在實驗中增強學生科學思維能力

〔摘" "要〕" 傳統的小學科學實驗教學局限性大，缺乏激發學生思考的契機，導致學生被動參與，充當看客。教師應在長期的實驗教學中注重學生動手能力的培養，真刀真槍做實驗，不斷加深學生對問題的理解，促進科學思維的形成。

〔關鍵詞〕" 小學科學；實驗教學；科學思維

〔中圖分類號〕" G424" " " " " " " " 〔文獻標識碼〕" A" " " " "〔文章編號〕" 1674-6317" " （2025）" 07" " 124-126

《義務教育科學課程標準（2022年版）》給教育領域帶來了深刻的變革，其核心理念煥然一新：“面向全體學生，旨在促進他們的素養全面發展；激發每一名學生的學習動機，讓他們在求知的道路上滿懷熱情；同時，強化探究實踐，讓學生在動手實踐中領悟科學的真諦。”在這樣的思想指導下，科學實驗教學應緊密圍繞學生的科學素養培養，精準對接他們的學習需求，確保科學思維在實驗教學的每一個環節都能生動展現。然而，當我們回顧以往的小學科學實驗教學時，不難發現，傳統的實驗教學模式存在著明顯的局限。大多數情況下，實驗都是由教師親自演示，學生則像觀眾一樣在一旁靜靜觀察。待實驗結束后，學生按照教師的引導總結實驗過程，而教師則對遺漏或錯誤之處進行補充，如此，實驗教學便草草收場。這種一成不變的教學模式，難以真正激發學生的科學思維，更難以調動他們對未知世界的好奇心。

一、小學科學實驗教學的意義

實驗教學是小學科學課程中的重要組成部分，這一教學環節旨在培養學生動手實踐的能力，使學生更為積極主動地投入實驗活動，發揮小學科學實驗教學的內在價值，進而提高學生的科學思維能力，以更好地學習相關課程內容。通過有效的科學實驗教學，學生的實踐能力和理論知識也得到同步提高，并且在一次次的實際操作中學生的科學思維能力得到有效的提升，對科學的認知也會逐步加深，為今后其他學科的學習打好基礎。由此可見，小學科學實驗教學在小學教學中非常重要，因此教師一定要十分重視科學實驗教學。

二、實驗教學中科學思維培養的重要性

回歸小學科學教育，我們常說“像科學家那樣”“像工程師那樣”學習，從一個生活情境中提出問題、表達觀點并能夠用所學解決生活中的真實問題，通過經歷多次思維活動，豐富兒童的科學思維，提升學生的核心素養。

例如，在蘇教版小學科學五年級上《熱對流》一課的教學中，教師應引導學生基于燒水過程的生活經驗，提出自己感興趣的問題，聚焦水是怎么變熱的具體研究問題提出假設，并用圖文表達觀點，與同伴分享。通過設計實驗尋找信息檢驗自己的假設，并分析歸納信息，遷移到生活應用，發展學生的設計思維、分析思維、實驗思維、邏輯思維。

在蘇教版小學科學三年級上《土壤的類型》一課中，教師可從民間傳統玩泥巴游戲入手，設置如何選擇黏性更大土壤的問題，引導學生利用多種感官和方法進行研究。再通過三種不同土壤實驗結果推理出土壤顆粒大小以及含量的不同，引出沙粒、粉粒和黏粒的概念，再通過滲水性實驗驗證想法，進而形成對三種土壤類型的認知。

三、小學科學實驗教學策略探究

（一）創設故事情境，增添實驗教學的趣味性

小學階段的學生活潑好動，對很多事物都充滿好奇，"因此教師在教學中可以創設一些有趣的教學情境來進行實驗教學，"調動學生的學習積極性，讓學生在愉快的學習氛圍中收獲科學知識，為后面教學的順利開展奠定基礎。

例如，在蘇教版小學科學三年級上《空氣占據空間嗎》一課中，教師借助《烏鴉喝水》的故事為學生創設情境，使學生在短時間內快速聚焦注意力，提高學生的聽課興趣，為接下來的深入感知以及理解奠定良好的情感基調，激發學生主動參與科學探究的興趣，豐富其感性認知。首先，邀請一名同學模仿小烏鴉，往錐形瓶中放入適量的小石頭，在這一過程中，引導學生利用空間的概念解釋現象，通過層層提問，引發學生不斷地思考，這一環節極大地激發了學生的興趣，看著他們高高揚起的小臉，能感受到他們此時此刻求知的心情，根據學生的回答，教師發現，此時是引入課題的最佳契機，不僅能借助直觀豐富的表象為學生呈現相對應的概念，同時也易于學生理解和掌握。

