科學課程實驗教學設計優化策略探究

李潤娣

摘要：開展科學實驗教學，可以鍛煉學生實操能力，增強學生協作意識，培養學生學習興趣。文章從科學實驗教學的重要性分析、科學實驗教學中存在的突出問題、科學實驗教學設計的優化策略、科學實驗教學設計中需要注意的事項等方面，對科學實驗教學設計的優化策略進行探究，旨在激發學生參與科學實驗的熱情，調動學生學習的積極性和主動性，提高教學效率和教學質量，提升學生科學素養。

關鍵詞：小學科學；實驗教學；教學設計；優化策略；科學素養

中圖分類號：G623.6文獻標志碼：A文章編號：1008-3561（2022）18-0124-03

科學實驗不僅可以傳授豐富的科學知識，還可以為學生提供動手操作的機會。對于學生來說，科學實驗應該是充滿趣味性、充滿思辨性的。但在實際教學中，由于教學設計不合理，學生很難感受到科學實驗應有的魅力。作為科學教師，當學生不感興趣、不配合時，就會陷入一系列困境。比如，學生參與意愿不高，缺乏創新意識，課堂秩序混亂等。要避免這些問題的出現，教師就要對教學設計進行優化，結合新時代科學領域發展趨勢，重新整合科學實驗內容，制定實驗方案，重點突出科學實驗的前瞻性、人文性以及社會價值。

一、科學課程實驗教學的重要性

1.鍛煉學生實操能力

科學實驗能激發學生行動意識，鍛煉學生實操能力。具體而言，科學課程實驗教學不只是讓學生學習一些科學理論，還要讓學生進行實際操作，如觀察容器、測量物體、計量重量、清洗試管等。這些看似簡單的動手操作，可以培養學生動手操作能力，為學生在科學領域的學習做鋪墊。科學實驗課堂比較開放，學生不必受條條框框的限制，可以以自己擅長的方式，探究感興趣的科學知識，無論最終結果如何，都能積累一定的實踐經驗。更重要的是，通過一次次實驗操作，學生會逐漸形成獨立操作的意識，這符合素質教育所提倡的育人理念。

2.增強學生協作意識

教師有計劃地開展科學實驗教學，可以傳達合作理念，增強學生協作意識。具體而言，一方面，能增強學生與學生之間的協作。為了高質量完成科學實驗任務，學生需要進行合作，展現集體力量和智慧。在這個過程中，學生認知觀念會發生很大變化，不會再以自我為中心，而忽略他人感受，忽略集體需求。這是協作意識的萌芽，有利于學生健康成長。另一方面，能增強學生與教師之間的協作。在科學實驗課堂上，教師主要發揮的是引導作用，學生才是課堂教學的主體。基于此，“教”與“學”之間，不再是一種彼此獨立的關系。無論是教師，還是學生，都要以平等的合作意識進行協作，共同探究每一項科學實驗的原理，齊心協力構建高效科學實驗課堂。

3.培養學生學習興趣

開展科學課程實驗教學，可以培養學生學習興趣。首先，從自信心的角度來分析，在科學實驗課堂上，學生可以通過自己的努力，探索未知的科學領域。這對學生來說，不再是抱著考試的目的去學習，而是帶著責任感、使命感去學習。尤其當實驗成功后，學生會感到非常滿足、自信。正是這種滿足和自信，推動著他們不斷探索科學世界。其次，從社會價值的角度來分析，科學實驗包括眾多生活類小實驗，如分析水蒸氣的變化、觀察動植物生長、計量生活物品等。這些生活類小實驗，可以讓學生從傳統課堂中走出去，進行更廣闊的學習，主動建立學習與生活、社會之間的關聯性，從科學改變生活、科學改變社會等視角出發，體會科學實驗的意義和價值。總體來說，無論是從自信心的角度進行分析，還是從社會價值的角度進行分析，科學實驗都是培養學生興趣愛好、發展學生興趣愛好的有效途徑。

