基于學(xué)生創(chuàng)新思維培養(yǎng)的小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)

孫建

在基礎(chǔ)教育中，科學(xué)是一門(mén)綜合性學(xué)科，注重培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)核心素養(yǎng)，包括科學(xué)觀念、科學(xué)思維、探究實(shí)踐和態(tài)度責(zé)任四大內(nèi)容。其中的科學(xué)思維又主要包括模型構(gòu)建、推理論證和創(chuàng)造性思維三個(gè)方面。在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維的一個(gè)重要途徑。

“水到哪里去了”是教科版科學(xué)三年級(jí)上冊(cè)的重要內(nèi)容，教師通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，以增強(qiáng)對(duì)水蒸氣蒸發(fā)凝結(jié)過(guò)程的理解，并加強(qiáng)學(xué)生對(duì)云和霧、露、霜、雨、雪等天氣的形成過(guò)程進(jìn)行認(rèn)識(shí)，從而達(dá)到用科學(xué)知識(shí)對(duì)日常生活中的現(xiàn)象進(jìn)行解釋的目的?！八侥睦锶チ恕笔窃搯卧牡谝还?jié)，它的教學(xué)質(zhì)量將對(duì)后面各章的學(xué)習(xí)產(chǎn)生重要的影響。“觀察水的蒸發(fā)和水汽的凝結(jié)”，它需要學(xué)生對(duì)水的蒸發(fā)進(jìn)行探究，從而對(duì)水的蒸發(fā)速度有更深的了解。這一部分不僅是對(duì)“水的三種狀態(tài)轉(zhuǎn)變”的拓展，還為以后認(rèn)識(shí)水循環(huán)和水的成分等打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

一、大膽猜測(cè)水消失之謎，激發(fā)學(xué)生的求知欲望

在日常生活中，水是與我們的生活密切相關(guān)的一種物質(zhì)。通過(guò)科學(xué)探究與生活體驗(yàn)，學(xué)生對(duì)水分的蒸發(fā)已有初步認(rèn)識(shí)。學(xué)生對(duì)水分蒸發(fā)的理解主要是從日常的生活經(jīng)歷中得到的，還沒(méi)有形成一種科學(xué)、系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)。所以，教師應(yīng)當(dāng)致力于引導(dǎo)學(xué)生對(duì)水的經(jīng)驗(yàn)認(rèn)識(shí)轉(zhuǎn)化為理論上的科學(xué)觀念，要鼓勵(lì)他們大膽地提出自己的見(jiàn)解，讓他們的創(chuàng)造性思維得到發(fā)展，從而讓他們對(duì)未來(lái)的創(chuàng)新產(chǎn)生濃厚的興趣。

教學(xué)片段一：

教師：同學(xué)們，水是我們生活中很常見(jiàn)的物質(zhì)，大家能不能說(shuō)說(shuō)水有哪些特點(diǎn)？

學(xué)生：水沒(méi)有顏色、沒(méi)有形狀、沒(méi)有味道。

學(xué)生：水是生命之源。

教師：同學(xué)們都說(shuō)得很好，大家總結(jié)出了水的特點(diǎn)和形態(tài)。大家有沒(méi)有發(fā)現(xiàn)老師剛才在上課前在黑板上用水寫(xiě)的“科學(xué)”兩個(gè)字“消失”了？大家想一想生活中有沒(méi)有類似的情況出現(xiàn)。

學(xué)生：放在敞口杯子里的水幾天后變少了。

學(xué)生：濕衣服晾干了。

學(xué)生：河里的水干涸了。

教師：通過(guò)大家的交流，我們知道了生活中有很多類似的情況，那么大家想不想知道這些水都到哪里了呢？

學(xué)生（異口同聲）：想！

教師：那今天我們通過(guò)實(shí)踐探究來(lái)看一看吧！

教師從學(xué)生熟知的生活情景入手，能引起他們的深思和探索興趣。教師在教學(xué)設(shè)計(jì)上可以結(jié)合日常生活情景，將此作為案例導(dǎo)入，引發(fā)學(xué)生的深入思考，讓學(xué)生能夠結(jié)合生活場(chǎng)景探究常見(jiàn)的科學(xué)現(xiàn)象背后的原因。這對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思考能力和探究能力都有著重要的促進(jìn)作用，能夠讓學(xué)生結(jié)合已有的認(rèn)知基礎(chǔ)和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)大膽猜測(cè)“謎底”，從而提高他們的表達(dá)能力以及創(chuàng)造思維流暢性。

