小學科學實驗課有效教學模式初探

摘 要：實驗探究是小學科學課程的重要組成部分，是圍繞證據進行的科學活動。情境導入——實驗探究——總結歸納——拓展應用“四步走”教學模式，是以建構主義理論為指導思想，本著“以生為本”的教育原則，以腦科學的思維認知機制為研究基礎，結合“先學后教”的先進理念和經驗而歸納出的教學規律，并形成了有效的課堂教學模式，課堂教學中凸顯了學生的主體性與教師的主導性，易于在小學科學課中使用和推廣。

關鍵詞：小學科學；實驗教學；有效模式

中圖分類號：G623.6 文獻標識碼：A 文章編號：1009-010X（2015）14-0067-04

小學科學是一門以實驗為基礎的學科，《科學（3～6年級）課程標準》指出：小學科學課程是以培養科學素養為宗旨的科學啟蒙課程，科學學習要以探究為核心。實驗教學是培養學生學習興趣、動手操作能力、觀察能力、思維能力和表達能力的重要途徑。這些能力的形成與發展恰恰是探究式學習不可或缺的內容，也是培養和提高學生科學素養的重要組成?？梢?，實驗教學在科學課教學中有不容忽視的重要地位。

《基礎教育課程改革綱要（實行）》明確提出了轉變學生學習方式的改革任務。要求在教師指導下促進學生主動地、富有個性地學習，注重培養學生的獨立性和自主性，逐步實現學習方式的變革。探索小學科學實驗教學有效模式的研究符合新課程改革的需要。

筆者經過多次深入學校課堂聽課、調研、訪談，了解到部分科學教師不能有效地落實新課標所倡導的教學理念，不能靈活把握教學內容，缺少對實驗探究教學規律的認識；學生學習科學的興趣差、動手實驗機會少，科學概念死記硬背、不能學以致用等一系列問題。

為了提高科學課堂的實效性，針對教學中的實際問題，組織全區多名骨干教師成立了課題組，在區級集中教研和分片教研相結合的基礎上，開展了研討名師課堂、集體備課、同課異構等多種形式的教研活動，經過一年半的實踐研究和反復驗證，逐漸形成了適合本區實際情況、課堂效果較為有效的小學科學實驗教學“四步走”教學模式?！八牟阶摺苯虒W模式共分為四個教學環節，基本流程如下圖：

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下面就“四步走”教學模式中每一環節的教學步驟、教學時間、評價標準及教學意義和目的做具體的闡述。

一、情境導入 聚焦問題

創設問題情境，引導學生發現并提出問題，繼而開展自主合作探究，它的根本點在于突出了學生的主體地位，把學習的主動權真正回歸于學生。愛因斯坦說：提出問題比解決問題更重要。上課開始要通過小游戲、講故事、猜謎語、播放多媒體課件等多種形式再現生活場景并聚焦問題，引導學生看、說、思、辯，激發出學生強烈的探究欲望。

（一）主要步驟：

1.創設與本課教學內容聯系緊密的問題情境，引發學生猜想與假設，導入本課研究的問題。

2.板書課題。

3.出示本節課的學習目標。（根據具體內容可做調整）

（二）教學時間為3～5分鐘

（三）評價標準

1.創設的問題情境要與本節課教學內容緊密聯系。

2.創設情境的時間不能過長，要能充分激發學生的學習興趣與認知需求。

3.創設民主、寬松、活躍的教學氛圍，生生間相互表達、交流對問題的猜想與假設，充分暴露相關問題的已有知識經驗及前概念。

（四）意義及目的

此教學環節是對學生前概念的調查與前測，教師要找準學生前概念與科學概念相?；蛎苤?，引發學生的認知沖突，聚焦問題引出本節課的教學任務與目標。

二、實驗探究 自主合作

實驗的目的是培養學生尊重實證的科學品質。教師放手讓學生自主合作，設計、實驗并不在于要他們得出“科學的結果”，而在于讓他們知道主觀的假設最終是要由實踐來檢驗的，從而培養他們尊重實證的科學品質和合作學習的能力。當學生提出假設后，教師準備的實驗材料要盡可能典型、豐富、有結構，以啟發學生從多角度、多層面來思考實驗的方法。同時，教師在觀念上要堅持相信學生是有能力設計實驗并對預想的假設予以證實、證偽的。

（一）主要步驟

1.小組內合作設計實驗方案。教師巡視，了解情況，對個別組提出一些有針對性的啟示與建議。

2.全班交流、討論并修正各小組的實驗方案。教師根據巡視中掌握的情況，讓學生充分補充發言 。

3.教師出示實驗提示。

4.小組合作，自主實驗并做好實驗記錄。教師巡視，對各組的實驗活動作出提示與指導。

（二）教學時間為15～20分鐘

（三）評價標準

1.學生在交流、討論實驗方案期間，教師要根據學生方案中的紕漏，有針對性的進行提問，問題要給學生留有探究、思考的空間。

2.實驗提示要文字簡明，步驟清晰，對重點的注意事項要用突出的字體或顏色標注出來。

（四）意義及目的

在教師提供的“腳手架”的幫助下，學生實現了自我探索、自主學習，體現了當代教育家蔡林森倡導的“先學”理念。學生通過同化與順應的學習方式，達到學生前概念的初步轉化。

三、總結歸納 交流質疑

學生經過親歷探究活動，對自己原有的猜想與假設經過了進一步的探究實驗，通過相互交流、解釋實驗中觀察到的現象以及記錄下來的數據，充分感知科學概念的具體內容，在教師的引線搭橋下，學生大腦中經歷了“接納—懷疑—再接納”的思維過程，逐漸歸納出事物的本質屬性及規律，形成科學概念。

