開展小實驗的路徑

開展小實驗的路徑

◇陸文峻" （江蘇：常熟市崇文小學）

〔摘" "要〕" 小學科學是一門與生活現實緊密結合的實踐型學科。學生借助科學實驗活動的開展，能夠培養科學思維能力，能有充足的實踐基礎更深入地研究科學知識并構建獨屬自己的科學知識體系。本文從開展科學小實驗的意義和實施路徑兩個方面探討科學實驗提升學生核心素養的可行性。

〔關鍵詞〕" 小學科學；小實驗；路徑

〔中圖分類號〕" G424" " " " " " " " 〔文獻標識碼〕" A" " " " "〔文章編號〕" 1674-6317" " （2025）" 09" " 076-078

科學實驗是小學科學教育中必不可少的部分，學生能夠根據實驗培養科學思維，提升科學核心素養。《義務教育科學課程標準（2022年版）》指出，學生要通過實驗等基本的科學方法，形成科學探究意識，理解科學探究是探索和了解自然、獲取科學知識的基本途徑。教師在開展科學課程教學時，要讓學生在學習過程中進行科學實驗操作，以此構建學生自己的科學知識體系。

一、開展科學小實驗的意義

（一）激發學生探究興趣

科學小實驗能讓學生在實驗過程中進行知識的運用，通過科學實驗驗證科學知識，加深對科學知識的理解。科學小實驗具有極強的直觀性，學生能根據科學實驗直觀地感受實驗現象，迅速吸引學生的注意力，激發其好奇心。同時，科學小實驗能讓學生感知科學知識的魅力和樂趣。這種積極態度，能加深學生對科學的認同感和熱愛感，從而激發學生的學習興趣，培養學生的探究能力。

（二）構建學生知識體系

科學小實驗能讓學生直觀感受科學原理的運作，根據科學實驗所展現的科學現象加深對科學知識的認知。直觀性的科學小實驗能將抽象的知識轉化成具體的科學現象，學生再據此將其抽象成一般的科學理論。通過這樣的良性循環，學生能夠更快、更直接、更容易地構建便于自身理解的科學知識體系，為后續的學習和發展提供更好的保障。同時，知識體系的構建，能讓學生對科學問題有更縝密且全面的認識，有助于提升學生解決實際問題的能力。

（三）培養學生科學思維

科學思維是一種獨特的思維方式，能夠檢驗學生的知識構建情況，能夠促進學生深入思考，是鍛煉學生解決問題能力的重要思維方式。《義務教育科學課程標準（2022年版）》指出，科學課程的核心素養包括科學觀念、科學思維、探究實踐、態度責任等方面。實驗是理論與實踐的結合。良好的實驗環境能優化學生的學習能力，促進他們觀察能力、思維能力、創新能力、推理能力等多種邏輯思維能力的協調發展。

二、開展科學小實驗的路徑

（一）運用顯微鏡，描述外在特征

《義務教育科學課程標準（2022年版）》要求學生初步學會使用顯微鏡，知道細胞是生物體的基本結構單位。小學生對周邊的一切都充滿興趣，對身邊的塵埃、細菌等都有了初步的了解，教師在教學時引入顯微鏡，并讓學生使用顯微鏡觀察，能充分激發學生對科學探究的興趣。

