模擬實驗點亮教學之路

〔摘" "要〕" 小學科學是一門注重實踐和探究的學科，旨在培養學生的科學思維、創新能力和實踐操作技能。而模擬實驗作為一種有效的教學手段，能夠在小學科學課堂上為學生提供直觀、生動的學習體驗，幫助他們更好地理解抽象的科學概念和現象。模擬實驗作為小學科學教學中的重要方法，對于培養學生的科學素養具有不可忽視的作用。本論文旨在深入探討模擬實驗在小學科學課堂教學中的應用，通過具體案例分析其重要性、實施步驟及作用，為小學科學教學提供有益的參考。

〔關鍵詞〕" 小學科學；模擬實驗；教學

〔中圖分類號〕" G424" " " " " " " " 〔文獻標識碼〕" A" " " " "〔文章編號〕" 1674-6317" " （2025）" 11" " 097-003

一、小學科學模擬實驗概述

小學科學模擬實驗在小學科學課堂教學中被廣泛采用，一般有數據模擬、實物模擬、情境模擬等。它具有以下顯著特點。

實驗材料與研究對象原型具有相似性：做實驗時，要研究的問題往往很復雜，有著眾多的影響因素。為方便分析研究，要將實驗中的一些條件化繁為簡，在遵循保持事物本質屬性不變的基礎上，將復雜的實際問題轉化為理想的簡單問題，排除一些次要因素以及偶然因素對實驗的影響。比如在研究巖石風化現象時，選擇與巖石具有相似特性的材料進行模擬實驗，以更好地揭示巖石在自然環境中的變化過程。

具有很強的直觀性：受年齡特點的影響，小學生對直觀的現象容易理解，而模擬實驗能夠還原研究對象的本質特點，將實驗過程完整無誤地呈現出來。例如學習《在星空中》時，在課堂上無法直接去觀察天空中的北斗七星。于是，教師可引導學生建立一個星座模型來觀察北斗七星，讓學生形象直觀地體會到實驗完整的變化過程。

可將結果類推到原型：通過模擬實驗得到的結論可以類推到所要研究的原型中，從而揭示所要研究事物的本質屬性。例如通過星座模型的觀察，可以更好地理解天空中真實北斗七星的特點和規律。

二、模擬實驗在小學科學教學中的重要性

（一）激發學生對科學的好奇心

通過有趣的模擬實驗現象，如在“地球與宇宙”部分的學習中，利用模擬實驗將抽象的內容形象化，減輕學生理解上的難度，從而激發學生對科學的好奇心。

（二）培養學生主動學習態度

模擬實驗鼓勵學生主動參與實驗，在實驗過程中，學生需要自己動手操作、觀察現象、分析問題，從而培養對科學的積極態度和自主學習的習慣。

（三）培養學生動手能力和問題解決能力

模擬實驗讓學生掌握基本的實驗技能和方法，提高動手能力。同時，在實驗中引導學生發現問題、分析問題和解決問題，培養實際操作中的問題解決能力。

（四）增強學生團隊協作精神

在實驗活動中，學生進行合理分工，相互協作，共同完成任務。如在模擬實驗中，小組合作探究事物的本質，學生之間積極溝通、分享實驗心得和經驗，促進團隊協作精神的提升。

三、小學科學模擬實驗的應用案例

（一）“四季的形成”運動模擬實驗

在小學科學教學中，“四季的形成”運動模擬實驗是一個非常典型的例子。通過選用地球儀模擬地球，燈泡模擬太陽，觀察地球儀上小棒影子的長短變化，能夠幫助學生理解四季形成的原因。

首先，實驗中在四個地球模型中間放一盞燈代表太陽，在公轉軌道模板上確定A，B，C，D四個方位。調整地軸指向北方，讓地球模型地軸北端都指向北極星。接著，在北半球同一地點各立一根標桿，用橡皮泥將大頭針垂直固定在地球模型上，使標桿正對太陽（正午時間），然后觀察地球模型上標桿的影長。

