依托實驗改善教學(xué)

◇張 利（北京：北京中學(xué)小學(xué)部）

小學(xué)科學(xué)以實驗為依托，促進(jìn)教育改革工作，離不開科學(xué)的實驗內(nèi)容構(gòu)建，通過實驗，幫助學(xué)生提高對科學(xué)的認(rèn)識。在“雙減”政策背景下，盡管小學(xué)生在作業(yè)、校外培訓(xùn)等方面負(fù)擔(dān)有所減輕，但有些能力的培養(yǎng)無法減輕，如生活技能、動手能力等等。小學(xué)科學(xué)與生活的關(guān)系最為密切，可以通過與課程主題相結(jié)合、在課后安排學(xué)生使用日常用品進(jìn)行動手實踐任務(wù)，使學(xué)生真正實現(xiàn)學(xué)以致用。

一、利用探究實驗，促使課堂教學(xué)提質(zhì)增效

探究實驗是小學(xué)科學(xué)課堂的核心，學(xué)生在探究實驗中，剖析問題、設(shè)計實驗去驗證假設(shè)、掌握一定的實驗操作技能以及從現(xiàn)象看本質(zhì)。探究科學(xué)奧秘以實驗為主，精彩紛呈的實驗演示了多種多樣的科學(xué)原理，讓科學(xué)課堂變得更有活力。由于小學(xué)生對新鮮事物的認(rèn)知能力尚處于萌芽時期，需要通過實驗來激發(fā)其學(xué)習(xí)興趣，從而提高科學(xué)素養(yǎng)。

以三年級上冊《水》教學(xué)為例。水是人類賴以生存的重要物質(zhì)。那么，水具有哪些性質(zhì)？水為什么是透明的？水從何來？這就需要我們對自然界的一些現(xiàn)象進(jìn)行探究分析。生活中，學(xué)生總會遇到形形色色的問題，教師利用學(xué)生的探索欲望，指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行生活中的實驗，印證科學(xué)知識，感悟科學(xué)思想，獲得科學(xué)思維。要讓學(xué)生認(rèn)識到水是一種特殊的自然物質(zhì)，水的形成和存在，離不開自然界各種物質(zhì)之間的相互作用與相互影響。例如，水具有溶解物質(zhì)的性質(zhì)，教師提出問題：能溶于水的材料有哪些？什么物質(zhì)不能在水中溶解？在問題的驅(qū)動下，教師指導(dǎo)學(xué)生做科學(xué)探索實驗，把白糖、紅糖和其他材料分別放入清水中，隨著攪拌，物質(zhì)快速溶解，而隨著糖的不斷加入，學(xué)生可以在水中看到懸浮物，而且這些懸浮物質(zhì)經(jīng)加熱后消失。學(xué)生經(jīng)過自主探索與嘗試，便能形象化地體會物質(zhì)溶于水的過程和怎樣加快溶解。這種探究式教學(xué)，讓學(xué)生學(xué)會了用化學(xué)思維思考問題。因此，探究實驗既是一種深刻的人生體驗，又要深入理解科學(xué)知識。優(yōu)化探究實驗是小學(xué)科學(xué)高效課堂的核心。在實驗設(shè)計上，科學(xué)教師可以考慮簡化實驗材料和步驟，以便學(xué)生更好地理解和掌握實驗原理。并且，教師可以引導(dǎo)學(xué)生自己設(shè)計實驗，讓他們在實踐中提高探究能力。此外，教師還可以運用虛擬實驗室等新興技術(shù)，優(yōu)化探究實驗，體現(xiàn)小學(xué)科學(xué)高效課堂建設(shè)的核心要義。

二、聯(lián)系生活組織實驗，強(qiáng)化學(xué)生應(yīng)用意識

科學(xué)并不是一門離我們很遠(yuǎn)的學(xué)科。科學(xué)無處不在，它一直在豐富和改變我們的生活。只要善于發(fā)現(xiàn)，我們就能在生活中感受到科學(xué)的光芒。只有對生活有深入的了解，才能創(chuàng)造出真正有用的科學(xué)，為人類的發(fā)展帶來更多的貢獻(xiàn)。在小學(xué)科學(xué)實驗教學(xué)中，教師要主動將科學(xué)實驗與生活聯(lián)系起來，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)應(yīng)用觀念。通過讓學(xué)生將實驗獲得的知識用于生活中，加深對生活現(xiàn)象的理解，提升他們對科學(xué)學(xué)習(xí)的價值認(rèn)知。

