淺議提升小學(xué)科學(xué)分組實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)效性的措施

鹿建桂

摘要：科學(xué)實(shí)驗(yàn)是小學(xué)科學(xué)教學(xué)的重要組成部分，通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)，特別是分組實(shí)驗(yàn)教學(xué)，可以很好地幫助學(xué)生形成科學(xué)概念，提升動手動腦能力，培養(yǎng)科學(xué)思維和創(chuàng)新精神。因此，切實(shí)提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)效性，是小學(xué)科學(xué)課程目標(biāo)得以落實(shí)的重要途徑。本文以日?？茖W(xué)教學(xué)中幾個分組實(shí)驗(yàn)為案例，分別從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的直觀性、實(shí)驗(yàn)器材的選擇、實(shí)驗(yàn)過程的優(yōu)化、不同學(xué)科知識的滲透四個方面，對如何提升小學(xué)科學(xué)分組實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)效性，進(jìn)行了一些反思，提出了一些改進(jìn)意見和建議，以期對實(shí)際教學(xué)有所幫助。

關(guān)鍵詞：小學(xué)科學(xué)? 科學(xué)實(shí)驗(yàn)? 實(shí)驗(yàn)實(shí)效性

《義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》明確指出，“小學(xué)科學(xué)課程是一門基礎(chǔ)性、實(shí)踐性、綜合性課程”“小學(xué)科學(xué)課程實(shí)施的主要形式是探究活動”，而科學(xué)實(shí)驗(yàn)又是探究活動最常用的一種形式，科學(xué)實(shí)驗(yàn)在培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)方面至關(guān)重要。但在實(shí)際的課堂教學(xué)中，由于種種原因，小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)特別是學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)教學(xué)出現(xiàn)形式化、表面化的現(xiàn)象，缺乏實(shí)效性。因此，科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)效性問題值得關(guān)注。下面就從以下四個方面闡述一些提升科學(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)效性的具體措施。

一、增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象直觀性，提升實(shí)驗(yàn)實(shí)效性

科學(xué)實(shí)驗(yàn)離不開科學(xué)觀察，科學(xué)觀察是人們有目的、有計劃、有步驟地通過自己的感官去反映自然界各種事物現(xiàn)象的活動。觀察是非隨意性的，要憑借感官或科學(xué)儀器完成感性認(rèn)知活動，因此實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯、直觀、易于觀察，對于小學(xué)生尤為重要，否則激不起他們的學(xué)習(xí)興趣和觀察欲望，難以使其積極主動地參與其中。因而教師平時進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)時要多注意學(xué)生實(shí)驗(yàn)情況的反饋，多思多想，根據(jù)實(shí)際情況對教材安排的實(shí)驗(yàn)加以改進(jìn)。

例如，蘇教版科學(xué)老教材四年級下冊第三單元第五節(jié)《擺》中的科學(xué)實(shí)驗(yàn)——探究擺的快慢影響因素，如果按照教材安排，學(xué)生分別要做改變擺錘輕重、擺角大小、擺線長短三次對比實(shí)驗(yàn)，通過比較在規(guī)定時間里的擺動次數(shù)來確定影響擺的快慢因素是擺線的長短，與擺錘輕重、擺角大小無關(guān)。學(xué)生不僅要做多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)取平均值以減小誤差，還要分析自身的主觀原因，導(dǎo)致觀察記錄數(shù)據(jù)相差過大，實(shí)驗(yàn)耗時長，雖是定量觀察，但實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯，一些數(shù)據(jù)難以重復(fù)。如果制作兩個相同的擺，前后放置，同時擺動，每次改變其中一個因素，直接觀察擺動的快慢情況，如下圖所示，變量依次是圖一擺角，圖二擺錘輕重，圖三擺線長短。

這樣的改進(jìn)不但節(jié)約了大量時間，解決了由于課堂時間限制，有的學(xué)生動手能力差，沒有充足時間完成實(shí)驗(yàn)的問題，而且實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象非常直觀、明顯，易于操作，大大提升了實(shí)驗(yàn)的實(shí)效性。

