淺談科學(xué)課堂中的有效實(shí)驗(yàn)教學(xué)

張蔡晨

【摘要】我國(guó)現(xiàn)階段的教育基本精神是：思想道德素質(zhì)、能力培養(yǎng)、個(gè)性發(fā)展、身體健康和心理健康教育。現(xiàn)如今科學(xué)課堂上教師主要是以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神為主，為追求學(xué)生的創(chuàng)新思維不斷發(fā)展開(kāi)始進(jìn)行跨學(xué)科融合。學(xué)科的重點(diǎn)還是在于課堂上的有效實(shí)驗(yàn)教學(xué)，從實(shí)驗(yàn)教學(xué)中讓學(xué)生發(fā)展科學(xué)思維，從實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中讓學(xué)生提升科學(xué)素養(yǎng)，從實(shí)驗(yàn)方案改進(jìn)中讓學(xué)生培養(yǎng)創(chuàng)新精神。

【關(guān)鍵詞】創(chuàng)新精神;有效教學(xué);實(shí)驗(yàn)教學(xué)

一、有效實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要性

當(dāng)代各學(xué)段課堂摒棄了填鴨式教學(xué)，尤其小學(xué)學(xué)段提倡多種教學(xué)手段和策略，例如游戲化教學(xué)等，但是教學(xué)的有效性卻一直在教師備課和課堂中不斷出現(xiàn)。有效教學(xué)不僅僅可以讓學(xué)生在短短40分鐘內(nèi)記住一堂課的教學(xué)內(nèi)容，并且再加以利用記憶規(guī)律之后，學(xué)生的遺忘曲線是緩慢上升，過(guò)段時(shí)間后能夠輕松再現(xiàn)這一知識(shí)點(diǎn)。教師在備課中也是下足了功夫，設(shè)置巧妙的教學(xué)環(huán)節(jié)、有趣的學(xué)習(xí)任務(wù)以及利用多種信息技術(shù)手段達(dá)到有效教學(xué)的目標(biāo)。

小學(xué)科學(xué)不同于其他科目，是以自然科學(xué)研究為主進(jìn)行編纂教材，其學(xué)科特點(diǎn)就是需要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)。小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)難度不大，若只是純動(dòng)手進(jìn)行操作，小學(xué)生是沒(méi)有任何困難，但很多實(shí)驗(yàn)課堂結(jié)束后都會(huì)有一個(gè)通病——學(xué)生不知道自己為什么做這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，不理解實(shí)驗(yàn)?zāi)康模欢畬?shí)驗(yàn)中所涉及的實(shí)驗(yàn)原理。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課堂里只是按照教師的操作步驟來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，甚至有的學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)的時(shí)候已經(jīng)將實(shí)驗(yàn)?zāi)康倪z忘。產(chǎn)生這些現(xiàn)象的原因在于教師在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)課堂授課時(shí)，忽略了有效實(shí)驗(yàn)教學(xué)，進(jìn)而導(dǎo)致學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)停滯不前。

二、如何進(jìn)行有效實(shí)驗(yàn)教學(xué)

1.備好每節(jié)課的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

既然有效實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)于科學(xué)課堂這么重要，那么教師如何進(jìn)行有效實(shí)驗(yàn)教學(xué)呢？教師作為教學(xué)活動(dòng)的組織者與引導(dǎo)者，是教育教學(xué)中不可缺少的一個(gè)重要角色，但由于受傳統(tǒng)教學(xué)觀念影響，一些教師在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中還是以知識(shí)灌輸者角色出現(xiàn)在課堂上，以自身課堂講授為主，學(xué)生被動(dòng)地接受著知識(shí)[1]。教師組織好一節(jié)課的關(guān)鍵是備課中的環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)，所以有效實(shí)驗(yàn)教學(xué)也是從備課就得著手進(jìn)行設(shè)計(jì)。備課過(guò)程中教師應(yīng)該先讀透教材，再去翻看配發(fā)的教參或者已有的教輔用書(shū)。抓住一節(jié)課的主線最為重要，以《運(yùn)動(dòng)的小車(chē)》為例課堂的主線就是要讓學(xué)生去探究小車(chē)在快慢不同時(shí)所帶有的能量是不同的。這一主線對(duì)于四年級(jí)的學(xué)生有略微困難，現(xiàn)階段學(xué)生還是沒(méi)有能量的概念，表達(dá)的也是力量的大小。

