從投入看優化實驗教學策略

課堂教學質量一直是公眾矚目的焦點，其有效性與高效性更是值得探討的。課堂教學效率是衡量教師與學生的共同努力（教學投入）與所實現的教學成果（教學產出）之間關系的重要指標。

課堂投入主要是指作為教學主體的教師和學生的投入。為達成既定的教學目標，實驗教學活動勢必伴隨相應的人力、物力、財力的綜合投入，這涵蓋了先進的教學設施與技術裝備的配置，以及師生在體力與智力上的雙重付出。在實驗教學的情境中，教學投入主要體現在教師的精心備課、實驗材料的周全準備以及生動授課過程；教學產出則豐富多樣，既涵蓋了學生的實際收獲，如通過實驗實踐所掌握的科學知識、操作技能，以及提升的問題解決能力、情感態度與價值觀的培養，也包含了教師的積極成果，如教學技藝的精進、教學藝術的領悟，乃至贏得學生的喜愛與尊重。從教學實踐看，實驗教學投入過多且低效的情形依然存在，主要表現為以下方面。

1.實驗材料投入過雜

在實驗操作中，提供有結構的、恰當的實驗材料是學生進行動手實驗的基礎和關鍵。關注目前的小學科學教學，我們發現課堂中有些教師在器材準備上的投入很多卻是低效甚至是無效的。例如，在研究空氣的性質時，教師在教室前端精心布置了一個多樣化的材料區，其中包括塑料袋、水槽、彩色氣球、透明塑料瓶、醫用注射器以及平衡架等，旨在為學生提供一個豐富的實驗資源環境。雖然表面上看似是在尊重學生的自主選擇與決策，但在實際操作環節中，有的學生因爭奪同一件實驗器材而引發了沖突；有的小組成員不管自己的方案里需不需要，把每樣材料都領了回來；有的學生干脆到前面選擇自己想玩的材料，獨自玩了起來；有的學生把氣球吹大了就松手，任由氣球在教室里“發射”……教師課前準備的材料成了一種低效勞動。

2.電教設備投入過多

近些年，電子白板、AR、全息影像等現代化教學設備已經廣泛應用于小學科學課堂。電化教育憑借其聲音、圖像、光影等多元表現方式，巧妙地營造出一種愉悅且直觀的學習環境，深受教師青睞，被廣泛應用于實驗教學中。合理且恰當地運用電化教育技術，不僅能夠顯著提升實驗教學的效率，還有助于激發學生的學習潛能，促進其學習能力的全面發展。我們在教研活動中卻發現了這樣的現象：在探究《擺的秘密》一課，教師在課前就打開了電腦、電子白板、實物投影等電教設備，結果整節課只用了電子白板筆在白板上畫了一個擺，其他的器材就這么“待命”了一節課，令聽課的教師深感困惑。

3.實驗材料耗費過大

實驗教學的成功實現預期效果，受限于實驗材料的數量是否足夠，更關鍵的是實驗材料選擇的科學性，以及它們之間的搭配是否精當。教研活動中，我們發現有些教師為了讓學生“有效”認識一些現象，不惜“重金”購買實驗材料。例如，在認識熱傳遞現象時，為了讓學生認識保溫瓶保溫的原理，教師準備了一個完整的保溫瓶現場進行“解剖”，試想每位科學教師都帶幾個班的科學課，那得耗費多少個保溫瓶！

如何進一步提升實驗教學的效率，確保教學投入都能轉化為高質量的教學產出，成為亟待解決的重要課題。

一、用情感投入為實驗教學熱身

實驗是教師教與學生學的雙邊活動。要使實驗教學獲得成功，不僅依賴于教師豐富的理論知識、過硬的實驗技能和合理的教學設計，而且依賴于師生雙方以及家長在實驗探索過程中體力、智力與情感的全面投入與深度參與。

1.教師情感投入是開展實驗的“興奮劑”

