摘要:實驗教學(xué)是小學(xué)科學(xué)教學(xué)中不可缺少的一環(huán),教師如果只傳授科學(xué)理論知識,卻不讓學(xué)生動手實驗,就會阻礙學(xué)生對知識的理解,難以培養(yǎng)學(xué)生的動手能力。文章簡要地對小學(xué)科學(xué)實驗教學(xué)的現(xiàn)狀進行了分析,提出了相應(yīng)的教學(xué)策略,希望能夠有效推進小學(xué)科學(xué)實驗教學(xué)的開展。
關(guān)鍵詞:科學(xué)實驗;小學(xué)科學(xué);實驗教學(xué)
作者簡介:蘇永紅(1969—),女,甘肅省白銀市白銀區(qū)第四小學(xué)。
《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2022年版)》明確規(guī)定,小學(xué)科學(xué)課程的目標(biāo)是讓學(xué)生掌握基本的科學(xué)方法,具備初步的探究實踐能力,樹立基本的科學(xué)態(tài)度,培養(yǎng)正確的價值觀和社會責(zé)任感。基于課程目標(biāo),教師在開展實驗教學(xué)時,要讓學(xué)生在動手操作的過程中探索和了解自然,獲得科學(xué)知識,解決科學(xué)問題。在實驗教學(xué)中,學(xué)生可以掌握觀察、實驗、操作、測量、推理、總結(jié)等基本的科學(xué)方法,能夠經(jīng)歷“提出問題—做出假設(shè)—制訂方案—搜集信息—解決問題—總結(jié)結(jié)論—表達交流—評價歸納”的過程??茖W(xué)實驗一方面可以提升學(xué)生的實際操作能力,另一方面可以有效培養(yǎng)學(xué)生的探究意識,培養(yǎng)他們實事求是、大膽質(zhì)疑、追求創(chuàng)新、科學(xué)嚴謹?shù)难芯繎B(tài)度,讓學(xué)生樹立尊重科學(xué)、崇尚科學(xué)的精神。
一、小學(xué)科學(xué)教學(xué)中科學(xué)實驗的開展現(xiàn)狀
(一)部分學(xué)??茖W(xué)實驗儀器和設(shè)備有限
隨著科學(xué)實驗教學(xué)理念的傳播,教師越來越重視科學(xué)課程的實驗教學(xué),認為其對學(xué)生的全面發(fā)展具有舉足輕重的作用。但在具體的實踐過程中,部分學(xué)校因為不具備相應(yīng)的實驗條件,缺少相應(yīng)的實驗儀器和實驗材料,導(dǎo)致實驗的開展具有一定的難度。部分教師尚未更新教學(xué)理念,仍舊以傳統(tǒng)的模式開展科學(xué)教學(xué),只進行理論知識講解,不帶領(lǐng)學(xué)生做實驗,或只借助多媒體為學(xué)生播放相關(guān)的實驗視頻,讓學(xué)生通過觀看視頻的方式,大致了解實驗的步驟和流程,導(dǎo)致小學(xué)科學(xué)實驗教學(xué)的效果大打折扣。
(二)部分教師對科學(xué)實驗關(guān)注度不高,教學(xué)方法不合理
受應(yīng)試教育理念的影響,部分教師過于注重對科學(xué)課程基礎(chǔ)理論的講解,他們比較輕視實驗教學(xué),沒有精心策劃實驗教學(xué),也不關(guān)心學(xué)生在科學(xué)探究過程中遇到的問題,未能給予學(xué)生及時的指導(dǎo)和點撥。教師對科學(xué)實驗的態(tài)度會直接影響到學(xué)生的學(xué)習(xí)效果,教師若以敷衍的態(tài)度來應(yīng)對科學(xué)實驗,就會導(dǎo)致學(xué)生在探究的過程中缺乏針對性、無從下手。此外,每個學(xué)生都是獨立的個體,他們的思維能力、操作能力、認知能力等都不相同,而在實驗教學(xué)中,部分教師往往采用“一刀切”的做法,對學(xué)生實行統(tǒng)一的教學(xué),這容易導(dǎo)致實驗?zāi)芰^差的學(xué)生跟不上教師的教學(xué)節(jié)奏,而實驗?zāi)芰^強的學(xué)生會因為操作過于簡單而覺得枯燥無聊。這種教學(xué)模式容易打擊學(xué)生的積極性,使學(xué)生在實驗中產(chǎn)生消極情緒。
(三)部分教師在實驗教學(xué)中存在重結(jié)論輕過程的問題
