小學(xué)科學(xué)實驗的嚴(yán)謹(jǐn)性不容忽視

王曉英

2017年版課標(biāo)，重新定位了小學(xué)科學(xué)課程的性質(zhì)。小學(xué)科學(xué)《課標(biāo)》認(rèn)為，早期的科學(xué)教育，對于學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的形成具有不可替代的作用。在小學(xué)的科學(xué)教育中，探究活動作為學(xué)生科學(xué)學(xué)習(xí)的核心，即是科學(xué)學(xué)習(xí)的方式，又是學(xué)習(xí)的目標(biāo)。而進(jìn)行探究活動最常用的辦法就是實驗，可見，實驗教學(xué)在小學(xué)教育中有著舉足輕重的作用。實驗教學(xué)，不僅有助于科學(xué)知識的探究，更是培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)纳顚W(xué)習(xí)態(tài)度。教學(xué)中的實驗操作是否規(guī)范嚴(yán)謹(jǐn)，對于學(xué)生一生的成長，有著長遠(yuǎn)的影響。

我參加過多次縣級的科學(xué)教研活動，親眼目睹了多位老師的示范教學(xué)。為了抓實課堂教學(xué)，激發(fā)學(xué)生對科學(xué)的興趣，每節(jié)課上都有實驗過程的操作。

在此，我們先看兩個案例。

案例一：

這是五年級的教學(xué)內(nèi)容——《給冷水加熱》，為研究水在變熱過程中的體積變化，在教學(xué)中設(shè)計了一個演示實驗。

執(zhí)教的老師五十多歲，他先取一支試管，裝上常冷水，未滿，剪一小塊氣球皮把試管口蒙住，拉平，并用橡皮筋扎緊；然后把這支試管插在熱水杯里，使試管內(nèi)的水變熱，讓學(xué)生們觀察試管口的變化（學(xué)生們看見了在熱水中氣球皮向外凸起）；接著，他又把該試管取出，插入冷水杯里，使試管內(nèi)的水變冷，讓學(xué)生們觀察試管口的變化（這時管口變化不太明顯），老師把包在試管口的氣球皮放開，并說：“熱空氣太多了。”然后重新套上試管口并扎緊，又再次放入冷水杯中，這時學(xué)生都看見氣球皮明顯的凹陷下去了。這位老師總結(jié)說：“現(xiàn)象如此明顯，說明了水受熱體積膨脹，受冷體積收縮了?！?/p>

這個實驗，教材上說試管內(nèi)裝滿水，但是這位老師的試管卻并沒有裝滿水，試管內(nèi)有空氣存在，會不會影響實驗?zāi)?？另外，老師為什么要擅自取開氣球皮呢？

案例二：

這也是五年級的教學(xué)內(nèi)容——《液體的熱脹冷縮》。目的是觀察在不同的環(huán)境溫度下，水的體積變化情況。為了激發(fā)學(xué)生的探究意識，讓所有學(xué)生參與到實驗中來，老師特意設(shè)計了一個學(xué)生實驗環(huán)節(jié)。

上課的女老師年近40歲，她帶領(lǐng)學(xué)生體驗了這個實驗過程。她課前為每個小組準(zhǔn)備好了實驗器材：一個裝有紅水的平底燒瓶（水未滿），燒瓶口用橡皮塞塞住，有一細(xì)玻璃管穿過橡皮塞中央伸入燒瓶內(nèi)液體之中；另備有兩個大的燒杯，分別裝著冷水和開水。

教學(xué)時，學(xué)生們在老師的指導(dǎo)下，把裝有紅水的燒瓶先后放入盛有開水和冷水兩個大燒杯，觀察細(xì)玻璃管內(nèi)的液面高度的變化，并記錄下來。細(xì)玻璃管內(nèi)的液面在盛有開水的燒杯中上升得特別明顯，有幾個小組的液體甚至是溢出了玻璃管，然后將其放入盛有冷水燒杯中，發(fā)現(xiàn)玻璃管中的液面則有所下降。

