以實驗為抓手，提高小學科學教學的有效性

劉建萍

（山丹縣東街小學 甘肅 張掖 734100）

引言

小學科學教育是培養學生科學素養和創新能力的重要階段，而提高教學的有效性則是實現這一目標的關鍵。實驗作為一種重要的教學方法和手段，具有獨特的優勢和作用，可以激發學生的學習興趣，培養他們的實驗技能和科學思維，促進對理論知識的深入理解和實際應用。因此，以實驗為抓手，提高小學科學教學的有效性成為教育界關注的焦點。然而，當前小學科學教學面臨一些問題和挑戰，例如實驗條件有限、教師專業素養不足、實驗內容選擇不當、實驗與課堂教學的脫節，以及缺乏時間和資源等。因此，需要探索有效的策略和方法，使實驗成為小學科學教學的核心環節，提高教學的效果和學生的學習成果。通過本論文的研究，我們期望能夠為小學科學教學提供有效的教學模式和方法，促進學生科學素養的全面發展，培養創新思維和解決問題的能力，為他們的未來學習和發展奠定堅實的基礎。

1.實驗在科學教學中的重要性和優勢

實驗在科學教學中扮演著重要的角色，具有許多重要性和優勢。一是直觀展示科學現象：實驗能夠以可見的方式展示科學現象和規律，讓學生通過親身體驗和觀察來感知和理解抽象的科學概念。通過實驗，學生可以親眼見證科學理論的實際應用，從而更加深入地理解科學知識。二是激發學生的興趣和好奇心：實驗具有趣味性和吸引力，能夠激發學生對科學的興趣和好奇心。通過參與實驗，學生可以獲得積極的學習體驗，培養對科學的熱愛和追求知識的欲望。三是培養科學思維和探究精神：實驗鼓勵學生進行觀察、實驗和推理，培養他們的科學思維和探究精神。學生通過設計和執行實驗，提出假設、收集數據、進行分析和解釋，從而培養他們的邏輯思維、問題解決能力和創新能力。四是實踐應用科學知識：實驗提供了學生將科學知識應用于實際情境的機會。通過實驗，學生可以將課堂上學到的理論知識轉化為實際操作，加深對知識的理解和應用能力。五是培養實驗技能和觀察力：實驗要求學生進行實際操作，培養他們的實驗技能和觀察力。學生通過實驗掌握實驗器材的使用方法，學習如何進行實驗記錄和數據分析，提高他們的實驗技巧和觀察能力。六是促進合作與交流：實驗通常以小組形式進行，促進學生之間的合作與交流。學生在實驗中共同合作解決問題，互相討論和交流，培養他們的團隊合作精神和溝通能力[1]。

