基于學生創新思維培養的小學科學實驗教學

孫建

在基礎教育中，科學是一門綜合性學科，注重培養學生的科學核心素養，包括科學觀念、科學思維、探究實踐和態度責任四大內容。其中的科學思維又主要包括模型構建、推理論證和創造性思維三個方面。在小學科學教學中，實驗教學是培養學生創造性思維的一個重要途徑。

“水到哪里去了”是教科版科學三年級上冊的重要內容，教師通過引導學生進行實驗探究，以增強對水蒸氣蒸發凝結過程的理解，并加強學生對云和霧、露、霜、雨、雪等天氣的形成過程進行認識，從而達到用科學知識對日常生活中的現象進行解釋的目的。“水到哪里去了”是該單元的第一節，它的教學質量將對后面各章的學習產生重要的影響。“觀察水的蒸發和水汽的凝結”，它需要學生對水的蒸發進行探究，從而對水的蒸發速度有更深的了解。這一部分不僅是對“水的三種狀態轉變”的拓展，還為以后認識水循環和水的成分等打下了堅實的基礎。

一、大膽猜測水消失之謎，激發學生的求知欲望

在日常生活中，水是與我們的生活密切相關的一種物質。通過科學探究與生活體驗，學生對水分的蒸發已有初步認識。學生對水分蒸發的理解主要是從日常的生活經歷中得到的，還沒有形成一種科學、系統的認識。所以，教師應當致力于引導學生對水的經驗認識轉化為理論上的科學觀念，要鼓勵他們大膽地提出自己的見解，讓他們的創造性思維得到發展，從而讓他們對未來的創新產生濃厚的興趣。

教學片段一：

教師：同學們，水是我們生活中很常見的物質，大家能不能說說水有哪些特點？

學生：水沒有顏色、沒有形狀、沒有味道。

學生：水是生命之源。

教師：同學們都說得很好，大家總結出了水的特點和形態。大家有沒有發現老師剛才在上課前在黑板上用水寫的“科學”兩個字“消失”了？大家想一想生活中有沒有類似的情況出現。

學生：放在敞口杯子里的水幾天后變少了。

學生：濕衣服晾干了。

學生：河里的水干涸了。

教師：通過大家的交流，我們知道了生活中有很多類似的情況，那么大家想不想知道這些水都到哪里了呢？

學生（異口同聲）：想！

教師：那今天我們通過實踐探究來看一看吧！

教師從學生熟知的生活情景入手，能引起他們的深思和探索興趣。教師在教學設計上可以結合日常生活情景，將此作為案例導入，引發學生的深入思考，讓學生能夠結合生活場景探究常見的科學現象背后的原因。這對培養學生的獨立思考能力和探究能力都有著重要的促進作用，能夠讓學生結合已有的認知基礎和實際經驗大膽猜測“謎底”，從而提高他們的表達能力以及創造思維流暢性。

二、實驗探究水消失之謎，引導學生猜想驗證

教師在組織學生開展實踐探究時需要先給學生提供一些實驗材料，如紙、水、夾子、密封袋、鐵架臺等。在學生完成實驗后，教師讓學生進行交流，通過交流發現別人的實驗設計的優劣，并對自己的實驗設計進行完善。

教師給每兩位學生準備一塊玻璃片、一小杯水、棉簽，用棉簽蘸一些水，在玻片上劃一劃，水就會留在玻璃片上。學生把玻片放平，并靜靜觀察。

教學片段二：

教師：我們可以用哪些方法進行觀察？

小組討論、總結。

從同學間的交流中，我們可以看到，所有人都在進行對比實驗。在這個時候，教師要提醒學生注意不相干的因素，確保實驗的嚴謹性。

實驗步驟：

1.在兩個同樣大小的玻璃杯中加入等量的水，標出水的高度。

2.用保鮮膜蓋好其中一個杯口，然后用橡皮帶綁緊；另外一個不蓋。

3.將其放置在通風向陽的地方。

4.2～3天后，觀測兩個杯子中水的變化。

學生在完善了實驗設計之后，實施了實驗計劃，并對實驗現象進行認真、細致的觀察，最終得到了實驗結果：杯子中的水分全部蒸發到空氣中。

首先，教師指導學生按照自己的猜想，自主地進行實驗，這對提高他們的探索能力和實踐能力有很大的幫助。同時，教師還可以指導他們進行驗證性實驗，這樣可以讓他們獲得更加深刻的學習經驗，從而提高他們的理解能力。

