提高科學實驗教學效率的有效方法

〔摘 要〕 實驗作為科學課程的一部分，是教學的重要內容。在小學科學實驗課的教學中，一線教師面臨諸多困惑，實驗探究活動變得形式化和表面化，缺乏實際效果。因此，我們需要在提高科學實驗教學效率上尋求有效的解決方案。

〔關鍵詞〕 小學科學；實驗教學效率；有效性

〔中圖分類號〕 G424 〔文獻標識碼〕 A 〔文章編號〕 1674-6317 （2024） 24 094-096

增強小學初級階段科學實驗課程的教學成果，是實現“注重實踐、激發興趣”科學教育目的的關鍵步驟。要依照學生的既往體驗制訂教育方案、調整實驗教科書內容，從而實現具有意義的教育目的。應增強實驗課的引領作用，將學生的主觀熱情轉化為客觀努力，借助實驗提升他們的科研技巧。通過精心的、適當的團隊劃分，構筑卓越的協同團隊，采取管理手段，創造出優質的課堂環境，以及設立鼓勵前行的學生評估體系等方法，顯著地增強小學科學實驗課的教育效果，促進科學教師的職業發展。現將工作觀察和理論研修相結合，將日常踐行的積累和心得整理并闡述如下。

一、改進教科書上的復雜實驗，激發學生探究欲望

面對教科書中的一些復雜實驗內容，學生的思維往往會變得混亂，感到無從下手。因此，循序漸進地引導學生，幫助他們建立對實驗研究的自信，并激發他們的探索欲望，顯得尤為重要。

比如，在教學《探索聲音如何傳遞》這一課時，由于缺乏詳細的實驗指導，學生對于聲音在氣體和液體環境中的傳播感到困惑。因此，我對實驗進行了改進，指導學生使用兩個氣球，其中一個充滿氣體，另一個則裝滿了水。當兩個氣球的尺寸相等時，就分別把它們固定住。然后，讓學生把兩個氣球擺放在桌子上，并且一邊輕輕地敲擊桌子，一邊讓自己的耳朵相繼緊貼著兩個氣球，體驗它們之間的聲音差異。學生觀察到，兩個球體都有能力進行聲波的傳遞。然而，令他們感到意外的是，裝水的氣球比裝空氣的氣球傳播聲音更快。

在探索“光線強弱與溫度變化的聯系”這個主題時，我指導學生分別使用一面和兩面的鏡子，將太陽的光線投影在紙張上。然后，在一定的時期內，讓學生觸摸紙張，體驗其溫度變化。我持有這樣的觀點：僅憑手感做出判斷并不總是準確無誤。那么，怎樣才能得到可靠的結論呢？我對實驗進行了修改，指導學生將太陽光線投射到溫度計上，以獲取精確的實驗結果。我還進一步構建對比實驗，指導學生將兩個溫度計固定在墻上，然后分別用一面和兩面鏡子反射光線到兩個溫度計上，每隔兩分鐘觀察一次溫度計的變化。經過實驗，我們獲取到了精確的溫度波動信息。經由此類研究，學生對于光線的明暗程度與實際溫度波動的聯系產生了深刻的理解，同時也提升了積極研究的熱情。

又比如，我在教學“如何獲取指紋的清晰圖像”這個主題時，并未按照教科書上的方式（例如使用鉛筆、透明膠和白紙拓印指紋）來布置，反倒鼓勵學生們創造各種實際的解決辦法，他們的思考得到了極大的推動，提出了許多新的解決辦法。例如，可以通過手指蘸墨水在白紙上拓印；或者將手指放在橡皮泥上獲取指紋；或用水彩筆在手指上繪制，然后再將其拓印到白紙上；還可以使用在市面上購買的印油進行拓印。這些方法激發了學生的探究熱情，并給他們帶來了意想不到的收獲。實驗研究結束后，我引導學生利用自己的研究成果談談要發明些什么東西，例如：“根據研究聲音的知識，我們可以發明什么樂器？”“利用光照能帶來熱的現象，我們能做些什么？”“經過研究，我們知道每個人的指紋不同，根據這個你想發明什么？”于是，學生的想象力猶如決堤之水，一發而不可收。

