陳 蓉
(南京市高淳區淳溪中心小學 江蘇南京 211300)
小學科學是一門以觀察實驗為基礎的學科,通過實驗活動的開展,能夠讓學生的實驗探索精神得以養成,動手能力得以提高。學生通過實驗能感受到科學學習的樂趣,進而使學生自主學習能力得以提升,帶給學生主動學習科學的源動力。尤其對于中年段學生而言,實驗是其科學學習的重要載體,也是其感受科學真實、現實,并在頭腦留下深刻印象的重要方法。教師更加需要結合學生的實際情況,不斷探索實驗活動開展策略,把實驗活動組織好,讓學生在課堂中有序進行實驗活動,動手動腦,積極體驗,經歷科學探究的過程,讓學生在實驗活動中感受科學學習的無盡樂趣,為學生的終身發展奠定基礎[1]。
中年段的學生經歷過幾年的科學學習,他們的觀察能力、動手能力已經得到了很大提高,也具備了一定的實驗探究能力。新課標要求:科學課程要培養學生的核心素養,要求學生在學習科學課程的過程中,逐步形成適應個人終生發展和社會發展所需要的正確價值觀、必備品格和關鍵能力[2]。
在科學探究方面:新課標要求中年段學生要在教師的引導下能夠從具體現象與事物的觀察、比較中,提出可探究的科學問題,能夠嘗試做出自己的假設,設計簡單的探究計劃,能夠用語言簡單描述實驗現象并根據實驗現象得出結論。要達到新課標的要求,就必須開展好實驗活動。但是這個年齡段的學生注意力易分散,實驗能力有待提高,因此,要求教師運用一些可行的教學策略,起到事半功倍的效果。
科學課堂教學的開展不再局限于理論知識的傳授,而是讓學生結合實驗理解科學知識的由來,讓學生對科學知識予以更深層次的理解。這就讓學生的科學知識學習變得簡單易懂,讓學生在不知不覺的實踐中形成嚴密邏輯的思維能力。其次,通過實驗活動的開展,課堂教學內容更加豐富,學生更加感受到科學課堂的樂趣,對于推動學生的學習積極性大有裨益,是學生實現科學可持續學習的重要方法。此外,借助實踐活動的開展,學生能夠通過自己的雙手進行實踐操作,能夠讓學生的體驗感更為真切,帶給學生真實的科學“觸摸”之感。
科學實驗活動的開展要堅持從觀察入手,通過細致觀察的引導,讓學生了解實驗開展所需要關注的內容和方面,引導學生通過觀察得出相應的科學結論,從而推進學生科學探究活動的進行[3]。
比如,在進行“熱空氣和冷空氣”教學過程中,教師給同學們演示了一個有趣的實驗,使用卡紙剪一條紙蛇,將紙蛇放在火焰上方約10厘米處,點燃蠟燭對著蛇尾的斜面,同學們可以觀察到紙蛇傳動后蠟燭熄滅。在開展實驗之前,教師給每位同學發了一張小卡片,卡片中有相應的觀察表格,包括實驗內容、不點燃蠟燭前現象、點燃蠟燭后現象,這就讓同學們的觀察過程分成不同的環節,同學們完成表格的過程便是對實驗細節細致觀察的過程。最后,教師還將卡片收回,了解同學們的觀察記錄,有針對性地進行實驗調整。
跟低年級相比,中年段科學課堂的觀察有以下幾個特點:觀察前有目的、有計劃;觀察過程中需要邊觀察、邊記錄;觀察結束需要在全班交流匯報。比如,在進行“土壤的成分”教學過程中,觀察花園土這個環節,首先讓學生預測花園土的成分是什么。這就為接下來觀察花園土設定了目標,找花園土中是否有自己預測的成分。在觀察花園土的時候,學生邊觀察邊把結果記錄在氣泡圖中。觀察結束,教師請一些同學將氣泡圖展示給其他同學,同學在匯報過程中發現自己的沒找到的成分,豐富完善自己的氣泡圖。
仔細觀察,描述、記錄觀察到的現象,也是提高學生思維能力的有效途徑。比如,在進行“紙”教學過程中,有一個環節:比較幾種不同類型紙的吸水能力,實驗方法很簡單,用膠頭滴管滴一滴紅色水,需要注意水滴的高度和水滴的大小保持一致。學生按照要求進行了該實驗活動,接下來就是觀察水滴擴散的面積。在這里,作為一名科學教師就要思考,如何讓學生細致觀察呢,如何才能比較出水滴在紙上的擴散面積,而不僅僅用語言描述哪種紙的面積大,哪種紙的面積小。采用的策略是利用實驗記錄單要求學生將觀察到的水滴擴散面積畫出來。這樣的設計不僅讓學生在觀察過程中有目的、有任務,還能為后面比較紙的吸水能力提供具體的證據(如表1)。