其次，讓學生參與小組討論，培養他們的合作與分享精神，養成仔細聆聽別人意見的良好習慣。讓學生對別人的實驗設計進行評價和完善，可以讓他們更好地理解這個實驗。此外，“評價和改善別人的思想”的技巧也是很關鍵的一步。

最后，在實際操作中，學生得到了測試的結果，了解了整個比較實驗的執行流程和容易出現的錯誤，這有助于培養學生嚴謹的科學態度。

三、發散思考猜想還有哪些水消失了，鼓勵學生碰撞思維

通過對實驗結果的分析，教師引入了本節中一個重要的科學概念——“蒸發”，并且讓學生想一想：你還能想出什么其他的蒸發現象呢？學生也可以在此基礎上進一步探討其他的科學問題和假說。

教學片段三：

教師：剛才我們通過實驗知道了杯子中的水分全部蒸發到空氣中。大家還能再舉些其他例子嗎？

學生1：冬天把濕衣服掛到室外衣服會結冰然后慢慢變干。

學生2：夏天，游泳的人們，從水里走到岸上，由于身上有水分蒸發，吸走皮膚表面的熱量，從而讓人感覺發冷。

學生3：一些河流會出現季節性干涸。

學生4：炎炎夏日的中午，狗會伸出舌頭，蒸發舌頭表面的液體，以此來散熱。

教師：大家說得都很好，事實上，生活中這樣的例子很多，這里就不再列舉了。大家結合我們之前的實驗，以及剛才大家自己的描述，能用自己的話說一說什么是蒸發。

學生：蒸發是水從液態變成氣態的過程。

教師：是的，蒸發的定義為：蒸發是在液體表面發生的汽化過程，蒸發在任何溫度下都能發生，液體蒸發時需要吸熱。蒸發量是一段時期內由于蒸發而擴散到大氣中的水分，一般用毫米來表示。

本活動是對前面教學活動的概括和升華。“蒸發”是一種科學觀念，它建立在實驗探究之上，在實驗探究的基礎上提出這一概念，有助于學生對它的認識，從而達到由感性到理性的轉變。另外，教師可以讓學生說出自己所能想到或看到的一些蒸發現象，這樣不僅可以讓他們更好地把握“蒸發”這個概念，把他們所學的知識和實際生活結合在一起，還可以讓他們的思維得到發展，給他們提供一個創新的思路，同時也可以讓他們提出一些有價值的問題。這樣可以培養他們的發現問題和提出問題的能力，其中提出問題是開展實驗探究的第一步。

四、深入探究影響水蒸發快慢的因素

在此基礎上，教師通過對生活中常見的現象及已有的認識，引導學生大膽地猜想“為什么晴天曬衣服容易干，陰雨天曬衣服不易干”，然后進行分組比賽，看看哪一組可以更快地把身上的水分蒸發掉。在這個過程中，教師要讓學生用常見的材料做實驗，看看哪一組的實驗方案更新穎，效果更好。

