《小學科學課程標準》指出:“科學探究是科學學習的中心環節??茖W探究能力的形成必須緊密結合科學知識的學習,通過動手動腦、親自實踐,在感知、體驗的基礎上內化形成?!敝蠼逃叶磐舱J為,學生只有通過“做”才能學到知識,提升探究能力,獲得經驗。毋庸置疑,科學嚴謹、具有實際可操作性的實驗是培養學生探究能力必不可少的途徑之一。因此,科學教師必須精心組織好平時的實驗教學活動,培養學生的探究能力。下面,我結合具體實例,談一談科學中的實驗教學。
一、實驗的材料設計要有結構性
實驗材料的結構性,是指實驗材料的構成和搭配。實驗材料具有結構性,不僅能幫助學生揭示和教學內容有關的各種現象,而且符合小學生的認知特點,使他們能通過這些材料進行實驗來發現問題、解決問題。在平時的實驗教學課上,通常都有多種實驗材料,各種實驗材料之間具有一定的內在聯系,可以為學生進行實驗提供比較直觀的現象或數據,從而啟發學生的思維,使他們發現實驗當中的規律,建立正確的概念。
例如,著名科學教師吳京鈞教學《沉與浮》一課時,吳老師要求學生把啤酒瓶蓋、石塊、紙片、木塊等實驗材料放入水中觀察沉浮。這是一組非常典型的、有結構性的實驗材料,學生觀察到以下現象:石塊沉入水底,木塊浮在水面上,紙片先浮在水面上后沉到水底,啤酒瓶蓋因放置方法不同而有的沉有的浮。吳老師通過有結構性的實驗材料讓學生感受什么是沉、什么是浮,引發學生產生不同的看法和爭論,從而使他們得到正確的沉與浮的結論。
二、實驗的內容設計要難易適中
心理學家維果斯基的“最近發展區理論”指出:“教學應著眼于學生的最近發展區,為學生提供難度適宜的內容,調動學生的學習積極性,發揮其潛能,超越其最近發展區而達到下一發展階段的水平?!币虼耍趯嶒灲虒W中最重要的不是那些已經規定好的操作步驟和已知的實驗結果,而是學生平時已初步感知卻沒有形成正確概念的知識,甚至是與學生意識中意思完全相反的知識?,F在很多教師為了保證一節實驗課的順利進行,往往對學生的實驗設計非常細致,唯恐學生出現偏差,得不到正確的實驗結果。這樣的實驗,學生沒有機會獨立思考,更沒有機會按自己的思考操作,導致學生興趣索然,無法實現實驗教學的目的。因此,實驗的內容要注意難易適中、便于操作,只有學生的興趣被激發,他們才會樂于思考、深入探究。
例如,著名科學教師管淑君教學《空氣占據空間嗎》一課時,管老師先把一個紙團塞入玻璃杯底,然后將玻璃杯口朝下壓入水中。在杯子從水中拿出來之前,管老師先讓學生猜測:“杯底的紙團是否會濕?”班級中絕大部分學生認為水一定會流到杯中,把紙團弄濕。當然,也有少部分學生認為紙團不會濕,但說不出原因。隨后管老師指導學生分組做這個實驗,學生興致勃勃,實驗效果非常明顯——全班沒有一個學生的紙團被水弄濕,學生的臉上都露出了驚訝的表情。然后管老師指導學生分小組討論交流,因為實驗效果明顯,學生的討論非常激烈。管老師再適時加以點撥,使學生深刻理解了“空氣會占據一定空間”的知識。
三、實驗的操作過程要動手動腦
小學科學“做中學”理念指出:“看過的會忘記,做過的才會記住。”傳統的實驗教學是教師演示實驗給學生觀看,這種做法比較注重實驗取得的結果,忽視了學生參與實驗探究的過程和探究能力的培養,導致學生只能被動地接受教師傳授的知識。因此,我們必須轉變實驗教學方式,將學生由實驗的旁觀者變為實驗的參與者,使我們的實驗教學與培養學生的探究能力結合起來,讓學生自主地參與科學實驗。教師不僅要讓學生親自動手參與實驗,還應為學生參與、設計實驗創造條件,鼓勵學生大膽構思、大膽創新,使學生的探究能力不斷得到發展與鍛煉。
例如,教學《小車的運動》一課時,因為實驗所需的器材比較多,對時間的要求也比較高,所以我通過演示向學生展示小車運動的快慢跟什么因素有關,但沒想到實驗演示下來效果非常不好。于是在另一個班級中,我轉換思路,為學生準備了實驗材料袋,里面有需要的各種材料。在教學中,我先提出“小車運動的快慢與什么因素有關”這一問題,鼓勵學生進行猜測。學生提出了許多假設,如小車運動的快慢與拉力的大小有關、與小車的重量有關、與接觸面的粗糙程度有關等。我以這些問題為突破口,讓學生選擇一個自己感興趣又有能力研究的問題進行實驗探究,從而確定了實驗研究的主題。通過交流、討論等環節,我指導學生制定、完善科學的探究方案,并引導學生嘗試用控制變量對小車運動的快慢進行研究。如探究小車運動的快慢與小車的重量大小有關時,只能改變小車重量的大小,而不能改變其他任何因素。此時,教師的作用是引導學生學會如何設計科學的實驗,且要給予學生充足的時間進行實驗探究。這樣既能培養學生的探究意識,增強學生的探究能力,又為以后的實驗教學做好了鋪墊。
古人云:“授之以魚,不如授之以漁?!笨茖W是一門以科學實驗為基礎的課程,實驗是培養學生探究能力的重要途徑。因此,科學教師必須轉變觀念,將學生從傳統的看實驗、聽講解轉變為動手動腦做實驗,并充分發揮實驗教學的優勢,發展學生的探究能力,培養學生獨立思考、勇于創新、勇于探索的實踐精神。
(責編 藍 天)