自主實驗催開科學素養之花

丁懷兵

摘 要：在組織學生做科學實驗的過程中，我們要讓學生學會自主實驗，讓學生自主選擇實驗材料，自主設計實驗方案，自主分析實驗成敗，從而有效提升學生的科學素養。

關鍵詞：自主；實驗；科學；素養

中圖分類號：G623.6 文獻標識碼：A 文章編號：1992-7711（2016）13-075-1

實驗是小學科學教學的重要手段之一，許多科學現象都是學生通過科學實驗來獲取的。但是在目前的實驗教學中，存在著一個嚴重現象，那就是部分教師為了讓學生的實驗可以較好地驗證教材中的科學結論，讓學生所有的實驗活動都在教師的預設之中進行，教師讓學生怎么做，學生就怎么做，學生沒有自己對實驗的思考，沒有獨立去設計實驗。這樣的實驗教學不利于學生科學素養的發展。要想真正意義上發展學生的科學素養，那么我們就要大力推行自主實驗，讓學生自主選擇實驗材料，自主設計實驗方案，自主分析實驗結果。這樣，學生才能在科學實驗過程中不斷豐富自己的科學素養，讓科學素養之花在自主實驗中越開越旺。

一、實驗材料自主準備，尊重學生生活環境

案例一：教科版小學科學三上《哪種材料硬》

這一課的教學是讓學生選擇身邊最常見的木條、卡紙和塑料尺三種物品來研究，并讓學生通過實驗來研究它們當中誰的硬度更大。筆者在教學這一課的時候，并沒有讓學生嚴格按照這三種實驗材料來進行實驗，而是讓學生回家尋找不同的材料進行實驗。結果，學生找來的材料有軟的，有硬的，有鐵質的，有木質的，有塑料的，有紙片的。這樣，在實驗的時候，學生也就不僅僅把實驗材料局限在教材中的三種材料上了，而是通過實驗，了解到不同的物質都有它們不同的硬度，在同一種物質中，不同的材料就有不同的硬度。比如，就有一位學生在實驗過程中得出鋼的硬度比鐵硬，鐵的硬度比銅或鋁硬。還有的同學通過實驗得出了即使是相同的材料，但是如果他們的物理結構改變了，硬度也就不一樣了。比如有一位學生在實驗過程中得出同樣是兩塊鐵，但是一個是鐵塊，一個是鐵皮，讓他們在一起相互劃，結果鐵塊就比鐵皮硬。試想，如果我們只是讓學生按照教材中的實驗材料進行實驗，那么學生得出的結論只能局限于不同材質的材料之間硬度的區別，而對于相同材質的材料之間硬度的區別就得不出來了。

思考：

實驗材料讓學生自主尋找，可以激發學生實驗的主動性。因為學生圍繞著實驗目標來尋找材料，尋找什么樣的材料他們都是有一定目的的。這樣，帶著目的去自主搜尋實驗材料的過程本身就是一個實驗探索的過程。學生在尋找材料的過程中，就會帶著思考，思考著應該尋找哪些材料，尋找到這些材料的目的是為了什么。這樣就在無形中發展了學生的科學思考能力，也為下面實驗做了充足的精神與物質的準備。就比如上面的科學實驗，我讓學生自主尋找材料，有的學生是按照不同材料分類來尋找的，每一處材料只尋找一個，那么他們的實驗目的就是為了驗證不同材料之間的硬度大小；有的學生在相同材料中也尋找不同形狀的，那么他們的目的就是為了探索它們之間的硬度大小，從而豐富自己的科學知識。這遠遠比教師為學生安排實驗材料所取得的實驗效果要好得多。

二、實驗方案自主設計，突出學生個性特點

案例二：教科版小學科學三上《蚯蚓》

本節課，按照教材上的要求，是讓學生通過觀察實驗與動手操作實驗來得出不同蚯蚓的形態結構，知道蚯蚓也要對外界的刺激做出相應的反應。在教學這一節課的時候，許多教師的教學設計就是給每一個實驗小組發一條蚯蚓，然后讓學生觀察蚯蚓，從而獲取蚯蚓的相關知識。這樣的實驗方案不能更好地豐富學生對蚯蚓的認識，因為學生在短時間內對蚯蚓的了解是不夠的，比如蚯蚓是如何排糞便的，是如何吃東西的，身體上的環帶有什么作用等知識，學生是不可能在這么短的時間內完全了解的。所以在教學這一節課的前幾天，我就布置一項任務，即研究蚯蚓，自主思考準備研究蚯蚓的什么現象，然后自主設計研究方案。這樣，有的學生所設計的方案是研究蚯蚓是如何吃東西的，而有的學生設計的研究方案是研究環帶的作用，還有的學生設計的研究方案是蚯蚓被切斷之后是如何恢復的。學生設計的研究方案與內容幾乎涵蓋了蚯蚓的各個方面。在課堂上，我只是組織學生在一起演示交流就很容易完成了教學目標。

思考：

科學實驗方案如果讓教師來設計，那么就會把學生的思維禁錮在教師的方案當中，而當學生有一些新的想法時，由于要完成教師所制定的實驗方案，也只有作罷。這樣時間長了，學生的個性就被磨滅了，沒有了自己的思維，它是不利于學生科學素養的發展的。而讓學生自主設計實驗方案，那么學生就會根據自己的興趣愛好與特長來設計方案，同時這些方案是學生自主設計的，所以他們都能認真完成相關的實驗任務。就比如上面的教學，由于這些方案都是學生自主設計的，所以它帶有很強的學生個性特點與愛好在里面，學生就會抱著一定圓滿完成任務的心態去進行科學實驗的。

三、實驗成敗自主分析，發展學生信息素養

案例三：教科版小學科學五下《造一艘小船》

由于學生對不同物質所造成的小船為什么可以浮在水面上不太理解，所以在學生造船的過程中，有的學生所造的小船浮在水面上了，而有的學生所造的小船卻沉入水底了。這時候，教師并沒有急著幫助學生分析，而是讓學生自己去分析，找出小船為什么會沉下去的原因，并思考如何造才不會沉下去。這時候，學生經過反復的實驗與思考，終于明白了要想讓小船浮在水面上，那么小船的排水量一定要大于船本身的重量。

思考：

學生自主實驗的過程中，由于沒有教師的預設在里面，那么實驗就會有的成功，有的失敗，而當學生失敗了，我們要讓學生自主去分析原因。只有這樣，才能培養學生自主探索的能力，才能讓學生在實驗過程中不斷發現自己的錯誤并及時改正，才能促進學生更好地發展科學素養。