從四個方面入手改進(jìn)實驗教學(xué)

韓芳芳 呂佳

〔摘? ? 要〕? 實驗是小學(xué)科學(xué)課教學(xué)的重要內(nèi)容，是學(xué)習(xí)科學(xué)知識、完成探究過程的重要方法和手段。然而在實際教學(xué)中，教材上提供的實驗或探究活動并不能實現(xiàn)想要的教學(xué)目標(biāo)。筆者結(jié)合自身經(jīng)驗，試著從學(xué)生的新概念、邏輯的優(yōu)模型、實驗的新踐行、作業(yè)的多形式四個方面入手，探究實驗課設(shè)計的策略。從校本教材出發(fā)，亦適用于教科版教材在內(nèi)的其他科學(xué)教材，旨在探究學(xué)生實驗課的設(shè)計方法，為一線教師改進(jìn)小學(xué)科學(xué)實驗課提供思路。

〔關(guān)鍵詞〕? 小學(xué)科學(xué)；探究實驗課；設(shè)計

〔中圖分類號〕? G424? ? ? ? ? ? ? ? 〔文獻(xiàn)標(biāo)識碼〕? A? ? ? ? ?〔文章編號〕? 1674-6317? ? （2024）? 12? ? 070-072

一、“穩(wěn)如泰山”的教學(xué)困惑與歸因

“穩(wěn)如泰山”選自校本教材《成語中的科學(xué)》中成語中的力學(xué)板塊的第三課。探究的任務(wù)是借助成語了解物體穩(wěn)定性的科學(xué)知識，認(rèn)識重心的概念，借助不倒翁了解重心位置與穩(wěn)定性的關(guān)系。

在筆者上這節(jié)課之前，校內(nèi)已有其他科學(xué)教師上過，可以說我是站在前輩的肩膀上再上此課。所以在初上“穩(wěn)如泰山”時，對教學(xué)設(shè)計已根據(jù)前人的經(jīng)驗進(jìn)行過修改，但在施教過程中仍然出現(xiàn)了不少問題。

（一）概念處理之疑

《成語中的科學(xué)》校本教材中有許多與課堂教材相關(guān)但又高于其掌握要求的概念，對于一個特定年級的小學(xué)生來說，要完全掌握這些概念是很難的。例如對本課中的“重心”概念，如果要仔細(xì)講解，時間不夠；如果省去“重心”，那么重心位置與穩(wěn)定性的關(guān)系就無法講解清楚。所以對本節(jié)課“重心”概念的處理既是重點，又是一個難點。

（二）過程設(shè)計之難

教材設(shè)計之初是有教學(xué)過程安排的，但是隨著學(xué)生的更替和教學(xué)需要的變化，原有的過程設(shè)計不再適合現(xiàn)有的教學(xué)。“穩(wěn)如泰山”一課的教學(xué)目標(biāo)有：了解成語中蘊含的關(guān)于物體穩(wěn)定性的科學(xué)知識；通過實驗?zāi)軐ふ乙恍┎灰?guī)則物體的重心；激發(fā)學(xué)生的探究興趣，使之熱愛科學(xué)、樂于探究、尋找發(fā)現(xiàn)。怎樣設(shè)計可以讓學(xué)生實現(xiàn)這三個目標(biāo)并讓學(xué)生獲得充分的體驗？四年級學(xué)生的“平衡玩具”的工程化設(shè)計該怎么進(jìn)行？

（三）教具選材之困

教材中選取的材料和教具種類比較單一，“穩(wěn)如泰山”一課中作為參考的材料有：制作不倒翁的材料——塑料蛋殼、橡皮泥；作為平衡玩具的材料——木棒、橡皮泥；尋找物體重心的材料——不同形狀模板、細(xì)線。僅靠書中可供參考的這些材料可以獲得“重心位置與穩(wěn)定性的關(guān)系”的知識，但是要使其達(dá)到能夠遷移的能力，這些材料遠(yuǎn)不夠?？梢栽偌尤胧裁床牧稀⒔叹吣芾趯W(xué)生科學(xué)概念建構(gòu)和科學(xué)素養(yǎng)的形成？

