淺談如何開展小學低年級實驗教學

〔摘 要〕 小學科學教學中開展實驗教學是一種重要的教學方式，有助于學生科學觀念的建立、科學思維的發展、探究實踐能力的提升和態度責任的形成。而高效的實驗教學少不了實驗材料的支撐與使用，科學教師應準確把握教材設計意圖、學生學習水平、實驗細節等方面，不斷優化材料的選擇，并通過有序呈現來發揮材料的聚焦實驗需求與促進學生思維發展的作用。

〔關鍵詞〕 小學科學；實驗教學；實驗材料；優化；呈現

〔中圖分類號〕 G424 〔文獻標識碼〕 A 〔文章編號〕 1674-6317 （2024） 24 016-018

教育部發布《關于加強和改進中小學實驗教學的意見》明確指出，實驗教學是國家課程方案和課程標準規定的重要教學內容，是培養創新人才的重要途徑。要豐富實驗教學實施形式，切實增強實驗教學的趣味性和吸引力，提高實驗教學的質量和效果。教育部頒布的《義務教育科學課程標準（2022年版）》進一步指出，倡導教師設計學生喜聞樂見的科學活動，倡導以探究和實踐為主的多樣化學習方式，讓學生主動參與、動手動腦、積極體驗，經歷科學探究以及技術與工程實踐的過程。

為了滿足學生科學實驗的需要，各地各校加強了實驗器材的配備，實驗條件大為改善。但是，我們也不難發現，如果完全照搬教材設計，往往難以適應實際需要。因此，科學教師作為課程的實施者，也是創造者，應不斷優化實驗材料，有序呈現，實現教學效果的提升。

一年級是科學教育教學的起始年級，更應通過不斷優化的實驗材料創造愉快的教學氛圍，保護學生的好奇心，激發學生學習科學的內在動機，切實發展學生的科學素養。

一、準確把握，優化實驗材料的選擇

巧婦難為無米之炊。開展實驗教學少不了實驗材料的支撐與使用。隨著各地大力推進實驗器材標準化配備和學校對實驗教學的重視投入，科學實驗室里的材料越發豐富，從“缺衣少食”的日子變成了“豐衣足食”的生活。但是，我們決不能做簡單的“拿來主義者”，要做到準確把握教材、準確把握學生、準確把握細節，優化實驗材料的選擇與準備，實現材料的便捷性、典型性、科學性，保障實驗教學的順利實施。

（一）準確把握教材設計意圖，優化實驗材料

科學教師要清醒地認識到實驗教學是學習科學知識、發展科學素養的途徑，不能為了實驗而實驗?？茖W標準凝練了13個學科核心概念和4個跨學科概念，13個核心概念共包括54項學習內容。每項學習內容又分解成四個年段不同的內容要求，呈現出進階設計、螺旋上升的框架結構。因此，我們要正確理解教材設計意圖，準確把握教材編排的實驗內容為了達到什么目的，落實哪項內容要求，并以此來恰當地準備實驗材料。

如蘇教版一年級第一課《小小科學家》中設計了“滾小球”實驗，對于剛剛進入小學的學生而言，本課乃至本單元都是起始內容，旨在把學生領進科學之門。所以，“滾小球”僅僅是一項體驗性質的活動，目的是讓學生了解科學家做實驗是有目的、實驗過程中需要記錄的一種行為，切不可理解為帶領學生做對比研究，在具體對比因素上過多強調與糾纏會適得其反，甚至會降低學生學習科學的興趣，產生學科學很難的情緒感受。該實驗配套材料提供了塑料斜面和支撐板，支撐板上有三個槽口，具有調節斜坡坡度的功能。但是，學生裝配起來并不簡單，裝好了也容易散架，而且本實驗無須發揮調節坡度的作用。因此，上課前我用熱熔膠把斜面與支撐板固定在一起，避免以上提到的諸多不足；同時用記號筆在斜面最高處與中間位置標記①號位、②號位，啟發學生從不同位置滾小球，提高了實驗的便捷性和可操作性，也方便了學生的記錄與交流，大大提高了實驗效率。另外，本實驗用到的小球有塑料球、鋼球、木球三種，但是每組只發放了一種球，學生在小組實驗后交流的基礎上運用歸納思維，發現各種小球都有同樣的現象，形成規律性的發現。