（二）組織科學實驗，提高實驗教學的實效性

科學課程標準特別強調了科學實驗的重要性，在實際教學過程中，設計實驗方案是保障實驗順利開展的關鍵所在，而學生在進行科學實驗的過程中，絕大部分以小組的形式展開。因此，在進行實驗之前，有必要組織小組展開互動探討，完成對實驗方案的設計。為了提高學生的接受度，教師在設計實驗方案時，也可以讓學生進行自主選擇，通過引導式的提問方式，鼓勵學生從日常生活出發，尋找與課堂實驗相近或相同的情境，讓學生按照自己的理解來組織實驗。這樣一來，不僅可以很大程度地提高學生的學習積極性，讓他們把理論知識和生活經驗相結合來解決問題，以鍛煉他們的科學思維能力和學以致用的能力，還可以提高學生的實驗操作能力。

同時，在實驗環節，學生必須嚴格遵循每一個實驗步驟，既要動手動腦相結合，也要實現小組成員之間的協同合作，實現合理的任務分配，積極主動參與其中，爭取順利完成每一個實驗任務。通過這樣的方式，不僅有助于培養學生的協同合作意識和合作精神，形成積極向上、團結協作的學習氛圍，也有助于提高科學實驗教學的實效性。

（三）調整實驗內容，注重實驗教學的創新性

如果僅僅拘泥于教材中的實驗步驟，機械引導學生按部就班地實驗操作，這種教學方式不僅缺乏創新活力，還會使學生感到枯燥乏味，難以激發他們的學習興趣和探索欲望。因此，我們有必要對實驗內容進行適當的調整和優化，更加注重實驗的探究性和創新性，更有效地培養學生的科學思維，促進他們科學素質的全面提升。

以蘇教版小學科學四年級上“空氣的性質”實驗為例，教師可以引導學生深入研讀教材上的實驗內容，鼓勵他們在此基礎上展開進一步的思考和探索。學生可以親自參與實驗步驟的創新設計，提出自己的獨特想法和見解，然后通過分組實驗的方式，親自驗證自己的猜想和假設。

實驗一：不濕的紙團

教材原實驗是將一團紙緊緊塞在杯底，再將杯子倒扣在水中，觀察紙團是否會被水浸濕。因為水是透明的，不便于學生直觀地觀察實驗現象，因此經過教師的引導和學生的討論，對實驗進行了改進：在水中添加幾滴紅色素，使水變得有色，從而更容易觀察紙團是否被水浸濕。實驗結果顯示，當塞著純白紙團的紙杯倒扣在加入紅色素的溶液中一段時間后，取出杯子，里面的紙團仍然是純白色的，證明沒有被水浸濕。這一改進后的實驗不僅讓學生體會到了實驗的樂趣，還幫助他們更加順利地分析出紙團不濕的原因，即空氣占據了杯中的空間，阻止了水的進入。

實驗二：吹不大的氣球

教材原實驗是將氣球放入瓶中，并用氣球嘴套住瓶口，然后用力吹氣球。然而，這個獨立的實驗并不能讓學生很好地理解氣球吹不起來的原因——空氣在瓶子里占據了空間。甚至有部分學生還會誤以為氣球是因為受到瓶子的束縛才無法被吹大。因此，我們通過小組討論的方式，對實驗內容進行了改進：將兩個相同的氣球分別放入未剪開底部的瓶子和已經剪開底部的瓶子中，并用氣球嘴套住瓶口，然后用力吹氣球。通過對比實驗，我們可以清晰地看到，氣球在剪開底部的瓶子里雖然仍然受到瓶壁的束縛，但是它能夠將周圍的空氣擠走，相對自由地脹大。這一改進后的實驗不僅消除了部分學生對于氣球吹不大是與瓶子大小有關或受瓶壁束縛的誤解，還幫助他們得出了正確的結論——空氣占據空間。

