課程標準視域下的實驗教學優化

錢雪薇

科學實驗是科學形成與發展的基礎，實驗教學是培養學生科學技能和進行科學探究性學習的基本途徑，是提高學生科學素養的基本手段。因此，開展科學實驗的重要性不言而喻。但現階段小學科學實驗教學中仍存在教學探究性過于表面、認知不明等問題。本文從課程標準對小學科學探究式實驗教學的新要求、實驗教學的新趨勢等方面入手，對小學科學實驗進行了深入探析，并對優化小學科學實驗教學提出了建議，希望能夠為學生創造良好的科學學習環境，以提升學生自身的科學素養水平。

一、科學實驗教學的概念

科學實驗起源于人類生產的早期，有學者指出，科學實驗的四個要素分別是實驗者、實驗對象、實驗條件、科學實驗。當科學實驗涉及具體的科學教育時，需要將教學論和學習論進行結合，而實驗教學就是指實踐性教學的組織形式。

目前，科學實驗教學正廣泛用于基礎課程和專業課程，并以提高學生科研能力為重點，其目的是驗證書本知識，并且是在特定的實驗室或實驗地點，通過師生之間的交流和對話，按照既定的實驗課程框架，既能使學生正確使用儀器設備，掌握主要的科學概念，又能鍛煉學生測試、調整、分析、綜合和設計實驗方案、編寫實驗報告的綜合能力。但是這一定義并不清楚學生科學實驗的方向，且由于小學生年齡較小，在知識基礎、思維能力和認知方法上具有一定的局限性，這對實驗教學的設計和實施提出了一定的挑戰。

二、科學實驗教學的新趨勢

科學實驗教學隨時代發展不斷變革，且適應新時期課程標準的要求，為學生知識體系的構建提供基礎。2022年版《義務教育科學課程標準》更符合國際科學教育的新趨勢，具有課程的基本概念、課程設置和內容，標志著我國小學科學課程由探索的實驗階段邁入全面提升階段，在我國小學科學教學領域的發展進程上占有突出地位。科學實驗的實際應用可以提升學生的知識層面，并發掘學生自主探究能力，提高學生的科學素養水平。因此，為全面理解和深入貫徹落實新課程理念，我們要把握科學教育的低齡化和進步性、連續性和交叉滲透性、指導性和內容整合性的總體趨勢發展。

（一）低齡化和進步性

在小學科學課程的基本理念中，首要原則是突出學生主體地位。探究式實驗教學是從小學一年級就開始實施的，大多數發達國家在小學一年級開設科學課程，科學課程和他們的母語教學一樣重要。新課程標準針對學生心理發展的特殊性，提出了“八個一”的目標，由先進的階段性目標構成教學流程。實驗教學是一個以研究為基礎的實驗教學框架，可以根據青少年的需要逐步發展。

（二）連續性和交叉滲透性

科學研究的理念應該貫穿于小學教育的全過程，這就要求在設計小學實驗時要考慮到研究理念的連續性和透明度。探究性實驗應采用抽象概括、類比和推理的方法。例如在材料科學領域，學生可以通過問題思維體驗材料世界，參與探究性實驗學習過程，這樣可以增強學生的好奇心和探索世界奧秘的意愿。學生在解決問題的過程中，將科學與技術相結合進行思考，能極大地拓寬學生的學習視野，促進學生對整個科學世界的理解，為他們提供豐富有趣的學習平臺。

（三）指導性和內容整合性

美國全國科學教育評估調查發現，學生通過科學探究可以獲得分散的研究技能和科學知識。探究性的科學實驗必須首先確定哪些基本概念需要實施，設計者必須制定合理的方法來實施這些概念，以整合反映概念的相應內容。教師要以路徑節點為基礎，實施探究性實驗教學，進而促進學生對概念的理解;且有必要根據學生的發展軌跡設計評估標準，注重大科學觀，引導課堂教學以理解和應用基礎知識為主，而不是一味地只注重細節問題。學生對于科學的了解是循序漸進的，不能急于求成，教師在進行科學實驗教學過程中，應該努力在加深學生對相關概念的理解基礎上開展其他實驗活動。

三、課程標準視域下小學科學實驗教學中存在的問題

（一）學生對科學實驗認識不足

從學生對于科學實驗課的喜愛程度來看，很多學生因為實驗課好玩而喜歡，且由于可以接觸到在平時生活中不常見的實驗儀器，更加增添學生對實驗的樂趣，但同時卻認為做實驗比較麻煩，自己不愿意參與。究其原因，是學生缺乏對科學實驗的認識，不明確科學實驗真正的內涵。大多數學生表面上對于科學實驗課有很大的興趣，但又因其本身實驗理論基礎的匱乏，對實驗的步驟并不清楚，表現出來對實驗熱切情緒，只是源于實驗器材激發了他們本身的獵奇心理。這種情況在大部分學校中已經成為常態。

學生對于實驗教學的本質含義理解不深入，但新課程的基礎要求是提升學生整體科學素養水平，目前小學科學試驗中學生的表現顯然是與新課標發展目標相悖的，這也是學校和教師亟待解決的問題。

（二）實驗室教學設備條件有待改善

有些學校科學實驗器材不足，難以滿足科學實驗的要求。因為缺乏相關儀器，科學實驗室的作用難以得到充分發揮，使得科學實驗室相當于教室;因為實驗室缺乏相關基礎設備，在科學實驗室做實驗和在教室里操作大同小異。