實驗現象顯示，地球公轉到B處時，影子最短，此時是夏季；到D處時，影子最長，此時是冬季；到A和C兩處時，影子長短適中，A處是春季，C處是秋季。所以古人判斷季節的經驗是夏季影子最短，冬季影子最長，春季和秋季影子長短適中。

（二）《聲音是怎么產生的》原理模擬實驗

聲音的產生是小學科學中的重要知識點之一，通過模擬實驗可以幫助學生更好地理解聲音產生的本質。

如在“真空罩中的鬧鐘”實驗中，學生可以直觀地看到當真空罩的空氣被抽走時，鬧鐘聲音會逐漸變小，再次打開真空罩氣閥時，空氣回到真空罩，此時又能聽到聲音，從而得出聲音可以在空氣中傳播、無法在真空中傳播的結論。

通過實物資源和虛擬實驗資源的結合使用，學生可以更加全面地觀察物體發聲和不發聲時的不同狀態，深入理解聲音產生的本質是物體的振動，沒有振動就沒有聲音。

（三）《看月亮》中的月相變化模擬實驗

在小學科學教學中，《看月亮》這一課程中的月相變化模擬實驗能夠幫助學生直觀地理解抽象的月相變化知識。

選擇三個高矮不同的學生分別扮演太陽、地球和月球，模擬月相變化過程。在課堂上，教師讓較高的學生扮演太陽，中等身高的學生扮演地球，較矮的學生扮演月球。首先確定好位置關系，“太陽”站在相對固定的位置，代表著太陽在太陽系中的相對穩定位置。“地球”站在合適的位置，圍繞“太陽”緩慢轉動，模擬地球的公轉。“月球”則圍繞“地球”轉動，模擬月球繞地球的公轉。在轉動過程中，教師引導學生觀察不同位置時“月球”被“太陽”照亮的部分，從而模擬出月相的變化過程。

讓學生直觀地理解月相變化的原因，增強對抽象知識的認知。通過這個模擬實驗，學生可以直觀地看到隨著“月球”繞“地球”公轉以及“地球”繞“太陽”公轉，“月球”被照亮的部分在不斷發生變化。學生能夠清晰地認識到月相變化是由于日、地、月三者的相對位置不斷變化所導致的。這種直觀的模擬方式，讓原本抽象的月相變化知識變得具體可感，大大增強了學生對這一抽象知識的認知。例如，當“月球”位于“地球”和“太陽”之間時，學生可以看到“月球”的黑暗面朝向“地球”，此時模擬的是新月的月相；當“月球”“地球”和“太陽”呈直角時，學生可以看到“月球”被照亮的部分呈現出半圓形，分別模擬上弦月和下弦月的月相；當“地球”位于“月球”和“太陽”之間時，學生可以看到“月球”的整個明亮面朝向“地球”，此時模擬的是滿月的月相。

四、小學科學模擬實驗的作用

（一）學生學會合作與分享

在小學科學模擬實驗中，小組合作探究事物本質成了培養學生合作與分享意識的重要途徑。

通過小組合作探究事物本質，提升語言表達和人際交往能力。在模擬實驗過程中，學生以小組為單位共同探究事物的本質。例如在進行“地球的運動”模擬實驗時，小組成員需要分工合作，共同完成地球儀的操作、觀察光照變化、記錄數據等任務。在這個過程中，學生必須相互交流、討論實驗現象和結果。他們會闡述自己的觀點，傾聽他人的意見，從而提升語言表達能力。同時，通過與小組成員的互動，學生學會了與他人溝通、協商和合作，提高了人際交往的能力。

