直觀實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)成效的影響

任國(guó)良

〔摘? ? 要〕? 新課標(biāo)的課程理念提倡“激發(fā)學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，加強(qiáng)探究實(shí)踐”，因此在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，教師要讓小學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)探究的過(guò)程，促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)與合作學(xué)習(xí)。基于新課標(biāo)的背景，在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，教師要結(jié)合演示實(shí)驗(yàn)和探究實(shí)驗(yàn)教學(xué)，充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)器材、數(shù)字資源、智慧平臺(tái)的價(jià)值，要遵循直觀實(shí)驗(yàn)教學(xué)的流程：準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)器材，進(jìn)行猜想假設(shè)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，操作實(shí)驗(yàn)，分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，交流探討，得出結(jié)論。通過(guò)運(yùn)用實(shí)踐探究法，明確直觀實(shí)驗(yàn)對(duì)小學(xué)生科學(xué)學(xué)習(xí)成效的影響：激發(fā)學(xué)生的科學(xué)探究興趣，更好地理解科學(xué)核心概念，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維素養(yǎng)，提高學(xué)生的探究實(shí)踐能力，促進(jìn)其形成正確的態(tài)度責(zé)任。教師以此教學(xué)，能提高教學(xué)成效。

〔關(guān)鍵詞〕? 小學(xué)科學(xué)；直觀實(shí)驗(yàn)；學(xué)習(xí)成效；科學(xué)思維

〔中圖分類號(hào)〕? G424? ? ? ? ? ? ? ? 〔文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼〕? A? ? ? ? ?〔文章編號(hào)〕? 1674-6317? ? （2024）? 12? ? 061-063

直觀教學(xué)是指利用各類資源和教具作為感官傳遞物，通過(guò)運(yùn)用一定的展示方法，提高學(xué)習(xí)效果、提升學(xué)習(xí)效率的教學(xué)方式。直觀教學(xué)要運(yùn)用真實(shí)事物的標(biāo)本、模型、圖片、視頻等載體，更好地傳遞教學(xué)信息，組織各類教學(xué)活動(dòng)，以引領(lǐng)學(xué)生積極參與，理解和掌握知識(shí)。實(shí)驗(yàn)是小學(xué)科學(xué)教學(xué)中的重要方式，教師根據(jù)課程主題引入相關(guān)實(shí)驗(yàn)，能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，輔助學(xué)生理解知識(shí)，更好地提高課程教學(xué)效果。在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，教師可以運(yùn)用直觀實(shí)驗(yàn)教學(xué)，通過(guò)將演示實(shí)驗(yàn)和探究實(shí)驗(yàn)結(jié)合起來(lái)，促進(jìn)學(xué)生在觀察、思考、交流、探討、操作的過(guò)程中更好地理解科學(xué)知識(shí)，掌握實(shí)驗(yàn)方法，形成科學(xué)素養(yǎng)，產(chǎn)生更好的學(xué)習(xí)成效。

一、小學(xué)科學(xué)直觀實(shí)驗(yàn)的分類

在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)是一種非常重要的教學(xué)方式，直觀實(shí)驗(yàn)一般分為演示實(shí)驗(yàn)和探究實(shí)驗(yàn)兩種類型。演示實(shí)驗(yàn)又分為動(dòng)手演示實(shí)驗(yàn)和視頻演示實(shí)驗(yàn)。動(dòng)手演示實(shí)驗(yàn)，是指教師借助一定的實(shí)驗(yàn)器材，通過(guò)直接動(dòng)手操作的方式演示實(shí)驗(yàn)，將實(shí)驗(yàn)過(guò)程直觀展現(xiàn)在學(xué)生眼前；視頻演示實(shí)驗(yàn)，是指教師根據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)主題，提前準(zhǔn)備相應(yīng)的視頻素材，在課堂上用大屏幕直觀展現(xiàn)實(shí)驗(yàn)視頻，學(xué)生認(rèn)真觀看。探究實(shí)驗(yàn)與演示實(shí)驗(yàn)不同，探究實(shí)驗(yàn)更加重視突出學(xué)生主體地位，教師通過(guò)布置實(shí)驗(yàn)任務(wù)，學(xué)生個(gè)人或小組合作，借助相應(yīng)實(shí)驗(yàn)材料，經(jīng)歷設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)探究的過(guò)程，進(jìn)而得出一定的結(jié)論，提升實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ纬煽茖W(xué)素養(yǎng)。

