促進實驗效果最優化的“人”“事”“物”

◇楊春華（江蘇：蘇州工業園區車坊實驗小學）

實驗是學生學習科學的最主要的方法，在科學學習中有著舉足輕重的作用。實驗效果的好和壞，決定著科學教學的成與敗。在提升學生實驗效果的實踐中，明確實驗的目標，知道去做什么、研究什么是基礎，我們把它稱為“事”。

學生之間分工合作，相互默契配合，是關鍵，我們把它稱為“人”的因素。實驗器材的數量、質量、和實驗的契合程度或者說是否有很強的結構性，是實驗取得成功的重要保障，我們稱之為“物”的因素。只有“人”“事”“物”齊抓共管，才能促進實驗效果最優化。

無論是“小學科學以探究為核心”，還是“倡導探究式學習”，都充分表明了探究是學習科學的最主要的形式，而實驗則是探究最重要的途徑和方法，也是學生最喜歡的方法。

所以，從一定意義上來說，一個實驗效果的好不好，就決定了一節科學課上得好不好，長期實驗效果的好不好，決定了科學教學的成與敗。

那么，怎樣才能使科學實驗的效果到達最優呢？

我們認為，實驗目標和方法是否明確、學生之間的分工配合是否默契，以及是否有充足的結構性的實驗材料，“事”“人”“物”三者缺一不可。

一、“人”是關鍵，組建高效實驗小組

一個實驗，通常一個人很難完成，兩個人即使能完成，也可能需要較多時間，一節課40 分鐘，浪費不起。三四個人通常較合適，五六個人可能就顯多了，有人閑著，就意味著效果不佳了。

所以，根據班級規模，小班化的三人一組，大班化的四人一組，建立10～12 個小組，從實踐中看，是比較適合的，這樣的組合搜集到的科學數據分析和處理起來剛剛好，既不少也不煩瑣，還能較充分地證明相關實驗現象和規律。

目前學校的教學條件也能夠支撐。人數控制好了，角色配置也要到位，要充分發揮每個人的作用，讓小組的戰斗力達到最佳狀態。角色的配置是一門學問，每個學生要知道自己的角色和責任，并積極努力地履行自己的責任，同時也要指導小組中其他同學擔當好角色和責任，并信任他們，無條件地配合他們。

在小組實驗中，我們也經常能夠看到，有些小組成員團隊協作意識比較差，趾高氣揚，聽不得他人的建議，我行我素；做數據員或記錄員的同學萎靡不振，有時甚至游離在外。這就需要教師在日常教學中加強對學生的訓練和教育，增強小組和個人榮譽感，每一兩周評一次最佳實驗小組、最佳操控手、最佳數據員、最佳記錄員、最佳發言人等。最后，每一個學期結束時，對能夠得到全部五佳稱號的學生，給予特殊獎勵。這樣，讓每一個學生看到老師是公平對待每一個人在小組中的貢獻的，學生參與實驗的積極性和主動性會得到很大提高。

這樣的小組充滿凝聚力和戰斗力，還有什么實驗完不成呢？例如在教學《機械擺鐘》（教科版舊版五年級下冊）一課時，研究擺的幅度與擺的快慢的關系，實驗的精度要求非常高，我們的學生通過相互密切配合，得到了相當完美的數據。

實驗中，要求學生觀察和記錄在一段時間中，三個10秒內單擺各擺動了多少次。

小組的數據員口中有節奏地進行倒計時：5，4，3，2，1，go，操控手在“go”聲中放下了擺錘，計時員則按下了秒表，隨后，記錄員、數據員、操控手一起擺動起手臂開始數著擺錘擺動的次數，而計時員則安心地看著秒表的時間，是否已經到了10 秒，隨著他的一聲“到”，第一個10秒擺動的次數測出來了。

此時，數據員開始隨著擺錘擺動的節奏，再次進行5，4，3，2，1，go 的倒計時，而記時員馬上把秒表歸零，在第二次“go”聲中再次按下了秒表……三個數據，不到1 分鐘的時間。重復第二次、第三次，前后花的時間沒有超過五分鐘。

事實上，在數著擺動的次數：1，2，3，4……中，學生在自己數的節奏中就已經感受到了雖然擺的幅度在減小，但快慢卻并沒有變化，而一個個精準的數據，則進一步充分地證明了這一點。這樣的實驗，如果沒有高度的配合，是不可能獲得一致的數據的。

我們從很多課堂上看到，最后只能是由教師進行精確的演示實驗，讓學生觀察到這樣的規律，但是這并沒有解除學生心中全部的疑惑。而又由于最終是由教師演示實驗得到的結果，有些學生并不能對此產生持久的深刻記憶，一個學期，一個學年之后，又再次糊涂了。