二、實(shí)驗(yàn)探究水消失之謎，引導(dǎo)學(xué)生猜想驗(yàn)證

教師在組織學(xué)生開(kāi)展實(shí)踐探究時(shí)需要先給學(xué)生提供一些實(shí)驗(yàn)材料，如紙、水、夾子、密封袋、鐵架臺(tái)等。在學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)后，教師讓學(xué)生進(jìn)行交流，通過(guò)交流發(fā)現(xiàn)別人的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的優(yōu)劣，并對(duì)自己的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)行完善。

教師給每?jī)晌粚W(xué)生準(zhǔn)備一塊玻璃片、一小杯水、棉簽，用棉簽蘸一些水，在玻片上劃一劃，水就會(huì)留在玻璃片上。學(xué)生把玻片放平，并靜靜觀察。

教學(xué)片段二：

教師：我們可以用哪些方法進(jìn)行觀察？

小組討論、總結(jié)。

從同學(xué)間的交流中，我們可以看到，所有人都在進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)。在這個(gè)時(shí)候，教師要提醒學(xué)生注意不相干的因素，確保實(shí)驗(yàn)的嚴(yán)謹(jǐn)性。

實(shí)驗(yàn)步驟：

1.在兩個(gè)同樣大小的玻璃杯中加入等量的水，標(biāo)出水的高度。

2.用保鮮膜蓋好其中一個(gè)杯口，然后用橡皮帶綁緊；另外一個(gè)不蓋。

3.將其放置在通風(fēng)向陽(yáng)的地方。

4.2～3天后，觀測(cè)兩個(gè)杯子中水的變化。

學(xué)生在完善了實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)之后，實(shí)施了實(shí)驗(yàn)計(jì)劃，并對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行認(rèn)真、細(xì)致的觀察，最終得到了實(shí)驗(yàn)結(jié)果：杯子中的水分全部蒸發(fā)到空氣中。

首先，教師指導(dǎo)學(xué)生按照自己的猜想，自主地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，這對(duì)提高他們的探索能力和實(shí)踐能力有很大的幫助。同時(shí)，教師還可以指導(dǎo)他們進(jìn)行驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，這樣可以讓他們獲得更加深刻的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，從而提高他們的理解能力。

其次，讓學(xué)生參與小組討論，培養(yǎng)他們的合作與分享精神，養(yǎng)成仔細(xì)聆聽(tīng)別人意見(jiàn)的良好習(xí)慣。讓學(xué)生對(duì)別人的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)行評(píng)價(jià)和完善，可以讓他們更好地理解這個(gè)實(shí)驗(yàn)。此外，“評(píng)價(jià)和改善別人的思想”的技巧也是很關(guān)鍵的一步。

最后，在實(shí)際操作中，學(xué)生得到了測(cè)試的結(jié)果，了解了整個(gè)比較實(shí)驗(yàn)的執(zhí)行流程和容易出現(xiàn)的錯(cuò)誤，這有助于培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。

三、發(fā)散思考猜想還有哪些水消失了，鼓勵(lì)學(xué)生碰撞思維

通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析，教師引入了本節(jié)中一個(gè)重要的科學(xué)概念——“蒸發(fā)”，并且讓學(xué)生想一想：你還能想出什么其他的蒸發(fā)現(xiàn)象呢？學(xué)生也可以在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步探討其他的科學(xué)問(wèn)題和假說(shuō)。

教學(xué)片段三：

教師：剛才我們通過(guò)實(shí)驗(yàn)知道了杯子中的水分全部蒸發(fā)到空氣中。大家還能再舉些其他例子嗎？

學(xué)生1：冬天把濕衣服掛到室外衣服會(huì)結(jié)冰然后慢慢變干。

學(xué)生2：夏天，游泳的人們，從水里走到岸上，由于身上有水分蒸發(fā)，吸走皮膚表面的熱量，從而讓人感覺(jué)發(fā)冷。

學(xué)生3：一些河流會(huì)出現(xiàn)季節(jié)性干涸。

學(xué)生4：炎炎夏日的中午，狗會(huì)伸出舌頭，蒸發(fā)舌頭表面的液體，以此來(lái)散熱。

教師：大家說(shuō)得都很好，事實(shí)上，生活中這樣的例子很多，這里就不再列舉了。大家結(jié)合我們之前的實(shí)驗(yàn)，以及剛才大家自己的描述，能用自己的話說(shuō)一說(shuō)什么是蒸發(fā)。