在進(jìn)行《治理水污染》教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計時，考慮到學(xué)生對水污染問題的觀察與思考較少，教師若僅僅運用傳統(tǒng)教學(xué)方式來指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行問題的解決，其效果不佳是顯而易見的。為此，教師可以通過“課前調(diào)查—課中導(dǎo)學(xué)—課后延伸”這三個環(huán)節(jié)來組織教學(xué)活動。要促進(jìn)教學(xué)效果的提高，教師首先要給學(xué)生營造一個良好的學(xué)習(xí)氛圍，引導(dǎo)學(xué)生在課后服務(wù)中到周邊社區(qū)或者街道進(jìn)行訪問，并在實地考察中搜集更多的資料，以得到切身感受。此外，教師還可以組織學(xué)生參與課堂活動，讓他們在實踐操作中感受科學(xué)方法。這種教學(xué)模式，大大激發(fā)了學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的興趣，也調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，能促使其養(yǎng)成主動學(xué)習(xí)、主動探索的良好習(xí)慣，并為提高科學(xué)素養(yǎng)打下堅實的根基。

科學(xué)事業(yè)是一項永不停滯的事業(yè)，在這項事業(yè)的發(fā)展進(jìn)程中，必須有源源不斷的人才力量支撐。為此，科學(xué)教育需從基礎(chǔ)階段開始抓起，要特別強(qiáng)調(diào)小學(xué)階段的科學(xué)教育，為學(xué)生未來的持久發(fā)展打下堅實基礎(chǔ)。在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，實驗教學(xué)不僅是重點，也是難點。如何發(fā)掘?qū)W生的內(nèi)在潛能，讓他們積極參與科學(xué)實驗活動，并在實驗操作中有所獲得，教師要進(jìn)行認(rèn)真思考和深入研究。為了最大限度地發(fā)掘?qū)W生的內(nèi)在潛力，促進(jìn)學(xué)生科學(xué)素質(zhì)的發(fā)展，科學(xué)教師要主動順應(yīng)時代潮流和改革發(fā)展趨勢，不斷改進(jìn)和完善實驗教學(xué)方法。

三、利用實驗設(shè)置疑問，引導(dǎo)學(xué)生積極思考

問題是引發(fā)思考和探索的先導(dǎo)，也是激勵學(xué)生活躍思維的關(guān)鍵因素。在實驗中引導(dǎo)學(xué)生提出問題，可以引起學(xué)生探尋實驗原理的意愿，激發(fā)學(xué)生的好奇心和創(chuàng)新意識。一方面，小學(xué)科學(xué)教師不僅要突出學(xué)生主體地位，還要鼓勵學(xué)生大膽提問和質(zhì)疑，讓學(xué)生表達(dá)內(nèi)心的想法和疑惑，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真觀察實驗現(xiàn)象、理解實驗原理、積極思考問題；另一方面，教師應(yīng)結(jié)合實驗內(nèi)容的重點和難點以及小學(xué)生的認(rèn)知習(xí)慣和思維方式設(shè)置問題，用問題來激發(fā)學(xué)生的思考和研究，要選擇合適問題，及時向?qū)W生提問，引導(dǎo)學(xué)生綜合運用各方面的知識進(jìn)行分析，逐步形成自己的經(jīng)驗。

以“溫度和水的變化”實驗教學(xué)為例。教師可以根據(jù)文本內(nèi)容、學(xué)生的思維特點和生活經(jīng)歷，找到問題的起點，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主探究。首先，我為學(xué)生準(zhǔn)備了四杯不同溫度的水，分別標(biāo)記為A（冰水）、B（室溫水）、C（50℃熱水）和D（溫水）。選擇溫度為50℃的熱水更方便學(xué)生體驗熱水和冷水的區(qū)別，并可以更好地保護(hù)學(xué)生的安全，防止?fàn)C傷。其次，我讓學(xué)生試著把左手和右手的手指分別放在杯子A 和D 中，以比較它們的冷熱。在學(xué)生嘗試后，我問了他們一個問題：用手指觸摸兩個杯子的感覺如何？如果你閉上眼睛，觸摸兩個杯子里的水，你會感覺到哪個是熱的，哪個是冷的。在回答教師的問題時，學(xué)生進(jìn)行了認(rèn)真思考和實驗探究，得出了答案。這種引導(dǎo)學(xué)生通過實驗探究找到問題答案的方式，有效地培養(yǎng)了學(xué)生的探究意識。

