小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)有效性的策略探究

湖北省教育技術(shù)裝備處(430079) 徐紅兵

小學(xué)科學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)教學(xué)為基礎(chǔ)的學(xué)科，新課程標(biāo)準(zhǔn)指出：小學(xué)科學(xué)課程要按照立德樹人的要求培養(yǎng)小學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，為他們的繼續(xù)學(xué)習(xí)和終身發(fā)展打好基礎(chǔ)。實(shí)踐是培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)的重要途徑，新課程標(biāo)準(zhǔn)也提出小學(xué)科學(xué)課程是一門實(shí)踐性課程，課程實(shí)施的主要形式是探究活動(dòng)。教師在教學(xué)活動(dòng)中只有通過有效的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，更好地創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境，才能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)探究，提高學(xué)生動(dòng)手操作、觀察思考、分析概括的能力。

實(shí)驗(yàn)材料的選擇和實(shí)驗(yàn)操作的規(guī)范是決定實(shí)驗(yàn)教學(xué)是否有效的前提。結(jié)合科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)際，筆者主要從實(shí)驗(yàn)教學(xué)的材料選擇和實(shí)驗(yàn)操作策略上進(jìn)行一些嘗試和探究。

1 在實(shí)驗(yàn)材料選擇策略上，應(yīng)關(guān)注材料的豐富性、典型性和結(jié)構(gòu)性

蘭·本達(dá)教授所著的《小學(xué)科學(xué)教育的“探究—研討”教學(xué)法》一書里，關(guān)于科學(xué)課堂材料的界定提出，材料意味著科學(xué)概念，材料直指科學(xué)現(xiàn)象。所以，課前精心準(zhǔn)備材料、選擇典型材料可以讓學(xué)生在課堂上自主探究達(dá)到無師自通的目的，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性。

1.1 提供豐富的觀察材料促進(jìn)感性認(rèn)識(shí)

讓學(xué)生在經(jīng)歷科學(xué)探究活動(dòng)時(shí)獲得豐富的感性認(rèn)識(shí)，更有利于學(xué)生分析、綜合所學(xué)知識(shí)。學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)越豐富，越有利于概念的構(gòu)建。例如在“各種各樣的花”一課教學(xué)中，教師為學(xué)生呈現(xiàn)自然界中千姿百態(tài)的花，有梨花、海棠花、迎春花和玉蘭花，還有豌豆花、柳樹花、桃花、南瓜花，引導(dǎo)學(xué)生在各種各樣的花中尋找共同點(diǎn)，是一件非常有趣的事情。在開展“花的觀察”報(bào)告會(huì)后，學(xué)生建立了豐富的感性認(rèn)識(shí)，能夠很自然地區(qū)分完全花和不完全花，能夠在花的構(gòu)造中辨別哪些部分與果實(shí)和種子有關(guān)。各種各樣的花在形狀、顏色、氣味、結(jié)構(gòu)特征等方面是千差萬別的，但是它們都有花蕊(雄蕊或雌蕊)，只是存在雌雄同株或雌雄異株的區(qū)別。豐富的觀察材料有利于學(xué)生建立花蕊是植物產(chǎn)生果實(shí)和種子的概念。

1.2 選擇典型的觀察材料有利于概念的形成

蘭·本達(dá)教授認(rèn)為材料就意味著概念。在“磁鐵有磁性”的教學(xué)中，教師先為學(xué)生準(zhǔn)備銅鑰匙、鐵鑰匙、回形針、鐵釘、鋁片、銅導(dǎo)線、玻璃珠、木片(或木塊)、紙片、彈簧、布條等物品，再為學(xué)生準(zhǔn)備橡皮、鉛筆、塑料尺等物品。在材料的選擇上盡量保證物品種類多一些，其中鐵制品種類要略多，最后特別準(zhǔn)備了銅、鋁等非鐵的金屬物品，讓學(xué)生當(dāng)檢驗(yàn)員，將被測試物品按“能被磁鐵吸引的物體”和“不能被磁鐵吸引的物體”分類，然后小組討論并記錄兩類物品在材料上的特點(diǎn)。通過認(rèn)真實(shí)驗(yàn)，獲取磁鐵能吸引鐵的證據(jù)，得出磁鐵能吸引鐵制品的物理概念。相反，如果提供的材料沒有一定的典型性，學(xué)生找不到材料之間的相互聯(lián)系，觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不能傳遞出概念要表達(dá)出的信息，學(xué)生就收集不到有效的事實(shí)和證據(jù)，當(dāng)然就無法建立正確的概念。

1.3 呈現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的材料提升學(xué)生思維

材料的種類和組合以及交給學(xué)生的次序就是材料的結(jié)構(gòu)。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師通過選擇實(shí)驗(yàn)材料，使其具有結(jié)構(gòu)性，并采用恰當(dāng)時(shí)機(jī)呈現(xiàn)，有利于提升學(xué)生的思維，提高科學(xué)探究的有效性。在“物體的沉與浮”一課的教學(xué)中，為了探究物體沉與浮的規(guī)律，教師可以有意識(shí)地對(duì)材料進(jìn)行選擇，使學(xué)生能直觀有效地發(fā)現(xiàn)物體的沉浮規(guī)律。首先提供體積一樣，輕重不同的小球，要求學(xué)生根據(jù)小球的輕重進(jìn)行排列。學(xué)生通過將這些小球分別放入水中觀察，很輕松得出：體積一樣，重的小球容易沉，輕的小球容易浮。接著，教師再提供輕重一樣，體積不同的塑料瓶，學(xué)生將這些塑料瓶分別放入水中，通過觀察得出：輕重一樣，體積小的塑料瓶容易沉，體積大的塑料瓶容易浮。通過依次提供不同材料，有效制造學(xué)生新概念與前概念的矛盾沖突，有效突破教學(xué)重難點(diǎn)，促進(jìn)學(xué)生思維層層遞進(jìn)。

