從四個方面入手改進實驗教學

韓芳芳 呂佳

〔摘? ? 要〕? 實驗是小學科學課教學的重要內容，是學習科學知識、完成探究過程的重要方法和手段。然而在實際教學中，教材上提供的實驗或探究活動并不能實現想要的教學目標。筆者結合自身經驗，試著從學生的新概念、邏輯的優模型、實驗的新踐行、作業的多形式四個方面入手，探究實驗課設計的策略。從校本教材出發，亦適用于教科版教材在內的其他科學教材，旨在探究學生實驗課的設計方法，為一線教師改進小學科學實驗課提供思路。

〔關鍵詞〕? 小學科學；探究實驗課；設計

〔中圖分類號〕? G424? ? ? ? ? ? ? ? 〔文獻標識碼〕? A? ? ? ? ?〔文章編號〕? 1674-6317? ? （2024）? 12? ? 070-072

一、“穩如泰山”的教學困惑與歸因

“穩如泰山”選自校本教材《成語中的科學》中成語中的力學板塊的第三課。探究的任務是借助成語了解物體穩定性的科學知識，認識重心的概念，借助不倒翁了解重心位置與穩定性的關系。

在筆者上這節課之前，校內已有其他科學教師上過，可以說我是站在前輩的肩膀上再上此課。所以在初上“穩如泰山”時，對教學設計已根據前人的經驗進行過修改，但在施教過程中仍然出現了不少問題。

（一）概念處理之疑

《成語中的科學》校本教材中有許多與課堂教材相關但又高于其掌握要求的概念，對于一個特定年級的小學生來說，要完全掌握這些概念是很難的。例如對本課中的“重心”概念，如果要仔細講解，時間不夠；如果省去“重心”，那么重心位置與穩定性的關系就無法講解清楚。所以對本節課“重心”概念的處理既是重點，又是一個難點。

（二）過程設計之難

教材設計之初是有教學過程安排的，但是隨著學生的更替和教學需要的變化，原有的過程設計不再適合現有的教學。“穩如泰山”一課的教學目標有：了解成語中蘊含的關于物體穩定性的科學知識；通過實驗能尋找一些不規則物體的重心；激發學生的探究興趣，使之熱愛科學、樂于探究、尋找發現。怎樣設計可以讓學生實現這三個目標并讓學生獲得充分的體驗？四年級學生的“平衡玩具”的工程化設計該怎么進行？

（三）教具選材之困

教材中選取的材料和教具種類比較單一，“穩如泰山”一課中作為參考的材料有：制作不倒翁的材料——塑料蛋殼、橡皮泥；作為平衡玩具的材料——木棒、橡皮泥；尋找物體重心的材料——不同形狀模板、細線。僅靠書中可供參考的這些材料可以獲得“重心位置與穩定性的關系”的知識，但是要使其達到能夠遷移的能力，這些材料遠不夠。可以再加入什么材料、教具能利于學生科學概念建構和科學素養的形成？

（四）作業設計之惑

自“雙減”政策出臺以來，各地都開始對學生的作業布置重視了起來，各教育部門也陸續將作業設計與實施納入常態化學科教研范疇，重點研究作業的育人功能、數量控制和科學設計等。“穩如泰山”本就是比較有趣味性的探究類課程。對于這樣的校本課程作業應以什么樣的形式布置，布置多少的量？怎樣布置拓展課作業才能既可以為課堂服務又可以發展學生的能力呢？

二、“穩如泰山”的教學改進與實施

基于以上的疑、難、困、惑，對教學設計進行了改進。

（一）借學生之手，攻概念處理之難

既然這一課中的“重心”這一概念教師實難處理，那么可以在課堂前先讓學生制作可以立在平面上的不倒翁。學生在制作過程中勢必會查找資料以了解一定的不倒翁原理，并在課堂上由學生向同學介紹原理，教師再加以引導即可得知。而且，其他學生也在課前對原理有所了解，掌握起來會更加得心應手。