四、設(shè)計有效實驗，提高學(xué)生思維能力

科學(xué)實驗對學(xué)生思維能力的培養(yǎng)有著重要的作用，因此，我們在進(jìn)行實驗時，應(yīng)符合學(xué)生的思維特點。小學(xué)1～2 年級學(xué)生以形象思維為主，隨著年齡增長逐漸轉(zhuǎn)向抽象思維。然而，抽象思維與形象思維有著直接聯(lián)系，并且在不同年齡段，表現(xiàn)也有所不同。通常，由于短暫的愛好，學(xué)生無法理解事物的本質(zhì)特征。因此，在科學(xué)實驗教學(xué)時，教師應(yīng)靈活運用各種方法，調(diào)動學(xué)生的不同感受，指導(dǎo)他們有目的地、直接地觀察事物，提高思維能力。

以二年級上冊《觀察月相》一課的教學(xué)為例。月有陰晴圓缺，是在生活中學(xué)生最好奇的一種自然現(xiàn)象。在課堂教學(xué)中，如何讓學(xué)生更好地理解和掌握這一知識，為什么月亮的形狀發(fā)生了改變、月亮在干什么等，會提出很多問題。這時，教師可以在信息技術(shù)的輔助下，把現(xiàn)實中觀察不到的知識搬到課堂上，這有助于讓學(xué)生有更加豐富的科學(xué)體驗。教師可事先要求學(xué)生在月初、月中及月底觀察月亮形狀，并繪制或記錄其變化情況；上課時，讓學(xué)生先談月亮的變化過程，暢想變化的道理，進(jìn)行探討、交流，然后，教師借助多媒體技術(shù)或者虛擬現(xiàn)實技術(shù)把月亮、地球、太陽的位置關(guān)系和光線變化過程呈現(xiàn)在學(xué)生面前。學(xué)生看了立體的圖片和動態(tài)過程，就可以結(jié)合實際觀察，對月相變化的成因有更深的認(rèn)識，進(jìn)而加深對科學(xué)知識的理解。此外，為了激發(fā)學(xué)生對科學(xué)探究活動的興趣，我們還可以組織一些課外科技實踐活動，讓學(xué)生親身參與其中，從而提高他們學(xué)習(xí)科學(xué)的熱情和主動性。在信息技術(shù)的推動下，教師能在課堂上創(chuàng)造更多的可能性，有助于學(xué)生學(xué)到更多的知識。

五、抓住學(xué)科特點，設(shè)計科學(xué)實驗

進(jìn)一步增強(qiáng)對實踐探究過程的引導(dǎo)，注重培養(yǎng)學(xué)生動手與動腦相結(jié)合，增強(qiáng)學(xué)生問題意識，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新精神和實踐能力，這是對科學(xué)課的基本要求。根據(jù)小學(xué)科學(xué)教學(xué)的特點，教師應(yīng)靈活運用不同的教學(xué)方法，注重研究性教學(xué)，豐富科學(xué)教學(xué)內(nèi)容，運用開放式教學(xué)方法，積極引導(dǎo)學(xué)生從事科學(xué)探究。教師要充分利用各種教育資源和現(xiàn)代技術(shù)，組織科技興趣小組，鼓勵學(xué)生通過競賽促進(jìn)學(xué)習(xí)。因此，在設(shè)計科學(xué)實驗時，教師必須從科學(xué)學(xué)科的特點出發(fā)，設(shè)計的實驗探索活動，應(yīng)當(dāng)以學(xué)生為主體，增強(qiáng)學(xué)生的自主探究意識。

綜上所述，小學(xué)科學(xué)課堂要依托實驗改進(jìn)教學(xué)，構(gòu)建高效課堂。教師要進(jìn)一步研究和完善教學(xué)方法，提高教育資源的利用效率，實現(xiàn)資源共享，讓學(xué)生更好地理解科學(xué)知識。