實(shí)驗(yàn)器材優(yōu)化對(duì)于提高小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)有效性的作用研究

【摘要】近年來(lái)，隨著我國(guó)綜合實(shí)力的提升，人們對(duì)教育的重視程度也不斷提高。在進(jìn)行教育的過(guò)程中，更加注重培養(yǎng)學(xué)生的綜合素養(yǎng)，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展。小學(xué)科學(xué)教學(xué)要求教師轉(zhuǎn)變?cè)械慕虒W(xué)理念，為學(xué)生提供動(dòng)手實(shí)踐的機(jī)會(huì)，有效開(kāi)展科學(xué)實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生能夠通過(guò)“真刀真槍”的操作，分析、解決科學(xué)問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，讓學(xué)生在潛移默化中愛(ài)上科學(xué)。

【關(guān)鍵詞】小學(xué)科學(xué);實(shí)驗(yàn)教學(xué);實(shí)驗(yàn)器材;優(yōu)化策略

【基金項(xiàng)目】本文系2020年龍文區(qū)提升教育質(zhì)量專(zhuān)項(xiàng)課題“提高小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)探究實(shí)效性的策略研究”（LWKTZX20X20）成果之一。

作者簡(jiǎn)介：黃月鳳（1980—），女，福建省漳州市第二實(shí)驗(yàn)小學(xué)。

在開(kāi)展小學(xué)科學(xué)教學(xué)的過(guò)程中，小學(xué)科學(xué)教師要有針對(duì)性地開(kāi)展教學(xué)活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生完成教學(xué)目標(biāo)，提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新能力?？茖W(xué)實(shí)驗(yàn)是科學(xué)教學(xué)的重要組成部分，通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究，學(xué)生們能夠消化科學(xué)內(nèi)容，掌握科學(xué)知識(shí)，提高學(xué)習(xí)效率。小學(xué)科學(xué)教師要承擔(dān)起自己的教育責(zé)任，轉(zhuǎn)變教學(xué)理念，采用先進(jìn)科學(xué)的教學(xué)手段，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)器材，高效完成教學(xué)目標(biāo)，提高教學(xué)質(zhì)量。筆者結(jié)合個(gè)人教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，就如何優(yōu)化實(shí)驗(yàn)器材，提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)有效性提出了以下五點(diǎn)策略。

一、 自制教材，提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性

教具是非常重要的教學(xué)輔助工具，直接影響著教學(xué)質(zhì)量。很多學(xué)校由于缺少充足的教具，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)教學(xué)無(wú)法順利開(kāi)展，讓教學(xué)變得困難[1]。為了保障課堂的順利開(kāi)展，小學(xué)科學(xué)教師可以結(jié)合教學(xué)內(nèi)容自制教具。在制作教具時(shí)，教師要站在學(xué)生的角度，了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和理解能力，保證學(xué)生能夠在最短的時(shí)間內(nèi)正確使用教具?？茖W(xué)教師根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況設(shè)計(jì)出適合學(xué)生的教具，能夠讓實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開(kāi)展更加順利，讓學(xué)生更好地掌握重難點(diǎn)知識(shí)，提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性，提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

例如，在教學(xué)“不倒翁”這一課時(shí)，小學(xué)科學(xué)教師就可以帶領(lǐng)學(xué)生制作不倒翁，在制作的過(guò)程中，讓學(xué)生了解不倒翁的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，以及不倒翁不會(huì)倒的科學(xué)原理。一開(kāi)始，教師可以讓學(xué)生玩不倒翁，吸引學(xué)生的注意力。之后，教師可以提出問(wèn)題：“同學(xué)們，在我們的日常生活中，不倒翁十分常見(jiàn)，那么有誰(shuí)能夠告訴老師，為什么不倒翁倒不下去呢？”讓學(xué)生帶著問(wèn)題進(jìn)入不倒翁的制作環(huán)節(jié)。教師先讓學(xué)生觀察不倒翁的整體結(jié)構(gòu)，總結(jié)不倒翁的特點(diǎn)。為了能夠保障科學(xué)實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行，教師還可以讓學(xué)生開(kāi)展小組合作。通過(guò)合作討論，學(xué)生總結(jié)出了不倒翁的幾個(gè)特點(diǎn)：第一，底部較重;第二，圓弧形是底部的主要特征。為了驗(yàn)證學(xué)生的結(jié)論是否正確，在接下來(lái)的時(shí)間里，教師可以引導(dǎo)學(xué)生借助紙杯、乒乓球、橡皮泥等多種材料，完成不倒翁的制作，讓學(xué)生在思考和動(dòng)手實(shí)踐的過(guò)程中，了解不倒翁的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，明確不倒翁不倒的原理，從而實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)，提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性。