在小學(xué)科學(xué)實驗教學(xué)中,部分教師存在注重結(jié)果而忽略過程的問題??茖W(xué)實驗可能會受到當(dāng)天天氣、實驗環(huán)境等因素的影響,從而與預(yù)期的反應(yīng)結(jié)果出現(xiàn)偏差。但是,當(dāng)實驗結(jié)果不符合預(yù)期時,部分教師會直接略過,向?qū)W生講解科學(xué)實驗的結(jié)論,而未能帶領(lǐng)學(xué)生深入分析產(chǎn)生這種偏差的原因。教師若不帶領(lǐng)學(xué)生透過實驗現(xiàn)象探究其背后的本質(zhì),就容易導(dǎo)致學(xué)生一知半解,不能掌握實驗方法。還有部分教師只按照教學(xué)目標(biāo)所規(guī)定的要求完成實驗教學(xué),或照本宣科、生搬硬套,在實驗的過程中,對學(xué)生缺乏有效的引導(dǎo)和啟發(fā),導(dǎo)致學(xué)生只能被動地看著教師做實驗,卻無法獲得思維上的啟迪。這樣的實驗教學(xué)敷衍潦草,教學(xué)效果也達不到預(yù)期。
二、在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中開展科學(xué)實驗的策略
(一)做好課前準(zhǔn)備,完善科學(xué)實驗方案
在開展實驗前,教師需要做好如下準(zhǔn)備。第一,教師要確定實驗的方法,在實驗前引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí),還要認真研讀課標(biāo)和教材,精心設(shè)計實驗步驟,明確當(dāng)堂課的實驗教學(xué)是需要學(xué)生分組探究還是由教師演示[1]。在實驗過程中,教師要努力地增添實驗的趣味性,以求最大限度地激發(fā)學(xué)生的內(nèi)在潛力。第二,準(zhǔn)備好實驗的道具和材料。實驗道具是科學(xué)活動不可或缺的重要資源,教師要根據(jù)學(xué)生的人數(shù)來合理安排實驗道具的數(shù)量。除此之外,教師還可以鼓勵學(xué)生自己制作實驗的道具,讓學(xué)生自由選擇自己感興趣或熟悉的材料,充分發(fā)揮學(xué)生的想象力,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造力,調(diào)動學(xué)生參與課堂的主動性。第三,在實驗開始前,教師就應(yīng)當(dāng)讓學(xué)生知曉實驗的目的、作用、流程、步驟和注意事項,反復(fù)向?qū)W生強調(diào)規(guī)范開展實驗的重要意義,讓學(xué)生嚴肅、認真地對待實驗,規(guī)范地操作實驗,以此確保實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性。第四,教師可以在實驗開始之前先為學(xué)生做示范,排除實驗外部因素的干擾,再為學(xué)生講解操作的要點,盡可能地避免學(xué)生在操作中發(fā)生安全事故。
(二)利用科學(xué)實驗,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣
課堂導(dǎo)入的質(zhì)量是影響教學(xué)效果的重要因素,好的課堂導(dǎo)入往往可以獲得事半功倍的教學(xué)效果,但如果課堂導(dǎo)入缺乏趣味性和新穎性,那么學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)就會受影響[2]。教師可以在課堂開始之前,通過展示有趣的科學(xué)實驗,激發(fā)學(xué)生的興趣,為接下來的課程教學(xué)做好鋪墊。
以教科版小學(xué)科學(xué)二年級上冊“神奇的紙”的教學(xué)為例。首先,教師要為學(xué)生準(zhǔn)備有關(guān)紙的實驗材料。教師可將紙折疊彎曲,讓學(xué)生觀察紙發(fā)生了什么樣的變化。學(xué)生通過觀察和觸摸,可發(fā)現(xiàn)紙的形狀發(fā)生了變化。然后,教師可展示一張平整的紙和一張折疊后的紙,在桌上擺放木塊后,在木塊上分別放上這兩張紙,使木塊分別位于紙的兩邊,做成“紙橋”,并將訂書機放在兩張紙的中間,讓學(xué)生觀察兩張紙的承受能力有什么區(qū)別。學(xué)生觀察后可發(fā)現(xiàn),折疊后的紙能夠承載訂書機的重量,相比未折疊過的紙,它的承受能力比較大。最后,為了探究瓦楞紙的特點,教師可接兩杯熱水,將兩張不同的紙豎著擺放,讓學(xué)生透過紙張感受水杯的溫度。學(xué)生通過觀察觸摸,可發(fā)現(xiàn)折疊后的紙隔熱能力比較強。通過這樣的課前小實驗,教師便可自然而然地導(dǎo)入本節(jié)課的教學(xué)重點——瓦楞紙??傊?,通過趣味性的實驗,教師可以營造輕松愉悅的教學(xué)氛圍,充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,發(fā)展學(xué)生的思維能力,讓學(xué)生能夠在課堂導(dǎo)入環(huán)節(jié)就感受到實驗的樂趣。