2.當前小學科學教學存在的問題和挑戰

盡管實驗在小學科學教學中具有重要的優勢和作用，但目前仍然存在一些問題和挑戰。以下是當前小學科學教學中的一些主要問題和挑戰。第一，實驗條件有限：一些學校在實驗條件方面存在限制和不足。缺乏充足的實驗資源和設備，無法提供豐富多樣的實驗項目，限制了學生進行實驗的機會和體驗。此外，實驗室設施不完善、器材老舊等問題也影響了實驗教學的展開。第二，教師專業素養不足：部分小學教師在實驗教學方面的理解和應用還存在不足。他們可能缺乏對實驗教學的系統培訓和指導，缺乏教學設計和指導經驗。這導致一些教師難以有效地引導學生進行實驗，無法充分發揮實驗教學的潛力。第三，實驗內容選擇不當：一些小學科學教學中的實驗內容選擇不合適或不科學。有時候實驗內容過于簡單，無法激發學生的探究興趣和思考能力；有時候實驗內容過于復雜，超出學生的理解能力和操作能力范圍。因此，需要更加科學和系統地選擇適宜的實驗內容，結合學科知識點和學生的實際情況。第四，實驗方案設計不合理：實驗方案的設計對于實驗教學的有效性至關重要。然而，一些實驗方案的設計不夠詳細和清晰，缺乏實驗步驟、實驗材料和實驗記錄等方面的規范和指導。這給學生理解實驗過程和結果帶來困擾，影響了實驗教學的效果。第五，實驗與課堂教學的脫節：在一些教學實踐中，實驗和課堂教學存在脫節的情況。實驗往往被視為單獨的活動，與課堂教學缺乏有效的銜接和整合。這導致學生難以將實驗與理論知識相結合，無法深入理解實驗的科學原理和應用。第六，評價體系不完善：當前的評價體系往往偏重于書本知識的記憶和應試能力的考察，而對于實驗能力和科學思維的評價相對較少。學生的實驗能力和科學思維在評價中未能得到充分的重視和反饋，這使得學生對實驗的重要性和實踐能力的培養缺乏動力。第七，缺乏時間和資源：學校教學計劃的緊張和資源的匱乏是另一個挑戰。教師在教學過程中面臨時間有限的困境，很難安排充分的實驗時間。同時，缺乏足夠的資金和資源，難以購買和更新實驗設備，限制了實驗教學的展開和創新。第八，跨學科整合不足：科學教學往往與其他學科的整合度不高。實驗教學有助于培養學生的綜合能力和跨學科思維，但在實際教學中，科學與其他學科的融合還存在不足。這影響了學生對科學與其他學科關系的理解和應用能力的培養。

3.以實驗為抓手提高小學科學教學有效性的策略和方法

3.1 選擇適宜的實驗內容

選擇適宜的實驗內容是提高小學科學教學有效性的關鍵策略之一。適宜的實驗內容應符合學生的年齡特點、認知水平和學科要求，能夠激發學生的興趣和好奇心，引導他們主動參與探究和思考。在小學科學教學中，可以選擇一些簡單而有趣的實驗內容。例如，在小學三年級的自然與生活科學中，可以選擇以下實驗內容。一是測量水的沸點：讓學生觀察和測量水的沸點，了解水的沸騰現象。通過加熱水并使用溫度計測量水的溫度變化，學生可以觀察到水的沸騰點和沸騰現象，并了解到沸點的概念。二是探究種子發芽的條件：學生可以觀察和比較在不同條件下種子的發芽情況，了解種子發芽所需的水、陽光和適宜溫度等條件。通過種植不同種類的種子，并提供不同的條件進行比較，學生可以發現不同條件對種子發芽的影響。三是探索物體的浮力：讓學生通過實驗了解物體的浮力現象。可以準備一些不同形狀和重量的物體，讓學生觀察這些物體在水中的浮沉情況，并讓他們思考浮力與物體形狀、重量的關系。四是研究光的折射：學生可以通過實驗觀察光在不同介質中的折射現象。可以準備一些透明的介質，如玻璃、水和油，讓學生觀察光線經過這些介質時的折射現象，并了解折射規律。

3.2 設計合理的實驗方案

設計合理的實驗方案是以實驗為抓手提高小學科學教學有效性的重要策略之一。一個合理的實驗方案應該考慮到學生的認知水平、實驗資源的可獲得性以及實驗內容的適宜性。在設計實驗方案時，要注意步驟的清晰性和材料的易獲取性。確保實驗步驟簡單明了，學生能夠理解和操作。同時，使用常見的材料和器具，避免過于復雜或昂貴的實驗設備。以下是一個小學三年級的實驗方案示例，以探究光的傳播方向為例。實驗目的：通過實驗觀察光的傳播方向，了解光的基本性質。實驗材料：光源（例如手電筒、光波盒）、直尺、不透明物體（例如紙板、小盒子）、白紙、實驗記錄表格。實驗步驟：一是準備光源和一塊白紙，將白紙固定在水平桌面上。二是將光源放在白紙的一側，保持光源與白紙垂直。三是將不透明物體（例如紙板或小盒子）放置在光源和白紙之間，遮擋一部分光線。四是觀察白紙上的光斑或光線的投影情況。五是移動不透明物體，改變光線的遮擋程度，并觀察光斑的變化。六是記錄每個位置下的光斑情況，并填寫實驗記錄表格。