學(xué)生：蒸發(fā)是水從液態(tài)變成氣態(tài)的過(guò)程。

教師：是的，蒸發(fā)的定義為：蒸發(fā)是在液體表面發(fā)生的汽化過(guò)程，蒸發(fā)在任何溫度下都能發(fā)生，液體蒸發(fā)時(shí)需要吸熱。蒸發(fā)量是一段時(shí)期內(nèi)由于蒸發(fā)而擴(kuò)散到大氣中的水分，一般用毫米來(lái)表示。

本活動(dòng)是對(duì)前面教學(xué)活動(dòng)的概括和升華?！罢舭l(fā)”是一種科學(xué)觀念，它建立在實(shí)驗(yàn)探究之上，在實(shí)驗(yàn)探究的基礎(chǔ)上提出這一概念，有助于學(xué)生對(duì)它的認(rèn)識(shí)，從而達(dá)到由感性到理性的轉(zhuǎn)變。另外，教師可以讓學(xué)生說(shuō)出自己所能想到或看到的一些蒸發(fā)現(xiàn)象，這樣不僅可以讓他們更好地把握“蒸發(fā)”這個(gè)概念，把他們所學(xué)的知識(shí)和實(shí)際生活結(jié)合在一起，還可以讓他們的思維得到發(fā)展，給他們提供一個(gè)創(chuàng)新的思路，同時(shí)也可以讓他們提出一些有價(jià)值的問(wèn)題。這樣可以培養(yǎng)他們的發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和提出問(wèn)題的能力，其中提出問(wèn)題是開(kāi)展實(shí)驗(yàn)探究的第一步。

四、深入探究影響水蒸發(fā)快慢的因素

在此基礎(chǔ)上，教師通過(guò)對(duì)生活中常見(jiàn)的現(xiàn)象及已有的認(rèn)識(shí)，引導(dǎo)學(xué)生大膽地猜想“為什么晴天曬衣服容易干，陰雨天曬衣服不易干”，然后進(jìn)行分組比賽，看看哪一組可以更快地把身上的水分蒸發(fā)掉。在這個(gè)過(guò)程中，教師要讓學(xué)生用常見(jiàn)的材料做實(shí)驗(yàn)，看看哪一組的實(shí)驗(yàn)方案更新穎，效果更好。

教學(xué)片段四：

教師：大家已經(jīng)知道了蒸發(fā)的基本概念，接下來(lái)，大家以小組為單位，看看哪個(gè)小組能夠更快地讓水蒸發(fā)，下面還是用剛才的量杯，每個(gè)小組一杯水，大家一起試一試。

學(xué)生1：我們認(rèn)為如果水的溫度升高，它就會(huì)產(chǎn)生更多的水蒸氣，所以我們可以在量杯下加酒精燈加熱。

學(xué)生2：我們小組認(rèn)為如果把杯里的水潑在地上，它就會(huì)蒸發(fā)得快一些。

學(xué)生3：我們小組認(rèn)為如果在量杯上方放置一個(gè)小風(fēng)扇吹它，也能夠讓水更快地蒸發(fā)。

教師：同學(xué)們集思廣益，說(shuō)得非常好。所有人都得出了結(jié)論，那就是液體的溫度、液體的表面積、液體上方的風(fēng)速與水蒸發(fā)快慢有關(guān)。

這種教學(xué)活動(dòng)可以從以下兩個(gè)角度來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維：一是使學(xué)生在遇到科學(xué)問(wèn)題時(shí)盡量多地提出解決方案，這可以提升其創(chuàng)造性思維的流暢性。二是要設(shè)計(jì)新穎、有效的實(shí)驗(yàn)方案，帶領(lǐng)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行反思，從而使學(xué)生能夠從多個(gè)角度考慮問(wèn)題，培養(yǎng)其創(chuàng)造性思維。在此基礎(chǔ)上，以小組形式開(kāi)展協(xié)作學(xué)習(xí)，不僅可以提高學(xué)生的協(xié)作精神，還可以使他們的思想相互碰撞，產(chǎn)生新奇的想法。

