小學科學實驗教學的創新探討

□ 浙江省杭州市蕭山區新街第三小學 王曉鋒

傳統小學科學學科教學中，教師普遍存在重理論、輕實踐的教學誤區，過多關注科學理論性知識講解，而忽略了科學實驗及各類實踐活動的組織創設，限制了學生科學學科學習質量，也不利于學生科學綜合能力成長。在強調學生核心素養培養的當下，小學科學教師必須轉變傳統教學觀念，重視科學實驗教學資源的開發整合，創新各類科學實驗教學活動組織開展，構建多元化、體系化、趣味化科學實驗教學體系，實現科學實驗的有效教學。

一、創新實驗教學情境，調動學生探索興趣

教師全面解讀科學實驗教學要素，選擇合適的要素內容切入教學情境創設，借助生活情境、問題情境等情境教學手段，調動學生科學實驗探索興趣。

1.創設生活情境

小學科學教學內容的實用屬性最為突出，各類科學知識、實驗活動都能在學生日常生活中找到對應的教學模型。教師要利用好這一學科屬性，通過創設生活教學情境，將生活元素融入科學實驗教學活動中，為學生營造更具真實性、生動性的實驗學習環境，激發學生科學實驗學習思維活力。教師根據生活化教學情境創設需要，挖掘生活材料進行科學實驗設計，用取材簡單、成本較低的生活物品優化科學實驗材料選擇，增強實驗教學的簡便性。

教師善于從小學生生活視角發掘生活情境創設切點，拉近科學實驗教學情境與學生的距離，激發學生科學實驗探索興趣。如教學“水能溶解一些物質”時，教師在課堂中用白砂糖和溫開水現場制作“糖水飲料”，邀請學生到臺前品嘗，讓學生說出品嘗到的味道。學生課堂學習響應積極，品嘗后都能說出“飲料”是甜的。教師繼續引導學生思考，你們看到水里的糖了嗎？學生觀察后發現白砂糖都“消失”了，好奇糖去了哪里。教師順勢導入科學實驗教學活動，為學生提供燒杯、水、白砂糖、食用鹽、沙子等材料，組織學生模仿教師的實驗操作方法，嘗試將其溶解在水中。此時學生科學實驗探索欲已經得到充分調動，積極投入到實驗操作學習當中，順利總結出一些物質可以溶解在水中，也有一些物質無法溶解的實驗結論，對物質的溶解構建了初步認知。

2.創設問題情境

科學實驗教學注重學生多種學習感官調動，不僅強調學生用眼看、用手做，還要指導學生進行有效思考，圍繞科學實驗展開深度學習。教師采取創設問題情境的教學手段，以實驗學習問題為抓手，引領學生緊密圍繞科學實驗教學主線展開探究學習，強化學生科學實驗學習意志。科學實驗教學問題的類型較為多樣，教師要立足學生實驗學習認知需求，整合啟思型問題、驅動型問題、總領型問題、引導型問題等不同類型問題素材投放課堂，使其更好地服務于學生科學實驗學習思考。

教師要兼顧問題情境創設的學科性、趣味性，活用趣味問題啟迪學生科學實驗學習思維。如教學“溶解的快與慢”時，教師創意設計導學環節，將一包白糖倒入涼水中，讓學生觀察白糖是否完全溶解。教師小結并提出問題，杯子中的白糖并沒有完全溶解，你有什么辦法加快它的溶解速度呢？用緊扣課堂教學主題的情境問題，將學生學習思維引向物質溶解速度的思考上。學生主動思考，結合生活經驗提出用攪拌的方式加快溶解、用熱水進行溶解、把白砂糖碾碎加快溶解等實驗方案。教師一一板書學生提出的策略，針對性提供實驗材料組織學生進行實驗操作，逐一驗證這些實驗猜想。學生通過實驗總結出物質溶解快慢的影響因素，順利生成科學新知。

二、創新實驗組織形式，強化學生認知體驗

教師創新科學實驗組織形式，立足學生科學實驗認知能力及操作水平，開展更多小組合作實驗、信息虛擬實驗，保證學生科學實驗學習頻次，完善學生科學實驗認知體系。

1.開展合作實驗

由于科學學科學習經驗不足，很多小學生的科學探究方法和科學實踐水平都存在較強局限性，不具備獨自完成科學實驗活動的能力。教師組織開展合作學習實驗活動，根據班級學生學情差異進行合理分組，讓不同學科能力特點的學生構建科學實驗學習共同體，合作完成科學實驗學習任務，培養學生協作配合的科學探究精神，提高學生科學實驗學習品質。

