優化實驗材料，提高小學科學課堂教學效率

□山東省淄博市張店區齊潤小學 楊菊紅

小學科學是培養、優化學生們自然知識體系、科學認知思維和基礎探究策略框架的關鍵學科。這門學科對于實驗活動有著較高的依賴度，因此對于本門學科的教學優化工作自然離不開對實驗教學活動的完善。絕大多數的小學生都還處在身心發育的起步期，因此以小學生們為目標群體的科學探究教學工作務必要體現出更大、更強的執行范圍和趣味引力，而這也恰恰是實驗材料優化理念維度下小學科學實驗教育能夠在新課程改革背景下彰顯出其重要價值的主要原因。為了從更高維度上體現出小學實驗活動的多維引導性，廣大任課教師理應持續強化對實驗材料的廣域研究和完善、運用力度，以此來彰顯出這些教學素材和科目教育理念之間互促、互進的能動關系。在筆者看來，這一方面的工作理當以下列幾方面作為主要抓手具體執行：

一、優化實驗器材和材料的選擇標準

對于材料的運用要以材料的科學選擇和靈活設計作為第一環節，這樣才能為后續工作的有序開展提供最為基本的空間和維度保障。同時在潛意識層面引導學生們對器材、材料的學習、認知用途形成比較完備、正確的主觀意識。小學科學教師在設計、選擇、應用實驗器材和材料的過程中，首先要把好“入門”關卡，從安全性和秩序性保障、迎合學生們總體特點以及為學生們發展服務這三個角度出發來設計、執行具體的方案、策略，讓實驗材料的優化工作擁有一個良好的開端。具體而言，小學科學教師要做好以下措施：

（一）注重對活動安全性和教學秩序性的保障

“安全不能代表一切，但是可以否定一切”，這是適用于所有社會事業的至理，教育工作自然也不會例外，保證學生們的安全和教學工作的秩序是每個教師在開展教學工作設計時都要優先考慮的關鍵問題。小學的科學盡管正處于“起步階段”，但是課堂的實驗仍舊會涉及很多類型的自然材料和現象，而小學生們又具有活潑、好動、追求新鮮的天性，因此在參加實驗學習時更可能出現一些安全隱患。出于對這些事實的認識和重視，小學科學教師在優化實驗材料設計、選擇工作環境時，應當率先作出活動安全性和教學秩序性的保證，一方面避免一些可能會在氣味、噪聲以及表面材質等方面給學生們帶來傷害的材料出現在課堂上。另一方面也要盡量避開那些由于外表、功能過于“花哨”而過度轉移學生們注意力的物品，這樣才能夠為后續實驗教學工作的有序進行提供最為基礎的保障條件。

例如對于《固體、液體的體積和質量》這一課的實驗設計，很多教師為了強化實驗的效果以及捕捉學生們的“眼球”而選擇在實驗用水當中加入“魔色劑”，然而這種“魔色劑”不僅包含一些有害的化學物質，而且會因為其隨著光線變化而變色的特點使學生們的注意力“跑偏”。因此，教師不妨選擇一些簡單的食用色素添加到水中作為材料，或者干脆用純凈水來安排學生們做實驗，以此來確保教學效果和學生們的安全。

在此基礎上，小學科學的實驗教學活動就有了最為基本的保障，學生們也能夠在個人意識層面充分重視起實驗活動的安全參與、執行，彰顯出了科學教育中“實驗安全教育”的重要成分。

（二）注重對小學生們總體特點的迎合性

具體到教育層面，任何一種教學材料的選擇在本質上都要凸顯出“投其所好”的特點，讓學生們能夠真正從中體會到運用材料開展相應學習、探究活動的價值和樂趣，使學生們得以將自己固有的認知、參與的熱情轉化為可控的主觀意趣，否則有關的教育活動必然會呈現得“死氣沉沉”，難以取得理想的執行效果。從總體角度來看，小學生的共性特征是比較鮮明的——資訊判斷意識相對感性，比較缺少自我修正和提升意識，對外界有著很強的好奇心，喜歡借助于自然感官認知渠道來獲取外界信息，認知邏輯較單一、機械……出于對這些事實的認識和尊重，小學科學教師務必在挑選實驗器材和材料的過程中有意識地彰顯出相應的趣味性、易操性和感性化特征。一方面使學生們得以憑借自身的感性推斷以及來自教師的簡單指導便可有效理解、消化、掌握相應器材、材料的實驗用途和使用策略，另一方面也能夠協助學生們從中獲得更為良好的實驗參與體驗感。當然，這一點理念要和上一點策略有機結合，做到“安全”和“趣味”之間的平衡，切不可顧此失彼。

例如對于《玻璃》這一部分的實驗活動設計工作，教師可能會在實驗中加入類似于“放大鏡”等“特殊玻璃”的展示成分，在具體材料的選擇上則會偏向于常規性的放大鏡；但是為了照顧小學生們特有的生活性特點，教師應當從生活中選擇那些更為學生們所熟悉的材料作為對應主題的實驗展示，比如防盜門上的“貓眼”或者老年人佩戴的“老花鏡”等，讓學生們借助這些材料來探究相應的實驗問題。

