通過實驗教學推進學生深度學習

張牧文

在小學科學課堂教學活動中一向不缺乏各種精彩有趣的科學實驗內容，然而，對培養學生的科學思維的相關教學研究還較為缺乏。盡管當前各學校與科學教師都在對此進行不斷的分析和探索，但實驗教學大多還停留在動手實踐與學生的表面思考，因此，教師應當深入探索學生的認知發展規律，引導學生通過科學實驗推進深度學習，從而真正發揮出科學實驗的科學價值。

一、動手與動腦結合

科學探究有兩條線索：可見的動手活動和不可見的動腦活動。將手腦有機結合，要求科學教師既要關注探究實驗活動的本身設計，還要使相關實踐活動能有助于學生的觀察、思考與討論思考。另外，教師還應巧妙使用教學策略，促進學生進行主動積極的思考。

一是關注探究活動的設計。教師在進行蘇教版五年級《感覺》這堂課的教學時，創設了兩個課堂活動。第一個活動是，分別在捏住鼻子和松開鼻子的狀態下，嘗花生米，記錄下感覺，以探究嗅覺和味覺之間的聯系。第二個活動是播放三段視頻，第一個視頻沒有口型，只有發音，在第二、三個視頻中，口型不同，發音相同，這個活動是為了探究聽覺和視覺之間的聯系。活動一與活動二是并行實驗，是為了解決同一個問題，即各個器官的感覺之間是怎樣聯系的。因此，實驗教學應當有概括的過程，例如：通過以上兩個實驗，我們發現，各個器官的感覺之間有聯系，它們相互作用、互相影響。

二是促進學生的思考。在蘇教版二年級《今天天氣怎么樣》一課的教學中，教師要求學生自己設計一個“多云”的天氣符號，之后挑選6張作品進行展示，并請全班同學評價。學生會從云畫得多不多、太陽是不是太大了、云朵有沒有把太陽遮住等幾方面來評價。教師問學生：你們認為，一個好的天氣符號，要達到什么標準？學生很快總結出，天氣符號應該準確、簡潔。這個教學環節首先培養了學生的創造力，其次滲透了觀察、比較、概括的思維訓練，接著用一個極具針對性的問題，將課堂聚焦到“天氣符號的標準”上。在蘇教版五年級《簡單電路》教學中，教師課前搜集了班級所有學生關于“如何連接才能點亮小燈泡”的想法，在每種想法下，標上人數。實驗結束后，學生驚訝地發現，支持人數最多的想法，反而是錯誤的。這一設計充分利用學生的前概念，造成認知矛盾，同時滲透了科學精神。

二、過程與結果結合

教師的習慣是，希望學生趕緊說出結論。這種追求“標準答案”的急迫心態，是在對學生“逼供”。而當前的小學科學教學活動，過程應該比單純地得到結果更加重要，教師也應更加關注學生到底是如何分析與思考出這一結論的。譬如，教師在講授蘇教版五年級《折形狀》這一課內容的時候，可以引導學生獨立設計課堂實驗方案，從而分析挖掘出形狀與承受力之間的緊密關系。學生在活動過程中，會因為A4紙有折痕，或者重物放置的位置不對，最后得出“四棱柱紙筒承受力比三棱柱差”這種異常結論。對此，教師有兩種處理方法。一種是，采用大部分小組的正確結論，直接講解：紙筒的棱越多，承受力越好。這種做法就是典型的追求“標準答案”，忽略了科學探究中的科學精神。另一種是，將異常數據拿來專門分析。教師可以問學生，這個小組的數據與其他組不同，你怎么解釋這個現象？學生會有很多想法，例如，這個小組在制作紙筒時，沒有把膠水粘好;或者在紙筒上放重物時，沒有正對紙筒中心;或者紙筒的承受力本來就與形狀毫無關系。教師趁機追問，究竟是不是這樣，怎么判斷我們的想法對還是不對？學生提出再做一次實驗，但這次需更加仔細地制作紙筒，并且放重物的時候，一定要小心。第二輪實驗后，異常數據消失了。大家一致認為，紙筒的形狀和承受力有關。那么第一次為什么會出現異常數據呢？教師再請第一輪出現異常數據的小組進行解釋。在蘇教版四年級《擺》一課的教學中，學生實驗的數據顯示，在相同時間內，鐘擺擺動的次數不一樣，教師有時為了趕教學環節，會計算8個組擺動次數的平均數，作為最終數據。但鐘擺擺動的次數應當是穩定的，教師應帶領學生探究那個異常數據，這才真正體現了科學探究的精神。

三、促學與讓學結合

促學的基礎是設計。教師采用認知策略，促進學生記錄得更加準確，搜集的信息更加完整。讓學是指教師應學會傾聽和等待，把課堂的時間和活動的機會留給學生，說得少一點，課堂的節奏慢一點。

在蘇教版六年級《能量的轉化》一課的教學中，學生做“燃燒花生米”的實驗時，教師要求學生在記錄單上，詳細地記錄觀察到的現象。設計巧妙的記錄單、明確的觀察要求，是促學的手段。學生匯報結束后，教師問學生：上節課我們知道花生米中有化學能，經過這樣的變化以后，化學能去哪了？學生遇到這個問題，需要時間思考。心急的教師會提醒，剛剛花生米周圍空氣的溫度上升了，說明能量去了哪里？教師這么一說，學生馬上反應過來，化學能肯定轉化成了熱能。這個答案不是學生自己思考出來的，而是教師暗示的。既然學生在實驗中，按照要求如實記錄了實驗現象，教師不妨把這個思考的時間還給學生，引導學生仔細考慮，花生米燃燒過程中的黑煙代表什么，火苗代表什么，空氣溫度上升代表什么，進而思考：花生米中的化學能去了哪里？

實驗教學需要重視教師在“教學”中的主體地位，還需重視學生在“實驗”中的主體地位。在科學課堂上，實驗要體現出認知對科學學習的價值。科學教師應樹立實驗教學新思維，以促進學生的思維發展為立足點，幫助學生逐步形成科學素養。