體會分享帶來的驚喜，培養合作意識。小組合作完成模擬實驗后，學生會體會到分享帶來的驚喜。當各小組展示實驗成果時，學生可以看到不同小組的實驗方法和結果，從中學習到更多的知識和技能。例如在“聲音是怎么產生的”原理模擬實驗中，各小組通過實物實驗、虛擬實驗和敲鑼比賽等方式探究聲音產生的本質。在分享環節，學生了解到其他小組的實驗過程和發現，拓寬了視野。這種分享不僅讓學生感受到了合作的力量，也培養了他們的合作意識。

（二）加強學生科學方法訓練，養成良好的思維習慣

在小學科學模擬實驗中，加強學生科學方法訓練，養成良好思維習慣至關重要。

教師根據學生年齡特征和認知水平進行教學，引導學生明確實驗目的，建立模型與原型的對應關系。在模擬實驗中，教師要引導學生明確實驗目的，讓學生清楚地知道通過實驗要探究的問題是什么。例如，在進行“地球的運動”模擬實驗時，教師要明確告訴學生實驗的目的是理解地球自轉和公轉產生的晝夜交替、四季變化等現象。同時，教師要幫助學生建立模型與原型的對應關系。在模擬實驗中，模型是對原型的簡化和模擬，學生需要清楚地知道模型中的各個部分分別對應原型中的哪些要素。比如在“月相成因模擬實驗”中，教師要引導學生理解手電筒模擬太陽、地球儀模擬地球、小皮球模擬月球，通過這種對應關系，學生能夠更好地理解實驗目的，揭示事物的本質。

觀察實驗現象，將模擬實驗與現實事物相聯系，揭示事物本質，培養學生發現、分析和解決問題的能力。在實驗過程中，學生發現問題，如為什么物體發聲時會振動？為什么地球儀的影子會有長短變化？通過分析實驗現象，運用所學的科學知識進行推理，找到問題的答案。在這個過程中，學生不斷鍛煉自己的思維能力，提高解決問題的能力。例如，在“巖石風化模擬實驗”中，學生通過觀察相似材料在模擬自然環境中的變化現象，分析出自然環境中巖石風化的原因，從而培養了發現、分析和解決問題的能力。

五、結論

小學科學模擬實驗在教學中具有重要意義，通過具體案例可以看出，它能夠幫助學生理解抽象知識，提高科學素養。教師應正確引導學生進行模擬實驗，選擇合適的方法和材料，嚴格按照步驟進行操作，充分發揮模擬實驗的作用，為學生的科學學習之路點亮明燈。

小學科學模擬實驗作為一種重要的教學手段，為學生提供了直觀、生動的學習體驗。在模擬實驗中，學生通過親身體驗，能夠更好地理解抽象的科學概念和現象，激發學習興趣，培養動手能力、問題解決能力和團隊協作精神。

在實施模擬實驗時，教師應引導學生做好實驗活動準備，包括實驗器材、材料和安全防護措施的準備。在實驗活動流程中，要確定合適的實驗主題，準備充足的實驗材料，進行合理的分組與分工，安排好實驗時間，講解實驗原理，演示實驗操作，讓學生在教師的指導下進行操作與觀察，及時糾正錯誤并提供指導，分析實驗數據，組織討論與交流，引導學生總結歸納，鼓勵學生反思與改進。

模擬實驗在小學科學教學中具有多方面的作用。學生在模擬實驗中學會合作與分享，提升語言表達和人際交往能力，體會分享的驚喜，培養合作意識。同時，模擬實驗能夠加強學生科學方法的訓練，形成良好的思維習慣。教師根據學生年齡特征和認知水平進行教學，引導學生明確實驗目的，建立模型與原型的對應關系，觀察實驗現象，將模擬實驗與現實事物相聯系，揭示事物本質，培養學生發現問題、分析問題和解決問題的能力。

總之，小學科學模擬實驗在教學中具有不可替代的重要作用。教師應充分認識到模擬實驗的價值，積極引導學生參與模擬實驗，提高學生的科學素養，為學生的未來發展奠定堅實的基礎。

參考文獻

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