最后，教師讓學(xué)生結(jié)合本節(jié)課的“水到哪里去了”的知識(shí)，寫(xiě)一個(gè)故事、一首詩(shī)歌、一首歌曲或者一張圖畫(huà)來(lái)解釋“為什么水會(huì)消失”。這樣可以讓學(xué)生在這節(jié)課中學(xué)習(xí)到的科學(xué)知識(shí)得到鞏固。教師可以通過(guò)跨學(xué)科互動(dòng)，通過(guò)科學(xué)與語(yǔ)文、美術(shù)、音樂(lè)等學(xué)科的綜合設(shè)計(jì)，進(jìn)一步提高學(xué)生的審美能力和創(chuàng)新能力。在作業(yè)安排上，教師通過(guò)寫(xiě)故事、繪畫(huà)等多種形式，能夠激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新動(dòng)力，促使學(xué)生對(duì)所學(xué)內(nèi)容有較好的理解。

五、基于學(xué)生創(chuàng)新思維培養(yǎng)的小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)建議

（一）營(yíng)造良好的教學(xué)氛圍

富有創(chuàng)造性的課堂氛圍是輕松、愉悅的，教師要讓每一位學(xué)生都能無(wú)拘無(wú)束地發(fā)表自己的意見(jiàn)，這也為培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造力奠定了基礎(chǔ)。這一教學(xué)氣氛體現(xiàn)在：教師可以為學(xué)生提供更大的創(chuàng)新空間，使學(xué)生能在課堂上提出獨(dú)到的見(jiàn)解；教師要針對(duì)學(xué)生的猜想分析給予必要的肯定和支持，讓學(xué)生在良好的氛圍中做實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究。在科學(xué)課程中，學(xué)生會(huì)存在跑題或者假設(shè)失誤的情況。針對(duì)這些情況，一些教師會(huì)選擇視而不見(jiàn)或者不理會(huì)學(xué)生的猜想，在一定程度上挫傷了學(xué)生科學(xué)探究的積極性，影響了學(xué)生的創(chuàng)新動(dòng)力。所以在科學(xué)課上，即使學(xué)生存在猜想失誤，或者與教師已有的教學(xué)過(guò)程相背離的情況，教師也要首先肯定學(xué)生觀點(diǎn)的獨(dú)特性，然后再根據(jù)觀點(diǎn)與課程是否存在聯(lián)系，判斷是否需要進(jìn)行科學(xué)調(diào)查或者更深入的研究探索，教師應(yīng)通過(guò)耐心的指導(dǎo)使其糾正過(guò)來(lái)；如果這是一個(gè)具有科研意義的、與教學(xué)目的脫節(jié)的課題，那么教師就要與學(xué)生約好時(shí)間，讓他們自行探究?？傊?，教師要對(duì)學(xué)生的大膽猜測(cè)、主動(dòng)思考與創(chuàng)新思維給予充分的肯定。

（二）設(shè)計(jì)具有啟發(fā)性、嘗試性的問(wèn)題

在實(shí)驗(yàn)中，教師首先要合理地設(shè)計(jì)問(wèn)題，盡量避免“是不是”“會(huì)不會(huì)”“對(duì)不對(duì)”等籠統(tǒng)的問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生從多個(gè)角度進(jìn)行思考。其次，教師要有針對(duì)性地提出問(wèn)題，這不僅僅是為了檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握程度，更重要的是在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，它更多的是為了鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新思維，對(duì)提問(wèn)的方式和內(nèi)容進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，給學(xué)生留下充分的創(chuàng)新和想象空間。

（三）靈活調(diào)整教學(xué)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

在教學(xué)過(guò)程中，教學(xué)評(píng)價(jià)起到重要的反饋、指導(dǎo)作用。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師要關(guān)注教學(xué)評(píng)價(jià)的作用與價(jià)值，針對(duì)學(xué)生設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和學(xué)習(xí)成果，結(jié)合教學(xué)目標(biāo)靈活調(diào)整教學(xué)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。在評(píng)價(jià)時(shí)，要考查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)過(guò)程是否規(guī)范、實(shí)驗(yàn)步驟是否嚴(yán)謹(jǐn)、實(shí)驗(yàn)觀念是否正確，同時(shí)還要考查學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)與創(chuàng)新能力，要突出實(shí)驗(yàn)過(guò)程的規(guī)范性、新穎性與變通性，將其有機(jī)融入科學(xué)實(shí)驗(yàn)探究，更好地鼓勵(lì)學(xué)生創(chuàng)新。教師要注重評(píng)語(yǔ)的變通性，要結(jié)合學(xué)生的個(gè)性特點(diǎn)，設(shè)計(jì)符合學(xué)生的評(píng)語(yǔ)和評(píng)價(jià)體系，更好地發(fā)揮評(píng)價(jià)的反饋與指導(dǎo)作用。

（作者單位：山東省濟(jì)南市美里湖第一小學(xué)）

編輯：陳鮮艷