通過設計合理的實驗方案，學生可以通過實際操作和觀察來深入理解科學知識，培養他們的實驗技能和科學思維能力。實驗方案的設計要根據學生的年齡和學科要求，確保實驗的安全性和可行性，并引導學生主動參與實驗過程，激發他們對科學的興趣和好奇心。此外，教師在實驗過程中應該充當指導者和引導者的角色，鼓勵學生提出問題、進行思考，并幫助他們從實驗中獲取有意義的觀察結果和結論。

3.3 提供充足的實驗資源和設備

為了提高小學科學教學的有效性，提供充足的實驗資源和設備是非常重要的。學校和教師應該提供充足的實驗資源和設備，確保學生有足夠的機會進行實驗。例如：學校可以致力于改善實驗室設施，確保實驗室的安全性和功能性。更新老舊設備、維護設備的正常運轉、提供充足的實驗臺和儲存空間等，都是提高實驗教學效果的重要因素。同時，學校還可以建立實驗資源庫，收集和整理各類實驗所需的材料、器材和工具。這些資源可以包括常用的化學品、生物標本、物理實驗器具等。教師可以通過資源庫來獲取所需材料，保證實驗所需資源的充足性和多樣性。此外，除了實驗室內的設備和材料，教師還可以充分利用周邊資源進行實驗教學。如帶學生到校園內的花園或自然環境中進行植物觀察，利用廚房中的常見材料進行化學實驗等。這樣可以拓寬實驗資源的來源，豐富實驗內容和體驗。最后，虛擬實驗技術可以作為補充，提供一些無法在實驗室中進行的實驗體驗。學校可以引入虛擬實驗軟件或在線實驗平臺，讓學生通過電腦或平板電腦進行虛擬實驗，從而拓寬實驗資源的范圍[2]。

3.4 培養學生的實驗技能和科學思維

為了提高小學科學教學的有效性，培養學生的實驗技能和科學思維是至關重要的。首先，在教學中，教師可以向學生明確強調實驗的重要性，解釋實驗對于科學學習和發現的作用。鼓勵學生主動參與實驗，理解實驗的目的和意義，以及實驗對于驗證和探索科學原理的重要性。其次，根據學生的年齡和學科要求，設計漸進式的實驗，逐步培養學生的實驗技能和科學思維能力。從簡單的觀察實驗開始，逐漸引導學生提出問題、制定假設、設計實驗方案、進行觀察和記錄、總結規律等。第三，鼓勵學生參與實驗設計的過程。在實驗前，教師可以引導學生討論實驗的目的、預期結果以及實驗步驟的設計。通過參與實驗設計，學生能夠提高對實驗過程和實驗原理的理解，并培養創新思維和問題解決能力。第四，教師可以向學生提供實驗技巧的指導，包括正確使用實驗器材、實驗操作的注意事項、數據記錄和結果分析的方法等。通過實踐和指導，學生能夠掌握基本的實驗技能，提高實驗的準確性和可靠性。第五，在實驗中，教師可以引導學生提出問題、制定假設、進行觀察和數據收集、分析實驗結果等。培養學生的科學思維，鼓勵他們通過實驗數據的分析和解釋，推斷和驗證科學原理。最后，要求學生撰寫實驗報告，并進行實驗結果的討論和分享。通過撰寫實驗報告，學生能夠整理和總結實驗過程和結果，提高表達能力和科學交流能力。