教師做好合作實驗活動分工設計，讓學生在科學實驗中扮演不同角色，增強學生科學實驗學習參與感。如“探索尺子的高音變化”科學實驗教學，教師按照科學探究教學進程，先利用撥動尺子發出聲音的演示實驗提出探究課題，啟發學生思考：尺子伸出的長度變長或變短，發出的音高會發生變化嗎？讓學生作出自己的實驗猜想，并設計對應的探究實驗方案完成驗證。學生實驗前作出的猜想五花八門，但合作交流后，設計的實驗方案都是類似的。教師組織學生有序開展合作探究實驗，小組各成員分別負責操作實驗、記錄音高、記錄尺子震動快慢、繪制音高變化柱狀圖、分析實驗現象等學習任務。小組合作實驗教學模式下，學生的實驗學習效率顯著提升，結合實驗現象總結出“尺子伸出長度越長，振動越快，音高越高”的實驗結論，對音高概念及其影響因素建立了更加深刻的認識。

2.開展虛擬實驗

受限于實驗教學的客觀條件，一些實驗操作難度過大、實驗演示效果不好、強調微觀層面變化、跨時間較長的實驗活動難以在科學課堂中進行實際操作，學生只能通過閱讀文字或圖片素材了解實驗內容，直觀教學效果大打折扣。為此，教師要具備信息化教學能力，針對這些實驗內容搜集整合數字化教學資源，開展虛擬科學實驗教學活動，彌補實驗展示的教學缺失，確保學生科學實驗學習效果。

教師豐富科學實驗信息化教學載體，整合音頻、動畫、視頻微課等多種數字化資源輔助科學實驗教學。如“我們是怎樣聽到聲音的”小節教學的一大難點是教會學生掌握耳的各部位結構及功能。從知識特點來看，該模塊知識內容相對枯燥，且缺少相關實驗的支持，學生學習起來積極性不高，學習效果欠佳。教師利用信息技術教學手段引入視頻微課素材，用視頻微課的動畫形象，生動地向學生講解人耳各部位的結構及其功能。小學生對動畫形象有著天然的學習興趣，都能認真地觀察和學習相關知識，教學效果明顯優于閱讀教材。視頻微課最后以模擬實驗的形式展示了音波從外耳道進入人耳，一直到人腦形成聲音認知的全過程，將無法直觀觀察的實驗現象用信息化形式呈現給學生，提高學生科學知識理解的準確度。

三、創新實驗評價指導，促進學生個性發展

教師調整科學實驗教學評價的側重點，以實驗評價為抓手，指導學生科學知識準確建構和學習方法多元應用，促進學生學科能力個性發展。

1.指導知識構建

學生通過科學實驗學習能夠觀察到直觀具體的實驗現象，對科學實驗內容建立感性認知，但要將其轉化對應科學知識的理解建構，還需要教師發揮科學實驗教學的主導作用，有針對性地引導學生實驗學習思維，為學生構建科學實驗現象與抽象科學知識的聯系橋梁。教師精細化設計科學實驗教學方案，按照科學實驗教學流程安排，穿插課堂評價和認知指導，幫助學生梳理實驗學習思維脈絡，選擇合適的切入點提煉科學知識要素，促進學生科學知識自然生成。

教師正確認識小學生抽象思維能力不夠成熟的客觀學情，加強科學知識構建評價指導，助力學生科學知識理解建構。如教學“水的蒸發和凝結”時，學生在“探究水蒸發快慢與溫度高低的關系”實驗學習中，能夠根據水的體積變化或質量變化，順利聯想到水蒸發快慢與溫度的關系，但在“觀察水蒸氣的凝結現象”實驗學習中，一些學生雖然觀察到玻璃杯外壁上凝結的水珠，可是沒辦法將其與水蒸氣的凝結現象聯系到一起，難以理解水珠是如何形成。基于此，教師針對性進行知識建構指導，帶領學生回顧空氣的成分構成，讓學生意識到空氣中存在“氣態水”，即水蒸氣，引導學生思考，當水蒸氣遇到溫度較低的玻璃杯外壁時是會吸收熱量還是釋放熱量？這種熱量變化會造成氣態的水變成什么？為學生抽象提煉科學知識搭建思維著力點，幫助學生突破實驗認知難點。

2.指導學法應用

教師加強科學實驗教學學法指導，向學生傳授更多高效的實驗操作技巧及實驗分析手段，豐富學生科學實驗學法應用。小學科學實驗涉及了很多常規實驗裝置、實驗材料的使用，掌握這些裝置材料的使用方法是奠定學生科學實驗實操能力基礎的重要保障。教師在科學實驗開始前，要著重強調這些操作方法的重要意義，詳細解讀每一種實驗裝置和實驗材料的使用方法、注意事項，確保學生準確掌握后再組織實驗操作學習。

