科學實驗在小學科學教學中的應用

摘要：實驗教學是小學科學教學中不可缺少的一環，教師如果只傳授科學理論知識，卻不讓學生動手實驗，就會阻礙學生對知識的理解，難以培養學生的動手能力。文章簡要地對小學科學實驗教學的現狀進行了分析，提出了相應的教學策略，希望能夠有效推進小學科學實驗教學的開展。

關鍵詞：科學實驗；小學科學；實驗教學

作者簡介：蘇永紅（1969—），女，甘肅省白銀市白銀區第四小學。

《義務教育科學課程標準（2022年版）》明確規定，小學科學課程的目標是讓學生掌握基本的科學方法，具備初步的探究實踐能力，樹立基本的科學態度，培養正確的價值觀和社會責任感。基于課程目標，教師在開展實驗教學時，要讓學生在動手操作的過程中探索和了解自然，獲得科學知識，解決科學問題。在實驗教學中，學生可以掌握觀察、實驗、操作、測量、推理、總結等基本的科學方法，能夠經歷“提出問題—做出假設—制訂方案—搜集信息—解決問題—總結結論—表達交流—評價歸納”的過程。科學實驗一方面可以提升學生的實際操作能力，另一方面可以有效培養學生的探究意識，培養他們實事求是、大膽質疑、追求創新、科學嚴謹的研究態度，讓學生樹立尊重科學、崇尚科學的精神。

一、小學科學教學中科學實驗的開展現狀

（一）部分學校科學實驗儀器和設備有限

隨著科學實驗教學理念的傳播，教師越來越重視科學課程的實驗教學，認為其對學生的全面發展具有舉足輕重的作用。但在具體的實踐過程中，部分學校因為不具備相應的實驗條件，缺少相應的實驗儀器和實驗材料，導致實驗的開展具有一定的難度。部分教師尚未更新教學理念，仍舊以傳統的模式開展科學教學，只進行理論知識講解，不帶領學生做實驗，或只借助多媒體為學生播放相關的實驗視頻，讓學生通過觀看視頻的方式，大致了解實驗的步驟和流程，導致小學科學實驗教學的效果大打折扣。

（二）部分教師對科學實驗關注度不高，教學方法不合理

受應試教育理念的影響，部分教師過于注重對科學課程基礎理論的講解，他們比較輕視實驗教學，沒有精心策劃實驗教學，也不關心學生在科學探究過程中遇到的問題，未能給予學生及時的指導和點撥。教師對科學實驗的態度會直接影響到學生的學習效果，教師若以敷衍的態度來應對科學實驗，就會導致學生在探究的過程中缺乏針對性、無從下手。此外，每個學生都是獨立的個體，他們的思維能力、操作能力、認知能力等都不相同，而在實驗教學中，部分教師往往采用“一刀切”的做法，對學生實行統一的教學，這容易導致實驗能力較差的學生跟不上教師的教學節奏，而實驗能力較強的學生會因為操作過于簡單而覺得枯燥無聊。這種教學模式容易打擊學生的積極性，使學生在實驗中產生消極情緒。

（三）部分教師在實驗教學中存在重結論輕過程的問題

在小學科學實驗教學中，部分教師存在注重結果而忽略過程的問題。科學實驗可能會受到當天天氣、實驗環境等因素的影響，從而與預期的反應結果出現偏差。但是，當實驗結果不符合預期時，部分教師會直接略過，向學生講解科學實驗的結論，而未能帶領學生深入分析產生這種偏差的原因。教師若不帶領學生透過實驗現象探究其背后的本質，就容易導致學生一知半解，不能掌握實驗方法。還有部分教師只按照教學目標所規定的要求完成實驗教學，或照本宣科、生搬硬套，在實驗的過程中，對學生缺乏有效的引導和啟發，導致學生只能被動地看著教師做實驗，卻無法獲得思維上的啟迪。這樣的實驗教學敷衍潦草，教學效果也達不到預期。

二、在小學科學教學中開展科學實驗的策略

（一）做好課前準備，完善科學實驗方案

在開展實驗前，教師需要做好如下準備。第一，教師要確定實驗的方法，在實驗前引導學生學習，還要認真研讀課標和教材，精心設計實驗步驟，明確當堂課的實驗教學是需要學生分組探究還是由教師演示［1］。在實驗過程中，教師要努力地增添實驗的趣味性，以求最大限度地激發學生的內在潛力。第二，準備好實驗的道具和材料。實驗道具是科學活動不可或缺的重要資源，教師要根據學生的人數來合理安排實驗道具的數量。除此之外，教師還可以鼓勵學生自己制作實驗的道具，讓學生自由選擇自己感興趣或熟悉的材料，充分發揮學生的想象力，培養學生的創造力，調動學生參與課堂的主動性。第三，在實驗開始前，教師就應當讓學生知曉實驗的目的、作用、流程、步驟和注意事項，反復向學生強調規范開展實驗的重要意義，讓學生嚴肅、認真地對待實驗，規范地操作實驗，以此確保實驗結果的準確性。第四，教師可以在實驗開始之前先為學生做示范，排除實驗外部因素的干擾，再為學生講解操作的要點，盡可能地避免學生在操作中發生安全事故。