（二）準確把握學生學習水平，優化實驗材料

維果斯基認為，教學應著眼于學生的最近發展區，為學生提供帶有難度的內容，調動學生的積極性，發揮其潛能，超越其最近發展區而達到下一發展階段的水平，然后在此基礎上進行下一個發展區的發展。根據這一理論，我們應深刻認識到，1～2年級學生以直觀形象思維為主，學習過程中注意力不能長時間集中，所以1～2年級實驗教學往往以觀察為主，讓學生在觀察、比較中發現事物的主要特征，不應增加難度，要選擇符合學生年齡特點和認知規律的材料來設計實驗活動。

如蘇教版一年級《感官總動員》一課，教材設計實踐體驗活動“觀察蠟燭”，通過視覺、嗅覺和觸覺等多感官協同“工作”，再用氣泡圖記錄蠟燭的特征。首次執教后，我發現觀察蠟燭可動用的感官還不夠多，學生興趣也不濃，描述蠟燭的特征比較困難，記錄環節更是困難重重。于是，在后續的班級教學中，我把觀察蠟燭調整為觀察橘子。橘子這一材料貼近學生生活，但平時學生很少沒仔細觀察過，所以既熟悉又陌生。而且，學生可以看、摸、聞、嘗，更多感官參與。不僅如此，觀察由外至內、由果皮到果肉，層層深入，活動中也有更多的發現與收獲，受到學生的歡迎。

考慮到一年級學生還不能把觀察到的信息書寫下來，繪畫的方式有時候也難以表達，我調整單獨記錄為全班共同生成觀察記錄的策略。在觀察活動結束后，引導學生用完整的句式“我用觀察到橘子?！泵枋鲎约旱陌l現；結合學生的描述，適時呈現寫有關鍵詞的磁性板貼。最后請學生根據氣泡圖，給大家的“發現”歸類，生成全班的觀察記錄。切合學生的能力水平，且具有可操作性的實驗材料的調整讓學生沉浸式地參與活動，發展了觀察能力、表達交流能力、合作分享能力。

（三）準確把握實驗細節，優化實驗材料

教材設計是理想的課程，課堂教學是現實的課程，兩者之間需要教師貫穿融通，建立連接。課前做好下水實驗能夠為課堂教學更好地落實理想的課程做出準備，教師不僅能夠準確了解其中的“關鍵點”，也能發現其中的“風險點”，尤其能對實驗材料的選擇作出合理調整，有效避免實驗教學中“意外事件”的發生。

蘇教版《感官總動員》一課設計了嘗果蔬實驗活動，旨在通過體驗不同感官參與嘗果蔬時，發現嗅覺與味覺具有典型的“協同工作”的特點，進而認識到多種感官“協同工作”很重要。備課階段，我請同事與我配合開展了下水實驗，發現蒙住眼睛、捏住鼻子嘗果蔬，也能分辨誰是誰，原來準備的白蘿卜有明顯的辣味。于是，我到市場上重新購買蘿卜進行品嘗比較，我選擇了相對松脆甘甜的蘿卜開展教學，才讓課堂上的實驗順利達成預期效果。在實驗教學中，一個小小的細節往往決定成敗，影響大局?？茖W教師要本著不斷優化的思路選擇材料，不斷提高實驗教學的效果。

二、科學安排，優化實驗材料的呈現

材料引起活動，材料引發思維。實驗教學中，除了準備好有結構的實驗材料，還應思考材料出示的次序和步驟，通過材料呈現的科學安排來調動學生積極性，推進實驗，啟迪思維，調控教學。