（四）作業(yè)設(shè)計之惑

自“雙減”政策出臺以來，各地都開始對學(xué)生的作業(yè)布置重視了起來，各教育部門也陸續(xù)將作業(yè)設(shè)計與實施納入常態(tài)化學(xué)科教研范疇，重點研究作業(yè)的育人功能、數(shù)量控制和科學(xué)設(shè)計等?！胺€(wěn)如泰山”本就是比較有趣味性的探究類課程。對于這樣的校本課程作業(yè)應(yīng)以什么樣的形式布置，布置多少的量？怎樣布置拓展課作業(yè)才能既可以為課堂服務(wù)又可以發(fā)展學(xué)生的能力呢？

二、“穩(wěn)如泰山”的教學(xué)改進(jìn)與實施

基于以上的疑、難、困、惑，對教學(xué)設(shè)計進(jìn)行了改進(jìn)。

（一）借學(xué)生之手，攻概念處理之難

既然這一課中的“重心”這一概念教師實難處理，那么可以在課堂前先讓學(xué)生制作可以立在平面上的不倒翁。學(xué)生在制作過程中勢必會查找資料以了解一定的不倒翁原理，并在課堂上由學(xué)生向同學(xué)介紹原理，教師再加以引導(dǎo)即可得知。而且，其他學(xué)生也在課前對原理有所了解，掌握起來會更加得心應(yīng)手。

（二）借邏輯結(jié)構(gòu)，解過程設(shè)計之疑

初上“穩(wěn)如泰山”時，分為兩個課時，第一課時的重點是“重心位置與穩(wěn)定性的關(guān)系”的遷移應(yīng)用和“平衡玩具”的設(shè)計；第二課時是尋找不規(guī)則物體的重心。第二課時主要是體驗課，完成順利，但第一課時中學(xué)生對知識的遷移運用很難從蛋殼不倒翁遷移到“平衡玩具”上。在此可以借助兩條邏輯線解決這一疑難。

（三）借趣味實驗，破教具選材之困

教材上本就只有普通不倒翁和“平衡玩具”，可參考的材料教具都有限。有學(xué)生瀏覽了許多趣味實驗的視頻之后，發(fā)現(xiàn)了一個在細(xì)線上行走的雜耍人，其原理就是重心在支撐點下方。將此趣味實驗的材料加以改進(jìn)，把細(xì)線換成更加可取又匪夷所思的材料頭發(fā)，既可打破教具選材的困局，又能賦予課堂趣味性。學(xué)生可以移動磁吸，思考嘗試可以將重心放在什么部位更具靈活性。

（四）借多樣形式，釋作業(yè)設(shè)計之惑

作業(yè)設(shè)計突破傳統(tǒng)的紙筆答題，采用多樣化的形式。課前的不倒翁制作是以完成挑戰(zhàn)的形式，學(xué)生可通過視頻記錄下制作挑戰(zhàn)的過程，在實驗記錄紙上記錄所用的材料，用畫圖的方式記錄制作的不倒翁，分析不倒翁不倒的原因。課堂上以講解的形式檢查作業(yè)。課后作業(yè)是制作一個平衡玩具，以圖片的形式提交，同時完成記錄單的下半部分，也是對本節(jié)課總結(jié)和課外延伸。作品、視頻、圖片、講解、記錄單等多樣化的作業(yè)設(shè)計形式貫穿于課堂，無形中提高了學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和探究能力。

三、探究實驗課設(shè)計改進(jìn)的策略

在科學(xué)拓展課堂上，我們在對校本教材的不同課堂教學(xué)中都會存在這樣或那樣的問題，為了探究拓展課的有效實施，我們要做一個有心人。

筆者以“穩(wěn)如泰山”一課為出發(fā)點加以思考，從學(xué)生的新概念入手、從邏輯的優(yōu)模型入手、從實驗的新踐行入手、從作業(yè)的多形式入手改進(jìn)教學(xué)設(shè)計，不僅適用于校本教材，也可用于其他教材，順應(yīng)不斷發(fā)展的教學(xué)需要，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