實驗教學過程實際上是語言信息和動作信息傳遞的過程。教師在向學生傳遞新的實驗知識和操作要領時，要充分調動自己的情緒感染力，來激發他們愉快的情緒體驗，讓自己的主張和意見引起他們的共鳴，并起到潛移默化的作用。這樣，學生才會“親其師，信其道”，并把對教師的熱情和尊敬轉移到實驗中。因此，在實驗教學中，教師應巧妙施展情感感染的藝術，激發學生對探究實驗的濃厚興趣與無限好奇，進而引導他們自發地深入探索實驗現象背后的奧秘，積極投身于實驗任務之中。這一過程中，教師不只是知識的傳遞者，還通過情感的紐帶有效提升實驗教學的成效。

2.學生情感投入是順利實驗的“催化劑”

教師的教與學生的學是相輔相成的。學生的探索不應局限于對實驗現象的初步觀察和理解，更應深入到對這些現象的剖析與持續關注之中。學生的情感投入、興趣激發、個人需求與愿望均與實驗探究的內容緊密相連，共同推動著教學進程的深入。學生在教師的指導下進行實驗，也會對教師的教學給予積極的反饋，提出自己的期望與建議。這種雙向的溝通機制如同催化劑一般，不僅點燃了學生的學習熱情之火，還激發了教師持續自我反思與成長的動力。教師根據反饋不斷調整、充實并優化教學內容、教學策略與方法，形成了一個良性循環，共同推動著實驗教學質量的穩步提升。

3.家長情感投入是完成實驗的“固化劑”

在實驗教學的推進過程中，家長對實驗的興趣、掌握的科學知識以及具備的探究能力，對學生科學概念的學習、實驗操作技能的提升以及情感、態度、價值觀塑造等方面起著關鍵作用。從時間連續性和空間廣泛性的維度考量，家長的參與如同一座橋梁，有效填補了學校實驗教學可能難以全面覆蓋的空白區域，確保學生的科學學習路徑更為連貫和完整。例如，在“養蠶”單元中，在考慮如何順利完成探究任務的同時，教師還要想辦法取得家長的認同，并將教學各個階段的探究要求通過電話、家校通告訴他們。在每一個周期的步驟完成后，有針對性地與家長交流，以便豐富延伸實驗的內容與方式，使家長保持較高的興趣。家長參與實驗教學不僅增進了親子關系，延伸了實驗活動，還節省了教師教學準備的時間，保證了實驗教學的質量。

二、用材料投入為實驗教學導向

以材料為核心來構建教學流程，既契合了兒童認知發展的自然規律，也體現了對物質世界本質屬性的深刻理解。在實驗教學情境下，觀察與比較是兩大基石，它們緊緊依賴于師生攜手準備的、具有內在邏輯結構的材料。教師在設計實驗教學時，應精挑細選實驗材料，引導學生在解決實際問題中探索科學奧秘、積累科學知識、磨礪探究技能，體會科學與生活的緊密聯系。

1.控制實驗材料的投入數量

在實驗籌備階段，材料的選擇與分配是一門精細的藝術，關鍵在于實現種類與數量的平衡。過于單一的材料可能會限制學生思維的廣度，阻礙發散性思考；過于繁雜的材料可能會使學生分心，偏離實驗研究的初衷與方向。教師提供適度且具有代表性的材料，有助于學生順利開展實驗。例如，《食物中的營養》一課要求學生通過實驗發現食物中所包含的營養成分，教師可以為每個小組準備這樣的材料：少量的米飯、一小片饅頭、一小片馬鈴薯、半粒花生米、一小塊蛋白。這樣不僅可以讓學生很快就掌握如何檢驗食物營養的方法，還節省了材料的投入。

2.控制實驗材料的投入成本

實驗的多數材料可以通過實驗室統一配備，但是仍有部分材料需要師生共同從生活中準備。在選擇有結構的材料時，教師應該從節省資源的角度出發。例如，在引導學生認識溶解現象時，教師可以選擇價格相對便宜的食鹽，在學生完成實驗后，將每個小組的鹽水用小桶收集起來，在下一課認識鹽水分離實驗時再使用。這樣不僅順利地完成了實驗的任務，還節約了教學投入的成本。