二、自制實(shí)驗(yàn)器材，提升實(shí)驗(yàn)實(shí)效性

科學(xué)實(shí)驗(yàn)離不開實(shí)驗(yàn)器材。雖然很多學(xué)校實(shí)驗(yàn)室配備了器材，但實(shí)際使用時存在很多問題。有的器材只是讓學(xué)生簡單地動動手并沒有動腦。

例如，蘇教版科學(xué)老教材五年級上冊第一單元第四節(jié)《看月亮》中科學(xué)實(shí)驗(yàn)——觀察月相，教材選用的實(shí)驗(yàn)器材是月相盒，雖然可以看到月相的周期性變化，但學(xué)生觀察的只是簡單地轉(zhuǎn)動月相盒時出現(xiàn)的現(xiàn)象，觀察流于形式，不夠深入，不能和實(shí)際觀察月亮?xí)r看到的月相緊密聯(lián)系起來。而課外實(shí)際觀察，要耗時一個月，多數(shù)學(xué)生不能堅(jiān)持這么長時間的連續(xù)觀察。如果不用月相盒，改用自制的實(shí)驗(yàn)器材，如將八個乒乓球半面涂黑，呼啦圈八等分，粘上雙面膠，把乒乓球粘在呼啦圈上，亮面對準(zhǔn)同一方向，再讓學(xué)生把呼啦圈套在頭上，逆時針轉(zhuǎn)動身體，從全黑的乒乓球開始觀察，旋轉(zhuǎn)一周，觀察乒乓球的變化。這樣更具模擬效果，最主要是在制作、觀察過程中，不僅培養(yǎng)了學(xué)生動手動腦能力，還培養(yǎng)了其科學(xué)創(chuàng)新精神，使實(shí)驗(yàn)的實(shí)效性得以提升。

三、優(yōu)化實(shí)驗(yàn)過程，提升實(shí)驗(yàn)實(shí)效性

科學(xué)實(shí)驗(yàn)是為了解決“科學(xué)問題”，科學(xué)問題的解決要依賴事實(shí)基礎(chǔ)，以事實(shí)基礎(chǔ)為證據(jù)，運(yùn)用各種信息分析和邏輯推理得出結(jié)論。因此，事實(shí)一定要清楚，證據(jù)要充分，否則可能會得出錯誤結(jié)論。

例如，蘇教版科學(xué)新教材四年級下冊第四單元第四節(jié)《電路暗箱》中科學(xué)實(shí)驗(yàn)——檢測電路暗箱，按教材排列組合的實(shí)驗(yàn)方法，四個觸點(diǎn)的暗箱，要檢測12次，判斷出暗箱中電路的連接情況。這個實(shí)驗(yàn)要解決的問題是畫出暗箱中的電路圖。暗箱中連接了哪些電路元件，是基于觀察到的檢測器中小燈泡亮、滅和亮度變化的事實(shí)進(jìn)行分析推理得出的?！傲痢薄安涣痢比菀子^察判斷，但“更亮”“更暗”的亮度變化，如果沒有比較，是不能一次性判斷出的。因此，在把檢測器接入暗箱前，可以讓學(xué)生先將檢測器的兩端連接，觀察小燈泡的亮度，以此作參照，判斷接入暗箱時小燈泡亮度變化。另外引導(dǎo)學(xué)生思考、分析：每兩個插孔正反測兩次，是為了區(qū)分小燈泡“不亮”時，是電池接反還是電路斷開;但小燈泡“亮”和“更暗”，每種情況正反測現(xiàn)象相同，無須測兩次;出現(xiàn)小燈泡“更亮”這種現(xiàn)象，只有電池串聯(lián)正向接入一種情況，也無須測兩次。如此，檢測的次數(shù)大大減少。實(shí)驗(yàn)過程的優(yōu)化，不僅節(jié)約了實(shí)驗(yàn)實(shí)際操作時間，更培養(yǎng)了學(xué)生嚴(yán)密的邏輯推理能力，使實(shí)驗(yàn)的實(shí)效性得以提升。

