李傳海
[摘 要]實驗帶有探索性,學生對實驗有特殊參與熱情,教師要組織學生順利進入到實驗操作環(huán)節(jié),對實驗現(xiàn)象、實驗過程、實驗效果做理性分析,促進其實驗學習認知的內化。實驗探索和思考之間是相輔相成的辯證關系,教師利用實驗問題開展教學,組織學生在探索和思考的對接中形成實驗能力。科學學科有豐富的實驗內容,教師培養(yǎng)學生探索和思考的對接意識,能夠促使學生建立良好的思考習慣,對學科核心素養(yǎng)培養(yǎng)有一定的促進效果。
[關鍵詞]小學科學;探索;思考;關系
[中圖分類號] G623.6[文獻標識碼] A[文章編號] 1007-9068(2023)18-0087-03
小學科學實驗教學中,教師要正視實驗探索和思考的關系,為學生創(chuàng)造適合的學習環(huán)境,讓學生在實際探索中形成實驗認知能力。實驗教學不是簡單的操作,還需要有冷靜的思考,對實驗現(xiàn)象、實驗結果、實驗問題做深入研究,以形成理性學習認知。教師設計實驗問題、指導實驗操作、改進實驗設計、延伸實驗訓練,能激活學生的思維,教學啟動效果顯著。學生是學習主體,教師組織實驗教學時,關注學生的學習訴求,對實驗教學設計、教學執(zhí)行、教學調度等策略做優(yōu)化處理,能使學生主動思考與交流,將理論與實踐對接,產生無限創(chuàng)造力。
一、設計實驗問題,創(chuàng)設科學探索環(huán)境
教師整合優(yōu)選實驗內容,設計出一些思考問題,引導學生展開對應探索,能使學生的思維順利打開,教與學展開多重對話,逐漸達成學習共識。這樣實驗程序自然啟動,教師教學組織效率大幅度提升,學生從中獲得的實驗認知更為豐富。
1.精選實驗問題
科學實驗有不同形式,教師要對教材內容做深度研究,對實驗素材進行整合處理,設計適合的實驗方案,提出一些實驗問題,讓學生在實驗之前、實驗之中、實驗之后都能夠做理性的思考,對實驗預設、實驗問題、實驗結果、實驗現(xiàn)象做全面的探索和梳理,促進其實驗認知的建立。小學生對科學實驗有不同期待,教師針對學生的關注設計思考問題,能順利啟動思維引擎,形成新的學習起點。
例如,教學教科版小學五年級科學下冊《物體在水中是沉是浮》,教師讓學生課前準備一些物品,在課堂上做現(xiàn)場操作實驗。學生積極參與材料搜集活動,準備了很多實驗材料,如小石塊、小木板、蠟燭、空瓶子、蘿卜、橡皮、泡沫塊、磚塊等。教師搬出水槽,對實驗任務進行布設:“大家準備的物品很豐富,那哪些物品能夠浮在水面,哪些物品會沉入水底呢?還有哪些物品會懸浮在水中呢?大家不妨先做猜想,然后進行實驗驗證,看誰猜想更為準確。”學生思考問題、研讀問題、解析問題、討論問題,展示自己的猜想。實驗程序順利打開,教師指導學生展開實驗操作,學生將這些物品逐一投放到水中。在這個實驗設計時,教師利用問題展開調動,讓學生先做猜想,然后進行實驗驗證,這本身就是一種實驗思考,對促進學生實驗認知轉化有積極的輔助作用。
2.創(chuàng)設實驗情境
教師設計實驗情境手段眾多,如問題調度、媒體展示、任務驅動、操作演示、實物觀察、實驗模擬等,都能夠形成感官和思維沖擊,成功激活學生的實驗思維,形成教學啟動力。學生進入實驗情境后,教師需要跟進觀察,發(fā)現(xiàn)問題及時應對,確保學生實驗關注力的保持。
例如,學習《造一艘小船》這部分內容,教師拿出一艘橡皮泥制作的小船,讓學生做觀察:“這艘小船能漂浮在水面上嗎?如果在小船上投放一些物品,你猜想一下,其載重量有多大呢?”學生開始觀察小船,紛紛做出猜想。教師將小船放入水中,利用一些小石子做載重測試,學生都能認真觀察。在教學程序打開后,教師設計實驗任務:“每一個小組都分到相等份額的橡皮泥,小組合作制作一艘小船,看哪一個小組制作的小船有更大載重量。”學生有操作體驗,互動的主動性大大增強。這里,教師組織得法,學生互動到位,實驗操作獲得不錯效果。在實驗教學之前,教師創(chuàng)設實驗情境,利用實驗演示進行學習發(fā)動,切準學生學習心理,學生響應積極,教學組織高效。
二、指導實驗操作,關注科學探索品質
實驗形式眾多,演示實驗、觀察實驗、探索實驗、驗證實驗等都是科學實驗的范疇,教師要淡化演示實驗,注重探索實驗的設計和組織,讓學生在實踐操作中建立學習認知。教師有豐富的實踐經驗積累,為學生提供更多的學法指導,能夠讓學生形成豐富的學習體驗。
