基于學生實驗探究能力培養的小學科學教學策略

江維方

小學階段的科學課程在內容的設置上綜合性更強，涵蓋了對簡單物理、化學、生物、地理概念和現象的介紹，強調學生綜合認知的提升與綜合思維的發展。在新的小學科學課標中，科學課程的活動性質和實踐特性被突出強調，實驗探究也因此成了小學科學教與學的主要方式，教師需要通過實踐探究活動來推進小學科學課程教學，有針對性地培養學生的科學思維與科學探究能力。本文主要圍繞基于學生實驗探究能力培養的小學科學教學，在論述學科教學中存在的問題和培養學生實驗探究能力意義以后，將小學生應當形成的實驗探究能力拆分為觀察意識、發散思維和動手能力展開細致介紹。

一、現階段小學科學教學中的問題

就現階段的小學科學教學而言，實驗教學的無效開展就是最顯著也最需要被優先解決的問題，小學科學教師需要就如何提升實驗教學活動的有效性展開更多思考，以便通過實驗教學實現對學生思維的開發與能力的鍛煉。結合具體的課堂教學實踐來看，實驗教學的無效開展問題又可以被拆分成多個小問題。

（一）學生缺乏直接參與實驗的機會

部分教師因為學生年齡小而對學生的能力與需要產生片面認知，設計開展實驗教學活動時沒有考慮到學生的實際參與，沒有為學生預留實際動手操作實驗的機會與空間，“一刀切”地用示范演示的方式講解實驗操作步驟。這種實驗教學方式不利于學生對科學知識的理解與掌握。

（二）實驗教學沒有受到足夠重視

在小學科學課程的安排中，實驗教學活動通常比理論教學活動更少一些，雖然教師認識到科學課程的教學目標是幫助學生了解基礎課程知識與自然原理，讓學生能夠通過課上學習建立對社會的基礎認識，但在教學設計中還是偏向于通過理論講授來達成目標，很少組織相對應的實驗探究。

（三）教師在實驗中沒有與學生進行有效溝通

課堂教學活動中良性的師生關系通常建立在師生的有效溝通上，尤其是以實驗探究為核心內容的課堂教學活動，在學生自主展開探究和實際動手操作的過程中，教師需要為學生提供行動上的必要指導和思維上的必要引導，幫助學生了解實驗原理，但實踐中部分教師只扮演了一個旁觀者的角色。

（四）學生忽視了反思和總結

實驗是學生在實操中獲取經驗的過程，實驗后的反思與總結才是學生將在實操中獲取的經驗轉化為知識的過程，只有走完實驗、反思與總結的全過程，學生才可能在實驗教學中獲得理想的提升。但在小學階段的科學教學實踐中，教師大部分時候將學生的實驗參與看作一項任務，重形式而輕內容，沒有認識到反思與總結對學生能力的形成與發展有多重要。沒有學會反思與總結，學生不僅很難實現實驗探究能力的提升，還可能會在之后的重復性實驗中出現重復性錯誤。

二、小學科學教學中培養學生實驗探究能力的意義

（一）深化學生的科學理解

在小學科學課程教學中，學生的實驗探究能力養成于實驗探究活動，也作用于實驗探究活動，教師培養學生實驗探究能力的首要目標就是拓展學生的學習方式，讓學生可以通過實驗探究來展開對科學知識的深入探究與多角度分析。

在以實驗探究為核心的課堂教學活動中，學生擁有動手實踐操作的機會，實驗本身則可以將抽象的文字內容轉化為具象的表現形式，讓學生可以依靠視覺、聽覺、嗅覺、觸覺等基礎感官來建立對實驗現象的直接感知。這種區別于灌輸式理論講解的教學方式，更利于深化學生對科學知識的理解，使學生能夠通過自己在實驗過程中的直接感知來記憶并掌握更多理論層面上的科學知識，也能夠通過實驗來驗證這些科學理論，進而建構起更完善、更牢固的科學知識體系。

（二）激活學生的科學思維

對于小學生來說，灌輸式的理論講解很多時候都有著枯燥、無聊的固定屬性，很難真正調動起學生學習的興趣、熱情與積極性，學生在灌輸式的理論講解下也很難獲得思維層面的開發與提升，尤其是在科學課程的教學中。