四、多學(xué)科知識滲透，提升實(shí)驗(yàn)實(shí)效性

小學(xué)科學(xué)新課標(biāo)在說明小學(xué)科學(xué)課程綜合性課程性質(zhì)時，強(qiáng)調(diào)了“科學(xué)課程要與并行開設(shè)的語文、數(shù)學(xué)等課程相互滲透”。在進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)時，注重多學(xué)科知識的滲透可以提升實(shí)驗(yàn)的實(shí)效性。

例如，蘇教版科學(xué)老教材六年級上冊第一單元第二節(jié)《做酸奶》中的科學(xué)實(shí)驗(yàn)——模擬細(xì)菌繁殖，教材安排的是用豆子代表細(xì)菌，準(zhǔn)備八個紙杯進(jìn)行編號，在1號杯中放一粒豆子，代表第一代細(xì)菌，在2號杯中放兩粒豆子，代表第二代細(xì)菌，表示一個細(xì)菌分裂成了兩個……實(shí)際實(shí)驗(yàn)時發(fā)現(xiàn)，有相當(dāng)多的學(xué)生受動植物繁殖方式的影響，計算第幾代細(xì)菌數(shù)目時，誤以為是所有杯子中豆子的總數(shù);另外隨著分裂次數(shù)的增加，細(xì)菌數(shù)目增長太快，數(shù)目巨大，單純數(shù)數(shù)，非常耗時。如何解決這兩個問題呢？可以指導(dǎo)學(xué)生用橡皮泥進(jìn)行模擬：先用橡皮泥搓成一個球狀、桿狀或螺旋狀的“細(xì)菌”，把這個“細(xì)菌”一分為二，表示細(xì)菌分裂一次，然后再各自加入橡皮泥，搓成和分裂前一樣的大小和形態(tài)，表示細(xì)菌長大了，接著再把兩個“細(xì)菌”分別一分為二，表示第二次分裂……如此反復(fù)，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象形象直觀，可以有效地避免學(xué)生的錯誤認(rèn)知。實(shí)驗(yàn)過程中，要求完成下面的實(shí)驗(yàn)記錄單：

引導(dǎo)學(xué)生分析，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)間的聯(lián)系和規(guī)律：由于細(xì)菌繁殖方式是二分裂式，因此細(xì)菌分裂多少次就是多少個“2”相乘，乘積就是細(xì)菌繁殖到多少代時的數(shù)目，代數(shù)是分裂次數(shù)加一（因?yàn)榈谝淮鷽]有分裂），用數(shù)學(xué)公式可以表示為2n-1（n表示代數(shù)）或2m（m表示分裂次數(shù)）。這里需要說明的是，教材第6頁和教師用書第16頁存在一個錯誤：把細(xì)菌的代數(shù)和分裂次數(shù)等同了。

這樣的改進(jìn)和數(shù)學(xué)學(xué)科知識的滲透，不僅讓學(xué)生獲得感性認(rèn)知，更使其通過數(shù)學(xué)公式計算得出分裂次數(shù)多時細(xì)菌數(shù)目巨大，從而感受到細(xì)菌繁殖速度非?？爝@一重要特點(diǎn)，進(jìn)而提升實(shí)驗(yàn)的實(shí)效性。

綜上所述，對小學(xué)科學(xué)分組實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)效性的提升，需要科學(xué)教師在實(shí)際教學(xué)中不斷反思、借鑒、實(shí)踐和完善。相信廣大科學(xué)教師的辛勤付出，使小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)邁上一個新臺階。

參考文獻(xiàn)：

中華人民共和國教育部.義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)[M].北京：北京師范大學(xué)出版社，2017.

責(zé)任編輯：唐丹丹