1.淡化實驗演示
學生大多喜歡參與實驗操作活動,而教師喜歡做演示實驗,“教師做,學生看”的實驗,難以對學生形成啟迪,教師需要做出教學調整,淡化演示實驗設計和組織,少做實驗解讀,讓學生自行展開實驗探索,這樣才能培養(yǎng)學生主動學習的精神。如觀察實驗、探索實驗、驗證實驗等都帶有探索意味,教師要注意做好選擇,為學生提供更多主動探索的機會,提升其學科綜合能力。
例如,教學《金屬熱脹冷縮嗎》這部分內容時,教師拿出一個銅球和一個金屬環(huán)并提出問題:“這個銅球剛好能夠通過金屬環(huán),如果將銅球加熱,會出現(xiàn)什么狀況呢?這個銅球還能順利通過金屬環(huán)嗎?”學生開始思考和討論。實驗開始,教師要求學生先協(xié)助加熱銅球,然后用金屬環(huán)進行通過操作。學生發(fā)現(xiàn)銅球已經無法通過金屬環(huán),最終得出結論:金屬也有熱脹冷縮現(xiàn)象。為激發(fā)學生實驗思維,教師要求學生做實驗延伸思考:“在我們生活中,還可以見到哪些金屬熱脹冷縮的現(xiàn)象?在修筑鐵橋的時候,為什么鋼架對接點要留出一些縫隙?”學生開始深入思考,尋找生活案例作證。教師與學生一起展開實驗演示活動,提出更多問題讓學生做深入研究,將實驗學習推向高潮。
2.強化實驗操作
學生是學習主體,在實驗教學中,教師圍繞學生設計實驗程序,讓學生主動進行實驗操作和思考,為學生規(guī)劃清晰的思考路線,設計操作方案,傳授操作方法,都能夠形成實驗調度。觀察、操作、驗證都帶有探索意味,梳理、歸結、分析則帶有思考味道,教師利用實驗展開教程設計,組織學生做實驗操作和思考,能對學生形成更多的觸動,實驗程序逐漸推進,學生思維及時跟進。
例如,學習《熱是怎樣傳遞的》時,教師拿出實驗材料,有酒精燈、鐵絲、熱水、金屬片、蠟燭油等。學生對實驗充滿期待,教師組織學生進行小組操作,讓學生利用這些材料展開實驗設計和組織,學生都能夠主動展開研究和討論。教師深入到學生群體之中,對學生的實驗設計提出一些建設性意見。實驗操作階段,教師引導學生觀察、分析、討論、歸結,對實驗結論進行專業(yè)分析,學生積極響應,實驗程序進程順利。學生有實驗操作經歷,對實驗現(xiàn)象做梳理和歸結,很快就形成實驗認知。教師利用實驗材料做調度,組織學生進行實驗方案討論,為學生提供更多深度思考的機會。教師指導到位,學生表現(xiàn)亮眼,這說明實驗教學設計和組織都是比較成功的,能為學生實踐操作和理性思考創(chuàng)造條件。
三、改進實驗設計,優(yōu)化科學探索組織
實驗操作過程中,教師需要有隨時調整的意識,對實驗執(zhí)行情況做具體分析,適時做出實驗調整和改進,這樣能為學生帶來更多學習探索的機會。
1.調整實驗重點
實驗方案開啟后,教師要有評估分析意識,根據(jù)學生實驗思考現(xiàn)實做具體的調整,如改進實驗程序、調整實驗步驟、整合實驗討論等,這樣能夠促進實驗學習進程,讓學生在實踐探索中完成問題思考。每一個實驗都有自己的目標設置,教師要針對性做出調整,為學生帶來更多的操作機會,鼓勵學生展開實驗思考,對實驗操作做回顧和總結,從而形成實驗學習反思。
例如,教學《太陽鐘》這部分內容,教師帶領學生來到室外,對太陽影子做觀察和研究,推出了制作太陽鐘的實驗任務:“太陽影子隨時間變化而變化,包括影子的方向、長短都會發(fā)生變化。借助身邊的材料,制作一個太陽鐘,將一天之中的每一個時刻太陽影子的位置做記錄,這樣可以根據(jù)其影子的成像情況做時刻判斷?!睂W生對太陽鐘制作充滿熱情,都能夠積極行動起來,搜集身邊可以利用的材料,找到適合的地方做實驗操作和記錄。教師對學生的實驗設計和操作情況做觀察,及時給予技術支持,確保實驗的順利展開。生活化實驗有自身特點,學生的實驗認知基礎不在同一水平線上,教師對此要有深度研究,準備梯度性、層次性實驗內容,豐富的實驗驅動力,為學生帶來更多探索和思考的機會,促使學生在理性思考中實現(xiàn)實驗認知的內化。
2.改組實驗器材
