在實驗教學中培養(yǎng)小學生的科學素質(zhì)

夏建廣

摘要：科學是一門以實驗為基礎的學科，我們科學教師要充分利用實驗教學，培養(yǎng)學生的認知能力、實踐能力、創(chuàng)新能力等科學素質(zhì)。素質(zhì)教育的任務是讓中小學生在學校學習期間能扎實地掌握文化科學基礎知識和基本技能，通過各類實踐活動，健康地發(fā)展個性，全面提高素質(zhì)，以適應現(xiàn)代社會生活、勞動和進一步學習的需要。

關鍵詞：科學素質(zhì)；實驗教學；創(chuàng)新

中圖分類號：G632.0 文獻標識碼：A 文章編號：1992-7711（2017）01-0070

科學是一門以實驗為基礎的自然學科，科學素質(zhì)的培養(yǎng)來自科學實踐，因而我們在科學實驗教學中不僅要激發(fā)學生興趣，使之獲得知識、提高技能，更能啟迪思維、培養(yǎng)科學精神和創(chuàng)新能力。

一、指導學生上好演示實驗課，取得最佳的教學效果

1. 課前預習

對學生而言，演示實驗的內(nèi)容是沒有學過的新內(nèi)容。如果不預習，聽課時心中無數(shù)，沒有針對性，聽課效果就不好。例如，“沉浮與什么因素有關”“液體的熱脹冷縮”“鐘擺的研究”等，若實驗前不明確觀察方向和重點，學生的注意力很容易分散到次要現(xiàn)象上，從而忽視了對實驗本質(zhì)現(xiàn)象的觀察，造成實驗觀察的“負遷移”。同時，養(yǎng)成良好的預習習慣，為學生能自主學習打下堅實的基礎。

2. 指導觀察

“觀察是學者的第一美德”，準確、細致的觀察是創(chuàng)新的前提。因此，在觀察教師演示實驗時，要看得準、看得細，善于抓住重點，抓住實質(zhì)。實踐證明，記憶85%來自視覺，11%來自聽覺，其他約占4%。視覺的效果是聽覺的一倍，而視聽相結(jié)合的效果是聽覺的十倍。由此可見，我們教師要善于挖掘?qū)W生的潛能。比如，在觀察時，充分運用各種感觀、演示和講解有機結(jié)合，以提高教學效率。

3. 分析總結(jié)

課堂演示實驗的目的往往是為了幫助學生更好地理解、記憶。因此，我們教師應該就觀察到的現(xiàn)象指導學生思考、分析，概括、總結(jié)，并把知識內(nèi)化。例如，不同材料構成的物體，如果體積相同，重的物體容易沉；如果重量相同，體積小的物體容易沉。學生稍加分析就能自己得出正確結(jié)論。這樣，不僅避免了死記硬背，提高了靈活運用知識的能力，而且分析總結(jié)的能力也會隨之提高。

二、利用“反常”實驗現(xiàn)象，提高學生思維能力

在實驗教學中，演示實驗前，雖經(jīng)反復練習，力求一次成功，但仍不可避免一些“反常”現(xiàn)象的發(fā)生。學生實驗中也同樣可能出現(xiàn)這樣或那樣的“反常”實驗現(xiàn)象。如何對待這些“反常”現(xiàn)象呢？筆者認為：這些“反常”實驗現(xiàn)象的出現(xiàn)正好制造了認知沖突和失衡，為師生提供了絕好的挑戰(zhàn)機遇。我們應在教學中抓住這種機遇，創(chuàng)造條件，合理提出假設，再通過實驗驗證假設，培養(yǎng)學生創(chuàng)造思維，讓學生養(yǎng)成實事求是的科學態(tài)度。