二、小學(xué)科學(xué)直觀實(shí)驗(yàn)教學(xué)的流程

小學(xué)科學(xué)直觀實(shí)驗(yàn)教學(xué)的流程主要包括：明確實(shí)驗(yàn)探究主題，準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)器材，進(jìn)行猜想與假設(shè)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)流程，個(gè)人或合作操作實(shí)驗(yàn)，分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，交流與探討實(shí)驗(yàn)，得出相應(yīng)結(jié)論。在交流與探討的過(guò)程中，學(xué)生還可以根據(jù)數(shù)據(jù)分析的情況，修正實(shí)驗(yàn)方案，繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，最終得出更為科學(xué)、準(zhǔn)確的結(jié)論。

以教科版四上“讓弦發(fā)出高低不同的聲音”中“研究弦的音高和哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)為例。一是選定一種弦樂(lè)器，如吉他，學(xué)生在小組中討論要解決的問(wèn)題；二是找出哪些因素可能影響弦的音高，推斷音高變化可能存在的規(guī)律；三是在弦樂(lè)器上反復(fù)進(jìn)行彈奏，驗(yàn)證之前的預(yù)測(cè)；四是設(shè)計(jì)能夠讓弦的音高發(fā)生連續(xù)變化的方案，如先是手指在一根琴弦上移動(dòng)，讓弦振動(dòng)部分越來(lái)越短，識(shí)別音高的變化，調(diào)節(jié)弦的松緊度，手指在多根弦上連續(xù)移動(dòng)，識(shí)別出音高的變化；五是修正方案，在弦上試著彈奏，探尋影響弦音高的因素；六是同學(xué)之間進(jìn)行交流，總結(jié)和表達(dá)各自的觀點(diǎn)。

三、直觀實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生科學(xué)學(xué)習(xí)成效的影響

（一）激發(fā)學(xué)生科學(xué)探究興趣

在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，教師根據(jù)科學(xué)課程的主題內(nèi)容，結(jié)合小學(xué)生的科學(xué)學(xué)習(xí)基礎(chǔ)和認(rèn)知情況，引入豐富多彩的教學(xué)材料，設(shè)計(jì)科學(xué)有效的教學(xué)活動(dòng)，其中就包括相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)。根據(jù)直觀實(shí)驗(yàn)的內(nèi)涵與分類，教師可以準(zhǔn)備演示實(shí)驗(yàn)方案或者探究實(shí)驗(yàn)方案，提前要求學(xué)生做好相應(yīng)的準(zhǔn)備。在課堂上，教師通過(guò)動(dòng)手演示或視頻演示實(shí)驗(yàn)，以及讓學(xué)生借助實(shí)驗(yàn)材料自主參與實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生在這樣的過(guò)程中，能夠有效激發(fā)學(xué)習(xí)科學(xué)的興趣，從實(shí)驗(yàn)探究中獲得一些知識(shí)和技能，更好地提高科學(xué)課程的學(xué)習(xí)效果。教師根據(jù)學(xué)生實(shí)驗(yàn)情況，適當(dāng)進(jìn)行一些點(diǎn)撥和指導(dǎo)，以此讓學(xué)生更好地觀察實(shí)驗(yàn)，或者自主參與實(shí)驗(yàn)探究。