3.控制實驗材料的投入時機

在實驗的探索過程中，恰當地提供關鍵材料可以促進學生探究活動順利進行。面對紛繁復雜的實驗器材，教師需依據實驗的具體目標與操作流程，精準把控材料的呈現順序與最佳引入時機，從而保障實驗活動能夠有條不紊、高效順暢地進行。例如，在探究“聲音是怎樣產生的”實驗中，教師先讓學生利用周圍的物體制造出聲音，猜想聲音是怎樣產生的。然后，呈現飲料瓶、橡皮筋、塑料袋等材料讓學生制造聲音進行探究。最后，呈現音叉、三角鐵、大鼓、镲等物體進一步驗證猜想并得出實驗結論。教師通過有序、有層次地出示實驗材料，逐步深化學生的思維活動，激發他們的好奇心與探究熱情，從而驅使其主動深入探索。

三、用電教投入為實驗教學添色

在實驗教學中，面對諸多實驗現象因變化微妙或需長期監測而給學生實踐帶來的挑戰，電教設備的適時引入可以破解難題。電教設備憑借其豐富多元、視聽結合的獨特優勢，打破了時間與空間的束縛，實現了從宏觀到微觀世界的無縫跨越，以直觀且生動的方式展現客觀事物的全貌，助力深入剖析其內在本質。這一過程不僅促進了學生觀察力與邏輯思維的發展，而且使實驗教學的趣味性倍增，實踐廣度得以拓展。

1.實現設備最簡化投入

在實驗教學中，教師應該根據不同實驗內容中難以解決的關鍵環節，通過選擇最合適的電教設備解決問題，達到教學效果，從而實現教學設備的最簡化投入。例如，關于“認識彩虹是怎樣形成的”，教材設計的實驗是通過將鏡子斜插入水盆中，利用陽光在水面鏡上的反射來嘗試制造彩虹，但實際操作中這一方法的成功率往往不盡如人意。為了提高實驗的成功率和趣味性，教師可以采取以下替代方案：利用幻燈機作為光源，將其光線投射至天花板，隨后將三棱鏡置于幻燈機與天花板之間，調整三棱鏡的位置，直至在天花板上清晰地呈現出絢爛的七色彩虹。這種方法不僅提高了實驗的成功率，還通過變換實驗器材和方式，為學生提供了更加直觀且富有成效的探索體驗。

2.實現功能最大化投入

將電教設備融入實驗教學，其初衷在于優化解決那些傳統教學手段難以克服或無法有效應對的教學挑戰，但并非意味著所有的實驗課運用電教設備都能有效開展。在實驗教學中，教師要正確處理手段和目標的關系，圍繞實驗內容，最大限度地發揮電教設備的作用，使其能更好地服務于教學。例如，在“探索北極星之旅”教學中，教師可以運用多媒體教室資源，引導學生借助星座探索軟件率先定位北斗七星，以此為導航尋找北極星。通過多媒體教室的控制軟件，學生分享各自獨特的尋找策略，相互啟發，共同進步。學生熟練掌握定位北極星的方法后，再通過動手拓印星座圖，進一步鞏固所學知識。將電教設備融入實驗教學，不僅有效突破了實驗條件的局限性，使演示更加清晰直觀，還強化了實驗操作的準確性。

3.實現效果最優化投入

不同的電教設備具有各自的基本特性和專項功能，雖有其適用的地方，但存在著一定的局限性。為達到實驗效果的最優化，教師要針對不同的實驗教學目標、不同的實驗內容選擇合適的電教設備，充分發揮其功能，實現教學設備的優化組合。例如，在《水滴里的生物》一課中，教師可以利用計算機技術把肉眼無法觀察到的微生物通過投影儀和顯微鏡的聯合展示成宏觀圖景，呈現實驗中難以觀察到的微妙世界。計算機屏幕可以清晰地展示顯微鏡下水滴中的微生物及其分布情況，激發學生的學習興趣，提高教學的真實性。這樣設計實驗教學不僅使學生對實驗現象理解得更加準確，還加深了他們對實驗現象的印象。

（作者單位：連云港師范高等專科學校第二附屬小學）