（一）堅持以生為本，突破抽象概念

杜威最早提出“以生為本”的理念，新課標(biāo)的核心理念也是以學(xué)生的發(fā)展為本。小學(xué)生正處于皮亞杰劃分的兒童認(rèn)知發(fā)展階段的具體運算階段，這一階段的學(xué)生能從一個概念的各種具體變化中抓住實質(zhì)或本質(zhì)的東西，具體運算思維一般還離不開具體事物的支持。遇到新的抽象的概念如果直接講授，學(xué)生是很難理解的，更別說保持記憶了。這時，學(xué)生自身的經(jīng)驗顯得尤為重要。對課堂上遇到的一些難以處理的概念，可以從學(xué)生入手，以學(xué)生的日常經(jīng)驗為基礎(chǔ)，引導(dǎo)學(xué)生對概念進(jìn)行理解。

案例1：四年級下冊第三單元第一課《讓小車運動起來》中：重力能把地球表面的物體拉向地面。

怎么能讓學(xué)生體驗到重力并可以自己理解這一抽象概念呢？從學(xué)生出發(fā)：拿起紙團(tuán)松手，觀察；站在座位上，將凳子提起，感受；從原地起跳，思考。讓學(xué)生自己觀察、感受、思考，最后通過討論總結(jié)出什么是重力。

（二）優(yōu)化邏輯模型，巧妙設(shè)計教學(xué)

有邏輯的教學(xué)設(shè)計是教師根據(jù)知識的組織結(jié)構(gòu)順序和學(xué)生接受知識的思維規(guī)律和思維習(xí)慣，在遵循學(xué)生認(rèn)知規(guī)律和思維特點的基礎(chǔ)上進(jìn)行備課的精心設(shè)計。教學(xué)不可能一蹴而就，學(xué)生的思維是逐步發(fā)展的，所以在學(xué)生現(xiàn)有的發(fā)展水平和潛在的發(fā)展水平之間要找準(zhǔn)“最近發(fā)展區(qū)”。在教學(xué)中，遇到學(xué)生難以學(xué)會遷移的知識，教師就需提供一座“橋”，連接學(xué)生相鄰的兩個“最近發(fā)展區(qū)”，實現(xiàn)學(xué)生思維的發(fā)展和能力的提升。

案例2：《成語中的科學(xué)》教材光學(xué)模塊“海市蜃樓”一課，教材中實驗1：筷子折了，探究光的折射，光線從空氣進(jìn)入水中會發(fā)生偏折。實驗2：海市蜃樓，通過剛才的實驗知道了海市蜃樓發(fā)生的其中一個條件是光的折射，要求學(xué)生探究海市蜃樓的產(chǎn)生還與什么因素有關(guān)。

怎樣借助“橋”，讓學(xué)生從光的折射是海市蜃樓產(chǎn)生的原因之一中，找到海市蜃樓產(chǎn)生的另一因素呢？

在兩個實驗之間再設(shè)計加入一個環(huán)節(jié)：在海市蜃樓的原理圖中先尋找光折射的地方，借助原理圖中產(chǎn)生疑問的地方（O點處），反思這是光的什么現(xiàn)象（有學(xué)生猜測可能是光的反射）。高層冷熱不同的大氣分層就像空氣和水面的分層一樣，不僅會發(fā)生光的折射，還會發(fā)生光的反射。

（三）支持創(chuàng)新實踐，選擇多種教具

實驗和實驗材料的好壞決定著是否能夠順利地進(jìn)行實驗，因此教師在選擇科學(xué)實驗和實驗材料的過程中就需謹(jǐn)慎選取，并且還要根據(jù)學(xué)生的特性選取。教材中的實驗和材料都是經(jīng)過反復(fù)推敲和驗證的，基本都是比較經(jīng)典的，在經(jīng)典的基礎(chǔ)上教師也可以引入創(chuàng)新實驗。引入一些他人做過的趣味實驗，選擇有創(chuàng)新性、與課堂知識也息息相關(guān)的實驗，這里實驗比較多的平臺可以參考公眾號，比如爆炸實驗室、科學(xué)魚、小學(xué)科學(xué)教學(xué)等，里面有成百上千分門別類的實驗。

案例3：五年級下冊第二單元的《空氣的熱脹冷縮》一課，教材中直接導(dǎo)入，從上節(jié)課所學(xué)的“水和許多液體，都有熱脹冷縮的性質(zhì)”到“空氣是否會熱脹冷縮呢？”

