科學實驗教學有效性的策略初探

浙江臨海市邵家渡中心校（317006） 王秀富

實驗教學是小學科學的基礎和重要內容，是培養學生的科學興趣，提高學生的探究能力，促使學生獲得知識的主要途徑。在小學科學教材中，實驗占有相當大的比例，它的重要性不言而喻。但近幾年來，在實施新課程改革的過程中，科學實驗不被教師所重視，特別是在科學學科要統考的地區，普遍存在“做實驗不如講實驗”“做實驗不如讓學生背實驗”的現象，實驗教學效率低下。許多科學教師為了省事，以演示實驗代替學生的分組實驗，剝奪了學生自主探究的機會，不利于學生科學素養的形成。即使是學生分組進行實驗，也往往存在熱鬧有余、思維不足、參與率低下、缺少合作、實驗操作不規范等現象，學生處于無序、自由狀態，收效甚微。那么，怎樣提高實驗教學的有效性呢？我們不妨從以下幾個方面來思考。

一、規范的學習常規——實驗教學有效性的起點

俗話說：“無規矩不成方圓。”組織教學活動需要制訂一些規則，如何幫助學生養成規范的學習常規，對提高課堂教學效率非常關鍵。特別是在科學課堂中，學習常規的落實是提高實驗教學有效性的起點。

根據小學生的年齡特點，我們可以把課堂學習常規編成“三字經”，如“問題起，后預測；先設計，再實驗；有整理，有分析；研討后，出結論……”這樣的“三字經”通俗易懂，朗朗上口，便于學生記憶。當然，我們不是要學生背誦學習常規，而是要學生理解學習常規后自覺遵守規則。因此，教師要引導學生在實驗活動中做到規范操作、獨立思考、樂于合作；在交流中學會傾聽，及時提出自己不同的見解；講民主、重實證、求同存異。

對于課堂學習常規，教師要反復抓，只有經過反復的引導與訓練，學生才會養成良好的習慣，自覺遵守實驗室課堂學習常規。只有將學習常規落實到位，才能保證實驗教學的有效性。

二、合理的實驗設計——實驗教學有效性的重點

合理設計科學實驗是實驗有效進行的重要保證。怎樣設計出一個能激發學生學習興趣、符合學生認知水平的實驗方案是實驗教學的重點。

1．實驗設計要從學生的前概念出發

現在我們倡導以學定教，科學實驗教學也不例外。不同的學生擁有不同形式、不同層次的前概念，盡管許多前概念只是對事物表面的、淺顯的、非本質的認識，但學生總是從自己的角度出發，根據自己的經驗來觀察、了解周圍的世界。無論是奧蘇貝爾的有意義學習理論和認知同化學習理論，還是皮亞杰的建構主義理論，都非常關注學生的原有認知。因此，我們要從學生的前概念出發，有目的地為他們搭建“腳手架”，支撐學生的實驗探究活動，以提高實驗的針對性和有效性。反之，如果脫離學生已有的認知，忽視其前概念，就會出現“為了實驗而實驗”的低層次的重復或“跳一跳也摘不到桃子”的盲目拔高的狀況，實驗的有效性將無從談起。

2．實驗設計要符合學生的認知特點

《小學科學課程標準》指出，在小學階段，對學生科學能力的要求不能過高，必須符合小學生的年齡特點，做到先扶后放、探本尋源。例如，在學生對比實驗設計能力的培養上，對于三年級的學生，他們剛接觸科學這門學科，我們應把主要目標放在引導學生了解對比實驗，并能根據方案進行實驗操作上，讓學生充分發現和體驗對比實驗的特點；對于四年級的學生，他們已經初步認識了對比實驗的一些特征，我們要幫助學生深入理解對比實驗，使學生能在教師的幫助下設計簡單的對比實驗；對于五年級的學生，他們已經理解對比實驗的結構和特征，我們就要注意引導學生，使學生能嘗試獨立設計簡單的對比實驗；對于六年級的學生，他們經過前面三年的學習，有了一定的設計和操作經驗，教師可放手讓學生獨立設計較簡單的對比實驗。

3．實驗設計要優化實驗材料

科學實驗要借助一定的材料，材料是實驗探究活動得以順利進行的物質基礎，材料的選擇在很大程度上決定了實驗是否有效進行。在選擇材料時，能簡易就不要復雜，能熟悉就不要神秘。科學離不開生活，實驗材料的選擇要力求生活化，盡可能地選擇學生熟悉的、感興趣的材料。除了選擇實驗室里的器材外，還要善于選擇學生生活中的實驗材料，貼近學生生活的實驗材料更能激發學生的探究欲望。如：生活中常見的可樂瓶可以制作生態瓶、水鐘，可以用來建“高塔”，還可以作為研究食品包裝袋上的信息的材料；吸管既可以驗證光的直線傳播，又可以演示液體的熱脹冷縮；氣球可以證明空氣有沒有重量，可以驗證氣體的熱脹冷縮，還可以研究不同電荷之間的相互作用。