(三)借助科學(xué)實驗,促進學(xué)生掌握知識
對于科學(xué)教材中的知識點,學(xué)生大多需要實驗操作來加深印象。教師如果一味地向?qū)W生傳授理論知識,而不開展實驗教學(xué),學(xué)生就只能在腦海中構(gòu)建實驗,缺乏動手體驗的機會,這會導(dǎo)致學(xué)生對知識點的理解僅停留在表層,無法深入理解科學(xué)規(guī)律和原理。此外,小學(xué)階段的學(xué)生由于年齡較小,認知水平有局限性,教師如果不重視實驗教學(xué),就容易導(dǎo)致學(xué)生對知識點的理解片面化。為此,教師應(yīng)開展實驗教學(xué),使學(xué)生深化認識,讓學(xué)生能夠更好地掌握教材上的重難點知識。
以教科版小學(xué)科學(xué)六年級上冊“神奇的小電動機”為例,一些學(xué)生玩過電動玩具車,但不是特別清楚電動機工作的原理,而且電動機的工作原理較復(fù)雜,部分基礎(chǔ)較差的學(xué)生可能難以理解,所以光靠教師口頭講述,學(xué)生很難發(fā)現(xiàn)其中的奧妙?;谶@種情況,在課堂教學(xué)中,教師可先帶領(lǐng)學(xué)生了解小電動機的部件及制作材料,再開展實驗,讓學(xué)生了解電動機通電后快速轉(zhuǎn)動的原理。教師可先制作一圈纏繞銅線,再將羊眼釘螺絲釘入木塊制成的木質(zhì)框架內(nèi),將銅線圈支架、電磁開關(guān)、磁鐵等部件連通電路,閉合開關(guān),撥動銅線圈,這樣銅線圈就會持續(xù)地轉(zhuǎn)動起來。而后,教師可移開磁鐵,讓學(xué)生觀察銅線圈是否轉(zhuǎn)動。如此,教師可為學(xué)生講解電動機工作的原理,通過實物操作,讓學(xué)生掌握本課的重點內(nèi)容。
(四)運用科學(xué)實驗,助推學(xué)生自主探究
教師示范和學(xué)生自主實驗都是實驗教學(xué)的重要環(huán)節(jié),教師可以組織學(xué)生開展自主探究活動,給予學(xué)生充分展示自我的空間,培養(yǎng)學(xué)生的實驗?zāi)芰?,提升教學(xué)效果。在學(xué)生開展實驗之前,教師要檢查相關(guān)的實驗設(shè)備,排除安全隱患,確保學(xué)生的人身安全。教師應(yīng)當(dāng)教會學(xué)生相應(yīng)的實驗步驟,讓學(xué)生嚴格按照相應(yīng)的操作規(guī)范和流程來進行實驗,以此確保實驗教學(xué)的有效性。在自主實驗的過程中,學(xué)生可能會遇到問題,因此,教師需要觀察學(xué)生的實驗情況,并及時為學(xué)生解答疑惑。
以教科版小學(xué)科學(xué)三年級上冊的“我們來做‘熱氣球”的教學(xué)為例。教師可以讓學(xué)生觀察熱氣球以及觀看熱氣球上升的視頻,讓學(xué)生思考熱氣球能上升的原因,并進行初步的解釋。隨后,教師可引導(dǎo)學(xué)生進行自主探究熱脹冷縮的原理。教師可先讓學(xué)生取出鋼珠,將其放在底盤上,再將鐵環(huán)夾在塑料夾桿上,用橡皮筋固定好鐵環(huán)和塑料夾,拿起塑料夾桿,讓學(xué)生試一試鐵環(huán)能否通過底盤上的鋼珠。學(xué)生動手實驗后發(fā)現(xiàn)并不能。隨后,教師可引導(dǎo)學(xué)生點燃蠟燭,將鐵環(huán)放在火焰上烤一會兒,再試試鐵環(huán)是否能穿過底盤上的鋼珠。此時,學(xué)生會發(fā)現(xiàn),鐵環(huán)能夠穿過鋼珠。教師再次引導(dǎo)學(xué)生將鐵環(huán)放入冷水中冷卻,再試試鐵環(huán)能否穿過鋼珠。此時,學(xué)生便會發(fā)現(xiàn),鐵環(huán)不能夠穿過鋼珠。通過自主探究,學(xué)生可明白熱脹冷縮的原理,了解類似的自然現(xiàn)象,并能夠?qū)ζ溥M行總結(jié),從而明白熱氣球可以飛升的原理,如此,學(xué)生還能提升自己的實驗操作能力。
(五)結(jié)合科學(xué)實驗,拓寬學(xué)生科學(xué)視野