表1 不同類型紙的吸水能力
讓學生親手進行實驗操作,不僅是學生動手能力提高的重要方法,還能夠讓學生通過自身的參與感受實驗過程的樂趣,并讓學生通過實驗操作體會不同材料的應用方式,達到開闊學生眼界的目的。
比如,在“固體熱傳遞”教學過程中,分別給同學們發了蠟燭、金屬湯匙、試管夾、酒精燈、火柴等材料,讓學生參與實驗活動。讓同學點燃蠟燭,并在湯匙前端、中端和末端分別遞上蠟油,待其凝固,此時點上酒精燈,用試管夾夾住湯匙,并觀察酒精燈對湯匙的加熱現象,了解不同位置蠟燭的融化情況。通過這樣的實驗過程,同學們能夠用手感觸到熱的傳遞效應,也觀察到了蠟燭熔化的先后順序,對于熱的傳遞有了更為直接的感觸,參與科學實驗過程帶給學生直接的實驗體驗。
在教學“聲音的產生”一課時,為了讓學生弄清楚聲音產生的原因,教師設計了一系列的實驗活動,如彈撥橡皮筋、彈撥鋼尺、敲擊鼓面、敲擊音叉等。學生動手,邊做邊觀察記錄現象,在彈撥橡皮筋的時候,發現橡皮筋在發聲時上下來回運動;彈撥鋼尺發現鋼尺在發聲是也是上下來回運動;敲擊鼓面,小鼓發出聲音,鼓面的紙屑上下來回運動;敲擊音叉后,音叉發出聲音,用手觸碰,手感覺到麻麻的。通過實驗活動,學生就能輕松發現這些發聲物體的共同特征,最后歸納出聲音產生的原因是物體的振動。實驗活動的有效開展,讓原本復雜的問題變得容易理解。
在科學課堂,學生獲取的不僅僅是科學知識,比知識更重要的是學生的科學思維以及動手實踐能力。根據科學知識設計學生喜聞樂見的科學活動,創設愉快的教學氛圍,引導學生在實驗活動中掌握科學知識,培養科學思維,提高實踐能力。比如,在“土壤的成分”教學中,土壤中有空氣這個科學知識的時候,教師設計了一個簡單的觀察實驗:將板結的土塊放入水中,引導學生觀察土塊放入水中的一瞬間的現象,然后讓學生描述觀察到的現象,根據現象得出結論。學生很容易就觀察到土塊放入水中有氣泡產生,說明土壤中有空氣。相信這個知識點會深深印刻在學生的腦海中,實驗活動讓學生獲得科學知識的過程變得生動有趣。基于此,這就要求教師在教學中創造更多機會,讓孩子親手操作,感知過程[4]。
科學實驗活動的開展并不局限于課堂之上,生活中的很多現象和材料都可以與科學實驗相結合,只有讓科學實驗的開展延伸到生活之中,讓學生在生活中體味實驗開展的意義,讓生活材料應用到實驗之中,才能讓科學實驗活動開展更為有效。
比如,在進行“液體和氣體的熱脹冷縮”教學過程中,并沒有局限于課堂實驗,來讓學生了解熱脹冷縮現象,而是讓學生從生活中觀察熱脹冷縮現象的表現,帶動學生感受熱脹冷縮現象利用方式。水銀溫度計會因為溫度升高而“脹”,這種溫度計通過液柱上升的方式來進行溫度顯示;夏天的電線會因為溫度升高而下垂,架電線時不能拉得太緊;自行車的輪胎在夏天更加容易爆炸,不能充氣太足;鐵軌在鋪設時需要留縫隙等。教師通過生活中學生所熟悉的現象引入,再結合課堂實驗活動的開展,都讓學生對熱脹冷縮現象有了更為深刻的認識。此外,讓學生們將生活材料引入到實驗之中,通過長時間的熱脹冷縮現象觀察了解溫度對生活材料的影響,讓同學們的生活觀察能力得到提高,使科學實驗與生活的結合度更為緊密。
生活中家庭小實驗是科學課堂實驗活動的補充,教材中有些實驗活動無法在學校內完成,需在家中在家長的幫助下完成。例如,蘇教版三年級上冊的“制作肥料袋”,就需要學生在家中制作,然后每天照料、觀察肥料袋,把肥料袋的變化記錄下來,讓學生親身經歷土壤變肥沃的過程,體會到土壤變肥沃的不易,形成保護土壤的意識。