這個實驗，教材上是要求實驗中觀察所用紅水應(yīng)裝滿燒瓶，但是教師卻讓燒瓶上部留有一定的空隙。以至于實驗中紅水溢出了玻璃管，液面上升的最終高度到底在哪里呢？學(xué)生無法知曉。當(dāng)學(xué)生將燒瓶放入冷水中，液面真的是下降了嗎？下降了多少？都不清楚，這便不再具有對比性了。

一、課后思考

縱觀兩節(jié)課中教師組織的實驗都存在著一些不足。

案例1中教師的操作有兩個問題：第一，實驗的目的是驗證水的熱脹冷縮。試管里應(yīng)該裝滿水，但教師用于實驗的試管卻有約20%空氣，而空氣的熱脹冷縮現(xiàn)象比水的更加明顯。實驗觀測到的結(jié)果究竟是“水的熱脹冷縮”，還是“空氣的熱脹冷縮”導(dǎo)致的呢？這影響了實驗的準(zhǔn)確性。第二，違反操作規(guī)程。在實驗過程中教師擅自取開氣球皮，人為改變實驗進(jìn)程。這不利于培養(yǎng)學(xué)生正確的實驗觀和實驗操作方法。

案例2中這位教師也存在相似的問題，教材上要求燒瓶內(nèi)應(yīng)裝滿紅水，但教師卻留有一部分空氣，從而導(dǎo)致現(xiàn)象出現(xiàn)了異常，結(jié)果失真，因為有空氣在燒瓶內(nèi)，從而放大了水的熱脹冷縮現(xiàn)象，以至于實驗失敗，后面學(xué)生再次將燒瓶放入冷水的實驗就沒有意義了。

這樣不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶嶒灢僮?，必然會誤導(dǎo)學(xué)生對知識的認(rèn)知過程和形成錯誤的探究方法。教師在實驗中操作的隨意性、主觀性，也會教會孩子不尊重事實，不尊重科學(xué)，隨意而為，有時甚至有可能發(fā)生不可想象的意外傷害。如果人生之初形成的科學(xué)觀念都是錯誤的，何談科學(xué)素養(yǎng)的形成！何來科技人才的培養(yǎng)？

科學(xué)實驗必須尊重客觀事實，必須遵循科學(xué)實驗的嚴(yán)謹(jǐn)性。我們所做的科學(xué)實驗，都是經(jīng)過驗證，而且是多次重復(fù)的實驗，前提條件應(yīng)該是不變的，才能驗證出這樣的結(jié)果來。由于教師不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶嶒灢僮鳎我獾母淖冞^程中的條件，那么出現(xiàn)了類似的結(jié)果，也應(yīng)該是失敗的！也應(yīng)該是被質(zhì)疑的！

二、對策探尋

由于科學(xué)這門學(xué)科的建立時間不長，囊括了初中所學(xué)的物理、化學(xué)、生物、地理的內(nèi)容，需要規(guī)范操作的實驗也很多，對專業(yè)學(xué)科的老師要求也很高。

作為科學(xué)學(xué)科教師，無論是剛從學(xué)校畢業(yè)參加工作的，還是中途轉(zhuǎn)崗教學(xué)的教師，都需要有一個不斷學(xué)習(xí)和自我完善的過程。課前，都必須要熟悉《課標(biāo)》，都要仔細(xì)研讀教材課標(biāo)的要求，對要涉及的實驗進(jìn)行預(yù)做，對實驗中可能出現(xiàn)的問題才會了如指掌，教學(xué)時才能有所防范。課中，師生的實驗操作必須規(guī)范、嚴(yán)謹(jǐn)，認(rèn)真客觀的對待實驗進(jìn)程，仔細(xì)分析實驗現(xiàn)象，探究實驗結(jié)論。課后，作為教師更要要及時反思和總結(jié)實驗中出現(xiàn)的問題，以待下一次實驗中有所改進(jìn)。

科學(xué)技術(shù)代表了一個國家的勢力是否雄厚！為響應(yīng)時代的要求，要真正做到“科技興國，科教興邦”的目的，我們必須從娃娃抓起！從小培養(yǎng)他們的科學(xué)素養(yǎng)，和對科學(xué)的興趣，我們要規(guī)范、嚴(yán)謹(jǐn)、認(rèn)真地對待手中的這份啟蒙教育！