1. 意料之反常，欲擒故縱布疑陣

記得五年級有一次實驗，要學生知道沉浮與哪些因素有關。實驗步驟第一就是把磚塊和木塊分別輕輕放入水里，觀察它們在水中的沉浮情況。然后，把水槽放在展示臺上，出示磚塊，并輕輕從水面放入水中，觀察它的下沉過程。再出示木塊，同樣輕輕從水面放入水中，觀察它的沉浮情況。再把塑料塊輕輕放入水里，觀察它在水中是沉還是浮。學生先猜測塑料塊的沉浮，再根據(jù)操作要求輕輕放入水中，觀察它的沉浮情況。但在說明放物體的操作要求之前，學生需要判斷沉浮。在實驗結(jié)果出現(xiàn)時，卻有了不同的現(xiàn)象。若選擇的是高密度的塑料塊，可能會出現(xiàn)塑料塊的大部分浸入水中（可指出只要物體的一部分露出水面，就說明是浮的）。

做實驗時，常常會有“反常”現(xiàn)象，如何處理這一“反常”現(xiàn)象呢？從教材前一節(jié)內(nèi)容中學生已知道物體在水中的沉浮與構成它們的材料和液體的性質(zhì)有關。本節(jié)內(nèi)容又告知學生同種材料構成的物體，改變它的重量和體積，沉浮狀況不改變，由此引導學生大膽假設“反常”是因為比同體積的液體重的物體，在液體中下沉，比同體積的液體輕的物體，在液體中上浮。再進一步實驗驗證這一假設，實驗由“反常”變?yōu)檎！W生對所學內(nèi)容印象深刻。

2. 不可意料之反常，急中生智找原因

在一選修課上的學生自主實驗中，學生用向上排氣法收集干燥的硫化氫氣體（五氧化二磷干燥醋酸鉛試紙驗滿），放置幾分鐘后發(fā)現(xiàn)瓶壁有模糊，是瓶子沒有洗干凈嗎？經(jīng)過反復實驗，反復核實，結(jié)果仍然如此。根據(jù)糊狀物的顏色分析，硫化氫分子量為34，氧氣分子量為32，差別不大，硫化氫與氧氣反應生成硫。由此，學生得出結(jié)論，硫化氫不宜用排空氣法，那適合用什么方法呢？學生不僅要不斷探究，還要在實驗中尊重事實，實事求是，不迷信書本，感于質(zhì)疑，勇于創(chuàng)新，大膽探索。

3. 試劑不當導致“反常”，只言片語點迷津

學生在做乙醛性質(zhì)實驗時，會出現(xiàn)三種不同顏色的沉淀：黑、褐、紅。學生往往不得其解。這時，教師只要稍加提示，氫氧化銅在80℃會分解。再引導學生對照實驗，乙醛量不同，沉淀也不同。學生恍然大悟，思維能力亦在實驗中得到發(fā)展。

三、進行實驗設計，培養(yǎng)創(chuàng)新素質(zhì)

創(chuàng)新能力是掌握了一定知識技能的基礎，去解決新問題、探索新知識的能力。現(xiàn)行中學教材中，化學實驗大多是驗證性實驗，這些實驗現(xiàn)象明顯，易成功，但也存在一定的“負面效應”，尤其是學生的個性發(fā)展空間狹窄。而實驗設計既動手又動腦，能激勵學生學習的興趣，拓寬學生視野，更能發(fā)展學生的求異思維、發(fā)散思維和創(chuàng)新思維。與此同時，還能提高學生解決問題的能力。

1. 利用實驗設計，學會思考、學會聯(lián)想、學會創(chuàng)造

學生思維能力的形成和提高，不可能一蹴而就，要有一個發(fā)展過程。在這個過程中，教師的作用應是“導師”而不是“教師”。在學生的實驗設計過程中，教師要積極創(chuàng)設情境和引導學生思維，讓其通過自身主體的努力，逐漸提高能力。