（一）主要步驟

1.在全班以小組為單位充分展示、匯報各組的實驗現象、數據。

2.生生、師生互相交流，討論分析實驗現象、數據。

3.師生互助，總結實驗結論。

（二）教學時間為10～15分鐘。

（三）評價標準

1.教師不以實驗的成功與失敗結果評價學生，注重聯系數據、現象與實驗過程的引導。

2.教師能對不同的實驗現象及差異性數據進行有效地引導學生，一起分析、討論原因，完善思維、修正概念。

（四）意義及目的

學生通過對實驗現象及數據的解釋，生生之間的相互質疑、解釋，逐步修正、完善科學概念，體現了“生教生（后教）”教學理念，學生的前概念再次轉化，逐步加深理解科學概念。

四、拓展應用 回歸生活

學生在大腦中剛剛形成的認知，是要不斷接受已有認知的評估與認證的。科學概念能否在新的情境中得到驗證與解釋，是知識遷移與內化的重要表現。

（一）主要步驟

1.出示習題或圖片、現象解釋等。

2.布置課后拓展活動。

3.總結全課

（二）教學時間為3～5分鐘。

（三）評價標準

拓展內容對學生有一定的思維深度和挑戰性，能激發學生的成就感。

（四）意義及目的

通過學生對生活現象的解釋，完成對本次教學活動成果評價與評估，體現了“當堂訓練”，學生掌握的科學概念得到了進一步內化與遷移。

下面以教科版五年級下冊第三單元第六課《擺的研究》一課為例，就 “四步走” 教學模式的教學環節具體闡述。

《擺的研究》

1.情境導入 聚焦問題

（1）教學開始，教師首先出示了蕩秋千比賽的動畫視頻，很快將學生帶入一個熟悉的生活情境，然后教師提出問題：“如何幫助小紅讓她的秋千蕩得更快一些？”同學們很快展開了激烈的討論，有的同學說，讓小紅多背一些重物，重力的作用可能蕩得更快一些；有的同學則認為減輕一些重物，會快一些。還有的同學認為把秋千的繩子縮短一些會快一些；一些同學則認為應當把秋千的繩子再長一些……通過“如何幫助小紅讓她的秋千蕩得更快一些”話題入手，引發了對解決問題的猜想，充分暴露了學生已有的知識經驗，激發了學生的研究興趣。最后教師做進一步的引導，“秋千的結構與我們上節課研究的鐘擺的結構相似，要想知道如何把秋千蕩得更快一些，這節課我們就先來研究一下擺的快慢與哪些因素有關？”。

（2）教師板書課題。

（3）出示本節課學習目標：①擺錘重量與擺的快慢有什么關系？②擺繩長短與擺的快慢有什么關系？

2.實驗探究 自主合作

出示學習目標后，教師讓學生根據自己的興趣自主選擇要研究的問題，分成“擺錘組”和“擺繩組”。

（1）教師出示設計實驗的自學提示：①根據自己選擇的研究問題設計對比實驗，想一想實驗中不改變的條件有哪些？只改變哪個條件？實驗中還應注意什么事項？②為了規范計數，擺的來回記為一次。③為了規范操作，統一記錄15秒內擺的次數變化。

（2）小組內交流、合作設計實驗方案。教師巡視了解情況，并作出指導。

（3）全班交流、討論各組的實驗方案，生生間相互修正、完善方案。

（4）教師提供實驗器材，同學們小組合作，自主實驗探究并填好實驗記錄單。教師巡視，指導，對學生實驗情況要做到心中有數。

3.總結歸納 交流質疑

（1）“擺錘組”“擺繩組”分別展示實驗記錄單，匯報、補充實驗數據，教師填寫全班數據統計表。 （下轉第72頁） （上接第69頁）

（2）生生互相交流、解釋分析實驗現象、數據。尤其對一些差異性的數據，教師要重點引導學生分析數據形成的原因及實驗中遇到的問題。

（3）根據數據學生總結、歸納實驗結論：①擺錘的輕重與擺的快慢沒有關系。②在擺錘不變的情況下，擺繩越長，擺動的次數越少；擺繩越短，擺動的次數越多。

4.拓展應用 回歸生活

（1）出示圖片，解決問題：

①問題回放，通過本節課對擺的研究，你能幫小紅改造秋千，讓小紅的秋千蕩得更快一些？

②奶奶家的機械擺鐘總是快一些，你能否調整正常？

（2）總結全課：談一談本節課的收獲。

“四步走”教學模式是以思維認知機制為研究基礎，以皮亞杰的認知理論為依據，結合“先學后教，當堂訓練”的先進理念和教學經驗，教學中體現了“以生為本”的教育原則。在整個教學過程中，教師利用情境、協作、會話等學習要素充分調動學生的積極主動性和創新精神，學生能夠有效地實現對當前所學知識的意義建構的教學目的。課堂中充分體現了以學生為中心的主體作用和教師的組織者、幫助者和促進者的作用，教師能夠在較短的時間里掌握科學實驗課的基本教學規律。尤其對教學經驗較少的青年教師有較強的實用性。隨著小學科學課程改革的不斷發展，“四步走”教學模式也將隨著實踐教育的深入不斷改進和完善。