以教科版四上“制作我的小樂(lè)器”為例，經(jīng)過(guò)上述幾節(jié)課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生在研究樂(lè)器發(fā)出聲音的秘密后，認(rèn)識(shí)了樂(lè)器發(fā)出高低不同聲音的原理。有了以上的基礎(chǔ)，教師要根據(jù)本課的主題內(nèi)容，準(zhǔn)備中西方樂(lè)器的圖片、音頻和視頻等資源，再準(zhǔn)備一些碗碟、筷子、木棒、木板、皮筋等實(shí)驗(yàn)材料，還可以讓學(xué)生自行準(zhǔn)備好簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)材料。在課堂上，教師先播放編鐘敲擊、琵琶彈奏、吉他彈奏等視頻，然后提問(wèn)：我們是否也可以自行制作一種簡(jiǎn)單的樂(lè)器呢？接著展示由木板、木棍、皮筋等組成的簡(jiǎn)單小樂(lè)器，彈奏出聲響。教師通過(guò)進(jìn)行簡(jiǎn)單的演示實(shí)驗(yàn)，能激發(fā)學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)探究的興趣，促進(jìn)學(xué)生自行參與實(shí)驗(yàn)探究。小學(xué)生借助之前準(zhǔn)備的實(shí)驗(yàn)材料，先設(shè)計(jì)制作方案，畫出制作小樂(lè)器的示意圖；再根據(jù)自己的設(shè)計(jì)，一邊制作一邊修改；制作完成后試著彈奏，看看能否發(fā)出有規(guī)律的和高低不同的聲音。教師根據(jù)小組展示的情況，引領(lǐng)學(xué)生根據(jù)優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行改進(jìn)。

（二）更好地理解科學(xué)核心概念

科學(xué)觀念是科學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)之一，是指在理解科學(xué)概念、規(guī)律、原理的基礎(chǔ)上形成的對(duì)客觀事物的總體認(rèn)識(shí)。科學(xué)觀念內(nèi)涵豐富，在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，教師要讓學(xué)生更好地形成科學(xué)觀念的核心素養(yǎng)，首先應(yīng)讓學(xué)生很好地理解科學(xué)核心素養(yǎng)。直觀實(shí)驗(yàn)對(duì)小學(xué)生科學(xué)學(xué)習(xí)成效的影響，還體現(xiàn)在輔助學(xué)生理解科學(xué)核心概念方面。因此，教師還要根據(jù)課程中實(shí)驗(yàn)的主題，提前準(zhǔn)備一些實(shí)驗(yàn)材料，在課堂教學(xué)中借助直觀實(shí)驗(yàn)，幫助學(xué)生更好地理解科學(xué)課程中的核心概念。學(xué)生在教師的指導(dǎo)下參與實(shí)驗(yàn)探索，從實(shí)驗(yàn)中理解和總結(jié)相關(guān)科學(xué)核心概念。

例如教科版四上“食物中的營(yíng)養(yǎng)”一課，主要是讓學(xué)生認(rèn)識(shí)食物中的營(yíng)養(yǎng)成分，明確食物中的營(yíng)養(yǎng)成分通常包括糖類、蛋白質(zhì)、脂肪、維生素、無(wú)機(jī)鹽和水，知道這些都是維持人體生命活動(dòng)的必備營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，要養(yǎng)成均衡膳食的良好習(xí)慣。為讓學(xué)生初步認(rèn)識(shí)淀粉、脂肪、蛋白質(zhì)這些營(yíng)養(yǎng)的相關(guān)概念，教師可提前準(zhǔn)備相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)材料，如饅頭、植物油、花生仁、碘酒等。在課堂上，教師先演示用碘酒檢驗(yàn)食物中是否有“淀粉”的實(shí)驗(yàn)，在饅頭塊上滴入碘酒，觀察顏色變化，發(fā)現(xiàn)滴入碘酒的部分變?yōu)樗{(lán)色。因此，教師以此初步總結(jié)關(guān)于“淀粉”的概念：能夠讓碘酒變藍(lán)的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)是淀粉。基于此背景，教師要求學(xué)生按照課本上的步驟，用植物油、棉簽、花生仁等材料檢驗(yàn)脂肪。教師根據(jù)學(xué)生用棉簽蘸植物油擦紙的實(shí)驗(yàn)情況，播放用蘇丹III或蘇丹IV檢驗(yàn)脂肪的實(shí)驗(yàn)視頻，發(fā)現(xiàn)含有脂肪的部分分別呈現(xiàn)橘黃色和紅色，以此總結(jié)脂肪的概念。教師還要帶領(lǐng)學(xué)生檢驗(yàn)食物中的蛋白質(zhì)，使用雙縮脲試劑滴入蛋白中產(chǎn)生紫色反應(yīng)，以此總結(jié)蛋白質(zhì)的概念。在以上的實(shí)驗(yàn)中，教師先通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)的方式，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)檢驗(yàn)食物中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的基本方法，之后再讓學(xué)生自主參與探究實(shí)驗(yàn)，經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)探究的過(guò)程，最后再通過(guò)播放實(shí)驗(yàn)視頻等方式進(jìn)行總結(jié)，得出科學(xué)核心概念，能夠提高教學(xué)成效。

