小學科學模擬實驗教學的問題及對策

王合建

1 材料選取欠缺科學性

“運動與心跳”一課，模擬心臟收縮與舒張，引起血管的搏動。教材有這樣的文字描述：“將一根薄橡皮管套在注射器上，有節(jié)奏地推壓注射器，讓學生用手摸著軟管體會變化?！苯處熢诮虒W時，一般會按教材中的要求去做。其實，這一套模擬材料是不太科學的。人體的心跳動作是“收縮”和“舒張”，而并非像注射器內的推拉運動，用注射器代表心臟就有點不太合適。

“晝夜交替”一課，有許多教師按書本中的要求，用手電筒代表太陽，也存在問題。我們都知道，太陽發(fā)出的光是向四面八方照射的，而手電筒的光有很強的指向性。在模擬地球圍繞太陽運動時，要使手電筒的光始終面向太陽，增加了實驗的難度。

2 模型與原型有本質意義上的相似性

以上案例表明，如果模擬實驗的材料選擇不當，會影響實驗的科學性。模擬實驗必須遵循相似性的原理，要求模型和研究對象之間具有相似性、模型所處的實驗條件與研究對象所處的實際條件之間具有相似性。上述案例中，如果將注射器換為橡皮球，手一捏一松，和心臟的跳動情況就十分相似了。用手電筒代表太陽，不如用燈泡或蠟燭更合適。選擇的實驗材料，必須與原本事物有本質意義上的相似性，學生才容易接受，才能更好地呈現實驗現象，更有效地類比推理。

3 忽略設計實驗能力的培養(yǎng)

有許多教師認為，模擬實驗比直接實驗更具難度，讓學生去設計好像不大可能。于是，課堂上就出現了這樣的情景。

“是誰制造了風”一課，模擬實驗研究風的形成原因。學生對“自然界里的風是怎樣形成的”發(fā)表了自己的看法后，教師直接說：“是不是像大家講的那樣呢？我們來做一個模擬實驗?！边@時，教師出示風的形成自制實驗裝置，講解并演示實驗的方法，讓學生開展分組實驗，觀察實驗現象。這樣做，學生根本不清楚實驗的目的，只能按教師的要求去做，沒有任何思維活動，設計實驗的能力無從培養(yǎng)。

4 重視培養(yǎng)設計模擬實驗的能力

出現上述案例這種現象的根源在于教師沒有認識到模擬實驗同樣需要學生去設計，對模擬實驗的教學策略需要研究，切忌將模擬實驗游離于學習方法之外。

4.1 設計模擬實驗的前提是學生對問題的推想和假設

模擬實驗的材料、方法，源自于學生對科學問題的推想和假設。模擬實驗往往是對推想和假設的驗證。“是誰制造了風”一課，教師應創(chuàng)設情境，使學生認識到我國各大城市同一天氣溫的不同以及風向情況。在此基礎上，讓學生對“自然界的風是怎樣形成的”作出自己的推想，然后讓學生簡單的設計模擬實驗。通過引導，學生不難想到要制造出氣溫高和氣溫低的環(huán)境。在此基礎上，出示實驗裝置，再啟發(fā)學生設計。在教師悉心引導下，學生有了思維活動，設計實驗的能力得以培養(yǎng)。

4.2 設計模擬實驗需要擇優(yōu)選擇方案

讓學生設計實驗方案，肯定有不同的聲音。此時，教師需要指導學生去評價，擇優(yōu)選取?！皶円菇惶妗币徽n，讓學生設計模擬實驗，證明假設的幾種運動方式能否出現晝夜交替，學生可能會選擇用手電筒代表太陽，也可能會選擇蠟燭代表太陽。這時，可以讓全班學生來評價，選擇哪一樣材料更科學。此外，讓學生自己去思考實驗中需要注意的問題，比教師直接告訴他們要有意義得多。

5 忽視類比推理能力的培養(yǎng)

只要是模擬實驗的教學內容，一般都會涉及類比推理能力的培養(yǎng)。因為我們要引導學生將模擬實驗的過程和結果轉化到現實研究對象中，讓學生去類比推理現實事物變化的過程和結果。這是訓練學生類比、遷移思維能力的絕好時機，也是模擬實驗的最終目的。然而現實教學中，大多數教師會包辦代替，直接將“結論”講述給學生，少數教師雖然給了學生思考的機會，但往往是淺嘗輒止，并未使學生的思維深度進入其中。

6 注重類比推理，發(fā)展學生思維能力

在所有的能力之中，思維能力是核心能力。類比推理就是一種典型的思維能力，教師應該抓住模擬實驗內容著力進行培養(yǎng)。在模擬實驗做完后，教師應該讓學生來描述實驗的過程和結果。在此基礎上，讓學生對現實問題進行推理，從而得出科學認識。比如《水結冰了》一課，可以讓學生在教室里制造出“霜”。

模擬實驗是一種“了解原型、提出假設——建立模型、進行實驗——明確結果、認識原型”的解決問題的過程。不同的教學內容，教學策略可能會有差異。要注重材料的選擇，注重學生能力的培養(yǎng)，要讓學生在實驗前明白實驗目的，明確“在用什么模擬什么”，實驗后要讓學生關注實驗現象，并能把模擬實驗與自然界中存在的現象聯系起來思考。最終達到培養(yǎng)學生科學的思維習慣，能用科學的方法解決問題的目的。