另外，我們要開發結構性材料。有結構的材料有利于激發學生的學習興趣，集中學生的注意力，幫助學生在探究活動中構建認識，形成科學概念，提高學生的學習效率。例如，一位教師在教學“物體的沉浮與什么因素有關”一課時，組合了三組實驗材料。第一組實驗材料是蘿卜、泡沫塊、小石塊、蠟燭、橡皮、帶蓋的空瓶、回形針等形狀、大小、輕重都不同的物體。學生通過實驗后，發現物體的沉浮與大小、輕重無關，這與學生原有的“重的物體容易沉，輕的物體容易浮；小的物體容易沉，大的物體容易浮”這一認知相矛盾，學生產生疑惑。第二組實驗材料是4個重量相同、體積不同的圓柱體。實驗后，學生發現重量相同的情況下，大的圓柱體容易沉，小的圓柱體容易浮。第三組實驗材料是4個體積相同、重量不同的小瓶子。實驗后，學生發現在體積相同的情況下，重的瓶子容易沉，輕的瓶子容易浮。以上這種結構性材料的組合，既能將沉浮現象和物體的重量與體積大小的關系揭示出來，又能促使學生在探究活動中不斷地深入探究，有利于培養學生的理性思維能力。

三、教師的適當干預——實驗教學有效性的支點

在科學實驗過程中，我們提倡自主、合作、開放和創造性的探究，但并不意味著放手讓學生隨意去做實驗。教師要深入到學生的小組探究活動中，了解每組學生的學習狀況，明察學生思維的火花，當學生在實驗過程中遇到困難時，要及時鼓勵、引導。

適時引導是指在學生經過一定時間的嘗試、討論后還一臉茫然時，給予方向性的提示，或學生在實驗中遇到疑難，把握不準時，教師采用最簡單的點撥，及時疏通學生的思維障礙。引導要適當，引導過多會造成學生照本宣科地做實驗，學生的探究活動成了教師指令下的操作活動，沒有自己的思考和探究。引導過少則會使學生的探究活動流于表面。例如，我在教學“下沉的物體會受到水的浮力嗎”時，先讓學生猜測，再組織學生進行小組討論：怎樣設計一個實驗來驗證“下沉的物體受到水的浮力”？學生毫無頭緒，于是，我把兩個鉤碼掛在測力計上，讓學生觀察測力計被拉下的格數，再用手輕輕地向上托住鉤碼，讓學生注意測力計讀數的變化，學生發現測力計拉下的格數變少了。我問：“如果我把鉤碼全部浸入水中，水也像我的手一樣給鉤碼一個向上的力，那測力計的讀數會發生怎樣的變化？”此時學生受到了啟發，思路打開了，馬上想出了實驗方案：先把鉤碼掛在測力計上，看測力計的讀數，再把鉤碼全部放進水中，看看測力計上的讀數，比較兩個讀數，就知道鉤碼有沒有受到水的浮力。這樣，經過教師的適時點撥，學生的實驗活動得以順利進行。

四、充足的探究時間——實驗教學有效性的燃點

著名特級教師章鼎兒曾幽默地講過：“一堂課師生的時間比為1∶1時，教師為及格；時間比為1∶2時，教師為好教師；時間比為1∶3時，教師為優秀教師；如果把時間全部交給學生，教師只是幾句話點到為止，則為特級教師。”不難看出，時間是課堂中一個決定性的變量，是實驗教學有效性的一個指標，是實驗教學有效性的燃點。我們應盡可能地留給學生更多的探究時間。

實施新課標后，我們積極倡導探究式教學。完整的科學探究大致分為以下幾個步驟：提出問題、推測和假設、設計實驗、交流計劃、觀察實驗、信息和數據處理、得出結論。在現實的科學課堂教學中，我們教師總是追求“小步走”，把各個步驟都走一遍，設計很多環節，一環緊扣一環，按部就班，講究探究過程的完整性。這樣的課堂看似面面俱到，但由于受到課堂時間和學生學習能力的制約，實驗探究活動無法有效進行，科學探究之火難以點燃。

課堂中怎樣才能留下更多的時間給學生進行自主探究呢？首先，教師的語言要精煉，避免過多的講述；其次，研究的主題要集中，環節要簡約，實驗或活動要注意整合。例如，教學“水能溶解一些物質”一課時，教師的教學目標在于讓學生在自己的親身體驗和感受中構建溶解的概念。學生對溶解有一定的生活經驗，但要真正弄清溶解的概念并不容易。對于鹽和沙能否溶解于水的問題，每個學生都知道，因此要重點引導學生對變化過程進行仔細觀察，從觀察中描述食鹽溶解的特征（看不見顆粒，沒有沉淀）。當學生對溶解有了一定的認識后，教師可把面粉放入水里。看起來，面粉似乎也在水中溶解了，幾乎看不清面粉的顆粒。然而，面粉是不是像食鹽一樣溶解在水中了呢？這就需要學生耐心地、細致地觀察。當放有面粉的水杯靜置一段時間后，學生就會發現面粉沉淀到杯底。通過食鹽、沙及面粉在水中的狀態的比較，學生對溶解這一概念又有了更深的認識。如果沒有充足的時間觀察和比較，學生就不會有這樣的思考與發現。對于這一課，教材呈現了三個活動，活動一是觀察比較食鹽、沙在水里的變化；活動二是觀察、比較面粉與食鹽和沙在水里的變化；活動三是觀察、比較食鹽、面粉能否從水中分離。前兩個活動在實驗操作上大致相同，我們可以整合在一起做，讓學生經歷一個長時間的探究。同時這一整合，留下充裕的時間給學生進行過濾實驗的探究，提高了教學效率。

有效課堂是一個永恒的課題，提高科學實驗教學的有效性是我們每一位科學教師追求的目標。教無定法，要使實驗教學更加有效，還有很多問題需要我們去探索、去反思。只要我們抓實起點，把握重點，架好支點，巧用燃點，一定能使科學實驗課堂呈現出勃勃生機。