以教科版小學科學六年級上冊第一單元“微小世界”第六課時《觀察水中微小的生物》為例。在這一課時教學中，需要學生針對前面所學的顯微鏡知識對水中的微小生物進行觀察，并描述微小生物的外在特征等基本狀況。水中的微生物雖然是肉眼無法觀察到的，但它們仍然具有生物特征，對外界環境有一定的要求，也會對外界的刺激有反應。此類微生物也會運動、會繁殖。教師在教學時，要指導學生運用顯微鏡觀察水中微小生物的生物形態、運動狀態等。同時，教師應鼓勵學生將自己的發現描述出來。教師在授課前，可以借助復習前面所學的知識創設導入環節，先讓學生講述前面所學的顯微鏡的使用方法，選擇部分學生回答顯微鏡使用時的注意事項。接著，教師可以進行激趣提問：“那么，用顯微鏡能觀察到水中哪些微小生物呢？”順勢引入本節課的上課內容：使用顯微鏡觀察水中的微小生物。同時，教師可借助多媒體設備，在PPT中展現水中部分微生物的圖片，讓學生對水中的微生物有一定的了解。通過讓學生由已經認識的細胞過渡到與之前所學不同的更小的微小生物細胞的學習，能夠充分激起學生的學習興趣，讓其更好地融入課堂。接下來，教師可以讓學生自主制作水中微小生物的玻片標本，讓其根據自身制作的生物標本進行觀察研究，描述生物標本中微小生物的基本狀態并總結出微小生物的典型特征。教師可以給學生提出幾個問題，便于學生總結微小生物的特征和狀態：“你觀察到水中有幾種微小生物？它們分別是什么形狀的？遇到危險時它們又是什么樣的？”根據對幾個問題作答，學生能更充分地了解水中的微小生物。以水中的草履蟲為例：它的身體很小，呈橢圓狀，像一只草鞋底；草履蟲的身體周圍有絨毛包裹著；其身體只由一個細胞組成；在遇到危險時，草履蟲會加速向前移動。授課結束后，教師可根據課堂所教進行知識拓展，讓學生明白細菌等微生物在人類生活中隨處可見，大的微生物有蘑菇等真菌，小的微生物有草履蟲等生物。

顯微鏡是學生觀察微小生物的必備器具，是學生深入觀察、培養觀察能力的重要工具。學生通過使用顯微鏡觀察微小生物的基本狀態和典型特征，并將微小生物的基本狀態和典型特征描述出來，不僅能鍛煉觀察能力，還能鍛煉語言表達能力，促進其多方面發展。

（二）感知摩擦力，概括運動關系

摩擦力是直接作用在物體上的力。學生通過感知摩擦力的存在，知道力是改變物體運動狀態的原因，能夠加深對于運動關系的認識，從而激發學習和探究物理學的興趣，意識到生活和科學是密不可分的。

以教科版小學科學六年級上冊第三單元“工具與技術”第二課時《斜面》為例。在這一課時的授課中，教師要讓學生根據所學知識構造一個斜面，并能準確測量出使用斜面搬運和移動物體所需要的力。首先，教師可以根據生活常識設計課堂導入：“同學們，你們知道在玩滑梯時，為什么下滑的時候比爬上去要省力嗎？”從這一生活中發現的現象入手，不僅能夠促進學生了解生活和科學知識之間的關系，還能夠通過問題啟發學生思考，培養他們的思維能力。斜面是一種生活中常見的簡單機械，教師需引導學生對斜面進行思考，意識到斜面在生活中是必不可少的。教材中設計了這樣的斜面實驗：利用木板制作斜面，模擬物體搬運的過程。在這一實驗中，學生需要完成兩個任務：首先用彈簧測力計測量將物體由較低點A沿著斜面拖動到較高點B所用的力；其次是直接將物體由較低點A拉到較高點B所用的力。通過比較彈簧測力計顯示的力，學生能夠更直觀地感受斜面的特性。在學生對普通斜面有了一定的了解后，教師可以改變原有的實驗可變因素，讓學生進一步了解力與運動之間的關系。在進一步教學時，教師可以借助虛擬實驗技術讓學生感知力與運動之間的關系。通過實驗教學使學生感知摩擦力的存在，認識到摩擦力是可以直接作用于物體表面的力，能夠讓學生進一步認識到力與運動之間的關系，激發他們學習物理學的興趣。同時，學生在掌握使用彈簧測力計的方法后，能將抽象的“力”的概念變得更具體，這也能讓學生更容易接近物理學的世界。

（三）觀察滿天星，構建星空模型

模型是科學學習中必不可少的應用手段，是學生學習構建科學知識體系的重要抓手。星空是神秘且美麗的，學生通過觀察天空中的星星，構建出天體運動的星空模型，能加深對于天空和星體的認知。學生在制作模型之后，也能更好地了解星體在運動中的關系，更好地理解地球的自轉和公轉對人類的影響。