科學實驗需要器材,教師在實驗規(guī)劃和設計時,要考慮實驗條件現(xiàn)實,對學校現(xiàn)有器材資源進行整合,確保實驗的順利展開。教師也可以對器材進行科學使用,運用一些替代材料,設計操作實驗方案。教師還可以組織學生搜集生活材料,運用到實驗之中,這不僅能解決實驗器材短缺的問題,還能夠培養(yǎng)學生的實驗思維,讓學生在生活條件下展開實驗探索,對促進學生學科能力成長有促進作用。
例如,教學《馬鈴薯在液體中的沉浮》這部分內容,教師要求學生在家庭環(huán)境下做這個實驗,并對實驗材料做出特別要求:“馬鈴薯放入水中是沉還是浮呢?如果先在水中放入一些食鹽,再將馬鈴薯放入鹽水中,會出現(xiàn)什么樣的情況?在材料選擇時,可以用蘿卜替代馬鈴薯,也可以制作一些糖水來做這個實驗,要做好實驗記錄,并進行實驗分析?!睂W生接受實驗任務后,都能夠主動響應,認真準備實驗材料,做好實驗分析。在這個實驗設計時,教師要求學生做材料準備,而且可以利用替代材料進行實驗操作,為學生帶來了更多的選擇。特別是實驗記錄分析,這是典型的實驗思考學習,能夠讓學生從實驗現(xiàn)象分析中建立實驗認知。
四、延伸實驗訓練,拓寬科學探索維度
實驗訓練設計時,教師要有延伸意識,設計一些生活化實驗方案。生活實驗大多帶有探索性、觀察性,能夠調動學生的探索熱情,也能夠激發(fā)學生思考的主動性。
1.拓展實驗長度
實驗形式眾多,教師在實驗訓練設計時,需要對實驗做全面的篩選,不僅要考慮學生的學習需求,還要考慮實驗操作條件,鼓勵學生參與實驗設計活動,吸納學生的參與意見,對實驗方案進行調整和優(yōu)化處理。這樣能夠提升實驗設計的品質,創(chuàng)造更多實驗學習的亮點。科學訓練設計滲透更多的實驗內容,能夠引發(fā)學生深度思考,教師要在實驗訓練方案預設時,給學生提出一些具體的學習要求,讓學生在主動探索中展開深入思考。
例如,教學《做一個鐘擺》時,教師布設實驗探索任務:“擺的快慢與擺長有關,利用生活材料設計制作一個鐘擺,通過實驗操作,探索擺長的調整對擺的快慢造成的影響?!睂W生領受實驗任務后,開始對擺的制作材料做篩選,對擺長對擺的快慢制約作用做分析。教師深入到學生的實驗操作環(huán)節(jié),對學生的實驗設計和操作情況做觀察,給學生提出一些思考建議,讓學生在探索和思考過程中建立實驗認知。在這個教學案例中,教師借助生活實驗布設機會引導學生做實驗思考,給學生提供了更多的實驗啟示。
2.豐富實驗視野
教師指導學生展開實驗操作,組織學生對實驗做創(chuàng)新設計,都能夠為學生帶來深度思考的啟示。如果教師能夠設計一些模擬實驗,讓學生借助網絡信息技術去觀摩,可以為學生提供更多主動探索的機會。學生對實驗有不同期待,教師推出生活觀察實驗、探索實驗、驗證實驗,都能夠形成新的學習契機。特別是探索實驗、驗證實驗,學生的感知體驗更為深刻,思維度更高,其訓練價值更為豐富。
學生對生活化實驗有主動參與的欲望,教師篩選生活實驗內容,精心設計實驗方案,組織學生展開多種形式的實驗實踐,都能夠使學生產生學習動機。例如,教學《設計制作一個保溫杯》時,教師拿出一個透明玻璃杯并提出問題:“玻璃本身是不能保溫的,所以茶杯中的水很快就冷了??催@個杯子,是玻璃制作的,卻有保溫的功能,是什么原理呢?”學生開始觀察這只玻璃杯子,很快就有了發(fā)現(xiàn):這個玻璃杯子是雙層的,而且兩層玻璃之間是真空的,起到隔離作用,阻斷了熱傳遞。根據(jù)這個原理,教師要求學生尋找適合的材料,自行設計一款保溫杯,將制作成果做集體展示。學生進入到生活之中展開實驗材料的搜集,對實驗方案做創(chuàng)新設計。經過一番探索,學生實驗收獲頗豐,主動展開互動交流,展示學習成果,課堂學習氣氛火爆起來。教師引導學生對實驗操作過程做梳理,對實驗原理應用做解讀,促進學生實驗認知的轉化。
小學科學實驗教學設計時,教師從問題設計出發(fā),對實驗方案做創(chuàng)新調整,根據(jù)學生實驗操作的情況,引導學生做實驗思考,歸結出實驗規(guī)律,對促進學生的學科能力成長有重要幫助??茖W實驗為學生提供更多探索的機會,教師要從學生學習實際出發(fā),為學生提供更多思考內化的機會,讓學生結合實驗操作和探索的實際,對實驗認知做梳理和歸結,進而形成完整的學科認知基礎。
[ 參 考 文 獻 ]
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(責編 韋淑紅)