備課時(shí)教師需要在實(shí)驗(yàn)之前讓學(xué)生理解能量的概念，運(yùn)動(dòng)的小車(chē)如何表現(xiàn)出能量。學(xué)生根據(jù)日常生活中的現(xiàn)象已有不完全的科學(xué)前概念，教師需要設(shè)計(jì)一個(gè)能狗引起學(xué)生興趣的實(shí)驗(yàn)，達(dá)到強(qiáng)化學(xué)生對(duì)于運(yùn)動(dòng)小車(chē)運(yùn)動(dòng)快慢與能量大小關(guān)系這一實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹Ｋ哪昙?jí)教材上出示的要調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的實(shí)驗(yàn)是第一單元聲音中探究聲音是如何產(chǎn)生的，在之前實(shí)驗(yàn)過(guò)程中學(xué)生主要的探究目的為聲音是由物體振動(dòng)產(chǎn)生的。《運(yùn)動(dòng)的小車(chē)》中此實(shí)驗(yàn)?zāi)康霓D(zhuǎn)變成為在不同速度下的橡膠錘能量的表現(xiàn)方式以及能量大小的外顯形式。實(shí)驗(yàn)作為學(xué)生初體驗(yàn)運(yùn)動(dòng)與能量之間聯(lián)系非常適合操作簡(jiǎn)單、現(xiàn)象明顯，看到輕質(zhì)小球被音叉攤開(kāi)后，能夠理解這是物體具有能量的表現(xiàn)方式。

實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，每一組學(xué)生揮動(dòng)的速度不同，小球被彈開(kāi)的角度也會(huì)大相徑庭。教師需要拍攝下不同小組的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，向?qū)W生進(jìn)行展示，要求觀察不同小組之間產(chǎn)生差距的原因。學(xué)生觀察到被彈開(kāi)角度有大有小，第一想到的是揮動(dòng)橡膠錘所用的力量大小不同，由于科學(xué)前概念的不完全以及科學(xué)概念之間沒(méi)有建立聯(lián)系，回答不到教師想要的橡膠錘的運(yùn)動(dòng)速度。教師在這個(gè)階段需要用巧妙的引導(dǎo)讓學(xué)生自己說(shuō)出揮動(dòng)時(shí)橡膠錘的速度不同，如教師可以這樣說(shuō)：“同學(xué)們都想到了是因?yàn)閾]動(dòng)橡膠錘的力量大小不同，造成了小球攤開(kāi)的角度不同，那我們開(kāi)看看這個(gè)答案非常準(zhǔn)確嗎？首先，小球被彈開(kāi)是表現(xiàn)出拿一個(gè)物體具有能量？”學(xué)生會(huì)這樣回答：“音叉。”“音叉振動(dòng)進(jìn)而彈開(kāi)小球，我們能說(shuō)音叉振動(dòng)時(shí)有力量大小的區(qū)分嗎？不能的話，大家想想應(yīng)該怎樣去表述各個(gè)小組音叉在振動(dòng)時(shí)的區(qū)別？”“振動(dòng)快慢”這時(shí)，教師很容易將學(xué)生引導(dǎo)回答出振動(dòng)的快慢，再以此方法將研究對(duì)象轉(zhuǎn)移至撞擊音叉的橡膠錘，同理學(xué)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(duì)學(xué)生進(jìn)行概念強(qiáng)化，“描述人在揮動(dòng)應(yīng)該是力的大小，物體則應(yīng)該是速度的快慢”。強(qiáng)調(diào)的過(guò)程中，學(xué)生也是接收到實(shí)驗(yàn)所傳達(dá)的信息——探究運(yùn)動(dòng)快慢與能量大小的關(guān)系。備課時(shí)需要熟知學(xué)生的學(xué)情才能將學(xué)生的回答進(jìn)行完善的預(yù)設(shè)，教師的問(wèn)題引導(dǎo)性要強(qiáng)、追問(wèn)需要有層次性，也可以適當(dāng)對(duì)學(xué)生做出提醒。