以教科版小學科學六年級下冊第三單元“宇宙”第七課時《探索宇宙》為例。教師在教學時，首先要讓學生了解恒星、行星等星體的基本特征，并讓他們通過北斗星來找尋星體方位；接著學生需通過學習了解和解釋斗轉星移現象；最后學生需根據所學并借助部分設備制作出星空模型。教師在授課時，可以根據北斗衛星設計導入，讓學生從身邊的科技產品入手，對星空產生一定的認知；接著進行激趣提問：“古人在沒有現代化設備的情況下是怎么認識星空的呢？”以此，讓學生對本節課的重點知識有初步了解。教師借助課本中的圖片和資料向學生介紹探索星空的工具和設備，進一步激發學生的學習興趣。

星空模型是學生對星空有了整體了解之后制作的認知宇宙的產物，是他們學習和認知宇宙和星空的重要途徑。通過星空模型的制作，學生能夠根據天空中的星體辨別方位、了解星體自轉和公轉帶來的影響。同時，模型的制作還能培養學生的動手能力，讓他們將知識學習真正落到實處。

（四）探究熱傳遞，解決實際問題

熱傳遞是自然界中普遍存在的現象。能量是一切運動著的物質的共同特性，也是各種運動的統一量度。《義務教育科學課程標準（2022年版）》要求學生通過對“能的轉化和能量守恒”這一知識的了解，有助于物質與能量、穩定與變化等跨學科內容的學習。小學科學課程通過開展探究能的轉化的小實驗，可以加深學生對于能的轉化現象的理解，同時鼓勵他們運用這一知識解釋生活現象、解決實際問題。

以教科版小學科學五年級下冊第四單元“熱”第四課時《熱在金屬中的傳遞》為例。在這一課時的學習中，學生需要知道熱傳遞通常發生在有溫差的兩個物質之間，是從溫度高的物質向溫度低的物質進行傳遞，具有方向性。學生在學習時還需要知道熱的傳遞方式有三種，分別是熱傳導、熱對流和熱輻射。首先，教師可以借助導熱實驗設計課程導入，如根據暖寶寶給手供熱現象激發學生學習本課的興趣。教師可以設計這樣的情境：“冬天的手很冷，當你拿起一個熱的暖寶寶時，手掌會有什么感覺？”教師借助情境渲染，激發學生探究暖寶寶暖手背后原理的興趣。小學生學習抽象知識難度較大，創設趣味情境給予學生真實、沉浸式的學習體驗，刺激學生的探究欲望，對開展科學課程教學是極其有利的。教師在授課時，可根據熱傳遞的三種方式設計不同的科學實驗。以熱對流實驗為例。教師準備酒精燈、三腳架、石棉網、細木屑、燒杯、冷水等實驗設備。先在燒杯中放入冷水，同時加入少量的細木屑，讓學生觀察細木屑的運動情況；接著，教師使用酒精燈對燒杯加熱，再讓學生觀察水中細木屑的運動情況，比較兩者之間的不同。實驗顯示：在加熱的過程中，水底的木屑會向上浮起，到達水面后四散下降，然后回流到燒杯底部，這個過程會不斷重復，形成循環流動，這便是熱對流現象。由于操作酒精燈等物品時存在風險，教師進行演示即可。教師可以引導學生進行熱傳導實驗的操作，記錄實驗中產生的溫度數據，并在實驗完成后整理到數據表格中。同時，借助制圖軟件，將數據轉換成圖表，以便于學生對數據進行精準分析。在學生學習完熱傳遞的方式后，教師可鼓勵學生思考：如何在熱傳遞過程中減少熱能的損失，讓熱傳遞的效率達到最大化。預設學生的回答為：將處在熱傳遞中的物質加以密封。

通過對熱傳遞現象實驗的分析和理解，學生能夠對熱能的轉化產生初步的認知。同時，也能讓他們在學習完熱傳導后進行生活化思考，認識到熱能是會變化的，需要找到解決路徑以減少或者增加熱能的變化。對于熱能的學習，還能促進學生對其他各種能的思考，培養其串聯知識的能力。

三、結語

小學科學是一門注重實驗的學科，學生的知識來源不僅僅局限于課本。通過實驗，能讓學生更直接且清楚地感受到學習知識的過程，將抽象的理論知識轉化為具體的實驗結果。這不僅能激發學生探究科學現象的興趣，還能讓其在探究科學知識的過程中構建科學體系，培養科學思維。

參考文獻

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