推進實驗教學法提高學生探究能力

朱曉娟 郎紅桃

小學生對周圍世界具有強烈的好奇心和求知欲，這種好奇心和求知欲是推動學生科學學習的內在動力，對其終身發展具有重要的作用。對科學的認知就是學生對世界的概念不斷變化和改善的過程，在這個過程中，我們應不斷且有選擇地對某些基礎假設和觀點進行實驗，以找出最有效的改善方式。這樣的實驗建立在積累的知識之上，神奇的是，科學是對自然界進行永無止境的實驗研究，我們時刻準備通過觀察、討論、提出新觀點去不斷改變這些知識。

因此，我們在傳統就著課本講課本的教學模式上進行反思和創新，推進實驗教學法在小學科學教學中的應用，設計出高效合理的實驗方法，有效融合知識與實驗，不斷將科技前沿知識和最新技術成果融入實驗教學;綜合運用觀察、觀測、模擬、體驗、設計、編程、制作、加工、飼養、種植、參觀、調查等多種方式，促進實驗教學與現代新興科技有機融合;切實增強實驗教學的趣味性和吸引力，強化學生實踐操作、情境體驗、探索求知、親身感悟和創新創造;著力提升學生的觀察與比較能力、分類與概括能力、分析與歸納能力，培養學生獲得科學知識、解決科學問題的能力，培育學生的興趣愛好、創新精神和科學素養。

一、實驗教學法的應用步驟

實驗教學要遵循科學學科的特點，注意安全性、趣味性、科學性和可操作性，積極推動學生開展研究型、任務型、項目式、問題式、合作式學習，要按照明確標準、設計方案、實施計劃、改進完善、展示成果五個步驟實施。我們以蘇教版六年級下冊《能量的轉換》這一課為例，介紹這五個步驟。

（一）明確標準

教師根據教學內容，從學生的興趣指向出發，設計出可以激發起學生興趣和積極性的實驗，提前與學生對接可能出現的問題，明確實驗成功的標準。在《能量的轉換》這一課的教學中，我們考慮到小學生普遍對磁鐵有興趣，所以選擇讓學生制作一個電磁鐵，體會電能轉化為磁能的科學現象，明確提出成功的標準是做成的電磁鐵可以吸住金屬。

（二）設計方案

科學教學的實驗設計要避免懶散、無組織紀律的情況出現，不能由做實驗變成學生游戲。教師要提前考慮方案中各影響因素之間的關系，活動中要設計一系列任務，由學生分工合作，思考并完成。制作電磁鐵之前，為了使電磁鐵斷電立即消磁，我們選擇軟鐵作為材料，為了使鐵芯更加容易磁化，我們把電磁鐵設計為蹄形。

（三）實施計劃

在實驗過程中，我們要多用設問的方法引導學生思考自己的實驗步驟是否正確，實驗過程是否安全、科學。制作電磁鐵時，學生要注意線圈的長度、所采用鐵芯的粗細、線圈纏繞的方向等。

（四）改進完善

初步完成的實驗可能還存在不少問題，教師要點撥學生查找問題及問題產生的原因。在電磁鐵制作完成后，有部分小組的鐵芯不顯磁性，通過討論和觀察，我們注意到蹄形鐵芯上線圈的繞向必須相反，一邊順時針，另一邊則為逆時針。鐵芯不顯磁性的小組，都是線圈繞向相同，兩線圈對鐵芯的磁化作用被相互抵消。

（五）展示成果

實驗結束后進行集中展示，學生介紹活動過程中的收獲體會，并進行成果演示。學生的電磁鐵制作完成后，優秀小組在學?？萍脊澱褂[上展示成果，小組中的講解員現場向所有學生講解實驗過程與實驗原理。

二、實驗教學法的應用效果

（一）有助于提高學生觀察與比較能力

實驗教學法可以幫助教師指導學生開展基于觀察的科學探究實驗，借助多種工具觀察和比較自然界中的各類動植物和科學現象。如在教學蘇教版五上第一單元“白天和黑夜”時，這個單元要求學生學會用各種方法去探索光影之間的奧秘。我們帶著學生用卡紙、三角形硬紙板和指南針做了一個簡易的太陽鐘，每次下課后一起觀察三角形紙板的投影，記錄當時的時間。我們也在室內拉上窗簾，固定住地球儀和手電筒，和學生一起做了模擬晝夜變化的實驗，當自西向東緩慢轉動地球儀時，通過觀察，學生認識到太陽的運動和投影的變化是有規律的，地球不停地自傳，晝夜現象交替出現。在教學蘇教版六年級上冊第三單元“物質的變化”時，這個單元要求學生理解物質具有一定的特性與功能。我們分別進行了蠟燭受熱融化和蠟燭的燃燒兩項實驗，學生通過觀察蠟燭的變化，發現物質的變化分為兩大類：一類僅僅是形態的變化，如蠟燭受熱融化;另一類是產生新物質的變化，如蠟燭的燃燒。在教學蘇教版一年級下冊第四單元“動物與植物”時，這個單元要求學生能夠初步學會觀察世界、觀察自然的方法。學校有個“開心小農場”農學研修基地，每個班級在這片農場里都承包一塊地，我們就帶著學生來到小農場，指導學生用視覺、聽覺、嗅覺、觸覺觀察和感知小農場里的植物，學習使用放大鏡輔助觀察。