2.教師實(shí)驗(yàn)課上要抓住一條主線

學(xué)生上完實(shí)驗(yàn)課卻不理解、不明白實(shí)驗(yàn)?zāi)康闹饕墙處熢谡n堂上的教學(xué)支線太多，導(dǎo)致學(xué)生接收到的干擾項(xiàng)多。小學(xué)階段學(xué)生處理信息能力不強(qiáng)，所以在課堂中要時(shí)時(shí)刻刻抓住教學(xué)主線，這對(duì)于實(shí)驗(yàn)課也是一樣。實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)主線則是實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹！哆\(yùn)動(dòng)的小車(chē)》重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)是后面的小車(chē)撞擊實(shí)驗(yàn)，之前的體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)主要是讓學(xué)生初步了解以及激發(fā)學(xué)生的探究興趣。那對(duì)于教師來(lái)說(shuō)如何在一節(jié)實(shí)驗(yàn)課中抓好主線呢？進(jìn)行突破重難點(diǎn)實(shí)驗(yàn)之前，教師的引導(dǎo)或者講授都不應(yīng)該離開(kāi)運(yùn)動(dòng)與能量，將前概念糾以后設(shè)置幾個(gè)問(wèn)題來(lái)鞏固科學(xué)概念，例如“沒(méi)有看見(jiàn)橡膠錘敲音叉，只看到小球被彈開(kāi)的角度，大家能不能判斷哪個(gè)橡膠錘的速度更快？”，“只看小球怎么去判斷哪個(gè)音叉振動(dòng)的更加快？”等。

上述主要目的是在突破重難點(diǎn)實(shí)驗(yàn)之前教師應(yīng)該如何抓住一條主線，而課堂中關(guān)鍵實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)也要時(shí)時(shí)刻刻將探究目的滲透給學(xué)生。對(duì)于每一個(gè)實(shí)驗(yàn)來(lái)說(shuō)首要的環(huán)節(jié)就是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，要做到實(shí)驗(yàn)的有效教學(xué)，教師應(yīng)該同學(xué)生明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康模僖筮M(jìn)行實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)。《運(yùn)動(dòng)的小車(chē)》中主要是以小車(chē)撞擊實(shí)驗(yàn)進(jìn)行重難點(diǎn)突破，學(xué)生在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中會(huì)有分割實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡脑O(shè)計(jì)，例如將小車(chē)放在斜面上下滑后撞擊前面的木塊;用手推小車(chē)撞擊木塊等。此時(shí)，設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的問(wèn)題主要是由于學(xué)生將實(shí)驗(yàn)?zāi)康闹械乃俣却笮「钌幔瑥亩兂闪颂骄啃≤?chē)運(yùn)動(dòng)時(shí)是否具有能量。出現(xiàn)這種設(shè)計(jì)，教師應(yīng)該及時(shí)進(jìn)行糾正“同學(xué)們，今天探究的是不同速度的小車(chē)與所具有能量大小的關(guān)系，而剛剛設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)中有沒(méi)有體現(xiàn)不同的速度？”或者也可以“實(shí)驗(yàn)方案中什么現(xiàn)象表現(xiàn)出小車(chē)的能量大小不同？”等這些問(wèn)題的拋出可以將學(xué)生重新組合之前被割裂的實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹＝處煹囊槐楸閺?qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)主線，也能讓學(xué)生的設(shè)計(jì)更加合理符合探究的要求。