通過這樣的實驗改進和創新，不僅讓實驗教學變得更加生動有趣，還培養了學生的探究精神和創新思維，為他們的科學素養提升奠定了堅實的基礎。

實驗三：神奇的乒乓球

原教材是沒有這個實驗的，鑒于實驗的趣味性和科學性，我將“神奇的乒乓球”作為一個“魔術”環節，運用到小學科學實驗教學的課堂上。首先，借助兩個完全一樣的帶孔的杯子、兩個完全一樣的乒乓球、盛有水的水槽進行演示實驗，通過是否堵住杯子上的小孔來控制乒乓球的沉浮。用“魔術”的形式，激發學生的探究欲望，并通過分組實驗，讓學生揭開“魔術”的奧秘，從而更加深刻地理解空氣是占據空間的。

通過精心設計和指導學生運用實驗的方法，深入探索空氣的各種性質，我們能夠將學生原本基于日常生活經驗對物質性質的直觀感受，提升到運用科學原理和科學方法來系統認識和理解物質性質的更高層面。這一轉變不僅有助于深化小學科學探究的層次，而且能夠有效激發學生的科學思維，培養他們的邏輯思維能力和問題解決能力。

（四）轉換實驗主體，打破傳統實驗教學的局限性

在傳統的小學科學實驗教學中，教師往往扮演著主要的角色，而學生則更像是課堂上的旁觀者，偶爾回答教師提出的一些基礎問題。這種教學模式看似在為學生普及科學知識，但仔細分析卻不難發現，學生在此過程中并未真正收獲太多。對他們而言，科學課堂有時更像是一場走馬觀花的游戲，缺乏深度和實質性。盡管教師有時會設計一些問題來引導學生思考，但這些問題往往并非學生內心真正想要探究的，因此科學思考并未能真正發生。

為了打破這一局限性，教師在開展探究空氣其他性質的實驗之前，采取了全新的教學策略。首先結合學生的生活經驗，擬定了幾個有趣的假設，并鼓勵學生思考這些假設是否成立。隨后，教師引導學生進行實驗論證，讓他們親自驗證自己的猜想。

教師提出了以下兩個假設。

準備兩支空的注射器，分別抽取10ml的空氣和10ml的水。然后，用手指抵住注射器前方的孔，嘗試將活塞向下推。此時，學生會好奇：空氣和水都占據空間，那么活塞能否順利推下去呢？

同樣地，還是準備兩支空的注射器，分別抽取10ml的空氣和10ml的水。用手指抵住注射器前方的孔后，嘗試用力拉拽活塞。學生會再次思考：在空氣和水都占據空間的情況下，活塞能否被拽開呢？

為了解開這個謎團，教師進行了實驗示范，并鼓勵學生也親自嘗試。通過這樣的教學方式，學生不再只是被動地接受知識，而是成了實驗的主體和探究者。他們親自參與實驗過程，觀察實驗現象，思考實驗結果，從而真正理解了空氣和水的性質以及它們占據空間的概念。

實驗后，學生驚訝地發現第一個假設中裝有水的活塞很難被推下去，而裝有空氣的活塞比較容易被推了下去，第二個假設中裝有水的活塞同樣很難拽開，而裝有空氣的活塞很容易就被拽開了。細心觀察的同學會發現，在第一個假設中，裝有空氣的注射器活塞被推下去后松手，活塞又會回到10ml的位置。在第二個假設中，裝有空氣的活塞被拽開后松手，活塞也會回到10ml的位置。

通過一系列精心設計的對比實驗，教師巧妙地引導學生深入思考空氣究竟具有哪些獨特而又奇妙的性質，隨著這些對比實驗一環扣一環地逐步展開，學生內心的問題意識就像被點燃的火種一樣，逐漸被激活，變得越發強烈和旺盛。與此同時，在這一過程中，教師還充分利用科學實驗這一強有力的工具，鼓勵學生自主探究科學規律，讓他們在親身實踐中感受科學的魅力。

四、結語

綜上所述，通過有效的科學實驗教學，學生的實踐能力和科學知識得到同步提高，并且在一次次的實際操作中，學生的科學思維得到有效的訓練，對科學認識也會逐步加深，不僅可以使學生在今后的學習中學會舉一反三的創新思維方式，而且為今后其他學科的學習奠定了一定的基礎。

參考文獻

[1]林銘孜.拒絕盲目演示，讓實驗真實發生[J].福建教育，2022（31）：56-57.

[2]劉曉娟.小學科學實驗教學中的問題及思考初探[J].知識文庫，2022（5）：82-84.