（三）培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維能力

基于科學(xué)思維核心素養(yǎng)的內(nèi)涵，教師要重視引領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行模型建構(gòu)，參與到推理論證中，形成創(chuàng)新思維。直觀實(shí)驗(yàn)涉及實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)操作、觀察思考、數(shù)據(jù)分析、歸納總結(jié)等，在這樣的過(guò)程中，學(xué)生需要基于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行推理論證，從不同視角分析和探究問(wèn)題，結(jié)合經(jīng)驗(yàn)事實(shí)，抽象概括客觀事物，建構(gòu)一般模型，能夠形成科學(xué)思維素養(yǎng)。因此，教師還要在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中引入直觀實(shí)驗(yàn)任務(wù)，要求學(xué)生根據(jù)課程主題，結(jié)合實(shí)驗(yàn)主題，參與探究實(shí)驗(yàn)，經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)探究的過(guò)程，以此更好地熟悉實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與操作流程，還能形成科學(xué)思維素養(yǎng)。

（四）提高學(xué)生探究實(shí)踐能力

為讓學(xué)生更好地認(rèn)識(shí)和探究自然、獲得科學(xué)知識(shí)、解決科學(xué)問(wèn)題、提高科學(xué)探究能力和自主實(shí)踐能力等，教師要重視培養(yǎng)學(xué)生探究實(shí)踐素養(yǎng)。基于小學(xué)科學(xué)中的相關(guān)課程，結(jié)合實(shí)驗(yàn)主題，教師要布置自主實(shí)驗(yàn)與合作實(shí)驗(yàn)任務(wù)，要求學(xué)生基于實(shí)驗(yàn)的主題，參與到實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)探究中。學(xué)生需提出科學(xué)問(wèn)題，以此合理猜想和假設(shè)，制定實(shí)驗(yàn)計(jì)劃，準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)材料，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程，并參與實(shí)驗(yàn)操作，得到一些數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，最終得出某些結(jié)論。在這樣的過(guò)程中，學(xué)生可以有效提高探究實(shí)踐能力。

例如，教科版四上“運(yùn)動(dòng)與摩擦力”一課的重點(diǎn)是讓學(xué)生認(rèn)識(shí)摩擦力產(chǎn)生的原因。知道摩擦力有大小及其與物體的運(yùn)動(dòng)方式有關(guān)，能通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究運(yùn)動(dòng)與摩擦力大小之間的關(guān)系，嘗試運(yùn)用不同思路與方法進(jìn)行科學(xué)探究，認(rèn)識(shí)到人們要通過(guò)持續(xù)改進(jìn)技術(shù)增大或減小摩擦力。以此為基礎(chǔ)，各個(gè)小組自主參與實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程。教師引導(dǎo)學(xué)生做模擬搬運(yùn)重物的實(shí)驗(yàn)，要準(zhǔn)備木板、硬紙盒、橡皮、墊圈、滑輪、托盤等器材，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和動(dòng)手操作方案：四人為一組，分別負(fù)責(zé)控制硬紙盒，向托盤中加入墊圈，當(dāng)口令員和記錄員；標(biāo)出硬紙盒的起點(diǎn)與終點(diǎn)，將硬紙盒放于木板上，加入橡皮等重物，裝上滑輪與托盤；從一個(gè)墊圈開始，逐漸往托盤中增加墊圈數(shù)，當(dāng)硬紙盒開始運(yùn)動(dòng)時(shí)記錄墊圈數(shù)量，重復(fù)做三次。在完成本項(xiàng)實(shí)驗(yàn)后，教師指引學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析：通過(guò)持續(xù)增加墊圈數(shù)量感受硬紙盒所受阻力，這是改變了力的大小，當(dāng)硬紙盒中墊圈數(shù)量少時(shí)，在阻力影響下保持靜止，達(dá)到一定數(shù)量時(shí)，要克服阻礙運(yùn)動(dòng)的力，硬紙盒才能運(yùn)動(dòng)，這種阻力就是摩擦力。