二、明確教學目標，發展學生探究思維

（一）根據實際情況，設定每節實驗課的教學目標

全方位、多維度、重難點要突出，應針對設立的教育目標，清晰地向學生闡述。例如在講授《溶解速度》這一課時，我首先向學生展示了這堂課的主題——“溶解速度快或慢與哪些因素有關？”整堂課，學生就圍繞這一中心任務展開探究。在教學《橋的研究》這一課時，我出示橋的各種模型和圖片，讓學生談談對橋的認識，促使學生探討“橋為什么不易倒塌”，然后出示任務——設計、制造自己的橋。教學《人體的呼吸》一課時，我在喚起學生對呼吸的已有認知后，馬上出示本課的探究任務——“吸進的氣體和呼出的氣體是否一樣？”學生明確了學習任務，才能保證實驗隨著思維有序展開。

（二）實驗之前要對學生明確要求

要明確指導策略，讓學生必須理解并記住實驗要求。實驗要求涵蓋了實驗的目標、步驟、方式、安全問題、時間規定以及實驗準則等。這樣，能讓學生的研究過程既具備標準化、規則化的特點，又能夠達到基礎的統一，從而確保研究過程的科學性與實用性。在這樣的基礎上，探究的結果卻可以是多元的：“誰有不同看法？”“還有什么問題？”“你們都這么認為嗎？”如此等等，可以更好地培養學生的求異思維和創新精神。

三、靈活選擇適宜的實驗材料，保證學生探究順利進行

由于學校的實驗設備往往缺乏完備性，因此經常需要讓學生自己準備一些實驗設備和實驗物資，這樣才能確保實驗研究流暢進行。在引導學生準備和攜帶實驗材料的過程中，首要的是讓他們明白在選擇實驗材料時，應該考慮適用性、易獲取性以及成本因素。在尋求資源的過程中，應該優先考慮附近的情況，并結合本地的氣候狀況及其他相關因素，以決定最合適的資源。

在指導學生探討“呼出和吸入的氣體之間的差異性”時，使用排水方式收集空氣是必需的，其中包括了倒水槽、排氣管、集氣瓶、酒精燈、火柴和竹枝等設備和材料。可以用蠟燭取代酒精燈，用可彎曲的吸管取代吹氣管，或者用帶有蓋子的礦泉水瓶取代集氣瓶等。借助這種靈活的選材方式，學生們能夠輕松地獲取所需資源，從而使每個人都有機會參與到實驗過程中，同時也有效地提升了他們思維的靈活性。

在講解“塔的研究”這個主題時，我要求學生攜帶多種規格的塑料瓶、吸管、鐵環、透明膠等可以用于構建高樓的物品。他們都帶來了這些物品，并且盡力搭建出穩固的高樓。有些材料學生準備不了，我就自己想辦法給學生帶來。如教學《自制太陽能熱水器》時需要鋁箔，我就通過各種渠道購買。在指導學生探討小蘇打和醋的混合物時，我向學校食堂要來了小蘇打。在必要的情況下，也可以請有經驗的學生家長協助準備一些難以獲取的物資。例如，請出售大理石的學生家長提供一些大理石的邊角料，或者請在中學工作的家長從其工作單位提供一些設備和藥品等，以保證學生的實驗研究能夠高效有序地進行。

四、設計引導性實驗報告，提高學生的課堂參與度

通過實驗報告的形式，將實驗目標明確地表達出來，可在實驗過程中起到強調和提醒的作用，吸引學生的注意力，提升他們的課堂參與度和教學效果。這樣，學生在探索過程中，能夠不斷提升觀察力、比較力、設計簡單實驗的能力以及邏輯推理能力。