二、科學課程實驗教學存在的問題

1.學生參與意愿不高

如果學生不積極融入科學實驗，教師就很難實現既定的教學目標。學生為什么不愿意參與科學實驗呢？具體而言，有些學生心理比較脆弱，缺乏獨立意識，想法遠比行動多，長期習慣當科學實驗的“觀眾”，不愿意主動參與到實驗中來。這些學生沒有充分意識到個體價值，將科學實驗完全視作教師的任務、其他同學的任務，反正不是自己應該完成的學習任務。有些學生害怕犯錯，面對從未接觸過的實驗活動，內心充滿緊張、不安，不相信自己有能力完成。這些學生看似沒有興趣參與實驗，但實際上，并不只是存在興趣方面的問題。對于這些學生來說，迫切需要進行心理輔導，幫助他們找到自信，提高他們參與科學實驗的意愿。

2.學生缺乏創新意識

在科學課程實驗教學中，學生缺乏創新意識的表現主要有以下兩方面。第一，習慣直接模仿。教師布置實驗任務后，有些學生不愿意發散自己的思維，不愿意另辟蹊徑，習慣直接模仿他人，將他人成熟的實驗照搬過來。這是一種缺乏創新意識的表現。學生如果滿足于這種學習方式，就會越來越被動，找不到真正的規律和方法。第二，習慣復制結論。每一次實驗活動結束后，教師都會進行相應的總結，但總結的內容未必全面，未必是每一個學生都真正認可的結論。然而，有些學生缺乏勇氣和信心，寧愿壓抑自己真實的想法，直接復制結論，也不敢說出自己與眾不同的觀點。

3.學生學習態度不夠端正

當前，在科學實驗中，學生存在兩種比較極端的現象。第一，面對新奇的實驗器材、有趣的實驗現象，非常興奮，完全沉浸在自己的世界里，迫不及待想要去嘗試，“玩”的心態遠遠勝過“學”的心態。在這種情況下，學生很容易遺忘學習目標。等到科學實驗課堂快要結束時，才會想起自己的學習任務是什么。第二，與這種現象相反，有些學生則過于平靜，不愿意與人交流，不愿意主動研究實驗器材、實驗項目。即使遇到自己不懂的問題，也不愿意向他人請教，無法融入集體。學生如果長期處在這種封閉自己的狀態，就無法從科學實驗中收獲知識。以上兩種情況，無論是過于興奮，還是過于平靜，都會影響科學實驗的開展。

三、科學課程實驗教學設計的優化策略

1.從學生興趣切入

對科學課程實驗教學設計進行優化，教師要從學生興趣切入，打造有吸引力的探索型課堂。舉例來說，在“制作風車模型”實驗中，教師可先借助多媒體工具，播放國內外風車發電小視頻，簡要介紹風車發電的原理、優勢，讓學生直觀地了解風車的實際應用價值，意識到實驗與生活之間的關聯性，從而產生濃厚的探索興趣。在這個過程中，為了更好地調動學生的積極性，幫助學生進行實驗，教師可制作“動畫版風車模型制作流程”，將其作為一種生動的課堂背景，給學生以提示。學生如果遇到實驗關卡，難以繼續完成實驗任務時，可以從“動畫版風車模型制作流程”中獲得一定的啟發，從而完成實驗任務。

2.鼓勵學生大膽創新

創新需要勇氣，教師要善于培養學生的這種勇氣，鼓勵學生大膽創新。培養學生大膽創新的勇氣，這是教師需要具有的育人理念，也是努力追求的育人目標。以“制作紙飛翼”為例，在學生按照要求制作紙飛翼之后，教師可組織實驗比賽，看看誰的紙飛翼飛得遠。第一，將學生分組，開啟小組競賽模式。第二，分三輪進行比賽，第一輪比賽結束后，留給各個小組一些總結時間，便于學生施展創新才華，對紙飛翼進行改良，提升飛行效果。第二輪比賽結束后，對比第一輪比賽成績，提醒各個小組繼續發散思維，對紙飛翼進行科學改良，為接下來的第三輪比賽作準備。第三，所有比賽結束后，為獲勝小組頒獎，并指出獲勝小組的具體優勢在哪里。第四，對實驗比賽進行總結，概括出制作紙飛翼的幾大要領，讓學生了解紙飛翼的特點，知道如何讓手中的紙飛翼飛得更遠，鼓勵學生大膽創新。