二、 科學(xué)優(yōu)化實(shí)驗(yàn)器材，提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性

科學(xué)這門(mén)學(xué)科具有抽象性。小學(xué)生的邏輯能力和理解能力都比較弱，學(xué)習(xí)科學(xué)時(shí)難免會(huì)產(chǎn)生恐懼心理?？茖W(xué)教材中的一些實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)不符合小學(xué)生的認(rèn)知水平[2]，導(dǎo)致學(xué)生無(wú)法理解實(shí)驗(yàn)。如果科學(xué)教師不能結(jié)合學(xué)生實(shí)際，而是一味地按照課本上的設(shè)計(jì)流程來(lái)開(kāi)展實(shí)驗(yàn)教學(xué)，那么就很有可能讓小學(xué)生感到一頭霧水，無(wú)法消化科學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，從而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性較低[3]。因此，小學(xué)科學(xué)教師在開(kāi)展實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，要重視小學(xué)生在教學(xué)中的主體地位，了解小學(xué)生的具體情況，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，以保障實(shí)驗(yàn)教學(xué)高效開(kāi)展，滿足小學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。

例如，在教學(xué)“浮力”這一科學(xué)概念時(shí)，課本上設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)是這樣的：將小滑輪安裝在杯子的底部，先測(cè)量出塑料塊的重力，然后用一根線拉住塑料塊，將塑料塊放入水中，借助彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量其拉力，將塑料塊的重力與拉力相加，就可以得到塑料塊的浮力。但是在實(shí)際教學(xué)中，筆者發(fā)現(xiàn)很難將滑輪固定在杯子下面，放入水中。如果用膠帶固定滑輪，膠帶遇水會(huì)失去粘性;如果借助橡皮泥，遇水則容易坍塌。這種科學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)小學(xué)生而言，存在一定的操作難度，不利于教學(xué)的有序開(kāi)展。因此，為了提高實(shí)驗(yàn)質(zhì)量，筆者對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行了優(yōu)化。第一步，先帶領(lǐng)學(xué)生們測(cè)量出鉤碼的浮力;第二步，測(cè)量出還沒(méi)有放進(jìn)水里面的鉤碼的重力;第三步，用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量出拉力;第四步，用重力數(shù)據(jù)減去拉力數(shù)據(jù)，得到最終的浮力。經(jīng)過(guò)改良以后，學(xué)生們能夠快速地完成實(shí)驗(yàn)，得到準(zhǔn)確的浮力數(shù)據(jù)，了解如何計(jì)算浮力，實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性得以提升。

三、 合理挑選實(shí)驗(yàn)器材，提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性

不同的實(shí)驗(yàn)器材有不同的作用。教師選對(duì)實(shí)驗(yàn)器材，能夠提升實(shí)驗(yàn)效果，保證實(shí)驗(yàn)質(zhì)量。很多小學(xué)科學(xué)教師在教學(xué)過(guò)程中，都一味地按照課本內(nèi)容來(lái)開(kāi)展教學(xué)，沒(méi)有結(jié)合實(shí)際[2]，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，隨意選擇實(shí)驗(yàn)器材，降低了教學(xué)的有效性。筆者認(rèn)為，教師必須要結(jié)合實(shí)際情況，選擇合理的實(shí)驗(yàn)器材來(lái)提升實(shí)驗(yàn)效果。

例如，在教學(xué)“校園里的螞蟻”這一章節(jié)的內(nèi)容時(shí)，小學(xué)科學(xué)教師需要帶領(lǐng)學(xué)生們觀察螞蟻，開(kāi)展實(shí)驗(yàn)活動(dòng)。但螞蟻是一種體積較小的生物，且活動(dòng)性強(qiáng)，爬行速度快，如果不能夠?qū)⑵涔潭ㄔ谀骋晃恢?，就很難開(kāi)展觀察活動(dòng)。為了讓學(xué)生能夠有效觀察螞蟻，科學(xué)教材特意將螞蟻放在泡沫板上進(jìn)行觀察。但是眾所周知，螞蟻是活物，有著非常強(qiáng)的靈活性，要將其固定在泡沫板上，在操作過(guò)程中很容易傷害到螞蟻，這一實(shí)驗(yàn)器材的設(shè)計(jì)并不合理，所以筆者重新選擇了實(shí)驗(yàn)器材，借助毛筆、試管、試管塞，將活動(dòng)的螞蟻放入試管中，把螞蟻限制在小范圍之內(nèi) [3]。透過(guò)透明的試管，學(xué)生們能夠清晰地觀察到螞蟻的活動(dòng)，從而完成科學(xué)實(shí)驗(yàn)。在開(kāi)展教學(xué)活動(dòng)時(shí)，小學(xué)科學(xué)教師一定要將學(xué)生放在首要位置，尊重學(xué)生的心理感受。選擇實(shí)驗(yàn)效果最明顯的實(shí)驗(yàn)器材，才能夠發(fā)揮出科學(xué)實(shí)驗(yàn)的價(jià)值，提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性。