（一）聚焦實驗需求，優化實驗材料的呈現

一年級學生天生具有好奇心，樂于動手，但又缺乏自控能力，材料的呈現與調控更應仔細考慮。在實驗教學中，過早地分發材料或是不及時地收取材料，都會吸引學生的注意力；一次性過多地分發材料或是過于零散地分發材料也會影響實驗教學的有序開展。蘇教版一年級上冊《借助工具觀察》一課設計了借助工具觀察指紋和借助聽診器聽心跳聲兩個實驗活動，旨在幫助學生通過對比發現觀察工具的使用增強了我們感官的觀察效果，選擇合適的觀察工具很重要。為了幫助學生聚焦實驗目的，在課程開始時我以手機解鎖為例，引導學生關注指紋、畫出自己的指紋，在此基礎上引導學生產生借助工具觀察的需要。進而開展放大鏡的學用活動，并完善自己指紋圖畫，不知不覺中感受到借助工具的重要作用。接著教師啟發學生觀察自己衣服的布紋，產生進一步的需求——顯微鏡。當然，在指導使用方法后，我讓學生歸還放大鏡才能換取顯微鏡，把學生的注意力聚焦到顯微鏡的觀察使用上，保持組內只有一種觀察工具，有效避免觀察工具的混亂使用，提高實驗教學的可控性。從指紋到布紋，看似簡單的觀察對象，其實蘊含著一定的層次性。人們正是因為想要努力觀察無法觀察到的事物才創造出各種各樣的觀察工具，可見需求促進發展。有了不同的觀察工具，我們也應該根據不同的需求學會合理選擇工具，可見需求決定選擇。實驗教學中，我們同樣應聚焦實驗需求，做到精心選材，有序呈現。

（二）聚焦思維發展，優化實驗材料的呈現

科學思維是學生科學學科核心素養之一，主要包括模型建構、推理論證和創新思維等三要素。實驗教學是培養學生思維能力的重要載體，教師應聚焦學生思維發展，優化實驗材料的選材及呈現，促進學生掌握分析與綜合、比較與分類、抽象與概括、歸納與演繹、聯想與想象、充足思維、發散思維、突破定勢等思維方法，形成初步的科學思維能力。

如蘇教版科學一年級《探究秋葉的秘密》一課中，教材編排首先從整體視角出發，展現出秋葉存在變色與常綠兩種情況的事實。繼而設計了比較冬青衛矛樹葉和楊樹樹葉的觀察實驗，承接上文中關于秋葉的不同現象，自然而然滿足了學生的好奇心理與探究欲望。為了激發學生興趣，啟迪學生思維，教學中，我自拍了校園秋天視頻，播放給學生觀看。當畫面最后定格在樟樹與梧桐樹時，很自然地引起學生的注意，揭示出樹葉變色與否的事實。那么為什么有的樹葉變色，有的樹葉依然常綠呢？接下來，我選取了校園內多種變色與常綠的樹葉供學生觀察比較，讓他們根據葉片光滑度分成兩類，在此基礎上交流發現，歸納總結，順利地形成落葉樹樹葉片薄、不光滑的特點，常綠樹樹葉肥厚、光亮的特點。充分發揮材料的呈現方式和組合，鍛煉了學生分析、比較、歸納等多種思維方法的運用能力，初步建立落葉樹樹葉與常綠樹樹葉具有相應特點的模型，為理解樹葉在秋天變色與否建立聯系。

三、結語

實驗材料是開展實驗教學的載體，充分發揮材料的功能屬性，發揮材料在學生實驗活動中的作用，我們除了不斷優化材料準備與呈現，還可以不斷對材料進行改進創新，賦予材料新的功能，幫助學生更好地開展探究實踐活動，發展學生的科學素養。

參考文獻

[1]中華人民共和國教育部.義務教育科學課程標準[M].北京：北京師范大學出版社，2022.

[2]張婉宇.淺談小學科學教學中實驗材料選擇、搭配與呈現[J].科學大眾.科學教育，2017（8）.