引導實驗探究 培養科學素養

劉紅建

（江蘇省如東縣雙甸鎮雙甸小學，江蘇南通 226400）

引導實驗探究 培養科學素養

劉紅建

（江蘇省如東縣雙甸鎮雙甸小學，江蘇南通 226400）

在小學科學課的教學中，引導學生進行實驗探究十分重要。通過實驗探究才能有效地培養小學生的科學素養。本文結合教學實例論述了制訂實驗計劃，培養探究設計能力；進行實驗論證，培養科學探究能力；進行實驗交流，培養分析推理能力的策略與方法。

小學科學；實驗探究；科學素養

引 言

科學探究活動屬于探究活動的一種，就是把科學學習當成主要內容來進行的活動。這項活動有助于提高小學生的積極性，并有兩點好處：第一，學生在參與活動的同時，能夠充分感受到探究的樂趣，從而愿意主動進行觀察和思考；第二，通過這些活動，學生的綜合素質能夠得到提高，其中也包括科學素養。小學科學教材中安排了很多科學實驗活動，這些活動大多在形式上體現為科學探究實驗。對于教師而言，在探究活動的過程中，他們扮演著引導者的角色，需要發揮三個主要職責，分別是“培養”“引領”“幫助”，通過有效引領來提升學生的科學核心素養。

一、制訂實驗計劃，培養探究設計能力

作為科學實踐活動的一種，探究實驗具有鮮明的特點，具體表現為計劃性、目的性和階段性。在課程教學中，學生需要先“想”而后“做”。具體來說，就是在動手進行實驗前，首先應該了解實驗的主要目的，并對以下幾個問題有所了解：這次實驗當中，有哪些問題需要得到解決？需要事先準備哪些材料？具體的步驟是什么？有哪些注意事項？可能會出現哪些結果？在實驗開始前，教師需要和學生一起解決這些問題，并對實驗的步驟進行簡單梳理，再共同制定實驗方案。

例如，在學習“日食形成”這一內容時，教師可以采取模擬實驗的形式，幫助學生了解日食的相關知識，首先和學生一起分析日食現象產生的原因，并針對結論進行討論。與此同時，還可以利用身邊的教具，模擬日食時的天體狀況、運動方式，讓學生通過動手實驗來判斷他們之前的猜測是否正確。在進行具體教學時，我首先請學生描述日食的特點。學生經過一段時間的思考后，是這樣敘述的：“太陽就像被一個很大的物體遮蓋住了”“遮蓋它的物體好像一個圓球，并且不透明”……敘述結束后，我對學生進行引導，請他們重點關注以下兩個問題：“在實驗中，我們需要準備哪些工具？可以模擬哪些天體？”在之前的描述中，學生對日食的特點已經有所了解，在實驗工具中，他們選擇了手電筒、地球儀和兵乓球，分別代表著太陽、地球和月球。之后，我再引導學生進行思考和討論，“大家能用這三個物體來模擬天體運動的過程嗎？”“在試驗中，可能會有哪些情況出現呢？”

通過教師的引導，讓學生進行熱烈的討論，并在實驗之后展示結果。通過這種“模擬操作”的形式，學生會了解到事物的本質，在這個過程中學生制訂科學研究計劃的能力能夠得到有效提升。在這個過程中，學生的科學探究能力得到了提升，這對于他們今后的科學后續學習具有重要的意義和作用。

二、進行實驗論證，培養科學探究能力

在開展科學探索的同時，教師需要尊重事實，設計合適的活動，幫助學生得出結論。為了實現這個目的，在具體的教學實踐中，教師需要加強引導，幫助學生提高實證能力，讓學生通過實踐活動，構建起系統化的科學體系。

例如，在開展“抵抗彎曲”的實驗活動時，教師需要遵循“尊重數據、對概念進行建構”的原則，有目的、有計劃地對學生進行引導。整個過程要循序漸進，不可操之過急，可以通過具體幾個步驟來進行：首先，教師請學生對可能出現的現象進行預測，比如結合自身經驗，選用幾個寬度不同的紙梁（具體尺寸為3cm、6cm及12cm），再估算它們大概可以承受多少墊圈，并進行具體的說明；其次，教師和學生一起制定實驗方案，對變量進行適當的控制，還可以在實驗的過程中對變量進行適當的調整，在此基礎上進行觀測，計算不同寬度的橋梁分別能承受多少個墊圈；再次，教師引導學生多次進行實驗，并記錄結果；最后，再對相關數據進行處理。通過上述幾個步驟，學生可以進行實證研究，并在實驗中得到比較真實的數據，這樣的數據具有很強的實證意義和依據效力。