3.5 結合實驗和課堂教學

將實驗與課堂教學相結合，形成有機的銜接。在進行實驗之前，教師可以通過提出問題、講解相關理論知識、展示實驗相關的圖片或視頻等方式，引導學生進入實驗主題，激發他們的興趣和好奇心。例如，在學習有關物體浮沉的知識時，教師可以先向學生提出問題：“為什么有些物體能浮在水面上，而有些物體會沉入水中？”然后講解有關浮力和密度的理論知識，展示一些浮沉現象的圖片或視頻，為學生展開實驗做好準備。在實驗過程中，教師應將實驗與課堂知識進行緊密的關聯。教師可以引導學生將實驗結果與之前學習的理論知識進行對比和驗證。例如，對于物體浮沉實驗，教師可以與學生一起回顧浮力和密度的概念，幫助他們理解實驗現象與這些概念的關系。在實驗結束后，教師可以與學生一起討論實驗結果，并幫助學生將實驗結果與理論知識進行聯系和歸納。通過將實驗與課堂教學相結合，可以加深學生對科學概念和原理的理解，促進知識的內化和應用能力的提升。

4.以實驗為抓手提高小學科學教學有效性的意義和前景

實驗教學的有效性體現在多個方面。其一，激發學生的學習興趣：實驗可以使學習變得生動有趣，激發學生對科學的好奇心和興趣。通過實際操作、觀察和探究，學生能夠親身體驗科學知識，增強對科學的興趣，提高學習主動性和積極性。其二，培養學生的實驗技能和科學思維：實驗教學能夠培養學生的實驗技能，如觀察、記錄、推理和解釋等能力。同時，通過實驗，學生能夠培養科學思維，包括提出問題、制定假設、進行實驗驗證和總結規律的能力。這些能力對學生的科學素養和綜合能力的發展至關重要。其三，加深理論知識的理解和應用：實驗能夠幫助學生將抽象的理論知識轉化為具體的實踐經驗，加深對科學概念和原理的理解。通過實驗，學生能夠將理論知識應用于實際情境中，掌握知識的實際運用能力，提高學習的深度和廣度。其四，培養科學態度和科學方法：實驗教學有助于培養學生的科學態度，包括對事實的客觀觀察和分析、對證據的重視、對質疑和探究的勇氣和樂觀態度。同時，實驗教學能夠讓學生接觸到科學研究的方法和過程，了解科學的探索性質，培養科學探究的意識和能力。其五，促進跨學科綜合應用：實驗教學能夠促進不同學科之間的跨學科綜合應用。通過實驗，學生可以涉及多個學科領域，如物理、化學、生物等，從而形成學科之間的融合，提高學生對綜合問題的分析和解決能力。

在未來，以實驗為抓手提高小學科學教學有效性的前景是廣闊的。隨著科學技術的發展，實驗設備和資源的豐富性將得到進一步提升，為實驗教學提供更多可能性。同時，隨著教育改革的推進，越來越多的教育機構和學校意識到實驗教學對學生發展的重要性，將會更加重視實驗教學的實施和支持。此外，隨著信息技術的快速發展，虛擬實驗和在線實驗平臺也逐漸成為實驗教學的重要組成部分。學生可以通過虛擬實驗平臺進行模擬實驗，觀察和探究各種現象，提高實驗技能和科學思維能力。在線實驗平臺則可以提供更多實驗資源和設備，方便學生進行實驗操作和實驗數據的記錄與分析。

結束語

綜上所述，以實驗為抓手，提高小學科學教學的有效性對于培養學生的科學素養和創新能力具有重要意義。通過共同努力，我們可以推動小學科學教學的改革和創新，為學生提供更具體、實踐性的學習體驗，培養他們的科學精神和綜合能力。實驗教學作為促進學生學習的有效手段，將在小學科學教育中發揮重要作用，為學生的全面發展和未來的學習和發展奠定堅實的基礎。希望本論文的研究成果能夠為小學科學教育的實踐和改進提供參考，促進小學科學教學的不斷發展和進步。