探究式的實驗活動與灌輸式的理論講解相比，更能吸引小學生的注意力，趣味的實驗現象和實驗操作能夠最大程度上吸引學生的關注，進而激發學生的興趣與熱情，讓學生主動且積極地參與到實驗過程中。同時，在進行科學實驗時，除了需要實時觀察實驗現象以外，學生還需要基于觀察到的實驗現象展開更多思考，這就能為思維的開發和思維能力的提升提供更強助力，推動學生的個性成長與全面發展。因此，在小學科學教學中培養學生實驗探究能力的意義又體現在激活學生的思維上。

（三）提高學生的學習效率

受到年齡、閱歷與受教育經歷的限制，小學階段學生的學習效率和學習效果存在很大的隨機性，而部分小學生學習、理解和記憶知識的效率偏低，只通過死記硬背來學習課程知識的話就需要花費大量的時間和精力。

在對學生實驗探究能力的培養中，教師可以通過對課堂教學方式的創新來落實對學生學習習慣的調整，幫助學生掌握更高效率也更有效的學習方法，讓學生能夠在花費更少時間的情況下學習與掌握更多的科學知識。具體來講，理論講解與實踐驗證的疊加能夠在一定程度上彌補學生思維與認知發展的不足，縮短學生學習、理解并掌握科學知識的時間，從效率層面上為學生的學習提供更多支持和更大幫助，也讓學生可以在學習科學知識的過程中真正走近科學、愛上科學。

三、基于學生實驗探究能力培養的小學科學教學策略

小學科學課程在教學內容上雖然覆蓋面廣，但探究得都不算深，與初中、高中細化后的物理、化學、生物、地理課程相比有著更強的綜合性，強調對學生綜合思維與綜合能力的培養。基于小學科學課程的這種綜合特性，學生需要具備與形成的實驗探究能力也具有一定的綜合性。實驗探究能力大致可以被拆分為觀察能力、思考能力和實踐能力這三個部分。其中，觀察能力主要指向學生在實驗中發現實驗對象的特征、變化等細節內容的能力；思考能力主要指向學生在實驗中，從實驗現象出發進行大膽質疑與發散思考的能力；實踐能力主要指向學生在實驗過程中動手操作實驗或改進實驗的能力。因此，在基于學生實驗探究能力培養的小學科學教學中，教師可以分別站在觀察、思考和實踐這三個視角設計相對應的實驗教學活動。

（一）指向觀察——巧設生活實驗，形成觀察意識

新課標在提出重視小學科學課程活動性質與實踐屬性的同時，也強調了實驗活動與現實生活的聯系，要求教師在設計與開展實驗探究活動的過程中充分考慮學生的現實生活，用緊貼現實生活的探究主題與實驗內容來引領學生正確認知科學實驗。在基于學生實驗探究能力培養的小學科學教學活動中，教師需要通過設置生活實驗的方式培養學生的觀察意識，讓學生能夠自覺展開對生活的觀察，同時也借學生的生活觀察來提升其觀察能力。

以浙科版小學科學六年級上冊“微小世界”單元第三課“觀察身邊微小的物體”教學為例。在學習這一課時之前，學生已經學習了放大鏡的用法與放大生活中微小事物的方法，在圍繞“觀察身邊微小的物體”這一課時內容設計并開展的實驗探究活動中，教師可以以生活中常見的物品為對象設置對照實驗，如樹葉和花瓣。在具體的課堂教學活動中，教師可以將圍繞樹葉或花瓣進行的對照實驗劃分為三個環節。其中，第一個環節是用肉眼觀察樹葉或花瓣的表層形態特征，第二個環節是借助放大鏡觀察樹葉或花瓣的微小形態特征，第三個環節是借助顯微鏡觀察樹葉或花瓣的內部細胞特征。三個環節的主要觀察對象和觀察到的信息都存在著極大的差異，在這種對比式的觀察中，學生既能感受到觀察的樂趣，又能了解到觀察的意義，還能學會如何在生活或學習中展開細致觀察。這能為學生實驗探究能力的發展奠定基礎。

（二）指向思考——巧設思考問題，激活學生的發散思維

在科學探究實驗中，思考是學生需要在實驗操作過程中同步進行的思維活動，也是學生將實驗體驗轉化為科學知識的主要路徑，對科學探究實驗教學價值的發揮起到至關重要的作用。因此，在以培養學生的實驗探究能力為前提設計教學活動時，小學科學教師需要有意識地為學生設計一些可供思考與討論的問題，提出一系列存在邏輯關聯的問題，引導學生展開由淺入深的思考，以便于達成激發學生思維、提升學生發散思考能力的目的。