教學片段四：

教師：大家已經知道了蒸發的基本概念，接下來，大家以小組為單位，看看哪個小組能夠更快地讓水蒸發，下面還是用剛才的量杯，每個小組一杯水，大家一起試一試。

學生1：我們認為如果水的溫度升高，它就會產生更多的水蒸氣，所以我們可以在量杯下加酒精燈加熱。

學生2：我們小組認為如果把杯里的水潑在地上，它就會蒸發得快一些。

學生3：我們小組認為如果在量杯上方放置一個小風扇吹它，也能夠讓水更快地蒸發。

教師：同學們集思廣益，說得非常好。所有人都得出了結論，那就是液體的溫度、液體的表面積、液體上方的風速與水蒸發快慢有關。

這種教學活動可以從以下兩個角度來培養學生的創造性思維：一是使學生在遇到科學問題時盡量多地提出解決方案，這可以提升其創造性思維的流暢性。二是要設計新穎、有效的實驗方案，帶領學生對實驗過程進行反思，從而使學生能夠從多個角度考慮問題，培養其創造性思維。在此基礎上，以小組形式開展協作學習，不僅可以提高學生的協作精神，還可以使他們的思想相互碰撞，產生新奇的想法。

最后，教師讓學生結合本節課的“水到哪里去了”的知識，寫一個故事、一首詩歌、一首歌曲或者一張圖畫來解釋“為什么水會消失”。這樣可以讓學生在這節課中學習到的科學知識得到鞏固。教師可以通過跨學科互動，通過科學與語文、美術、音樂等學科的綜合設計，進一步提高學生的審美能力和創新能力。在作業安排上，教師通過寫故事、繪畫等多種形式，能夠激發學生的創新動力，促使學生對所學內容有較好的理解。

五、基于學生創新思維培養的小學科學實驗教學建議

（一）營造良好的教學氛圍

富有創造性的課堂氛圍是輕松、愉悅的，教師要讓每一位學生都能無拘無束地發表自己的意見，這也為培養學生的創造力奠定了基礎。這一教學氣氛體現在：教師可以為學生提供更大的創新空間，使學生能在課堂上提出獨到的見解；教師要針對學生的猜想分析給予必要的肯定和支持，讓學生在良好的氛圍中做實驗進行探究。在科學課程中，學生會存在跑題或者假設失誤的情況。針對這些情況，一些教師會選擇視而不見或者不理會學生的猜想，在一定程度上挫傷了學生科學探究的積極性，影響了學生的創新動力。所以在科學課上，即使學生存在猜想失誤，或者與教師已有的教學過程相背離的情況，教師也要首先肯定學生觀點的獨特性，然后再根據觀點與課程是否存在聯系，判斷是否需要進行科學調查或者更深入的研究探索，教師應通過耐心的指導使其糾正過來；如果這是一個具有科研意義的、與教學目的脫節的課題，那么教師就要與學生約好時間，讓他們自行探究。總之，教師要對學生的大膽猜測、主動思考與創新思維給予充分的肯定。

（二）設計具有啟發性、嘗試性的問題

在實驗中，教師首先要合理地設計問題，盡量避免“是不是”“會不會”“對不對”等籠統的問題，培養學生從多個角度進行思考。其次，教師要有針對性地提出問題，這不僅僅是為了檢驗學生對知識的掌握程度，更重要的是在實驗教學中，它更多的是為了鍛煉學生的創新思維，對提問的方式和內容進行適當的調整，給學生留下充分的創新和想象空間。

（三）靈活調整教學評價標準

在教學過程中，教學評價起到重要的反饋、指導作用。在實驗教學中，教師要關注教學評價的作用與價值，針對學生設計的實驗內容和學習成果，結合教學目標靈活調整教學評價標準。在評價時，要考查學生的實驗過程是否規范、實驗步驟是否嚴謹、實驗觀念是否正確，同時還要考查學生的創新意識與創新能力，要突出實驗過程的規范性、新穎性與變通性，將其有機融入科學實驗探究，更好地鼓勵學生創新。教師要注重評語的變通性，要結合學生的個性特點，設計符合學生的評語和評價體系，更好地發揮評價的反饋與指導作用。

（作者單位：山東省濟南市美里湖第一小學）

編輯：陳鮮艷