重視科學實驗 提升學生素養

劉 偉

在小學科學教育中，科學實驗可以增加學科趣味，激發學生學習熱情，培養學生動手能力，提升學生科學素養。但實驗也會帶來許多問題：實驗需要各種器材，準備起來比較麻煩；實驗過程可能因為操作不當，導致實驗結果偏離正確結論；會用到一些有危險性的器材，容易出現安全問題，等等。為此很多教師在科學課堂上逃避動手實驗，把教科書上提及的眾多實驗變成了教師的口頭描述或者學生的自學。小學生沒有足夠的生活經驗，很難接受這些實驗現象，內心也不信服。實驗過程及結果均源于教師的講解或教材的陳述，缺乏具體實物和過程作為佐證，無法培養學生的動手能力，更無法培養學生的科學素養和科學探究精神。如何解決這一問題，筆者在教學中做了如下嘗試。

一、重視教材實驗，全程高質演示

教材中提及了很多的小實驗，如果能帶領學生實際操作，可以很好地激發學生的學習興趣，提高他們的科學素養，提升學生的動手能力[1]。這些實驗，教師不要簡單地讓學生閱讀教材，而要積極準備好相關器材，在課前進行多次模擬，在課上做好這些演示實驗。在給學生展示前，教師要撰寫實驗教案，確定操作流程，掌握操作要領，熟悉操作禁忌，保證在學生面前演示實驗時能夠得心應手，水到渠成。比如小學科學三年級上冊中提到了這樣的一個實驗，即用水沖擊水輪來轉動，以此得出水流有能量的結論。但是教材中提及該實驗時很簡單，想要做好這個實驗需要教師準備多個工具。首先要制作一個能夠順利旋轉的水輪。這個水輪可以用鐵片制作，可以用不透水的硬紙板制作，可以用易于定型的塑料片來做，也可以用廢舊電機拆卸下來的小風扇替代；第二步要準備可以盛水的水槽，大小應該保證能夠完成實驗又易于教師搬運；第三步要準備一個能裝足夠的水來沖擊水輪的水壺或燒杯，要保證單手可以持握，還要保證出水量足以完成實驗。

教師在向學生展示實驗或者讓學生操作實驗之前，自己要多做幾次嘗試性實驗，掌握好以不同高度傾倒時水輪的流速變化。實驗前，制作出實驗操作教案，預先設定好實驗所需的器材，寫清實驗中需要注意的事項，學生要觀察的細節，做好實驗失敗后的備選方案等。實驗中，要注意指導學生做好觀察，寫出觀察記錄。要引導學生注意觀察不同流量下水輪的轉動速度變化，從不同高度下傾倒時水輪的轉動速度等。

二、教師提供素材，學生嘗試操作

網絡為我們提供了許多設備簡單、實驗效果明顯的小實驗，教師可以介紹給同學，組織大家動手實驗。小學生動手能力還很弱，所以在做這些小實驗時，往往需要教師和家長的指導。不要因為學生操作不好，教師和家長精力有限，就不組織學生進行嘗試實驗。只有在不斷地親自操作之后，學生的動手能力才能提高，科學素養才能逐漸形成。教師可以選擇一些材料易于尋找、過程比較簡單、操作中沒有危險的小實驗讓學生嘗試。

摩擦力實驗:用橡皮筋拉動木塊在不同材質上勻速移動，通過橡皮筋的拉伸長度變化，判斷不同物質摩擦力的大小。這個實驗中，橡皮筋比較常見，許多捆裝蔬菜的包裝用的就是橡皮筋。小木塊可以用其他重物替代，比如紙箱、厚書、水壺等。不同材質的平面可以選用地板、餐桌、瓷磚、床鋪等替代。

物體形狀與浮力關系實驗:把橡皮泥捏成不同的形狀，再把它們放在不同的液體中，比如水、鹽水、酒、橙汁等，查看橡皮泥的吃水線，從而分析浮力的大小和物體的形狀是否有關系，和漂浮中的液體是否有關系。

磁鐵吸引力實驗:找到兩塊磁鐵，讓它們與不同物質接觸，看看是否存在吸引力。把兩個磁鐵的同極接近，感受其間的排斥力，把磁鐵的異極接近，感受其間的吸引力，從而得出磁鐵具有吸引鐵、同極排斥，異極相吸等性質。磁鐵的尋找比較容易，可以通過拆卸小電機、舊收音機獲得，商店也能買到各種形狀的磁鐵。