以浙科版小學科學六年級上冊“能量”單元第七課“能量從哪里來”教學為例。在學習這一課之前，學生已經建立了對能量的基礎認知，簡單了解了生活中各種形式的能量，對電、磁、電能、磁能和電磁鐵等物質與概念也建立了相對完整的認知。在指向學生發散思考能力的課堂教學活動中，教師可以針對能量的來源設置并提出一些問題，以此激活學生的思維，最終在思維層面上落實對學生實驗探究能力的培養。

比如，在對電能的探究與思考中，教師可以圍繞普通電池、光電池、水電站、熱電站、核電站等方面提出“電能可以從哪些能量形式轉化而來？普通電池轉化的是什么能量？又是用哪種方式完成轉化的？”等一系列問題，引導學生展開探究與思考，在提升學生對電能來源認知的同時，實現對學生發散思維的鍛煉與提升。

（三）指向實踐——巧設實驗任務，鍛煉學生的動手能力

1.創設真實情境，引導學生參與科學實驗。

情境教學是新課標與新課改背景下廣泛應用于各學段各學科的一種教學模式，通過創設情境，教師可以實現對書本上抽象文字知識的轉化，用更生動、形象的方式呈現知識，讓學生能夠對知識建立更直觀的認識和理解。與此同時，依托情境展開的教學通常都有著更強的趣味性，更貼合小學生的興趣愛好與思維認知，能夠引導學生更加積極主動地參與到科學探究實驗中。

以浙科版小學科學六年級下冊“小小工程師”單元第四課“設計塔臺模型”教學為例。這一課時在整個單元中處于中間位置，主要起到承上啟下的作用，學生需要將前幾個課時了解到的有關工程設計的知識作為依據，設計出一個能夠投入制作的塔臺模型。在主題為“塔臺模型設計”的科學探究實驗活動中，教師可以結合現實生活創設一個應用情景，先借助多媒體設備向學生展示一些與塔臺相關的圖片或視頻，內容包括塔臺的基本形態和建造完成后抵御強風或強震時的畫面。然后，為學生設置具體的任務，引導學生參與到塔臺的設計中，要求學生在設計過程中有明確分工，并且設計出的塔臺能夠抵御1到3級的強風與強震。

教師通過創設情境的方式，能夠最大限度地拉近學科知識與學生現實生活之間的距離，進而引導學生更積極地參與到實驗中，并在實驗中獲得思維與能力上的鍛煉。

2.借助演示視頻，指導學生操作科學實驗。

新時代的教育強調以學生為中心的基本原則，要求教師要更多地體現學生的課堂主體地位，發揮學生的主體作用，但科學實驗本身有著一定的操作難度，操作不當不僅會影響到實驗的成敗，也可能對學生的人身安全造成危害。因此，教師需要扮演好指導者的角色，結合直接干預與視頻演示來指導學生安全操作科學實驗，并以此實現對學生規范實驗意識和規范實驗能力的鍛煉與培養。

以浙科版小學科學六年級下冊“物質的變化”單元第二課“產生氣體的變化”教學為例。在開展能生成各種氣體的科學探究實驗時，教師需要提前錄制好介紹實驗全過程的演示視頻，然后配合著視頻一步步展開實驗步驟講解，充分調動起學生視覺與聽覺的雙重感官，幫助學生理解與記憶實驗的全部步驟。在學生用水和白醋分別與白砂糖、食鹽、小蘇打進行對比實驗時，教師還需要注重觀察學生的每一項實驗操作，等到學生開始收集實驗產生的氣體時，依據學生的實際情況為其提供適當的指導或幫助。

四、結語

綜上所述，實驗探究是新時代小學科學課程開展教學活動的主要形式，對學生實驗探究能力的培養也是新時代小學科學教師需要完成的基礎教育任務。教師需要有意識地打破傳統模式下灌輸式教學的思維定式，設計實驗探究類的課堂教學活動，為學生提供更多親身參與科學實驗的機會，讓學生能夠依托參與實驗時獲得的體驗來完成科學知識的原始積累，以此為學生更進一步的科學學習奠定基礎與提供助力。落實到具體的教學設計中，教師要不斷拓寬自己的教學視野，在以學生為中心的基本原則下，結合學生身心發展的規律與要求調整與優化科學課程的課堂教學模式，加強對學生動手操作能力與創新思維意識的培養，讓學生能夠在參與實驗的過程中獲得更好的體驗，提升實驗探究能力，發展科學核心素養。