科學實驗教學最為講求合理性、規范性。教師要加強科學實驗學法指導，培養學生規范化操作的實驗學習觀念，保障科學實驗教學活動安全進行。如“溫度與水的變化”小節教學中一個重要的實驗就是“觀察水加熱時的變化現象”，實驗需要使用到酒精燈、溫度計等常用器材。教師組織學生動手操作實驗之前，必須做好酒精燈和溫度計正確使用方法的指導，特別要強調酒精燈的正確點燃方法、正確熄滅方法、酒精燈潑灑后的正確滅火方法；溫度計的使用溫度范圍、測量時的規范操作要求……并通過多次操作演示和指導學生到臺前操作等方式不斷強調這些操作要求和注意事項，確保每個學生都能認真對待實驗內容，規范操作實驗步驟。學生實驗過程中，教師也要做好實驗監督指導，一旦發現學生操作錯誤，要及時指出，不斷強化學生規范操作的實驗意識，加深學生各種實驗器材的操作方法學習印象，為學生之后操作學習更多科學實驗活動打好基礎。

四、創新實驗拓展教學，拓寬學生科學視野

教師關注科學實驗的拓展教學，通過推出更多的親子實驗學習活動、科學研學實踐課題，實現課堂教學與課下實踐的多點對接，強化學生探究實踐能力，拓寬學生科學學科學習視野。

1.推出親子活動

教師推出更多親子性科學實驗活動，指導學生在家長配合下完成科學實驗學習活動，實現科學學科教學的家校聯動，強化學生科學學科應用意識。不同于科學課堂實驗教學，學生在家庭環境下能夠選用的實驗材料相對單一。教師設計親子科學實驗時，要更具靈巧性和創新性，善于從學生家庭環境中找到合適的科學實驗材料，并根據這些材料特點，靈活調整科學實驗步驟設計，確保科學實驗活動的可操作性，使學生在親子實驗活動學習中更好地內化所學科學知識。

親子科學實驗有著多重教育價值，教師要加強與學生家長的聯動配合，提高親子實驗活動教學效果。如“設計我們的小船”小節教學后，教師通過信息平臺與家長分享學生的設計作品，并向家長提供多樣化的船只設計方案，讓家長根據孩子的設計成品，進行針對性優化，完善船只設計方案，在家中和學生共同完成船只的制作。家長在學生設計方案基礎上加以完善，和學生一同完成船只制作工作，優化了學生船只設計和制作的科學性，提高了學生科學實驗完成品質，還增進了家長與孩子的親子感情，收到了一舉多得的實驗教學效果。

2.推出研學課題

科學學科教學有很強的可拓展性，在強化學生研學意識，培養學生創造性學習能力等方面有獨特優勢。教師貼近科學實驗教學特點，推出多樣化研學實踐課題，鼓勵學生圍繞特定科學知識、實驗內容展開深度研究學習，從更多層面建立科學認知。教師設計具有較強開放性的科學研學課題，引導學生多渠道、多方法的探究應用科學知識，延展學生科學認知思維域度。

教科版小學科學教材中編排了很多拓展性教學內容，都可以作為有效的研學課題創設切點。如“分析一個實際的環境問題”小節教學內容有著鮮明的研學屬性，教師布置課下作業時，便聯系學生生活實際投放研學實踐任務，要求學生通過信息網絡、報刊讀物、實地考察等途徑，了解所在地區存在哪些較為突出的環境問題，以學習共同體為單位，分析這些環境問題的成因、治理措施和取得的成果，并結合治理現狀提出自己的解決策略。學生完成研學課題，不僅鞏固了單元知識認知理解，強化了學生科學知識、科學方法應用能力，還充分鍛煉了學生信息收集和整合能力，切實提升了學生科學實踐學習綜合素養。

小學科學教師加強科學實驗教學活動的多元組織，創新探索科學實驗教學有效模式，既是改善小學科學學科教學生態，提高學生科學知識認知效果的關鍵措施，也是核心素養教育理念提出的必然要求。創新實驗教學情境、創新實驗組織形式、創新實驗評價指導、創新實驗拓展教學等，都可以作為小學科學實驗教學創新優化的有效切入點。教師要樹立創新教學觀念，根據科學實驗教學需要，靈活選擇實驗創新優化教學策略，不斷提高科學實驗教學的實效性，推動學生科學學科綜合能力的發展。