這樣的小實驗有很多，教師選擇時要注意與教材內容相匹配，要尋找那些用料簡單、操作容易、結果明顯的小實驗讓同學動手操作。教師在讓同學動手操作之前自己要先做一下，以便在指導學生操作時能夠有的放矢。學生做實驗的過程中，讓同學或家長把實驗過程記錄下來，通過希沃授課助手投射到班級的大屏幕上，從而把學生的個人實驗變成一個公共實驗，讓更多的人觀察到實驗的全過程，讓更多都人了解實驗道理，學會實驗方法。

三、用好周圍環境，適時開展實驗

學生家庭、學校辦公室、科學實驗室、大自然等隨處可見“實驗器材”和開展實驗的環境，只要我們有心，可以隨時隨地做各種科學實驗[2]。

比如在沙灘嬉戲時，可以做太陽下竹竿的陰影長度實驗，分析太陽的斜度與陰影長度之間的關系；在農田引水灌溉時，觀察流量與水渠環境，分析流量大小、水渠寬度和上下落差間的關系；抬頭看天上的云朵，判斷未來的天氣變化；夜間觀察天上的星星，了解地球的氣候變化情況等。

不論是在田間地頭，還是在海邊樹林，都有我們可以實驗的器材和設備，只要我們做有心人，就可以就地取材、適時實驗，隨時驗證科學結論。這些實驗來自學生實際，來自真實生活，為學生所信服。在生活中隨處做實驗，也培養了學生熱愛生活、樂于實踐的習慣，培養了勤于觀察、樂于探究的科學精神。

四、網上搜索實驗，下載視頻觀看

互聯網上有很多實驗視頻。這些實驗內容豐富，說理清楚，非常適合學生觀看。讓學生觀看這些實驗視頻，可以開闊學生思路，增長學生見識。為了促使學生思考，可以刪去視頻中的總結文字或者消去視頻的講解聲音，讓同學看著這些視頻，自己配音，說出實驗過程，總結實驗結論。

比如視頻中的一個熱傳導實驗：把5 根火柴用凡士林粘在一根銅棒的不同位置上。用酒精燈加熱銅棒的一端，粘在銅棒上的火柴依次落下。把五根火柴粘在木棒上，用酒精燈加熱木棒的一端，木棒一端幾乎燃燒了，也不能讓所有火柴掉落。停止實驗視頻播放，讓學生嘗試總結：不同物質的熱傳導能力不同，同一物質的熱傳導與距離有關。

五、觀察生活現象，探究實驗原理

其實生活就是一個巨大的實驗場，隨時隨地在為我們做著各種實驗。只要我們善于觀察，樂于探究，就會發現很多科學道理，引發眾多人生感悟[3]。

早晨起來照鏡子時，看見一個一模一樣的自己，此時可以思考平面鏡的成像原理。倘若鏡子質量不好，或凹或凸，反射出的形象奇形怪狀，仿佛哈哈鏡。此時就可以思考平面鏡和哈哈鏡的區別及成像原理。走在街路上，看見樹葉飄落到地上，聯想到四季的變化，對大自然會有更深的感悟。也要思考，為什么有的植物葉子會落下？有的則不會落下？落葉和不落葉的植物有哪些區別？嘗試把耳朵貼近各種物體，去感受聲音的來源與大小，探究聲音在各種材質中的傳播規律。把書平放在桌子上，把書豎放在桌子上，把書展開側放在桌子上，不同的放置方法哪個更穩定？為什么會出現這種不同？各種擺放方式，物品的中心點都在哪里？

這樣的實驗不勝枚舉，只要我們善于觀察，勤于探究，生活中的很多現象都會引發我們思考，促使我們探究。教師就要做學生思考的啟迪者，學生良好思考習慣的培養者。

綜上所述，小學科學教師要在課前認真準備實驗器材，帶領學生做好教材演示實驗；要提供充足的實驗素材，組織學生自己動手實驗；要提供大量的視頻資源，讓學生多觀察實驗；要善于利用周圍環境，帶領學生開展科學實驗；要引導學生從生活這個大實驗場中發現問題，思考科學原理。小學科學教師要充分發揮實驗對于學生科學素養的啟蒙作用，為優秀科學人才的培養奠定思維和行動基礎。