二、“事”是基礎，明確實驗目標和方法步驟

學生之間的分工合作，配合默契，是建立在完全明確實驗目標和實驗方法步驟的基礎之上的。學生只有把自己需要做的事和怎樣做這個事弄清楚了，才能把事情做好。在實際教學中，我們可以引導學生對實驗的目標和方法進行充分的討論和交流。

事實上，很多教師都非常重視學生對實驗的設計，也會安排學生到講臺上用實驗投影等方式來展示和交流自己設計的實驗方法，并讓其他的學生做補充交流，這些都是非常好的措施。

對此，教師要做好有針對性的準備，例如，制作一個PPT，逐條列明實驗目標、方法步驟，有條件的，最好做一個微課視頻，播放給學生看。

學生把要做的“事”和怎么做這件事真正地弄清楚了，實驗取得好效果就有了扎實的基礎。同樣是《機械擺鐘》的實驗，我們也看到有些小組的學生在做實驗時，當計時員說第一聲“到”的時候，有些操控手就馬上去把擺錘抓在手里，同組的學生都來不及制止，而操控手還一臉懵地問你們為什么阻止我。學生還是沒有能夠弄清楚實驗中的關鍵步驟，第一次實驗就失敗了，就只能重來，浪費了時間，甚至還有可能會使建立起來的信任變得非常脆弱。

三、“物”是保障，結構性材料使實驗效果更加優化

巧婦難為無米之炊。沒有實驗材料或缺乏實驗材料，實驗效果的優化就無從談起。

隨著經濟社會的發展，國家對基礎教育日益重視，各地都紛紛開展合格實驗室的創建，缺少實驗器材的日子，已經一去不復返了，而反倒是有些實驗器材被扔在一邊，幾年都沒有動過了。究其原因，是我們紛紛在尋求更有結構性的實驗材料來代替這些傳統的實驗器材，以尋求實驗效果的最佳化。

結構性的材料，多是一線教師精心思考，巧妙設計、改造的結果，我們不能坐等，等通常是等不來的。我們應該時刻關注那些讓我們無可奈何的實驗，花了九牛二虎之力，卻依然效果一般，仔細思考，敗在何處，根源是什么，細細琢磨，靈感可能就會隨之而來，可能就是多畫一條線，多貼一個標簽，問題就迎刃而解了。可以說，結構性的材料，是留給有準備的科學教師的。我們在平時教研活動中，總會擠出一些時間來討論如何在實驗中讓器材最優化，達到最好的實驗效果。并大家一起動手，來改進實驗器材，也為以后其他教師教學這些內容時，帶來更多的方便。

比如，研究四季的變化，大多數的科學教學中都是用手電筒和小地球儀來模擬地球在圍繞太陽公轉的過程中，不同的時間點上太陽直射地球的點在發生變化。

具體來說，夏季時，直射點在北回歸線附近，春秋季時直射點在赤道附近，冬季時直射點在南回歸線附近。但很多的時候，我們看到學生因為手電筒聚光的性能原因，以及模擬照射時手舉手電筒上下抖動拿不穩，距離小地球儀的距離也一會兒近一會兒遠，使得投射在地球儀上的光斑大小也不時發生變化，這樣，學生看到的太陽直射點的變化并不明顯。有的小地球儀，赤道也不明顯，和其他緯線一個顏色、一樣粗細。因為沒有地理課，小學生對地球儀都不熟悉，就更難發現這里面的訣竅了。我們選擇紅色粗線條標明赤道的地球儀，（沒用紅色粗線條的，就自己畫上去）并將手電筒架在簡易自制的支架上，控制手電筒照射的高度，再在桌面上畫好地球公轉的軌道和太陽的位置，讓學生一邊移動地球儀在軌道上的位置，一邊在原位轉動手電筒，讓手電筒的光始終照在地球儀上，這樣學生就可以清楚地看到直射點在赤道上下發生轉換，而上和下的極限，在一條用虛線標示的緯線上，而這兩條緯線，一條叫北回歸線，一條叫南回歸線，四季變化中最大的難點就克服了。

對于小學生來說，正面引導和激勵是非常重要的。要讓學生在實驗中不管擔任什么角色都能感受到自己的價值，這樣他們就樂于去接受這樣的角色，并擔當好這樣的角色，在每一次實驗中更加主動地去了解自己要做什么，以及怎樣配合其他同學做好這件事，實驗的成功率和有效性自然就越來越高。

與此同時，教師更應該精心地準備好每一次的實驗器材，精挑細選，巧妙設計，絕不能因為教師的隨意選擇使學生在實驗中觀測不到最理想的數據，給學生理解造成困擾，打擊他們信心，甚至懷疑教師所講的科學規律，產生不信任，這對進一步激發學生學習興趣，開展更多科學探究活動是十分不利的。

因此，只有“人”“事”“物”齊抓共管，才能促進實驗效果最優化，三者缺一不可！■