依照這樣的思路，小學生們對科學實驗活動的參與熱情會變得更加高漲，同時也能夠從活動中進一步感受到“科學”的無處不在，可以從能動激活的角度優化科學實驗活動的效力。

（三）注重對小學生們當前發展目標的服務性

所有的教育工作都是以“讓學生們學會知識、掌握技能、形成良好的習慣和意識”為主要目標的，并且要讓學生們在這個目標的達成過程中不斷發生相應的連鎖反應，這一點在以小學科學為代表的自然學科的實驗教育中也應得到充分的體現。筆者在調查中發現，不少小學科學教師對于實驗材料的選擇或設計都存在著“舍本逐末”的問題，要么過度追求“安全”來保證“不出亂子”，要么將材料選擇作為一種“噱頭”來作“表演性”的活動設計，都沒有將“引導學生們提高科學素養”作為真正的核心目標。為了有效解決這個問題，小學科學教師應當在進行實驗器材和材料的選擇、設計工作時，進一步根據當下小學生們的學科學習、應用方向以及目前科學教育工作的主題、方向和標準來做整體考量。一方面要從宏觀層面符合學生們當前階段的學科認知、理解水平，另一方面也要為學生們有意識地創造出更多具有挑戰性的實驗任務，鍛煉、強化他們的科學實驗設計、執行和總結能力。

比如對于《溫度計的秘密》這一課的實驗教學設計工作，教師可以先帶領學生們用熱脹膠做成的小膠棒來充分感受物體普遍具有的“熱脹冷縮”的物理特點。而后鼓勵學生們思考為何自己身邊的一些物品沒有像手中的熱脹膠那樣隨著溫度的變化而出現如此明顯的體積變化。最后再鼓勵大家利用手中的文具盒、教科書、橡皮和水等不同的材料設計、執行類似的對比實驗并總結出比較科學的結論。

借助這一理念，小學生們可以在科學實驗活動中實現從“模仿者”向“探索者”的身份轉變，在意識、能力和習慣上具備更為良好的科學實驗設計、執行條件，從而達成高維的科學素養、提升目標。

二、體現教師對實驗器材和材料運用的指導性

小學生們對于新鮮的事物都有著很強的接觸欲和嘗試欲，這既是組織他們開展相應學習活動的一大優勢，同時也有可能成為妨礙教學工作效果達成的巨大阻礙。因此，小學科學教師在指導學生們運用實驗器材、材料時要準仔細地權衡，一方面保證學生們能夠在更大程度上發展自己的科學學習、探究、應用思維，另一方面也能確保他們在總體的學習、認知方向上沿著正確的軌道前行，繼而達成高維的教育引導目標。這一目的的達成要從以下幾點來落實：

（一）在器材、材料的使用方法上給予學生們足夠的自主空間

任何科學成果的取得都是來自一個個奇思妙想乃至于一次次的“靈光乍現”，這些都不是“一板一眼”的模仿所能夠達成的，同時也要在自然且有效的自主認知活動當中得到實踐驗證的“加持”方能實現效果的正向疊加。筆者在日常觀察中經常發現，有不少小學科學教師都習慣以“保姆”的身份參與到學生們實驗材料使用活動的指導工作當中，為學生們的實驗探究工作畫上了過多的“條條框框”。誠然，這種表現更多的是出于對學生們和教學活動安全、秩序的保障，但是這種矯枉過正的執行方式也會在客觀上挫傷、限制學生們的自主探究積極性和實驗活動的生本促成效果。因此，小學科學教師需要在指導學生們做實驗器材、材料的具體使用方法時做到“抓大放小”，允許乃至鼓勵學生們在確保安全的前提下嘗試更多的器材、材料，使用方向、策略。一來驗證學生們腦海中的各種奇思妙想，二來也為他們對實驗器材、材料的運用以及目標科學知識的理解、吸收提供更多的支點。當然，這一方面的工作也必須要體現出對學生們思維意識層面的有力引導，讓學生們從主觀上形成保證個人活動發展的科學性和效果性，繼而讓教學指導成效得到實質性的鞏固、擴大和優化。

例如在組織學生們進行《聲音的產生》這一部分的實驗活動時，教師可能會提供給學生們“音叉”這種工具，那么在完成了基礎性的實驗探究工作之后，教師還可以鼓勵學生們圍繞“音叉”在實驗中的用途和作用，表現形式來大膽設計出更多用“音叉”探究聲音產生方式的實驗方案，并為這些方案的生本執行提供合理的建議和指導，看看誰的“腦洞”最大、設計出的特色實驗方案最多。

這種模式的有效落實給了學生們更大的自由空間，能夠讓實驗器材、材料的學習、探究路徑變得更為寬廣，并在客觀上促進了學生們對科學實驗活動參與熱情的激活和強化，可謂是“一舉三得”。