課堂的直接引入缺乏趣味性，是否可以加入實驗以增加本節(jié)課的趣味性？

在本課開始時加入一個“小魔術(shù)”，不用手就可以將易拉罐捏扁。教師準(zhǔn)備一盆冷水、一個空易拉罐、一壺開水，由于涉及開水，考慮到學(xué)生安全問題，實驗由教師在講臺上演示。演示實驗不如學(xué)生動手實驗更能吸引學(xué)生，所以稱其為“小魔術(shù)”，制造神秘感，以吸引學(xué)生的興趣。

（四）運用多種形式，引入多元作業(yè)

長期以來，作業(yè)形式單一、枯燥，缺少趣味性。很多學(xué)生對作業(yè)產(chǎn)生厭惡感，不愿意做作業(yè)，或者當(dāng)作教師布置的硬性任務(wù)草草完成，因而沒有實現(xiàn)作業(yè)應(yīng)該起到的鞏固知識的作用。教師要突破作業(yè)的單一形式，使學(xué)生能夠輕松自如地完成，并實現(xiàn)鞏固知識的目的。作業(yè)可以是資料查閱型的、制作創(chuàng)造型的、專題日記型的，作業(yè)提交的形式可以是小報、視頻、圖片、作品、日記、報告等等。

1.資料查閱型作業(yè)

案例4：四上第二單元的《食物中的營養(yǎng)》一課中，教材提到食物中的營養(yǎng)成分通常分為蛋白質(zhì)、糖類、脂肪、維生素、無機鹽和水。

本節(jié)課的課后作業(yè)可以布置學(xué)生回家查閱資料，完善課堂上沒有介紹到的營養(yǎng)成分的作用，以及在哪些食物中存在。作業(yè)提交的形式可以是一份“食物中的營養(yǎng)”的小報，也可以是一個介紹食物中營養(yǎng)成分的視頻。

2.制作創(chuàng)造型作業(yè)

案例5：五上第一單元的《制作一個潛望鏡》一課，教材中給出了制作潛望鏡的原理，介紹了潛望鏡的制作參考方法，提供了可選擇的材料，但是方法和材料不限于書上提到的。

本節(jié)課顯然可以布置一個制作類乃至創(chuàng)造類的作業(yè)?？梢愿鶕?jù)班內(nèi)學(xué)生能力分層，對能力一般的學(xué)生，要求其按照書中提供的方法制作一個潛望鏡；能力較強的學(xué)生，則可以突破書中方法和材料的局限，依據(jù)潛望鏡原理創(chuàng)新制造一個潛望鏡，讓不同學(xué)生的能力都得到發(fā)展。

3.專題日記型作業(yè)

案例6：五上第四單元“制訂健康生活計劃”。

設(shè)計一個以健康生活為主題的作業(yè)，教師設(shè)計這一專題作業(yè)，既與學(xué)生學(xué)習(xí)的知識相關(guān)，又在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步與學(xué)生的日常生活相聯(lián)系，因而極大地激發(fā)了學(xué)生的探究熱情。作業(yè)的形式可以是按照計劃每日打卡，也可以是日記總結(jié)等等。

四、反思與展望

本文闡述了教師在探究實驗課上，根據(jù)學(xué)生實際情況適時調(diào)整設(shè)計時，應(yīng)用“新、型、行、形”四方面策略進(jìn)行設(shè)計，為教師根據(jù)不同教材設(shè)計教學(xué)提供了方法，滿足學(xué)生發(fā)展的需要，尊重學(xué)生的特點和興趣，使改進(jìn)的教學(xué)設(shè)計能更好地為課堂服務(wù)。

我們教研組在日常的教學(xué)中，對教學(xué)設(shè)計的改進(jìn)研究得比較多，也取得了一些心得。接下來，教研組將在校本教材的教學(xué)設(shè)計和教材改進(jìn)方面多些思考，爭取多取得一些成果。改進(jìn)教學(xué)設(shè)計也好，改進(jìn)教材也好，我們的目標(biāo)都是指向有生機的課堂、有生命力的學(xué)習(xí)。

參考文獻(xiàn)

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