四、 拓展延伸實(shí)驗(yàn)器材，提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性

科學(xué)是一門(mén)貫穿生活的學(xué)科，科學(xué)理論源于生活，在生活中處處都可以看見(jiàn)科學(xué)的身影。教師帶領(lǐng)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)，不僅僅要讓學(xué)生掌握科學(xué)課本上的理論知識(shí)，更要培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，讓學(xué)生能夠利用科學(xué)知識(shí)解決生活中的問(wèn)題，通過(guò)學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí)，了解大自然的規(guī)律，用科學(xué)的眼光去看待事物的發(fā)展，為學(xué)生未來(lái)的學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)[3]。小學(xué)科學(xué)教師不能只將教學(xué)活動(dòng)局限在課堂之中，還要結(jié)合課本內(nèi)容延伸課堂，讓學(xué)生利用課余時(shí)間預(yù)習(xí)或鞏固科學(xué)知識(shí)，從而全面提升學(xué)生的思維能力和探究能力，幫助他們構(gòu)建完整的科學(xué)學(xué)習(xí)框架，完成學(xué)習(xí)目標(biāo)。

例如，在教學(xué)“聲音”這一單元的科學(xué)內(nèi)容時(shí)，當(dāng)學(xué)生們了解了聲音的高低變化以后，小學(xué)科學(xué)教師可以給學(xué)生們布置一項(xiàng)家庭作業(yè)，讓學(xué)生放學(xué)回家后和家長(zhǎng)合作，共同制作一個(gè)樂(lè)器來(lái)演奏聲音的高低變化，這一家庭作業(yè)能夠幫助學(xué)生有效鞏固所學(xué)知識(shí)，讓學(xué)生和家長(zhǎng)合作能夠降低作業(yè)的難度，減少小學(xué)生對(duì)科學(xué)的恐懼心理。對(duì)于小學(xué)生而言，利用家里常見(jiàn)的材料制作樂(lè)器并不是一件很難的事。許多學(xué)生將三節(jié)塑料管裁剪成不同的長(zhǎng)度，連接在一起，這樣在演奏時(shí)，就會(huì)有高低起伏的聲音變化。對(duì)于表現(xiàn)好的學(xué)生，科學(xué)教師要及時(shí)表?yè)P(yáng)，提升學(xué)生的榮譽(yù)感和自豪感，增強(qiáng)學(xué)生的自信心。對(duì)于表現(xiàn)差的學(xué)生，教師要及時(shí)鼓勵(lì)，幫助學(xué)生不斷完善和提升自我。從而提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性，促進(jìn)學(xué)生全面成長(zhǎng)。

五、 改良創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)器材，提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性

受環(huán)境、地域的影響，科學(xué)教材中的實(shí)驗(yàn)方案并不總適用于當(dāng)下的科學(xué)課堂。科學(xué)教師如果一味依賴于教材內(nèi)容，盲目使用教材中指定的實(shí)驗(yàn)器材，很有可能會(huì)拖延教學(xué)時(shí)間，浪費(fèi)教學(xué)資源，影響教學(xué)進(jìn)度。正確的做法是，如果實(shí)驗(yàn)器材與教學(xué)實(shí)情不符，科學(xué)教師就需要及時(shí)改良與創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)器材，結(jié)合實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)，設(shè)計(jì)出更符合小學(xué)生身心發(fā)展規(guī)律的實(shí)驗(yàn)器材。這就需要科學(xué)教師具備創(chuàng)新能力，同時(shí)還需要深入小學(xué)生群體中，了解小學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，掌握小學(xué)生的興趣喜好，以此為前提設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)器材，保證實(shí)驗(yàn)器材的有效性。同時(shí)創(chuàng)設(shè)良好的實(shí)驗(yàn)情境，引導(dǎo)小學(xué)生投入科學(xué)實(shí)驗(yàn)中，讓學(xué)生們通過(guò)科學(xué)實(shí)驗(yàn)掌握學(xué)科知識(shí)，完成學(xué)習(xí)目標(biāo)。