（二）在器材、材料的使用方向上給予學生們必要的科學指導

“傳道、授業、解惑”和“授人以漁”之間并不是矛盾對立的關系，相反地，理想的教育追求的是“悉心指導”和“放手發展”之間的有機結合。“放手發展”在上一點中已經得到了體現，那么教師接下來要做的就是“悉心指導”方面的“文章”。不得不承認的是，絕大多數的小學生們所積累的認知經驗是相對匱乏的，同時也不具有十分豐富的探究思路和策略，因此在面對那些科學實驗器材、材料——尤其是比較專業的器材和材料時往往要憑借自己的猜測來推斷它們的功能和用法，這不僅會導致類似于“緣木求魚”的問題的出現，也會帶來不小的安全隱患。為了進一步解決這個問題，小學科學教師務必要在尊重學生們的主觀能動性的大前提之下，有意識地對各類實驗器材和材料在實驗活動當中的多元使用方法和方向為學生們提供必要的提示和指導，在大方向上保證課堂實驗的有序、有效性，以此來引導學生們盡快形成良好的活動意趣和器材、材料運用靈感。

比如對于《地球上的水》這一部分當中涉及“污水處理”這一方面的實驗教學方案設計工作，教師不妨在學生們借助過濾紙來完成污水凈化工作時，建議并指導他們同時借助引流棒和更多的過濾紙來自行設計出一個簡單的“污水過濾＋循環”裝置，嘗試著將過濾完的水收集起來，并根據大家的實踐操作成果和這個裝置的完整度、功能性來評選出若干個“小小設計師”。

如此一來，學生們便能夠對目標實驗器材、材料的核心功能和基本用途形成比較準確、清晰、全面的認識，為他們后續圍繞科學實驗而形成的能動素養提高提供必要的保證和幫扶。

三、體現學生們在科學實驗活動中器材和材料運用的自主性

小學生們的探究、認知熱情是有著比較良好的“基本盤”的，這個“基本盤”的表現就是對于未知事物和新鮮工具的能動接觸和創新性使用。正如筆者在前文當中所提到的，科學知識的形成來自一次次自主的思考和探究，而素質教育的核心就是要推崇“授人以漁”的自主引導理念，這些都是應當為全體科學教育工作者所認同、踐行的不二至理。基于這些認識，小學科學教師應當從根本層面出發，深刻認識到科學實驗器材和材料所具備的多元、多向運用和開發價值。積極鼓勵、幫助學生們在結合一些基本思路掌握實驗器材、材料在有關實驗活動當中的常規運用方法的基礎上，從更多方向出發去開展更多個性化的實驗嘗試，同時還可借助于為學生們提供、布置不同的形式、難度、方向的探究活動目標更好地激活、釋放自己天馬行空的想象，以此來進一步彰顯出科學實驗活動對小學生們深度智力資源的有機開發和能動利用。

例如同樣是在《玻璃》這一部分中有關“放大鏡”的實驗教學過程中，有不少學生們會對“放大鏡”這一工具的作用感到十分的好奇，那么小學科學教師便可以嘗試著組織學生們在課下時間利用自己手中的放大鏡去觀察一些身邊的類似于螞蟻、蚯蚓、蜜蜂等小生物，進一步感受、挖掘、體會放大鏡作為一種觀察工具的切實作用；并可試著用語言指導的方式讓學生們嘗試用放大鏡去聚光，為這一活動的開展開辟出第二條思路。

如此一來，小學生們的科學認知思維就可以在實驗材料、器材的支持下得到更為有效的塑造和發展，同時能夠從自主的角度出發來完善對科學課程的學習價值、方法的理解，繼而達成更好的發展目標。

在執行以上幾方面主要策略的基礎之上，小學科學教師在引導學生們利用實驗器材和材料參與實驗探究活動時，可以結合實驗活動本身的跨領域特點，幫助小學生們探索同一類材料在不同范圍內的使用方法和效果，以此來讓學生們在認知和行為上構建起立體性的活動探究格局。此外，小學科學教師也要重視對家校合作平臺的有效利用，一來為家長提供一些開展居家科學小實驗的方案，二來讓家長認識到引導子女學會選擇實驗材料并開展自主實驗活動的價值和意義，從而讓有關工作的優化進程得到更多的資源補給渠道。

四、結語

教育絕對不是“一條路走到黑”的機械牽引，而是在尊重客觀規律的基礎上，以靈活、多元的方式幫助學生們實現多方面素養的聯動成長和個人潛能的豐富挖掘。廣大小學科學教師要真正認識并努力踐行這一認知，將實驗器材和對材料的利用融入科學實驗教育活動的設計和組織當中，幫助學生們從不同角度、方向出發去獲取知識、掌握技能、形成習慣、生成素養，讓每個學生們都可以憑借個性化的優勢條件來實現思維認知方面的融會貫通和蓬勃發展，從而為他們將來更高階段的學習、成長提供有力的保障。