在開展實驗活動時，具體的方案可以由學生來進行。當設計工作完成后，教師需要及時進行鼓勵、評價和引導，幫助學生對實驗的現象、結果進行研究，抓住重點，預測實驗的現象、結果和相關的數據，同時及時進行思考，看看目前的問題可以通過哪些證據來解決。之后，可以讓學生多次進行實驗，除了對實驗數據進行記錄外，還要讓他們掌握一定的概念意識。至于記錄方式，可以劃分為許多種，比如文字、圖片等，教師需要根據實際情況來進行選擇。

三、進行實驗交流，培養分析推理能力

教師在進行科學教學時，需要著重關注以下兩點：首先，關注科學概念；其次，當學生形成概念時，除了讓學生利用證據驗證自己的概念外，還可以在邏輯上和學生一起進行推理。此時，教師的作用非常重要，他們需要在課程中及時對學生進行引導，讓他們建立起一定的邏輯關系，具體來說，也就是實驗現象和科學概念、事實依據之間的關系，并從實際情況出發，在實際生活中逐漸建立起科學概念。實驗結束后，教師可以請學生把學到的邏輯關系應用到具體的問題之中。久而久之，學生不但學到知識，還能夠具備一定的推理能力。

例如，在開展“身邊的物質”這一實驗教學時，教師首先要對課程的重點、難點有所了解，此次實驗的難點是讓學生了解到物質的變化過程，看看是否有“新物質”出現。當學生完成了“折斷粉筆”和“燃燒火柴”的實驗后，意見并不完全統一。經過教師的歸納，他們的意見大致可以分為三種：“粉筆被折斷后，并沒有新物質出現。火柴燃燒后，有新的物質出現，也就是灰燼”；“粉筆被折斷后，有新的物質出現，也就是粉筆灰；而火柴燃燒后，也有新的物質出現，也就是灰燼”；“粉筆被折斷之后，新的物質出現，也就是粉筆灰；火柴燃燒后，生成的新物質有兩種，除了灰燼外，還有些許黑色物質”。

通過上述兩個實驗的學習，學生逐漸意識到，之所以他們最后的意見不太統一，主要是因為他們對“新物質”存在不同的看法。一些學生認為：“只要有東西出現，就屬于新物質。”事實上，這種觀點是不正確的。為此，我及時引導學生發現自己的失誤：首先通過交流質疑，和學生一起探討“新生成的黑色物質、粉筆灰、灰燼是否都屬于新物質”；隨后，再進行引導和驗證，讓學生發現，當粉筆灰被收集在一起時，還可以用來在黑板上進行書寫，其實質并沒有發生改變，因此并不屬于新物質。和粉筆灰相比，火柴燃燒后產生的物質則不同，灰燼在實質上發生了變化，因此應該屬于新物質。最后，學生得出結論：“假如火柴能夠完全燃燒，那么就會有新物質出現。反之，如果燃燒得不夠充分，就會形成炭。炭和灰燼相比，并不具有相同的形狀，因此屬于不同的物質”。

以上的教學有兩點好處：第一，學生圍繞課程結果展開討論；第二，學生經過引導，會回顧整個實驗的過程，并及時總結經驗，學會反思，在這個過程中不斷積累經驗，提高科學素養。

結 語

在小學課程中，由于許多學生還缺乏科學認知能力，教師需要扮演好“引路人”的角色，把握好這個年齡段學生的認知特點，在課程教學的過程中及時進行引導，可以采取“三個策略”（主要針對計劃、數據和交流）的方式，培養學生的科學探究水平，并不斷提升他們的綜合素質。

[1]谷海波.小學科學實驗教學中的問題及對策思考[J].科技創新導報，2015（09）：195，197.

[2]張慶.如何提高小學科學實驗教學的有效性[J].學周刊，2013（26）：126.

劉紅建，1969年出生，男，江蘇如東人，本科學歷，主要從事小學科學教學與研究，小學高級教師。