科學(xué)教學(xué)的目標(biāo)不僅在于使學(xué)生掌握課內(nèi)的相關(guān)知識,還在于拓寬學(xué)生的知識層面和認知邊界,使學(xué)生能將科學(xué)知識綜合地運用到實踐中。因此,教師在課堂上除了教授學(xué)生重點知識,還應(yīng)當(dāng)開展延伸性的實驗,深化學(xué)生對課程內(nèi)容的理解,讓學(xué)生形成完善的科學(xué)知識框架。
例如,在小學(xué)六年級的科學(xué)教學(xué)中,教師可開展拓展課,引導(dǎo)學(xué)生運用所學(xué)的知識描述和解釋現(xiàn)象,使學(xué)生做到舉一反三。為此,教師可開展“快慢兩重天”的實驗,讓學(xué)生把一張報紙平攤在課桌上,將一把尺子的一半放在報紙下,另一半伸出課桌外。在開展實驗前,教師可先引導(dǎo)學(xué)生思考:輕而慢地向下壓尺子,報紙會怎樣?快而急地向下壓,報紙又會怎樣?在提出問題后,教師可讓學(xué)生進行實驗和交流。學(xué)生通過實驗可以得出結(jié)論:輕而慢地向下壓尺子,報紙能隨著尺子慢慢移動并升起,大氣的壓力并沒有起到太大的作用;重而快地向下壓尺子,因為受到大氣壓力的作用,報紙無法向上,還有可能被打破。這正如兩只吸盤吸在一起,如果把它們移動分開很容易,而垂直拉開卻很困難。以這個實驗讓學(xué)生深入感知大氣壓力的作用后,教師可繼續(xù)引導(dǎo)學(xué)生對似曾相識的實驗現(xiàn)象進行解釋,如著名的馬德堡半球?qū)嶒灐?/p>
(六)開展課外實踐,實現(xiàn)理論聯(lián)系實際
小學(xué)階段的科學(xué)實驗教學(xué)不僅為了讓學(xué)生獲得相應(yīng)的科學(xué)技能和知識,還在于發(fā)展學(xué)生的科學(xué)知識應(yīng)用能力,讓學(xué)生能夠在生活中運用科學(xué)知識解決實際問題,使學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)得到提高。教師可以適當(dāng)?shù)亻_展課外實踐活動,讓學(xué)生在生活情境中認識事物,點燃智慧的火花,成為一個個自覺主動的小小科學(xué)家[3]。
以六年級學(xué)生“LED燈與節(jié)能燈性價比研究指導(dǎo)”的課外實踐活動為例,教師為學(xué)生創(chuàng)設(shè)了具體的生活情境:“某老師正在裝修房子,正在為房子里安裝什么類型的燈具而發(fā)愁。目前,該老師看上了兩種燈具,一種是LED燈,一種是節(jié)能燈。LED燈價格高、省電、使用時間較長;節(jié)能燈省電程度和壽命雖不及LED燈,但價格更劃算?!眲?chuàng)設(shè)情境后,教師讓學(xué)生幫助該教師做決定,應(yīng)當(dāng)選擇哪一類燈具。而后,教師讓學(xué)生以小組為單位進行合作討論,討論后把實驗方案填在實驗設(shè)計單上。該實驗聯(lián)系生活實際,有助于學(xué)生將所學(xué)的知識運用于生活中。通過以上的實踐活動,學(xué)生可明白受控對比實驗在課題研究中的作用以及實驗研究中變量之間的關(guān)系與變量控制的要求,從而掌握科學(xué)的研究方法。
三、總結(jié)
綜上所述,當(dāng)前的小學(xué)科學(xué)實驗教學(xué)仍然存在一些亟待解決的問題,教師應(yīng)當(dāng)重視實驗教學(xué)在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中的重要作用,優(yōu)化實驗教學(xué)的方案,促進學(xué)生自主探究活動和課外實踐活動的開展。教師可利用科學(xué)實驗激發(fā)學(xué)生的興趣,幫助學(xué)生掌握知識,培養(yǎng)學(xué)生的自主探究能力,拓寬學(xué)生的視野,幫助學(xué)生將理論知識與生活實際聯(lián)系起來,培養(yǎng)學(xué)生正確的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)觀念,發(fā)展學(xué)生的科學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng),使學(xué)生的科學(xué)綜合思維和綜合能力得到全面提升。
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