3.建立實驗教學規章制度

為避免科學實驗課堂出現過于興奮、過于平靜等現象，教師要建立實驗教學規章制度。第一，建立時間管理制度。在布置具體的實驗任務之后，教師要按照科學實驗時間管理制度管控學生的交流時間、實操時間，以及整體的實驗時間，讓學生意識到實驗不是游戲、玩耍，以增強時間觀念。這樣一來，科學實驗教學會更有效率。第二，建立人人參與制度。教師要提倡重在參與，建立科學實驗人人參與制度，促使學生積極參與科學實驗活動，主動承擔實驗內容，從觀看者轉變為參與者。對于性格比較內向的學生來說，這既是一種壓力，也是一種難得的機遇，更是一種激勵。學生通過參與實驗，能克服心理障礙，提高心理素質，更加陽光地學習和生活。

四、科學課程實驗教學設計需要注意的事項

1.注意學生反饋

在不斷優化科學課程實驗教學設計的過程中，教師要注意學生反饋。比如，當學生反饋“聽不懂”“難以理解”等問題時，教師要重新評估實驗教學的難度，適當降低難度系數，或者轉變實驗教學的方式，為學生提供更多引導性幫助，便于學生更好地理解實驗教學內涵，更好地進行操作。當學生反饋“過于簡單”“沒有挑戰性”時，教師要認真反思實驗教學的實效性，適當提升實驗教學難度，滿足學生渴望挑戰的心理，讓學生學習更多知識，迎接更多挑戰。

2.注意個體差異

科學課程實驗教學設計要靈活，要隨著學生的個體差異不斷進行調整。具體而言，對于思維比較活躍、動手能力比較強的學生，教師可設計提升型科學實驗方案，核心目標在于提升學生能力，將實驗學習與能力培養有機結合起來，促進學生全面發展。對于依賴心理比較強、缺乏一定行動力的學生，教師可設計科普型科學實驗方案，或者鞏固型科學實驗方案，讓學生循序漸進、由淺入深地進行學習，不斷提升自己的學習能力。總體來說，這種差異化的科學課程實驗教學設計，要具備濃厚的人文色彩，讓學生重拾自信，不再擔心自己跟不上實驗進度。

3.注意歸納總結

目前，有些教師在科學課程實驗教學結束后，不善于歸納總結，即便進行歸納總結，也往往是敷衍了事，走走過場，沒有規范化的歸納總結和流程，影響了科學課程實驗教學的完整性。教師要重點歸納總結什么內容呢？第一，進行知識總結。每一項實驗活動，都有明確的目標，最終都要揭示一定的科學道理。因此，教師要從知識層面，進行精準的概括、歸納，揭示科學實驗所蘊含的道理，讓學生腦海中分散的知識點自動串聯起來，形成清晰的知識架構。第二，進行素質總結。在參與實驗的過程中，每一個學生的表現不盡相同。教師作為學生學習的引導者，要善于從積極性、創造性、合作性等不同角度出發，多給予學生鼓勵和表揚，幫助學生樹立自信心，努力提升學生綜合素質。

五、結語

綜上所述，教師對科學課程實驗教學設計進行優化，要結合新時代科學領域發展趨勢，重新整合科學實驗內容，科學制定實驗方案，重點突出科學實驗的前瞻性、人文性以及社會價值。一要從學生興趣切入，二要鼓勵學生大膽創新，三要建立實驗教學規章制度。此外，要注意學生反饋、注意個體差異、注意對實驗進行歸納總結，提高科學課程實驗教學的時效性，提升學生科學素養。

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Research on the Optimization Strategy of Experimental Teaching Design of Science Course

Li Rundi

（Nanping Primary School， Linxiang District， Lincang City， Yunnan Province， Lincang 677000， China）

Abstract： Carrying out scientific experiment teaching can exercise students practical ability， enhance students awareness of cooperation and cultivate students interest in learning. This paper explores the optimization strategy of scientific experiment teaching design from the aspects of the importance analysis of scientific experiment teaching， the prominent problems existing in scientific experiment teaching， the optimization strategy of scientific experiment teaching design， and the matters needing attention in scientific experiment teaching design， in order to stimulate students enthusiasm to participate in scientific experiment， mobilize students enthusiasm and initiative in learning， and improve teaching efficiency and teaching quality， improve students scientific literacy.

Key words： primaryschoolscience； experimentalteaching；instructionaldesign；optimization strategy； scientificliteracy