實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，教師應(yīng)該在各小組之間巡視看到大部分學(xué)生遇到困難無(wú)法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作以后，應(yīng)該馬上將實(shí)驗(yàn)暫停。此時(shí)，教師可以開(kāi)展二次實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)問(wèn)題分析，這一過(guò)程是給予學(xué)生第一次的試錯(cuò)后認(rèn)知以及改正。學(xué)生在第一次的設(shè)計(jì)有瑕疵或者考慮不周的情況下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，是對(duì)于實(shí)驗(yàn)和操作過(guò)程的初步認(rèn)知，沒(méi)有這一步學(xué)生無(wú)法深入的進(jìn)行探究或者只是機(jī)械的跟隨教師和教科書(shū)本的步驟進(jìn)行模仿，無(wú)法達(dá)到課堂中的有效實(shí)驗(yàn)教學(xué)。例如《運(yùn)動(dòng)的小車(chē)》的實(shí)驗(yàn)中用到的小木塊，小木塊的被撞擊移動(dòng)的距離遠(yuǎn)近代表了運(yùn)動(dòng)小車(chē)能量的大小，很多學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中木塊的放置是豎著放，導(dǎo)致小車(chē)在撞擊木塊后，由于重心太高不穩(wěn)定，木塊的下半部分移動(dòng)而上半部分具有慣性依舊保持原來(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，呈現(xiàn)向前傾倒的狀態(tài)，學(xué)生很難進(jìn)行測(cè)量小車(chē)被撞移的距離，甚至有的傾倒在小車(chē)上與小車(chē)一起運(yùn)動(dòng)。實(shí)驗(yàn)無(wú)法記錄數(shù)據(jù)、完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告，教師可以讓學(xué)生暫停對(duì)于實(shí)驗(yàn)中的問(wèn)題進(jìn)行分析，通過(guò)語(yǔ)言的引導(dǎo)很快就將目光放在了小木塊的放置問(wèn)題上，在此基礎(chǔ)上讓2位同學(xué)使用不同的放置方式，展示橫放與豎放的木塊在小車(chē)撞擊下出現(xiàn)的不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。教師組織學(xué)生圍繞“哪一個(gè)放置方式更加適合我們的探究目的”進(jìn)行討論，學(xué)生很快會(huì)有結(jié)論“木塊應(yīng)該橫著放”。學(xué)生在經(jīng)過(guò)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、探究解決方案、得到答案這一過(guò)程中，雖然只是得到了書(shū)本上的優(yōu)化實(shí)驗(yàn)操作步驟，但從學(xué)生的發(fā)展角度來(lái)看，這是學(xué)生通過(guò)自己的努力優(yōu)化了實(shí)驗(yàn)。教學(xué)過(guò)后復(fù)習(xí)到這一實(shí)驗(yàn)，學(xué)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(shí)驗(yàn)?zāi)康摹＿@一現(xiàn)象也是有效實(shí)驗(yàn)教學(xué)的一個(gè)表現(xiàn)，學(xué)生將外部操作技能內(nèi)化為自己的內(nèi)部語(yǔ)言。

結(jié)束實(shí)驗(yàn)活動(dòng)后，教師應(yīng)該讓學(xué)生開(kāi)展實(shí)驗(yàn)反思。因?yàn)樵诜此夹越虒W(xué)模式的引導(dǎo)下，教師應(yīng)緊緊圍繞教與學(xué)兩方面開(kāi)展實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)，學(xué)會(huì)教學(xué)，學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)，通過(guò)不間斷的反思不斷提升自身實(shí)踐合理性、科學(xué)性與有效性[2]。根據(jù)艾賓浩斯遺忘曲線可以看出輸入的信息在經(jīng)過(guò)人的注意過(guò)程的學(xué)習(xí)后，便成為了人的短時(shí)記憶，但是如果不經(jīng)過(guò)及時(shí)的復(fù)習(xí)，這些寄過(guò)的東西就會(huì)遺忘，而經(jīng)過(guò)了及時(shí)的復(fù)習(xí)，這些短時(shí)記憶就會(huì)成為人的一種長(zhǎng)時(shí)記憶[3]。這也是我們有效實(shí)驗(yàn)教學(xué)的體現(xiàn)，不斷地提問(wèn)包含最后的反思便是及時(shí)的復(fù)習(xí)，不僅僅加強(qiáng)學(xué)生的記憶，更可以加深對(duì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)的理解。

三、結(jié)語(yǔ)

有效實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)于科學(xué)課堂是一個(gè)永不過(guò)時(shí)的課題，縱觀現(xiàn)階段的多種教學(xué)方法、策略層出不窮，其目的都是為了更好的實(shí)現(xiàn)課堂的有效性，如何進(jìn)行有效實(shí)驗(yàn)還需要我們更進(jìn)一步思考，教師的進(jìn)一步探索。

參考文獻(xiàn)：

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