淺談科學課堂中的有效實驗教學

張蔡晨

【摘要】我國現階段的教育基本精神是：思想道德素質、能力培養、個性發展、身體健康和心理健康教育?，F如今科學課堂上教師主要是以培養學生的創新精神為主，為追求學生的創新思維不斷發展開始進行跨學科融合。學科的重點還是在于課堂上的有效實驗教學，從實驗教學中讓學生發展科學思維，從實驗設計中讓學生提升科學素養，從實驗方案改進中讓學生培養創新精神。

【關鍵詞】創新精神;有效教學;實驗教學

一、有效實驗教學的重要性

當代各學段課堂摒棄了填鴨式教學，尤其小學學段提倡多種教學手段和策略，例如游戲化教學等，但是教學的有效性卻一直在教師備課和課堂中不斷出現。有效教學不僅僅可以讓學生在短短40分鐘內記住一堂課的教學內容，并且再加以利用記憶規律之后，學生的遺忘曲線是緩慢上升，過段時間后能夠輕松再現這一知識點。教師在備課中也是下足了功夫，設置巧妙的教學環節、有趣的學習任務以及利用多種信息技術手段達到有效教學的目標。

小學科學不同于其他科目，是以自然科學研究為主進行編纂教材，其學科特點就是需要進行實驗學習。小學科學實驗難度不大，若只是純動手進行操作，小學生是沒有任何困難，但很多實驗課堂結束后都會有一個通病——學生不知道自己為什么做這項實驗，不理解實驗目的，不懂實驗中所涉及的實驗原理。學生在實驗課堂里只是按照教師的操作步驟來進行實驗，甚至有的學生在做實驗的時候已經將實驗目的遺忘。產生這些現象的原因在于教師在進行實驗課堂授課時，忽略了有效實驗教學，進而導致學生的科學素養停滯不前。

二、如何進行有效實驗教學

1.備好每節課的實驗設計

既然有效實驗教學對于科學課堂這么重要，那么教師如何進行有效實驗教學呢？教師作為教學活動的組織者與引導者，是教育教學中不可缺少的一個重要角色，但由于受傳統教學觀念影響，一些教師在實際教學過程中還是以知識灌輸者角色出現在課堂上，以自身課堂講授為主，學生被動地接受著知識[1]。教師組織好一節課的關鍵是備課中的環節設計，所以有效實驗教學也是從備課就得著手進行設計。備課過程中教師應該先讀透教材，再去翻看配發的教參或者已有的教輔用書。抓住一節課的主線最為重要，以《運動的小車》為例課堂的主線就是要讓學生去探究小車在快慢不同時所帶有的能量是不同的。這一主線對于四年級的學生有略微困難，現階段學生還是沒有能量的概念，表達的也是力量的大小。

備課時教師需要在實驗之前讓學生理解能量的概念，運動的小車如何表現出能量。學生根據日常生活中的現象已有不完全的科學前概念，教師需要設計一個能狗引起學生興趣的實驗，達到強化學生對于運動小車運動快慢與能量大小關系這一實驗目的。四年級教材上出示的要調動學生學習興趣的實驗是第一單元聲音中探究聲音是如何產生的，在之前實驗過程中學生主要的探究目的為聲音是由物體振動產生的?！哆\動的小車》中此實驗目的轉變成為在不同速度下的橡膠錘能量的表現方式以及能量大小的外顯形式。實驗作為學生初體驗運動與能量之間聯系非常適合操作簡單、現象明顯，看到輕質小球被音叉攤開后，能夠理解這是物體具有能量的表現方式。

實驗過程中，每一組學生揮動的速度不同，小球被彈開的角度也會大相徑庭。教師需要拍攝下不同小組的實驗現象，向學生進行展示，要求觀察不同小組之間產生差距的原因。學生觀察到被彈開角度有大有小，第一想到的是揮動橡膠錘所用的力量大小不同，由于科學前概念的不完全以及科學概念之間沒有建立聯系，回答不到教師想要的橡膠錘的運動速度。教師在這個階段需要用巧妙的引導讓學生自己說出揮動時橡膠錘的速度不同，如教師可以這樣說：“同學們都想到了是因為揮動橡膠錘的力量大小不同，造成了小球攤開的角度不同，那我們開看看這個答案非常準確嗎？首先，小球被彈開是表現出拿一個物體具有能量？”學生會這樣回答：“音叉?！薄耙舨嬲駝舆M而彈開小球，我們能說音叉振動時有力量大小的區分嗎？不能的話，大家想想應該怎樣去表述各個小組音叉在振動時的區別？”“振動快慢”這時，教師很容易將學生引導回答出振動的快慢，再以此方法將研究對象轉移至撞擊音叉的橡膠錘，同理學生回答的是橡膠錘速度快慢不同。得到想要的答案以后，教師需要對學生進行概念強化，“描述人在揮動應該是力的大小，物體則應該是速度的快慢”。強調的過程中，學生也是接收到實驗所傳達的信息——探究運動快慢與能量大小的關系。備課時需要熟知學生的學情才能將學生的回答進行完善的預設，教師的問題引導性要強、追問需要有層次性，也可以適當對學生做出提醒。