例如，在帶領(lǐng)學(xué)生們學(xué)習(xí)“光和熱”這一內(nèi)容時(shí)，科學(xué)教師可設(shè)計(jì)“顏色與吸熱之間的關(guān)系”這一實(shí)驗(yàn)?？茖W(xué)教材為師生提供了兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，第一個(gè)實(shí)驗(yàn)為：在不反光的情況下，用相同的材料（顏色不同）一同吸熱，查看每個(gè)材料最終的吸熱量。第二個(gè)實(shí)驗(yàn)為：用相同的顏色、不同的材料（反光與不反光），觀察其吸熱本領(lǐng)。如果按照科學(xué)教材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，在具體實(shí)踐過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生諸多問(wèn)題。第一，實(shí)驗(yàn)環(huán)境會(huì)受陽(yáng)光強(qiáng)度影響;第二，二次實(shí)驗(yàn)難以順利展開(kāi);第三，小學(xué)生無(wú)法準(zhǔn)確理解實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容，實(shí)驗(yàn)和生活聯(lián)系不足，對(duì)于小學(xué)生而言，顏色的深淺代表顏色的濃淡，小學(xué)生往往會(huì)忽略其明度比較;第四，無(wú)法有效區(qū)分兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生們?cè)趯?shí)驗(yàn)過(guò)程中，很容易將對(duì)照組混淆，最終影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果;第五，實(shí)驗(yàn)缺乏嚴(yán)謹(jǐn)性，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，沒(méi)有多重對(duì)比，實(shí)驗(yàn)結(jié)果可能存在偏差。針對(duì)這種情況，科學(xué)教師需及時(shí)改良實(shí)驗(yàn)器材，以提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性。筆者選擇在室內(nèi)開(kāi)展實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，探究顏色與吸熱的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)過(guò)程為：準(zhǔn)備一塊圓形木板，木板直徑為20厘米。在圓心的位置安裝一個(gè)燈泡，畫(huà)一條半徑，以燈泡為圓心，每隔2厘米畫(huà)一個(gè)同心圓，將五個(gè)不同顏色的瓶子擺放在半徑與同心圓的交點(diǎn)上。五個(gè)瓶子的顏色分別是黑色、白色、灰色、深灰色、淺灰色。每一個(gè)瓶子的瓶口處都套著不同顏色的氣球。在實(shí)驗(yàn)之前，氣球自然擺放，保持下垂?fàn)顟B(tài)。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，讓學(xué)生們觀察，猜測(cè)哪一個(gè)氣球可以最快被吹起來(lái)，記錄氣球被吹起的時(shí)間與先后順序，借助溫度計(jì)測(cè)量溫度。通過(guò)這一實(shí)驗(yàn)，學(xué)生能夠更為直觀地探究顏色與吸熱之間的關(guān)系。在開(kāi)展第二個(gè)實(shí)驗(yàn)時(shí)，也根據(jù)相同的原理?？茖W(xué)教師提前準(zhǔn)備好相同顏色、不同材質(zhì)的瓶子，讓學(xué)生們觀察反光瓶子和不反光瓶子上氣球的變化情況，詳細(xì)記錄下來(lái)。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，科學(xué)教師將舞臺(tái)留給學(xué)生，讓學(xué)生們進(jìn)行細(xì)致觀察，學(xué)生們能夠很快得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?/p>

能夠有效改良不合理的實(shí)驗(yàn)器材，優(yōu)化不合理的實(shí)驗(yàn)步驟，是科學(xué)教師在教學(xué)過(guò)程中應(yīng)該具備的素養(yǎng)。在開(kāi)展科學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)，教師必須結(jié)合實(shí)際環(huán)境，保證科學(xué)實(shí)驗(yàn)的有效性。如果一味地依賴于科學(xué)教材，罔顧實(shí)驗(yàn)效果，勢(shì)必會(huì)降低科學(xué)實(shí)驗(yàn)的價(jià)值，導(dǎo)致科學(xué)實(shí)驗(yàn)流于形式，影響教學(xué)進(jìn)度。合理改進(jìn)科學(xué)實(shí)驗(yàn)，可保證科學(xué)實(shí)驗(yàn)的有效性，引導(dǎo)學(xué)生掌握科學(xué)規(guī)律，提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

結(jié)語(yǔ)

科學(xué)實(shí)驗(yàn)在小學(xué)科學(xué)教學(xué)活動(dòng)中具有重要價(jià)值。小學(xué)科學(xué)教師要深入課堂，不斷鉆研實(shí)驗(yàn)教材，以多種手段優(yōu)化實(shí)驗(yàn)器材，滿足學(xué)生的實(shí)驗(yàn)需求。同時(shí)將學(xué)生放在主體地位，了解學(xué)生的身心發(fā)展規(guī)律和學(xué)習(xí)情況，多實(shí)踐、多探索，站在學(xué)生的角度思考問(wèn)題，讓學(xué)生能夠更好地理解和掌握知識(shí)。只有這樣，才能夠提高小學(xué)科學(xué)教學(xué)的質(zhì)量，促進(jìn)小學(xué)生全面發(fā)展。

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