2 在實(shí)施實(shí)驗(yàn)操作策略上，應(yīng)關(guān)注操作的規(guī)范性、有序性和延續(xù)性

科學(xué)課中學(xué)生自主學(xué)習(xí)、有效實(shí)驗(yàn)必須建立在正確的實(shí)驗(yàn)操作基礎(chǔ)上，才能讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中不斷發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、解決問題，有利于學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能的提高和科學(xué)素養(yǎng)的養(yǎng)成。

2.1 通過規(guī)范操作提升實(shí)驗(yàn)技能

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中規(guī)范進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作是決定實(shí)驗(yàn)?zāi)芊癯晒?、是否有效的關(guān)鍵。實(shí)驗(yàn)教學(xué)中要注重規(guī)范實(shí)驗(yàn)操作培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作技能。例如，在“用顯微鏡觀察身邊的生命世界(一)”一課教學(xué)中，在做好實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備工作后，教師通過PPT教授學(xué)生制作洋蔥表皮玻片標(biāo)本的方法，并提示注意事項(xiàng)，注意事項(xiàng)力求簡明扼要、直觀明了。在制作過程中教師要加強(qiáng)對(duì)學(xué)生的指導(dǎo)，必要時(shí)可親自示范，對(duì)操作錯(cuò)誤的學(xué)生進(jìn)行及時(shí)糾正。在分組觀察中，采取播放視頻的方法展示正確使用顯微鏡的方法和步驟，對(duì)不能正確調(diào)焦和看不清物像的學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo)和幫助。針對(duì)學(xué)生制作過程中容易發(fā)現(xiàn)洋蔥表皮細(xì)胞的形態(tài)，而忽視細(xì)胞核和細(xì)胞液的現(xiàn)象，教師引導(dǎo)學(xué)生規(guī)范操作，提醒學(xué)生深入觀察，讓學(xué)生親身經(jīng)歷觀察洋蔥表皮細(xì)胞的過程，了解細(xì)胞的形態(tài)、結(jié)構(gòu)，感受顯微鏡下神秘世界的奧秘。

2.2 通過有序操作提高實(shí)驗(yàn)效果

小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)中，有序操作能最大化地利用實(shí)驗(yàn)材料并取得預(yù)期效果。例如，在“水”一課的教學(xué)中，分辨牛奶、白醋和水這3種不同液體時(shí)，鼓勵(lì)學(xué)生用不同的器官來感知。讓學(xué)生感知后教師并不急于下結(jié)論，讓學(xué)生知道探究的方法越多，觀察得越仔細(xì)，辨識(shí)的準(zhǔn)確性會(huì)越高。在操作過程中必須遵循先用眼睛、鼻子，再用舌頭，最后用手摸的原則。從顏色、氣味、黏度、密度、表面張力等多個(gè)方面了解水與其他液體的不同之處。在“哪種材料硬”一課教學(xué)中，先讓學(xué)生觀察銅、鐵、鋁等金屬的顏色和光澤，接著做熱傳導(dǎo)的實(shí)驗(yàn)，再出示各種利用金屬延展性制成的物品，讓學(xué)生在有序的實(shí)驗(yàn)操作中自主探究，提高實(shí)驗(yàn)操作的效果。

2.3 通過延續(xù)操作拓展實(shí)驗(yàn)深度

科學(xué)課中很多探究活動(dòng)僅僅依靠課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)是很難達(dá)到目的的，需要從課內(nèi)延伸到課外，從校內(nèi)延伸到校外，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)得到深化和拓展。例如“用顯微鏡觀察身邊的生命世界(一)”一課教學(xué)后，學(xué)生早已不滿足對(duì)洋蔥表皮細(xì)胞的觀察，許多學(xué)生在課后搜集大蒜、胡蘿卜、黃瓜、西紅柿等材料在實(shí)驗(yàn)室里進(jìn)行觀察，有的學(xué)生還會(huì)購買顯微鏡觀察身邊感興趣的微生物，將探究活動(dòng)的觸角延伸到學(xué)習(xí)和生活中。在“垃圾的處理”一課教學(xué)中，學(xué)生在課堂上做了垃圾填埋的模擬實(shí)驗(yàn)后，對(duì)垃圾處理方式有了濃厚的興趣，教師及時(shí)組織學(xué)生參觀城郊垃圾填埋場和循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)園垃圾焚燒站，正確認(rèn)識(shí)填埋和焚燒兩種垃圾處理方式的利與弊。促使學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的理解更透徹，有利于培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)境保護(hù)意識(shí)。

實(shí)踐證明，只有真正把握實(shí)驗(yàn)材料的特點(diǎn)，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容精心選擇實(shí)驗(yàn)材料，不斷提升學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作技能，科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)才能取得更好的效果。