沒有實驗器材何談實驗？造成這一狀況的原因是多方面的。首先，學校長時間的忽視。因為學校被傳統思想束縛，認為學生只要注重應試教育，本著對于實際操作可有可無的錯誤思想，很少將經費投入在實驗儀器上面。其次，實驗室很多實驗器材往往被擱置在一邊，在實驗室實驗中這些器材沒有被使用。

一方面，是因為相關實驗儀器的缺失，一些較為復雜的實驗難以操作。而實驗缺乏了相關的儀器就很難完美地展現給學生，便失去了它本質的意義，教師大多會不進行操作，轉為理論授課，使得實驗儀器并沒有被充分利用。

另一方面，有部分教師認為即使將這一情況反映給學校，但學校本身就忽視科學實驗的內涵，也不會批準，就直接不報告，這就導致學校一部分實驗儀器長時間處于短缺狀態。

（三）教師教學能力有待提高

很多教師較為年輕，自身的教學經歷不夠豐富，對課堂紀律問題的把控經驗也不足。而且教師在實驗過程中并沒有給學生建立起做實驗需要科學嚴謹的觀念。這就導致學生在實驗課中對實驗較為隨意。因為多種因素的疊加，實驗課相對于基礎課堂教學，學生更加活躍，教師對班級紀律的控制也變得更為困難。因此，這就需要教師不斷積累教學經驗，拉近和學生的距離，在實驗課上更好地應對課堂紀律問題。有些教師在教學過程中忽略了學生的主體性，并沒有真正引導學生認真思考每一個實驗步驟的具體意義，大多處在教師說實驗，學生照搬實驗的情況。因此，小學生很難意識到科學實驗的重要意義。因為教師教學能力不高，教學模式容易固化。學生在進行實驗的時候，很多教師只是粗淺地示范一遍，便讓學生進行模仿;又因為教師自身對科學的掌握能力不足，在實驗教學中缺乏創新，難以調動學生的積極性。

新課程改革的要求不只針對學生，它還需要教師具備相當的科學試驗知識的儲備。教師要能夠在實驗課上憑借自身掌握的實驗理論，結合學生實驗的需求及時創新實驗方法，以激發學生開展實驗的興趣。這就要求教師更要注重自我能力的提升，積極創新教學內容，不斷提高教學效率，避免出現教學內容單一的情況。

四、課程標準視域下小學科學實驗教學的優化措施

（一）激發學生對科學實驗的興趣

因為小學生的認知水平普遍較低，大部分學生對于科學實驗的認識只停留在表面，僅僅是沉浸在實驗帶來的獵奇性，很難從根本上明白實驗的真正意義，對科學實驗的目的、步驟、意義等都沒有清晰的認識。但新課標的要求是讓學生能跟上時代發展的步伐，充分了解當前科學技術的發展水平，在實驗中培養學生對科學的興趣，為我國培育未來的科學人才奠定基礎。

對此，身為科學實驗教師，要改變傳統思維方式，適應當下信息化教育的趨勢，借助豐富的教育資源和先進的科學教育手段，創新教育模式，適應學生發展。教師要提高學生參與科學實驗的積極性，使其從真正意義上明確科學實驗的含義，并在實驗中踴躍表達自身的見解，在寓教于樂中豐富學生的知識結構，并提升他們的科學素養水平。

（二）完善實驗室基礎設施建設

科學實驗教學的基礎是實驗，實驗基礎是完成科學實驗的“地基”，實驗過程中必須借助相關實驗器材進行。如果實驗教學沒有在實驗基礎上開展，那么它就和實驗本身的意義背道而馳，導致科學這門課程只會浮于表面。小學科學實驗教學與其他科目教學的不同就在于它是一門實踐性課程。實驗課程與其他基礎理論性課程的差異在于，學生需要親手去進行這項實驗的操作，并在操作中具體掌握實驗的要求，了解實驗的意義。

因此，這就要求學生在進行具體操作的時候有實驗器材的支持。但調研發現，大部分學校實驗室中實驗器材的配備難以達到新課標的標準，而且學生進行實驗操作也需要一定的成本支撐，但學校沒有充分的經費去及時購買補充器材，這也成了制約實驗教學的一個根本原因。鑒于此，學校需要和上級部門協同商議，增加實驗器材的成本，完善教學條件。

（三）提升教師實驗綜合能力

加強教師的實驗教學專業能力培訓是非常重要的。從目前存在的問題看，教師自身的實驗教學水平及對課堂的管控能力都存在明顯不足，亟須教師和學校的相互配合，從而提升教師自身的實驗綜合能力水平。

首先，針對教師實驗綜合能力水平不高的現狀，教育部門有必要開展教研活動，為教師提供更加豐富的學習資源。其次，學校領導可以成立專門的科學研究小組，召集教師一起學習，共同進步。最為重要的是，教師要不斷提升自身對實驗教學的認識，深入鉆研，要學會利用信息化教育時代帶來的機遇，在不斷向前發展的時代中豐富并完善自身知識體系，切實提升實驗綜合能力。教師要做到在教學過程中對實驗器材得心應手，積極創新教育模式，順應時代發展的潮流。

從基礎教育階段引領學生進行科學實驗的實踐，有利于培養學生的知識探索精神、提高學生的理論水平。科學實驗作為培養學生核心能力的有效途徑，可以促使小學生形成完整的科學觀，提升他們的科學素養。科學實驗教學在提高學生科研能力方面發揮著越來越積極的作用，因此，教師和科研人員應加強對實驗教學的探討，為學生的科學學習打下堅實基礎。