中年段的種植和養殖活動也需要在家中進行一段時間的種植或養殖活動。例如,在進行蘇教版科學三年級下冊第一單元《植物的一生》教學時,這個單元要求學生通過親手種植番茄或黃瓜,觀察記錄植物的生長過程,了解植物的生命周期,認識植物的構造和各部分的功能,為四年級學習植物的營養與繁殖,六年級學習生態平衡打下基礎。學生在近2個月的時間里,要親手種植番茄或者黃瓜,照料它們,觀察記錄它們的過程。對記錄要求做了詳細的指導,提供記錄表格,表格內容填寫完整包括日期、天氣、時間、地點、觀察對象。學生可以通過畫圖加文字的方式或者拍照加文字說明;可以觀察植物的莖、葉、花、果實,從莖的高度、粗細、葉片的大小、數量、形態的變化以花朵的顏色、形態上做記錄;堅持每天觀察,如有變化及時記錄,沒有變化可不記錄。學生從播種到收獲,按照生長過程依次展開根、莖、葉、花形態的觀察和作用的探究,最后概括出綠色開花植物生長過程的共同特征(表2)。

表2 觀察日記
通過本次種植活動,學生對植物一生各個階段的特點有了豐富感性認識,從根、莖、葉、花、果實、種子都有了全面了解。種植作業不僅提高了學生的觀察能力,也使他們養成了樂于長期觀察記錄的好習慣,同時體會到蔬菜種植的不易,對學生形成熱愛植物、愛惜糧食的價值觀有巨大的推動作用。
科學實驗活動的有效開展,還在于學生是否有足夠的自信。三、四年級的學生是形成自信的關鍵時期,他們受到老師表揚或鼓勵時學習勁頭明顯提高。這就要求教師在每堂課中要努力發現學生的賞光點,關注到每一位學生。只要有一點點進步,或者有好的想法,就要及時表揚。恰如其分的表揚能調動學生學習的積極性,增強自信心[5]。
例如,《浮力》一課中研究影響物體的沉浮因素時,教師拋出問題:哪些因素會影響物體的沉浮?學生會想到越重的物體越容易沉,越輕的物體越容易浮。學生根據回答,可以歸納出物體的質量是影響沉浮的因素。教師繼續引導,輪船質量很大,為什么可以浮在水面?部分學生可能會想到物體的體積也會影響沉浮。這時,教師就可以對學生的回答給予表揚,表揚他們會思維靈活,肯動腦筋。接下來具體研究質量和體積是如何影響物體的沉浮的,在研究質量的時候,教師引導學生思考在這個實驗中保持不變的量是什么,需要改變的量是什么。學生根據教師提供的材料(相同大小的空心球、橡皮泥、電子秤等)設計實驗方案,然后在全班交流實驗方案,發現問題及實驗設計的閃光點,最后形成完善的實驗方案。這個過程中教師是引導,學生是主導。教師要積極地啟發學生思考,讓科學課堂生動活潑,讓學生的思維發生碰撞,這樣的科學課堂是吸引學生的,是有活力的,是對學生終身發展有利的。
又有如,在執教《點亮小燈泡》一課時,第一環節是,提供導線、電池、小燈泡,讓學生嘗試用這些材料讓小燈泡亮起來。這個實驗活動對女生來說,有一定難度,她們在平常的生活中對電可能不像男生那么感興趣,動手能力欠缺一點。此時教師的鼓勵、表揚可能會讓她們更加積極的動手嘗試。教師可以要求學生將連接的方式畫出來,能點亮小燈泡的連接方式和不能點亮小燈泡的連接方式都要畫出來;可以將學生畫出來的連接方式,貼在黑板上。此時,學生肯定想知道,到底怎樣連接,為什么要這樣連接。教師順勢引導學生觀察小燈泡的內部結構,帶著問題,學生的學習效率和積極就會大幅度提高。知道各個電路元件的結構后,教師再次讓學生嘗試點亮小燈泡,對所學知識進行檢驗與鞏固。學生從經歷錯誤嘗試到正確連接比直接正確連接,對知識的記憶更加深刻[6]。
在實驗活動中,老師要用一種賞識的、鼓勵的、肯定的眼光來評價學生進行的實驗活動,哪怕實驗活動失敗了。如果實驗活動成功了,要讓學生充分體驗到成功的喜悅,并且要把學生在實驗活動中遭遇到失敗和困難轉化成學生再思考、再探索的、再學習的動力。
實驗活動的開展,讓課堂教學內容更加豐富,帶給學生科學探索的方法,引導學生從實驗活動中,從生活實踐中感受科學學習樂趣,并將所學習到的科學知識應用于生活的方方面面。將課堂與生活緊密聯系,生活中的現象蘊含科學道理能用所學科學知識進行解釋。反過來,課堂所學的科學知識、科學思維、動手能力能應用于生活,解決生活中遇到的科學問題。教師更加需要立足于學生興趣進行科學實驗活動的開展,讓實驗推動學生向著科學領域不斷邁進,放手讓學生盡情體驗,帶給學生全新的課堂學習感受。