創建“四有情境”，打造科學實驗的“有機課堂”

【摘要】創建“四有情境”，讓學生展開有趣性、有序性、有疑性、有創性的科學實驗探究，不僅能激發學生的科學學習興趣，而且能引導學生的科學實驗活動，能提升學生的科學學習效能，能催生學生的科學實驗創造。科學實驗的“有機課堂”是有趣的課堂、有序的課堂、有效的課堂、有創的課堂，是學生的科學思維與實踐交織、知性認識與情感體驗交織、科學精神與人文關懷交織的課堂。

【關鍵詞】小學科學；科學實驗；“四有情境”；“有機課堂”

“有機”是指“事物各個部分相互聯系、協調，像生物體一樣密不可分。實施有機教學、打造有機課堂，就是要求教師的教學要順應學生認知、思維特質，順應學生內在的學習興趣、需求，順應學生的探究規律、學習規律等，為學生打造科學學習的殿堂。在科學實驗教學中，教師要制定科學的實驗目標，選擇適合的科學實驗素材，引導展開科學性的實驗探究；要提高學生科學實驗的質量、品質，優化學生的科學實驗樣態。作為教師，要精心設計科學實驗，讓科學實驗有趣、有序、有效，進而打造科學實驗的“有機課堂”。

一、創建“有趣性”情境，激發學生科學實驗興趣

興趣是學生科學實驗的先導，有機課堂是興趣的課堂。學生在科學實驗過程中的深度思維、探究，就是從學生的興趣開始的。在科學教學中，教師要創建“趣味性”情境，激發學生科學實驗興趣。趣味性的情境，能喚醒學生積極的實驗情感，點燃學生科學實驗的欲望。

如在引導學生“制作小賽車”這一科學實驗過程中，筆者發現，很多孩子都喜歡玩賽車。于是，筆者抓住學生“玩賽車”這一“興趣點”，創設趣味性的情境：多媒體課件展開外形各異的賽車，從而打開學生的思維。有學生提問，“老師，怎樣讓賽車動起來？”為此，筆者給學生提供了結構性的實驗素材，如卡紙、塑料、橡皮筋、氣球、小電動機、電池等。這些結構性的素材，不僅是學生科學實驗的基礎，而且能啟發、引導學生的科學實驗。有學生說，“可以借助橡皮筋的彈力，來驅動小車前進”；有學生說，“可以借助氣球對小車的反沖力，來驅動小車前進”；還有學生說，“可以借助電動機的電磁力，來驅動小車前進”，等等。在趣味性的情境中，學生展開積極的動手實踐。他們不僅在賽車的驅動力上想辦法，而且在賽車的外形上做文章。在趣味性的情境中，學生自主地展開賽車比賽。如比賽賽車的速度，比賽賽車前行的距離，比賽賽車的靈活性，比賽賽車的顏值，等等?？茖W實驗充分解放了學生的大腦、雙手，提升了學生的科學認知、科學思維、科學實踐能力。

二、創建“有序性”情境，引導學生科學實驗活動

學生的科學實驗活動應當是有序的活動。動手實踐、主動探究是我們大力提倡的科學實驗方式。在科學教學中，教師可以引導學生展開“對比性”的科學實驗、“模擬性”的科學實驗、“模型性”的科學實驗、“切片性”的科學實驗等。每一種類型的科學實驗都有其獨特的操作流程、操作范式。作為教師，要搭建科學實驗的平臺，創設“有序性”情境，引導學生有序地設計、研發科學實驗活動。

在科學實驗中，教師要深入分析科學知識的特點、特質、聯系等，要引導學生篩選科學實驗探究內容，引導學生選擇科學實驗材料，引導學生選擇合適的科學實驗活動形式，讓學生在科學實驗活動中真正有所作為、有所收獲。要讓學生在科學實驗過程中積極地表現自我、展現自我、創造自我，讓科學實驗活動能觸碰學生內心的“小宇宙”，讓科學實驗活動能觸發學生的科學思維，催生學生的科學想象，引發學生的科學創造。比如在引導學生實驗“用沉的材料造船”這一實驗活動中，筆者發現，很多教師往往就是簡單地給學生提供實驗素材，如橡皮泥、鋁箔等，實驗設計簡單，不能有效地引發學生的科學思維，讓學生的科學探究聚焦實驗本質，即“改變物體的形狀，可以改變物體在水中的沉浮狀態”，也就是“改變物體的形狀，可以改變物體在水中受到的浮力的大小”等。為了優化學生的科學實驗，筆者精心設計了科學實驗，讓學生的科學實驗過程有序展開。首先，給學生提供了大小完全相同的鋁箔，讓學生做形狀不同的鋁箔船。如此，學生就會在“船”的造型上研究。學生便會積極主動地思考：船做成怎樣的形狀，才能讓船承載更多的載重量。在這個過程中，有學生會結合自身的數學學科知識，從船的底面積、船的體積等視角展開思考、探究。這樣的一種有序的聚焦關鍵材料的探究，能讓學生的科學學習有序，能讓學生較少地受到無關因素的干擾，從而能將思考聚焦到相同質量的材料的體積上，進而能促進學生對科學知識的本質—“相同質量的物質比較體積”“排水的多少”等的認識、理解。