（五）促進(jìn)形成正確態(tài)度責(zé)任

在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，教師還要重視培養(yǎng)學(xué)生態(tài)度責(zé)任素養(yǎng)，這包括嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)、大膽質(zhì)疑、追求創(chuàng)新以及健康生活的科學(xué)態(tài)度，熱愛(ài)自然、保護(hù)環(huán)境等社會(huì)責(zé)任。教師通過(guò)實(shí)施實(shí)驗(yàn)教學(xué)，能更好地促進(jìn)學(xué)生形成正確的科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任。

以教科版四上“營(yíng)養(yǎng)要均衡”一課為例，基于這個(gè)主題內(nèi)容，教師可以通過(guò)實(shí)施直觀實(shí)驗(yàn)教學(xué)，要求學(xué)生自主設(shè)計(jì)營(yíng)養(yǎng)食譜，培養(yǎng)學(xué)生熱愛(ài)自然、節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境的社會(huì)責(zé)任，以及形成健康的生活態(tài)度。教師先借助關(guān)于動(dòng)植物生長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn)視頻，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到食物來(lái)之不易，認(rèn)識(shí)到要節(jié)約糧食，主動(dòng)承擔(dān)起保護(hù)環(huán)境的責(zé)任。教師通過(guò)布置自主設(shè)計(jì)一周健康食譜的任務(wù)，要求學(xué)生遵循“中國(guó)居民平衡膳食寶塔”，根據(jù)小學(xué)生攝入營(yíng)養(yǎng)的情況，利用常見(jiàn)食材自主設(shè)計(jì)健康食譜。教師根據(jù)學(xué)生的展現(xiàn)情況，對(duì)其進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，引入規(guī)范的一周營(yíng)養(yǎng)食譜。

綜上所述，基于新課標(biāo)的課程理念，在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，教師結(jié)合演示實(shí)驗(yàn)和探究實(shí)驗(yàn)等直觀實(shí)驗(yàn)教學(xué)，遵循科學(xué)實(shí)驗(yàn)的流程，展示各種各樣的科學(xué)實(shí)驗(yàn)。引領(lǐng)學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)探究等，經(jīng)歷分析與研究、交流與探討的過(guò)程，逐步得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，對(duì)小學(xué)生科學(xué)學(xué)習(xí)成效有著諸多正向的影響。教師通過(guò)運(yùn)用直觀實(shí)驗(yàn)教學(xué)，能全面提高小學(xué)科學(xué)教學(xué)的效果。

參考文獻(xiàn)

[1]朱愛(ài)華.淺談引導(dǎo)式探究教學(xué)對(duì)小學(xué)科學(xué)（生物）學(xué)習(xí)成效的影響[J].新絲路（上旬），2020（10）：245.

[2]過(guò)其莉.微課在小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用[J].小學(xué)時(shí)代，2020（3）：21-22.

[3]祝先會(huì).微課在小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)探究中的運(yùn)用[J].山海經(jīng)（教育前沿），2019（2）：235.

[4]鐘曉云.小學(xué)科學(xué)創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：以《光是怎樣傳播的》為例[J].科教導(dǎo)刊·電子版（上旬），2021（1）：111-114.

[5]吳曉紅.淺談小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)記錄單的設(shè)計(jì)[J].教學(xué)與管理，2019（5）：48-49.