提高科學課堂的有效性呢？下面筆者就以冀教版三年級《鏡子》一課中的實驗“改變光的傳播路線”為例，談談如何從實驗器材和實驗步驟兩方面對小學科學實驗加以改進，使之更切合小學生的認知能力。

一、實驗材料改進

“材料引起學習，材料引起活動”，精心準備的實驗材料是一次實驗探究成功的基礎。而實驗材料的選取，要從多方面去考慮。首先，實驗現象是否明顯，是選取材料時考慮的第一要素。其次，要盡量選取身邊易得、學生感興趣、最好能重復使用的實驗材料。

在《鏡子》一課“改變光的傳播路線”實驗中，課本選取的實驗材料為平面鏡、手電筒、帶縫隙的硬紙板、白紙和尺子。其實驗步驟為將硬紙板及平面鏡固定在白紙上，手電筒的光透過硬紙板上的縫隙照到鏡子上，鏡子將光反射回來，在白紙上呈現出入射光線與折射光線，學生就可以在白紙上觀察到光的傳播路線。

但在預實驗及實際教學過程中，我發現家用手電筒亮度較小，在正常亮度的教室中，其透過縫隙再被鏡子折射的光線極難被觀察到。學生不能直觀地觀察到光的傳播路線，也較難直接得出“鏡子能改變光的傳播路線”的實驗結論。此外，三年級學生的實驗操作能力有限，對于科學知識了解不深，因此在開展實驗探究前，需要教師進行實驗操作演示。但若教師需要在投影儀上演示實驗，手電筒的光線被投影臺的白光遮蓋，實驗現象更不易觀察，不能起到實驗演示的作用。而“帶縫隙的硬紙板”這一實驗材料需要學生自主制作，其縫隙寬度對實驗現象影響也較大，不利于學生開展實驗探究。

經過多次預實驗后，我將實驗材料簡化為教學用激光筆一支、白紙、平面鏡。激光器作為在本單元即將學習的一種人造光源，學生對其興趣很大。用激光筆取代手電筒作為光源，其發出的光束集中，無需額外使用帶縫隙的硬紙板。且激光在較強光照條件下仍清晰可見，便于學生觀察光的傳播路線，從而得出實驗結論。

二、實驗步驟改進

實驗步驟應盡量精簡，清晰易懂，方可增加學生實驗探究的成功率。若操作過程過于復雜繁瑣，易造成“重操作，輕觀察”的問題[1]，學生表面上都踴躍參與實驗，樂于動手操作，但實際上并沒有細致地觀察與思考，只將實驗當成了玩耍的過程，而忽略了觀察實驗結果，思考其中蘊含的科學知識，完全不能達到科學探究的目的。要提高實驗探究的有效性，就要求教師要重視實驗步驟設計，不能讓學生將關注的重心都放在實驗操作上，忽視觀察與思考的過程。

在“改變光的傳播路線”實驗中，改進實驗器材后，省略了制作帶縫隙的硬紙板及固定的步驟，我將該實驗步驟簡化為：

（一）將平面鏡固定在白紙上;

（二）在平面鏡前的白紙上標示0°-180°;

（三）將激光筆平放在白紙上，按動開關，觀察光的傳播路線。

改進后的實驗步驟更為精簡，易于操作，實驗現象更明顯，學生可以清晰地在白紙上觀察到激光光線表示的光的傳播路線，發現當光照到鏡子上時，有一部分光被鏡子表面反射回去，這就是光的反射現象。從而得出實驗結論：由于光的反射現象，鏡子可以改變光的傳播路線。

在課本的原實驗設計中，希望學生通過改變鏡子擺放的角度，發現入射光線和折射光線與平面鏡的夾角相同。但在實際教學中，我發現學生較難理解這一實驗步驟所得出的結論。在改進實驗步驟后，我要求學生在白紙上標示角度，根據白紙上顯示的光的傳播路線，學生可發現入射光線與平面鏡的夾角和折射光線與平面鏡的夾角相同，從而學生可直觀理解“光經鏡子折射后其入射角與出射角相同”這一較為抽象的結論。

小學科學是一門以實驗為基礎的學科，科學實驗是學生學習科學知識、提升科學素養、完善自身科學能力的有效途徑[2]，但課本中提供的實驗內容有一定局限性。因此在科學教學中，教師應積極研究課本的實驗設計，從材料準備和步驟設計兩方面對實驗探究進行大膽創新，以提高課堂的有效性，增加學生對科學探究的興趣。

參考文獻：

[1]梁啟勝.小學科學實驗“角色”意識的培養[J].漢字文化，2019（11）：171-172.

[2]岳映東.小學科學課堂有效教學現狀探析[J].學周刊，2019（17）：33.

作者簡介：

梁瀅（1998.5-），女，漢族，廣東省肇慶市人，本科在讀，研究方向：生物科學。