（二）利用科學實驗，激發學生學習興趣

課堂導入的質量是影響教學效果的重要因素，好的課堂導入往往可以獲得事半功倍的教學效果，但如果課堂導入缺乏趣味性和新穎性，那么學生的學習狀態就會受影響［2］。教師可以在課堂開始之前，通過展示有趣的科學實驗，激發學生的興趣，為接下來的課程教學做好鋪墊。

以教科版小學科學二年級上冊“神奇的紙”的教學為例。首先，教師要為學生準備有關紙的實驗材料。教師可將紙折疊彎曲，讓學生觀察紙發生了什么樣的變化。學生通過觀察和觸摸，可發現紙的形狀發生了變化。然后，教師可展示一張平整的紙和一張折疊后的紙，在桌上擺放木塊后，在木塊上分別放上這兩張紙，使木塊分別位于紙的兩邊，做成“紙橋”，并將訂書機放在兩張紙的中間，讓學生觀察兩張紙的承受能力有什么區別。學生觀察后可發現，折疊后的紙能夠承載訂書機的重量，相比未折疊過的紙，它的承受能力比較大。最后，為了探究瓦楞紙的特點，教師可接兩杯熱水，將兩張不同的紙豎著擺放，讓學生透過紙張感受水杯的溫度。學生通過觀察觸摸，可發現折疊后的紙隔熱能力比較強。通過這樣的課前小實驗，教師便可自然而然地導入本節課的教學重點——瓦楞紙。總之，通過趣味性的實驗，教師可以營造輕松愉悅的教學氛圍，充分調動學生的學習積極性，發展學生的思維能力，讓學生能夠在課堂導入環節就感受到實驗的樂趣。

（三）借助科學實驗，促進學生掌握知識

對于科學教材中的知識點，學生大多需要實驗操作來加深印象。教師如果一味地向學生傳授理論知識，而不開展實驗教學，學生就只能在腦海中構建實驗，缺乏動手體驗的機會，這會導致學生對知識點的理解僅停留在表層，無法深入理解科學規律和原理。此外，小學階段的學生由于年齡較小，認知水平有局限性，教師如果不重視實驗教學，就容易導致學生對知識點的理解片面化。為此，教師應開展實驗教學，使學生深化認識，讓學生能夠更好地掌握教材上的重難點知識。

以教科版小學科學六年級上冊“神奇的小電動機”為例，一些學生玩過電動玩具車，但不是特別清楚電動機工作的原理，而且電動機的工作原理較復雜，部分基礎較差的學生可能難以理解，所以光靠教師口頭講述，學生很難發現其中的奧妙。基于這種情況，在課堂教學中，教師可先帶領學生了解小電動機的部件及制作材料，再開展實驗，讓學生了解電動機通電后快速轉動的原理。教師可先制作一圈纏繞銅線，再將羊眼釘螺絲釘入木塊制成的木質框架內，將銅線圈支架、電磁開關、磁鐵等部件連通電路，閉合開關，撥動銅線圈，這樣銅線圈就會持續地轉動起來。而后，教師可移開磁鐵，讓學生觀察銅線圈是否轉動。如此，教師可為學生講解電動機工作的原理，通過實物操作，讓學生掌握本課的重點內容。

（四）運用科學實驗，助推學生自主探究

教師示范和學生自主實驗都是實驗教學的重要環節，教師可以組織學生開展自主探究活動，給予學生充分展示自我的空間，培養學生的實驗能力，提升教學效果。在學生開展實驗之前，教師要檢查相關的實驗設備，排除安全隱患，確保學生的人身安全。教師應當教會學生相應的實驗步驟，讓學生嚴格按照相應的操作規范和流程來進行實驗，以此確保實驗教學的有效性。在自主實驗的過程中，學生可能會遇到問題，因此，教師需要觀察學生的實驗情況，并及時為學生解答疑惑。