例如，下面是在教學《多種顏色的光能不能混合成白光》時設計的實驗單。

實驗目的：探究多種顏色的光能不能混合成白光。

實驗材料：量角器、剪刀、薄的硬紙板、圓規、牙簽、各色顏料。

實驗過程：

A.用圓規、剪刀做出四個圓紙板。

B.利用量角器把一個圓紙板平均分成7份，每份依次涂上紅橙黃綠青藍紫七種顏色。

C.把其他圓紙板都平均分成三份或更多份，依次涂上不同的顏色。

D.用牙簽穿過圓紙板的中心，然后在桌上旋轉。

E.注意觀察在旋轉最快時看到的顏色。

實驗記錄：

實驗報告是用來引導學生實驗，而不是讓學生按實驗報告機械地進行實驗。因此，在設計實驗報告時要留有余地，把大量的思考空間留給學生，注意發展學生的個性和思維能力。

五、精心劃分實驗小組，構建有效協同的合作團隊

當學生采用團隊的方式進行研究時，團隊成員應該具備良好的互動性，并且能夠緊密協作、公正參與，這對于研究活動的順暢推進是非常有益的。過去，學生們根據自己在教室里的座位進行分組時，經常會出現一人做、其他人看的情況，他們并不愿意配合。我嘗試讓他們自由組合，建立相對穩定的學習小組，但要說明愿意組合的原因，理由不充分的就要求他們分開，再進行調配。分好小組后，讓每個組自己選出組長、紀律監督員、記錄員等。經過如此配置，我注意到學生們的協同工作變得更為融洽，一些學習能力稍弱的學生也在組員的鼓勵下找回了自信，積極地嘗試實踐，形成了良性循環，顯著地提升了實驗的效果。

六、掌握運用調控策略，營造良好課堂氛圍

在實驗開始前，需讓學生理解實驗的目標，并且加強對他們的紀律性教育。同時，也要引導學生珍視所有設備，保持實驗室的清潔，尊重和學習他人的實驗技巧，注意自己說話的語調，以及對其他同學的學習情況給予關心。所有這些規則，都構成了課程能夠順利進行的基礎。為了增加趣味性，我編寫了這樣的口令：“課堂保持靜悄悄，任務聽清勤思考。同伴發言認真聽，組內活動聲音小。聽到指令才動手，進行實驗要合作。實驗儀器要愛護，實驗材料要節約。實驗步驟要清楚，實驗操作要細心。安全時刻要牢記，實驗過程細觀察。實驗現象要記錄，實驗結束坐端正。實驗結論多交流，勤搞衛生桌地凈。”要求學生盡量做到這些要求。學生對科學課堂的基本原則有所理解以后，他們的課堂秩序變得更好，我也會定期進行獎懲制度的兌現和調整，并且始終保持這種狀態。這樣一來，學生就逐漸養成了良好的實驗習慣。

毫無疑問，針對一些在課堂上出現的意外情況，教師需運用各種方法加以解決。比如在探討“圓頂形承受壓力的能力”的過程中，所有學生都將書壓在乒乓球上，以測試其能承受的壓力。然而，有一個學生卻把4個只有一半的乒乓球放在椅子底下，這引起了其他學生的不滿。我聯想到這個學生的日常行為，覺得他并非故意搗亂，因此未像其他學生預期的那樣指責他，反倒是耐心地看著他后續的行為。只見那個學生一屁股坐到用4個半只乒乓球做墊腳的椅子上，還拉著另一個學生一起坐上去。結果奇跡出現了，乒乓球沒有被壓凹，其他學生都感嘆圓頂形承受壓力的性能之好。我為課上采取了“寬容”策略感到慶幸。假如一開始就毫無顧忌地對他進行斥責，肯定會扼殺這個學生的創新實驗，甚至可能在他心中留下負面印象，讓他今后在進行實驗時畏首畏尾，不敢開闊視野、自由探索。不同的課堂、不同的學生會出現不同的事件，教師可采取寬容、幽默、誘導、暗示等策略處理，并且不斷總結經驗，不斷提高對課堂的調控能力，使學生的注意力始終保持在探究上，讓課堂秩序活躍并井然有序。

總之，提高小學科學實驗課教學效率的有效路徑研究，充分體現了課程改革的精神實質，是實現課程改革目標的有效方法。這樣建立的和諧課堂環境，充分激發了學生的主動性、積極性和創新性，提升了學生的提問、實驗設計、實驗操作和實驗分析技能，為培養學生的核心素質和創新精神打下了基礎。

參考文獻

[1]中華人民共和國教育部.義務教育科學課程標準[M].北京：北京師范大學出版社，2022.

[2]馬一兵.小學科學實驗教學設計的研究[D].長春：長春師范學院，2011.

[3]教育部等十八部門.關于加強新時代中小學科學教育工作的意見[S].北京：教監管〔2023〕2號，2023.