朱莉妮

小學科學是一門以觀察、實驗為基礎的自然學科。李四光曾說“實驗是人類認識自然的重要方法?！薄读x務教育小學科學課程標準（2011年版）》指出：“親身經(jīng)歷以科學探究為主的學習活動是學生學習科學的主要途徑?！?/p>

一、整合實驗，促進深度學習

小學科學課堂上常常會有很多演示實驗，而這些演示實驗通常是根據(jù)物質(zhì)的不同性質(zhì)和特點進行的簡單實驗操作，學生往往只能觀察到表象并從中得出結(jié)論，思維和創(chuàng)造力無法被激發(fā)，不利于學生科學素養(yǎng)的形成。為了達到更好的教學效果，提升和拓展學生的實驗能力，我們將數(shù)字實驗儀器和傳統(tǒng)的實驗進行科學整合。

如在新教科版三年級科學上冊第一單元第2課“水沸騰了”的教學中，我們需要讓學生認識到，沸騰是水受熱超過一定溫度時發(fā)生的劇烈的汽化現(xiàn)象，沸騰過程中水的溫度不再發(fā)生變化，并利用文字、圖表等方式描述實驗結(jié)果并對結(jié)果進行分析。如果我們使用傳統(tǒng)的玻璃溫度計，那么這一目標將很難實現(xiàn)。學生在實驗過程中獲取的數(shù)據(jù)，不僅受制于玻璃溫度計的精度，還受制于讀取數(shù)據(jù)的頻度。利用溫度傳感器，不僅能精確地記錄相同時間間隔水的溫度變化，更能便捷地將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成圖表，并基于數(shù)據(jù)和圖表對實驗結(jié)果進行分析和處理，為師生定量化研究實驗數(shù)據(jù)提供支持，幫助學生獲取真實的第一手數(shù)據(jù)，有助于學生理解科學的本質(zhì)，促進學生深度學習。

二、優(yōu)化實驗，引導深度思考

理想的小學科學實驗可以激發(fā)學生的求知欲和探究欲，提升學生的思維能力和動手能力，培養(yǎng)他們良好的思維習慣?？茖W教師應該引導學生對實驗方案和裝置進行改進和優(yōu)化，整合教材中的實驗素材，讓學生真正成為參與者和思考者。

以“熱是怎樣傳遞的”實驗為例，課堂演示實驗為分組實驗，讓學生探究熱傳遞的奧秘。教材設計將金屬條插入一杯熱水中，通過手來感知熱的傳遞并得出結(jié)論，再以實驗驗證自己的結(jié)論。驗證實驗中，首先是酒精燈在金屬條一端加熱，根據(jù)火柴掉落的順序發(fā)現(xiàn)熱傳遞的方向；接著是酒精燈在金屬圓片的邊緣加熱，根據(jù)原片上火柴掉落的順序，發(fā)現(xiàn)熱在金屬片上的傳遞方向。該實驗的不足是：要通過火柴掉落的順序感知熱傳遞的方向，而火柴掉落的快慢與粘火柴所用的蠟的多少有關。在金屬圓片實驗中，很難讓學生觀察到以加熱點為圓心的發(fā)散性的熱傳遞方向。教師應引導學生根據(jù)以往課堂教學實驗以及日常生活中的發(fā)現(xiàn)，改進優(yōu)化傳統(tǒng)的實驗裝置。學生從變色馬克杯中得到了啟發(fā)，通過探究他們發(fā)現(xiàn)，變色馬克杯的原理其實就是在杯子外涂了一層變溫油墨，當?shù)竭_一定溫度后，這層油墨的顏色就會褪去。于是，我們將實驗中所用的金屬條和金屬圓片的表面涂上變溫油墨，取代用蠟粘上的火柴，這樣的裝置不僅可以重復使用，而且操作簡單、便于觀察、節(jié)省時間。變溫油墨的引入，不僅優(yōu)化了實驗裝置，也讓學生學會了用心觀察身邊的事物。

三、探究實驗，導向深度思維

在小學階段，科學實驗一般可以分為驗證性實驗和探究性實驗兩大類。驗證性實驗就是根據(jù)教科書的要求，按部就班地操作書上的實驗方案并獲得實驗結(jié)果。這類實驗有利于培養(yǎng)學生的實驗操作規(guī)范性，但是卻不利于學生思維的深度發(fā)展和整體科學素養(yǎng)的提升。而探究性實驗的基本步驟就是圍繞主題提出問題、做出假設、設計方案、開展實驗、得出結(jié)論、交流討論、反思評價，重視對實驗過程和方法的指導，關注學生的思維發(fā)展和深度學習。

在教學“拱形的力量”一課時，驗證性實驗就是告訴學生拱形會向下向外傳遞承受的壓力，可以承受很大的壓力。當我們把該實驗改為探究性實驗時，就可以更好地調(diào)動學生的學習興趣，激發(fā)他們的求知欲，從而實現(xiàn)學生學習方式的轉(zhuǎn)變。課堂任務就是要在一定的跨度內(nèi)搭建一座紙橋，學生根據(jù)生活經(jīng)驗，自然而然地想到平板橋和拱橋兩種形式。通過實驗他們發(fā)現(xiàn)，拱橋的承壓能力要比平板橋的承壓能力強。此時，教師提高任務難度，要求搭建一處承壓能力更強的紙拱橋，但是不能增加橋面的厚度和寬度，不能改變橋的形狀。于是，學生就會發(fā)現(xiàn)，當紙拱橋承壓后拱形高度變低，并向兩側(cè)發(fā)生形變。為了讓紙拱橋承壓能力更強，學生從兩個方面動腦筋：有的在橋下加了一根柱子來抵抗向下的形變，有的在橋的兩側(cè)增加了路基來抵抗兩側(cè)的形變。學生在解決課堂問題的過程中，思維能力得到鍛煉和提高。

四、拓展實驗，助推深度研究

小學科學教師要努力為學生設計與個性特征相適應的學習任務、學習環(huán)境和學習活動，讓學生獲得學習的快樂，嘗到科學學習的甜頭，收獲積極的學習體驗。

在教學“鐵生銹”一課的“鐵制品的保護”知識時，教師就可以把實驗延伸到課外，開展家庭實驗，拓展學生的學習空間，喚起學生愉悅的學習體驗，探究鐵制品生銹的原因，并在生活中尋找保護鐵制品的方法，思考其原理。雖然實驗是在課外開展的，但學生在班級群內(nèi)上傳的視頻、照片、實驗報告等表明，學生的思維角度是多元的、多向的。學生從真實的生活情境中獲取信息、加工信息并提煉相關科學知識。在課外實驗過程中，他們學會了思考，學會了質(zhì)疑，并培養(yǎng)了學生運用所學科學知識解決身邊實際問題的能力，強化了學?？茖W教育與學生現(xiàn)實生活的聯(lián)系，更好地提升了學生的自主學習能力，讓學生在真實、有意義的情境中開展深度學習。

（作者單位：江蘇省太倉市科教新城實驗小學）

責任編輯：閔 婕