以教科版小學科學三年級上冊的“我們來做‘熱氣球”的教學為例。教師可以讓學生觀察熱氣球以及觀看熱氣球上升的視頻，讓學生思考熱氣球能上升的原因，并進行初步的解釋。隨后，教師可引導學生進行自主探究熱脹冷縮的原理。教師可先讓學生取出鋼珠，將其放在底盤上，再將鐵環夾在塑料夾桿上，用橡皮筋固定好鐵環和塑料夾，拿起塑料夾桿，讓學生試一試鐵環能否通過底盤上的鋼珠。學生動手實驗后發現并不能。隨后，教師可引導學生點燃蠟燭，將鐵環放在火焰上烤一會兒，再試試鐵環是否能穿過底盤上的鋼珠。此時，學生會發現，鐵環能夠穿過鋼珠。教師再次引導學生將鐵環放入冷水中冷卻，再試試鐵環能否穿過鋼珠。此時，學生便會發現，鐵環不能夠穿過鋼珠。通過自主探究，學生可明白熱脹冷縮的原理，了解類似的自然現象，并能夠對其進行總結，從而明白熱氣球可以飛升的原理，如此，學生還能提升自己的實驗操作能力。

（五）結合科學實驗，拓寬學生科學視野

科學教學的目標不僅在于使學生掌握課內的相關知識，還在于拓寬學生的知識層面和認知邊界，使學生能將科學知識綜合地運用到實踐中。因此，教師在課堂上除了教授學生重點知識，還應當開展延伸性的實驗，深化學生對課程內容的理解，讓學生形成完善的科學知識框架。

例如，在小學六年級的科學教學中，教師可開展拓展課，引導學生運用所學的知識描述和解釋現象，使學生做到舉一反三。為此，教師可開展“快慢兩重天”的實驗，讓學生把一張報紙平攤在課桌上，將一把尺子的一半放在報紙下，另一半伸出課桌外。在開展實驗前，教師可先引導學生思考：輕而慢地向下壓尺子，報紙會怎樣？快而急地向下壓，報紙又會怎樣？在提出問題后，教師可讓學生進行實驗和交流。學生通過實驗可以得出結論：輕而慢地向下壓尺子，報紙能隨著尺子慢慢移動并升起，大氣的壓力并沒有起到太大的作用；重而快地向下壓尺子，因為受到大氣壓力的作用，報紙無法向上，還有可能被打破。這正如兩只吸盤吸在一起，如果把它們移動分開很容易，而垂直拉開卻很困難。以這個實驗讓學生深入感知大氣壓力的作用后，教師可繼續引導學生對似曾相識的實驗現象進行解釋，如著名的馬德堡半球實驗。

（六）開展課外實踐，實現理論聯系實際

小學階段的科學實驗教學不僅為了讓學生獲得相應的科學技能和知識，還在于發展學生的科學知識應用能力，讓學生能夠在生活中運用科學知識解決實際問題，使學生的科學素養得到提高。教師可以適當地開展課外實踐活動，讓學生在生活情境中認識事物，點燃智慧的火花，成為一個個自覺主動的小小科學家［3］。

以六年級學生“LED燈與節能燈性價比研究指導”的課外實踐活動為例，教師為學生創設了具體的生活情境：“某老師正在裝修房子，正在為房子里安裝什么類型的燈具而發愁。目前，該老師看上了兩種燈具，一種是LED燈，一種是節能燈。LED燈價格高、省電、使用時間較長；節能燈省電程度和壽命雖不及LED燈，但價格更劃算。”創設情境后，教師讓學生幫助該教師做決定，應當選擇哪一類燈具。而后，教師讓學生以小組為單位進行合作討論，討論后把實驗方案填在實驗設計單上。該實驗聯系生活實際，有助于學生將所學的知識運用于生活中。通過以上的實踐活動，學生可明白受控對比實驗在課題研究中的作用以及實驗研究中變量之間的關系與變量控制的要求，從而掌握科學的研究方法。

三、總結

綜上所述，當前的小學科學實驗教學仍然存在一些亟待解決的問題，教師應當重視實驗教學在小學科學教學中的重要作用，優化實驗教學的方案，促進學生自主探究活動和課外實踐活動的開展。教師可利用科學實驗激發學生的興趣，幫助學生掌握知識，培養學生的自主探究能力，拓寬學生的視野，幫助學生將理論知識與生活實際聯系起來，培養學生正確的科學態度和科學觀念，發展學生的科學學科核心素養，使學生的科學綜合思維和綜合能力得到全面提升。

［參考文獻］

馬蘭.小學科學實驗教學的有效性探究［D］.重慶：西南大學，2021.

李培.小學科學實驗教學的有效策略探討［J］.學周刊，2022（33）：141-143.

張連杰.小學科學實驗教學的有效性研究與探索［J］.教育教學論壇.2014（47）：157-159.