（二）有助于提高學生分類與概括能力

實驗教學法可以幫助學生在實驗中記錄整理數據，提高學生的歸納與概括能力。在蘇教版三年級上冊第三單元“固體和液體”教學中，這個單元要求學生能夠認識固體、液體，理解固液體的混合和分離。我們指導學生觀察白糖、食鹽、沙、食用油等不同物質在水中的溶解情況，并進行比較和分組描述，嘗試以能否溶解在水中作為分類依據，對這些物質進行分類。在教學蘇教版三年級下冊第一單元“植物的一生”和四年級下冊第三單元“昆蟲”時，這兩個單元要求學生能夠在觀察中認識和描述動植物的生命過程。我們分別指導學生種植一株植物和照顧一種小動物一段時間，觀察并記錄生物體的成長過程。嘗試用植物的不同器官進行繁殖，如種子、莖、塊莖、球莖等;觀察、描述和比較植物子代和親代的異同，如花的顏色、葉的顏色、大小與形狀等;通過飼養家蠶、觀察家蠶的生殖和發育，描述和比較動物子代和親代的異同，展示植物和動物生命過程的照片與觀察記錄。在教學蘇教版三年級上冊第二單元“聲音的奧秘”時，這個單元要求學生通過探索聲音的奧秘，進而初步探索感官世界。我們指導學生分辨不同物體發出的聲音，通過制造各種聲音，引導學生對不同的聲音加以簡單的區分和鑒別，對聲音的大小、高低、遠近、方向加以區分和鑒別;在對發聲物體進行觀察的過程中，理解聲音是由振動產生的。通過對聲音和聽覺的研究，發展學生對感官世界進行探索的興趣，培養學生對大量信息的歸納與概括能力。

（三）有助于提高學生分析與歸納能力

實驗教學法可以幫助學生分析實驗過程，建構科學理論模型，提高學生的分析與歸納能力。在教學蘇教版四年級下冊第一單元“冷和熱”時，這個單元要求學生在實驗中觀察、解釋生活中的冷熱現象。我們利用熱水、玻璃杯、蓋子等工具，模擬降雨的形成過程。學生通過分析明白當外界溫度發生變化且達到一定程度時，水會從一種狀態轉變為另一種狀態。在教學蘇教版四年級下冊第五單元“生物與環境”時，這個單元要求學生知道自然災害對生命的影響以及基礎的防災救災知識。我們以“自然災害危害大”為主題，帶領學生搭建微景觀，模擬臺風、洪澇、泥石流、沙塵暴等氣象災害，分析自然災害對生命和環境的影響，討論拯救微景觀生態的措施。在教學四年級上冊第三單元“常見的力”時，這個單元要求學生知道力可以改變物體的運動狀態。我們設計探究實驗，研究拉力的大小對物體產生的作用。準備一個小車，放在光滑平整的桌面上，設定好起點和終點，引導學生應用控制變量的方法設計實驗，探究拉力的大小對小車運動快慢的影響。通過搜集數據、歸納數據，學生建構起初步的運動與力之間關系的科學概念。

三、實驗教學法的應用案例

在教學蘇教版四年級上冊第四單元“簡單電路”時，我們向學生提出給學校的噴泉做一個簡易的水輪發電機，得到了學生的廣泛響應。一年級第二學期，學生曾學習過《玩轉小水輪》這一課，制作過簡單的小水輪，這次我們帶著學生在水輪上裝上了磁鐵和LED燈，水流沖擊水輪轉動，帶動轉子轉動切割磁感線，產生出的電流讓LED燈亮了起來。通過這樣的科學試驗，學生結合所學的科學知識，把抽象的科學原理應用到直觀的實物模型中，更好地將學會的科學原理應用到解決實際問題的工程技術當中。

在阜寧縣創建全國文明城市過程中，當時四年級學生剛學完“生物與環境”這個單元，大家都想為家鄉的“創文”貢獻一份力量。學校積極開展“文明小義工”志愿服務活動。以“我為阜寧添磚瓦，文明惠及你我他”為口號，帶領學生走向街頭，拾取街頭垃圾，調研縣城垃圾的分布，宣傳垃圾回收的意義;開展“變廢為寶校園時裝秀”活動，我們帶著學生從撿回的海量垃圾中找“寶藏”，將學生認為有設計感、有特點的垃圾洗干凈，設計制作方案，搖身一變，做成了一件件精美的定制成衣。我們邀請家長進校園，觀看學生穿上自己制作的服裝，在禮堂的T臺上走秀。通過這樣的科學試驗，學生認識到當代社會所面臨的環境問題，人類活動會對自然環境產生重大影響。

學校計劃重陽節當天，在阜寧廟灣古城進行一場直播義賣活動。學生提出想做一個簡單的輪船模型來模擬輪船在水中航行，在義賣當天演示，引導周圍的人更加關注我國航海事業。設計方案時考慮到時間、費用、場地等限制，動力只能由噴出的水和氣體提供。學生開始分工合作，一些組員負責輪船外形加工，一些組員負責測試不同的密封方法和達到的最大壓力，一些組員驗證水與空氣的比例產生推力的大小。在分析、測試的基礎上最終完成制作。我們發現，初步完成的作品還存在著不少問題，如輪船的密封效果不好、在水中翻滾、在水中解體等，針對這些問題，我們引導學生查找問題存在的原因，進行了有針對性的改進。制作完成后，我們在阜寧的廟灣古城進行了一場集中展示比賽的活動，附近參觀的居民熱情高漲，義賣成果喜人。通過這樣的科學試驗，學生在面對真實的科學工程問題時，會考慮到問題的復雜性，用科學的思維來解決生活中的科學難題。

綜上所述，實驗教學法的推進，改變了以往平淡無味的科學課堂氛圍，讓教師以游戲參與者的身份和學生一起實驗，提高了學生的科學探究能力，對促進學生核心素養的提高起到了關鍵作用。