三、創建“有疑性”情境，提升學生科學實驗效能

學生的科學實驗不僅僅是思考、探究的過程，也是師生、生生之間的交流、互動過程。“學起于思，思源于疑”。問題是學生科學思考的源泉，也是學生科學探究、科學建構、科學創造的源泉。在科學實驗教學中，教師要鼓勵學生大膽地質疑，讓學生的不同想法、認識交匯于課堂。要引導學生圍觀學生的質疑，聚焦學生的質疑。

比如教學“點亮小燈泡”這一部分內容時，筆者發現，很多學生對“通路”“斷路”和“短路”等概念認識模糊。有學生提問，“老師，為什么斷路小燈泡不亮？”有學生提問，“老師，什么是短路??？短路燈泡為什么不亮呢？”基于學生的“疑問”，筆者不是機械地、枯燥地說教，而是引導學生展開實驗。首先，筆者引導學生拆解小燈泡，觀察小燈泡的內部結構，了解小燈泡的燈絲連接情況。在此基礎上，引導學生嘗試、探究“點亮小燈泡”的方法。學生自主連接，筆者讓學生將所有連接的情況畫下來，然后進行分類：能點亮的小燈泡的電路有什么共同點？不能點亮的小燈泡的電路與能點亮的小燈泡的電路有哪些不同點？如此，從同類事物的“相同點”和不同類事物的“不同點”展開研究，就能讓學生聚焦到“電路分析”上。學生發現，“通路”就是形成了一個閉合的回路，“斷路”就是沒有形成閉合的回路，而“短路”盡管也形成了一個閉合的回路，但卻沒有經過小燈泡，小燈泡因此也不亮，而且“短路”由于直接將電池的兩極連接起來了，因此容易造成電池的損毀 ，等等。這樣的一種實驗教學，由于是基于學生的“疑問”“問題”展開的，因而能激發學生的科學思考、探究興趣，能吸引學生積極主動地參與到科學實驗中來。

四、創建“有創性”情境，催生學生科學實驗創造

學生的科學實驗過程就是學生建構知識、創造知識的過程。在科學實驗過程中，學生就是一個個的“小創客”?？茖W實驗讓學生的科學學習具有了“做思學共生”“學玩創一體”的特質。創建“有創性”情境，能催生學生的科學實驗創造?！坝袡C課堂”是創造性的課堂。在科學實驗過程中，教師不僅要通過科學實驗來引導學生創造知識，而且要鼓勵學生不斷地改進科學實驗、優化科學實驗、完善科學實驗，對學生的科學實驗本身進行創新。

比如教學“聲音的高與低”這一課的相關內容，教師引導學生探究“裝水少的杯子發出的聲音是否一定高”。為此，教師引導學生設計了“對比實驗”，即用相同的杯子裝不同高度的水，然后敲擊杯子。實驗結論就是“裝水少的杯子，敲擊之后聲音高”。但學生在科學習題中遇到了“用水吹”裝水不同高度的杯子。于是，很多學生發生了錯誤。究其根本，是因為敲擊杯子和用嘴吹杯子，發生振動的物體是不同的。其中敲擊杯時發生震動的是水，而用嘴吹杯口時振動的物體是空氣。顯然，學生的科學學習比較膚淺，他們的思維陷入了“裝水少發出的聲音一定高”的泥潭、窠臼。為了引導學生突破自我思維的慣性，筆者在教學中創建了“有創性”情境，引導學生優化實驗、完善實驗、創新實驗，讓學生從物體振動的大小、快慢等方面對振動進行深入的、系統的研究，同時力圖通過科學創造性的實驗讓物體的振動可視化。首先，筆者引導學生用不同的力度撥動鋼尺，由于聲音較弱，學生難以辨別。于是，筆者與學生一起，自制了一個“共鳴盒”，然后用聲音導管與共鳴盒連接，從而放大音量，讓學生認識到“振動幅度大聲音強，振動幅度小聲音弱”的規律。在此基礎上，筆者讓學生吹長短不同的塑料管子，并且在管子底部粘貼一個小紙條，從而讓學生直觀地看到，紙條振動得快，發出的聲音就高；紙條振動得慢，發出的聲音就低。最后，筆者借助聲波傳感器，讓聲波傳感器與電腦連接，用電腦中直觀的振動波紋來表征振動的頻率快慢。通過這樣的創造性實驗，讓學生形成了對科學知識的本質認知。

“有機課堂”是學生的科學思維與實踐交織的課堂，是學生的知性認識與情感體驗交織的課堂，也是融入、滲透科學精神與人文關懷的課堂。創設有趣的、有序的、有疑的、有創的“四有情境”，能讓學生感受、體驗到科學學科的無窮魅力和學習的無窮快樂！

【參考文獻】

[1]黃月鳳.實驗器材優化對于提高小學科學實驗教學有效性的作用研究[J].教育界，2022（08）.

[2]張懿，陳莉.素養導向下小學科學實驗教學改進策略[J].實驗教學與儀器，2023（01）.