例如鹽酸滴定氫氧化鈉的實驗，可提出：若以氯水代替鹽酸滴定氫氧化鈉，以酚酞作指示劑，設計實驗說明最后一滴氯水滴入后錐形瓶中溶液褪色是由于酸堿中和引起還是氧化所致。在教師的指導下，學生思考、分析、討論：中和滴定指示劑顏色隨溶液酸堿性變化是可逆的，而氧化褪色不可逆，于是設計出返滴來觀察。通過這一設計，學生的整合思維和逆向思維能力得到訓練，學生的創(chuàng)新欲望得以極大發(fā)揮，其聰明才智也得以充分展示。

2. 根據(jù)實驗，學會分析、學會綜合

綜合能力，特別是跨學科的綜合分析能力是人綜合素質(zhì)的反映，只有具備良好的綜合素質(zhì)人材，才能突破學科的局限，使創(chuàng)新有更廣闊的空間。

例如，設計用最簡便的方法測出自己呼吸中的二氧化碳的體積數(shù)。學生大膽設想，結(jié)果五花八門。是否可行呢？誰的方法最好呢？爭執(zhí)不下。實驗結(jié)果最有說服力。有的學生一在開始就紛紛落馬，發(fā)現(xiàn)動容易動手難。最后有幾組用不同的方法得到了結(jié)果。各組各自小結(jié)，然后交流，最后討論得出最佳方案：向一玻璃管中吹滿自己呼出的氣體，兩端用橡皮塞緊，移入氫氧化鈉溶液中，直立，打開塞子，待管內(nèi)液面上升靜止后，測出管內(nèi)液柱高度和總管長，兩者之比的百分數(shù)即結(jié)果。操作簡便，綜合性好，有創(chuàng)新。學生發(fā)現(xiàn)，動腦不能代替動手，動手也要動腦。

總之，實驗設計使學生在繽紛多彩的創(chuàng)新活動中，發(fā)展了創(chuàng)新能力，領悟到創(chuàng)新教育的內(nèi)涵，提高了自身的科學素質(zhì)。

四、開展家庭實驗，拓展實驗空間

家庭實驗基于課本，源于生活，就地取材，不受時間和空間的限制，學生可以盡情發(fā)揮，大膽探索，在實驗的設計、準備、操作、改進的過程中，不斷提高操作能力，同時也不斷獲得創(chuàng)新意識的熏陶以及信息技術和媒體的潛移默化，使學生理解理論與實踐的關系，學以致用。因此，家庭實驗是課堂演示實驗的繼續(xù)，是學生分組實驗的升華，更是培養(yǎng)學生科學素質(zhì)的沃土。

通過實驗教學，形成學生良好的科學素質(zhì)，需要長期實踐的過程，但只要我們不懈地努力，這項持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略會讓學生終身受益。我們并不要求學生都像科學家那樣有偉大的發(fā)明創(chuàng)造，但我們要求學生在原有基礎上有所突破、有所創(chuàng)新，形成良好的創(chuàng)新思維的習慣。正如布魯納所說：“發(fā)現(xiàn)不限于尋求人類尚未知曉的事物，確切地說，它包括用自己的頭腦親自獲得知識的一切方法。

我們在強化實驗教學的多功能訓練的同時，還要加強全方位及各層面間的聯(lián)系，積極構建以學生為主體、能力為本位、師生雙向活動和學生自主活動為主要特征的多元化、開放型的教學體系，把創(chuàng)新教育滲透到各種實踐中。實施素質(zhì)教育，根本目的就是要為學生的終身學習和未來的發(fā)展打下堅實的科學文化基礎，培養(yǎng)學生良好的創(chuàng)新思維習慣和能力，使之可持續(xù)發(fā)展以適應時代進步的需要。從培養(yǎng)思維能力入手，以達到創(chuàng)新之目的，正是我們強化實驗教學的目的。

參考文獻：

[1] （美）理查德·阿蘭滋，《學會教學》.華北示范大學出版社，2007.6

[2] 陳華彬，《小學科學教育概論》.高等教育出版社，2003.10

（作者單位：浙江省溫州市黃龍第三小學 325000）