2.教師實驗課上要抓住一條主線

學生上完實驗課卻不理解、不明白實驗目的主要是教師在課堂上的教學支線太多，導致學生接收到的干擾項多。小學階段學生處理信息能力不強，所以在課堂中要時時刻刻抓住教學主線，這對于實驗課也是一樣。實驗課的教學主線則是實驗目的。《運動的小車》重點實驗是后面的小車撞擊實驗，之前的體驗實驗主要是讓學生初步了解以及激發學生的探究興趣。那對于教師來說如何在一節實驗課中抓好主線呢？進行突破重難點實驗之前，教師的引導或者講授都不應該離開運動與能量，將前概念糾以后設置幾個問題來鞏固科學概念，例如“沒有看見橡膠錘敲音叉，只看到小球被彈開的角度，大家能不能判斷哪個橡膠錘的速度更快？”，“只看小球怎么去判斷哪個音叉振動的更加快？”等。

上述主要目的是在突破重難點實驗之前教師應該如何抓住一條主線，而課堂中關鍵實驗的學習也要時時刻刻將探究目的滲透給學生。對于每一個實驗來說首要的環節就是實驗設計，要做到實驗的有效教學，教師應該同學生明確實驗目的，再要求進行實驗的設計。《運動的小車》中主要是以小車撞擊實驗進行重難點突破，學生在設計實驗的過程中會有分割實驗目的的設計，例如將小車放在斜面上下滑后撞擊前面的木塊;用手推小車撞擊木塊等。此時，設計中出現的問題主要是由于學生將實驗目的中的速度大小割舍，從而變成了探究小車運動時是否具有能量。出現這種設計，教師應該及時進行糾正“同學們，今天探究的是不同速度的小車與所具有能量大小的關系，而剛剛設計的實驗中有沒有體現不同的速度？”或者也可以“實驗方案中什么現象表現出小車的能量大小不同？”等這些問題的拋出可以將學生重新組合之前被割裂的實驗目的。教師的一遍遍強調實驗主線，也能讓學生的設計更加合理符合探究的要求。

實驗過程中，教師應該在各小組之間巡視看到大部分學生遇到困難無法進行實驗操作以后，應該馬上將實驗暫停。此時，教師可以開展二次實驗設計和實驗問題分析，這一過程是給予學生第一次的試錯后認知以及改正。學生在第一次的設計有瑕疵或者考慮不周的情況下進行實驗，是對于實驗和操作過程的初步認知，沒有這一步學生無法深入的進行探究或者只是機械的跟隨教師和教科書本的步驟進行模仿，無法達到課堂中的有效實驗教學。例如《運動的小車》的實驗中用到的小木塊，小木塊的被撞擊移動的距離遠近代表了運動小車能量的大小，很多學生在實驗過程中木塊的放置是豎著放，導致小車在撞擊木塊后，由于重心太高不穩定，木塊的下半部分移動而上半部分具有慣性依舊保持原來的運動狀態，呈現向前傾倒的狀態，學生很難進行測量小車被撞移的距離，甚至有的傾倒在小車上與小車一起運動。實驗無法記錄數據、完成實驗報告，教師可以讓學生暫停對于實驗中的問題進行分析，通過語言的引導很快就將目光放在了小木塊的放置問題上，在此基礎上讓2位同學使用不同的放置方式，展示橫放與豎放的木塊在小車撞擊下出現的不同運動狀態。教師組織學生圍繞“哪一個放置方式更加適合我們的探究目的”進行討論，學生很快會有結論“木塊應該橫著放”。學生在經過發現問題、探究解決方案、得到答案這一過程中，雖然只是得到了書本上的優化實驗操作步驟，但從學生的發展角度來看，這是學生通過自己的努力優化了實驗。教學過后復習到這一實驗，學生還是能夠清晰地記得如何放置木塊以及我們放置木塊的實驗目的。這一現象也是有效實驗教學的一個表現，學生將外部操作技能內化為自己的內部語言。

結束實驗活動后，教師應該讓學生開展實驗反思。因為在反思性教學模式的引導下，教師應緊緊圍繞教與學兩方面開展實踐教學活動，學會教學，學會學習，通過不間斷的反思不斷提升自身實踐合理性、科學性與有效性[2]。根據艾賓浩斯遺忘曲線可以看出輸入的信息在經過人的注意過程的學習后，便成為了人的短時記憶，但是如果不經過及時的復習，這些寄過的東西就會遺忘，而經過了及時的復習，這些短時記憶就會成為人的一種長時記憶[3]。這也是我們有效實驗教學的體現，不斷地提問包含最后的反思便是及時的復習，不僅僅加強學生的記憶，更可以加深對這個實驗的理解。

三、結語

有效實驗教學對于科學課堂是一個永不過時的課題，縱觀現階段的多種教學方法、策略層出不窮，其目的都是為了更好的實現課堂的有效性，如何進行有效實驗還需要我們更進一步思考，教師的進一步探索。

參考文獻：

[1]王玉璽，張妲，鐘紹春，鐘永江.基于電子書包的探究式教學模式設計——以小學科學教學為例[J].中國電化教育，2014，02：95-100.

[2]石沛.基于探究水平的小學科學課程實施現狀的個案研究[D].西南大學，2015.

[3]樂國安.心理學教授談記憶魔法——艾賓浩斯遺忘曲線[J].中學生英語（高中版），2008，000（0Z6）：49-50.

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