（二）借邏輯結構，解過程設計之疑

初上“穩如泰山”時，分為兩個課時，第一課時的重點是“重心位置與穩定性的關系”的遷移應用和“平衡玩具”的設計；第二課時是尋找不規則物體的重心。第二課時主要是體驗課，完成順利，但第一課時中學生對知識的遷移運用很難從蛋殼不倒翁遷移到“平衡玩具”上。在此可以借助兩條邏輯線解決這一疑難。

（三）借趣味實驗，破教具選材之困

教材上本就只有普通不倒翁和“平衡玩具”，可參考的材料教具都有限。有學生瀏覽了許多趣味實驗的視頻之后，發現了一個在細線上行走的雜耍人，其原理就是重心在支撐點下方。將此趣味實驗的材料加以改進，把細線換成更加可取又匪夷所思的材料頭發，既可打破教具選材的困局，又能賦予課堂趣味性。學生可以移動磁吸，思考嘗試可以將重心放在什么部位更具靈活性。

（四）借多樣形式，釋作業設計之惑

作業設計突破傳統的紙筆答題，采用多樣化的形式。課前的不倒翁制作是以完成挑戰的形式，學生可通過視頻記錄下制作挑戰的過程，在實驗記錄紙上記錄所用的材料，用畫圖的方式記錄制作的不倒翁，分析不倒翁不倒的原因。課堂上以講解的形式檢查作業。課后作業是制作一個平衡玩具，以圖片的形式提交，同時完成記錄單的下半部分，也是對本節課總結和課外延伸。作品、視頻、圖片、講解、記錄單等多樣化的作業設計形式貫穿于課堂，無形中提高了學生的科學素養和探究能力。

三、探究實驗課設計改進的策略

在科學拓展課堂上，我們在對校本教材的不同課堂教學中都會存在這樣或那樣的問題，為了探究拓展課的有效實施，我們要做一個有心人。

筆者以“穩如泰山”一課為出發點加以思考，從學生的新概念入手、從邏輯的優模型入手、從實驗的新踐行入手、從作業的多形式入手改進教學設計，不僅適用于校本教材，也可用于其他教材，順應不斷發展的教學需要，培養學生的科學素養。

（一）堅持以生為本，突破抽象概念

杜威最早提出“以生為本”的理念，新課標的核心理念也是以學生的發展為本。小學生正處于皮亞杰劃分的兒童認知發展階段的具體運算階段，這一階段的學生能從一個概念的各種具體變化中抓住實質或本質的東西，具體運算思維一般還離不開具體事物的支持。遇到新的抽象的概念如果直接講授，學生是很難理解的，更別說保持記憶了。這時，學生自身的經驗顯得尤為重要。對課堂上遇到的一些難以處理的概念，可以從學生入手，以學生的日常經驗為基礎，引導學生對概念進行理解。

案例1：四年級下冊第三單元第一課《讓小車運動起來》中：重力能把地球表面的物體拉向地面。

怎么能讓學生體驗到重力并可以自己理解這一抽象概念呢？從學生出發：拿起紙團松手，觀察；站在座位上，將凳子提起，感受；從原地起跳，思考。讓學生自己觀察、感受、思考，最后通過討論總結出什么是重力。

（二）優化邏輯模型，巧妙設計教學

有邏輯的教學設計是教師根據知識的組織結構順序和學生接受知識的思維規律和思維習慣，在遵循學生認知規律和思維特點的基礎上進行備課的精心設計。教學不可能一蹴而就，學生的思維是逐步發展的，所以在學生現有的發展水平和潛在的發展水平之間要找準“最近發展區”。在教學中，遇到學生難以學會遷移的知識，教師就需提供一座“橋”，連接學生相鄰的兩個“最近發展區”，實現學生思維的發展和能力的提升。

案例2：《成語中的科學》教材光學模塊“海市蜃樓”一課，教材中實驗1：筷子折了，探究光的折射，光線從空氣進入水中會發生偏折。實驗2：海市蜃樓，通過剛才的實驗知道了海市蜃樓發生的其中一個條件是光的折射，要求學生探究海市蜃樓的產生還與什么因素有關。

怎樣借助“橋”，讓學生從光的折射是海市蜃樓產生的原因之一中，找到海市蜃樓產生的另一因素呢？

在兩個實驗之間再設計加入一個環節：在海市蜃樓的原理圖中先尋找光折射的地方，借助原理圖中產生疑問的地方（O點處），反思這是光的什么現象（有學生猜測可能是光的反射）。高層冷熱不同的大氣分層就像空氣和水面的分層一樣，不僅會發生光的折射，還會發生光的反射。

（三）支持創新實踐，選擇多種教具

實驗和實驗材料的好壞決定著是否能夠順利地進行實驗，因此教師在選擇科學實驗和實驗材料的過程中就需謹慎選取，并且還要根據學生的特性選取。教材中的實驗和材料都是經過反復推敲和驗證的，基本都是比較經典的，在經典的基礎上教師也可以引入創新實驗。引入一些他人做過的趣味實驗，選擇有創新性、與課堂知識也息息相關的實驗，這里實驗比較多的平臺可以參考公眾號，比如爆炸實驗室、科學魚、小學科學教學等，里面有成百上千分門別類的實驗。

案例3：五年級下冊第二單元的《空氣的熱脹冷縮》一課，教材中直接導入，從上節課所學的“水和許多液體，都有熱脹冷縮的性質”到“空氣是否會熱脹冷縮呢？”

課堂的直接引入缺乏趣味性，是否可以加入實驗以增加本節課的趣味性？

在本課開始時加入一個“小魔術”，不用手就可以將易拉罐捏扁。教師準備一盆冷水、一個空易拉罐、一壺開水，由于涉及開水，考慮到學生安全問題，實驗由教師在講臺上演示。演示實驗不如學生動手實驗更能吸引學生，所以稱其為“小魔術”，制造神秘感，以吸引學生的興趣。

（四）運用多種形式，引入多元作業

長期以來，作業形式單一、枯燥，缺少趣味性。很多學生對作業產生厭惡感，不愿意做作業，或者當作教師布置的硬性任務草草完成，因而沒有實現作業應該起到的鞏固知識的作用。教師要突破作業的單一形式，使學生能夠輕松自如地完成，并實現鞏固知識的目的。作業可以是資料查閱型的、制作創造型的、專題日記型的，作業提交的形式可以是小報、視頻、圖片、作品、日記、報告等等。

1.資料查閱型作業

案例4：四上第二單元的《食物中的營養》一課中，教材提到食物中的營養成分通常分為蛋白質、糖類、脂肪、維生素、無機鹽和水。

本節課的課后作業可以布置學生回家查閱資料，完善課堂上沒有介紹到的營養成分的作用，以及在哪些食物中存在。作業提交的形式可以是一份“食物中的營養”的小報，也可以是一個介紹食物中營養成分的視頻。

2.制作創造型作業

案例5：五上第一單元的《制作一個潛望鏡》一課，教材中給出了制作潛望鏡的原理，介紹了潛望鏡的制作參考方法，提供了可選擇的材料，但是方法和材料不限于書上提到的。

本節課顯然可以布置一個制作類乃至創造類的作業。可以根據班內學生能力分層，對能力一般的學生，要求其按照書中提供的方法制作一個潛望鏡；能力較強的學生，則可以突破書中方法和材料的局限，依據潛望鏡原理創新制造一個潛望鏡，讓不同學生的能力都得到發展。

3.專題日記型作業

案例6：五上第四單元“制訂健康生活計劃”。

設計一個以健康生活為主題的作業，教師設計這一專題作業，既與學生學習的知識相關，又在此基礎上進一步與學生的日常生活相聯系，因而極大地激發了學生的探究熱情。作業的形式可以是按照計劃每日打卡，也可以是日記總結等等。

四、反思與展望

本文闡述了教師在探究實驗課上，根據學生實際情況適時調整設計時，應用“新、型、行、形”四方面策略進行設計，為教師根據不同教材設計教學提供了方法，滿足學生發展的需要，尊重學生的特點和興趣，使改進的教學設計能更好地為課堂服務。

我們教研組在日常的教學中，對教學設計的改進研究得比較多，也取得了一些心得。接下來，教研組將在校本教材的教學設計和教材改進方面多些思考，爭取多取得一些成果。改進教學設計也好，改進教材也好，我們的目標都是指向有生機的課堂、有生命力的學習。

參考文獻

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