實驗教學“三要”

〔摘" "要〕" 小學科學教育在“雙新”理念的引領下迎來新的挑戰，強調以探究式學習為主，倡導多樣化的學習方式，設計有趣的探究實驗。本文根據1～2年級學生的身心發展特點，提出把握實驗設計的“三要”原則：設計要簡單有趣、過程要富有思考、材料要精準適切，旨在提升教學質量，助力學生科學素養的培養。

〔關鍵詞〕" 小學科學；實驗設計；實驗過程；實驗材料

〔中圖分類號〕" G424" " " " " " " " 〔文獻標識碼〕" A" " " " 〔文章編號〕" 1674-6317" " （2025）22" " 0082-03

小學科學是培養學生科學素養的啟蒙課程，在“雙新”理念的指引下，注重學生情感體驗和學習興趣，在輕松愉快的氛圍中，通過游戲、探究等方式激發學生的學習熱情，讓學生在快樂中學習，在學習中成長。對于1～2年級的學生，實驗教學的核心在于激發興趣、引導體驗。這一階段的學生注意力持久性有限，過于復雜或抽象的探究活動容易讓他們失去興趣。《義務教育科學課程標準（2022年版）》強調以探究式學習為主，倡導多樣化的學習方式。我認為設計有趣的探究實驗，能有效引導1～2年級學生在動手操作中建構科學概念。實現這一目標，關鍵在于把握探究實驗的“三要”原則：設計要簡單有趣、過程要富有思考、材料要精準適切。

一、實驗設計要簡單有趣

1～2年級學生具有好奇、好問、好動的特點，喜歡東摸西看，但由于首次接觸科學實驗，因而要消除陌生感，建立親近感。實驗設計必須遵循“簡單直觀、現象明顯”的原則，避免煩瑣步驟和晦澀概念，要用童趣化的語言和生活中觸手可及的材料，將學生自然帶入科學探究的情境。

例如，教科版科學一年級上冊第二單元第6課《觀察與比較》，是小學一年級學生科學實驗探究的“初體驗課”， 教學的核心是引導學生理解“比較需要公平”。課堂上，教師設計了觀察3杯顏色深淺不同的醬油水的活動。學生首先被直觀的顏色差異吸引：“猜一猜，造成顏色深淺不同的原因是什么？”這個源于生活經驗的問題瞬間點燃了他們的好奇心。緊接著，教師引導他們親手配置深淺不同的醬油水進行觀察驗證。在操作和討論中，教師通過直白的語言層層遞進地提問引導思考：“比較3個杯子里的水怎樣才公平？”他們很快意識到“水要一樣多”“每次滴進杯子的醬油怎樣才公平？”學生嘗試后得出結論：“每一滴盡量一樣多”“配制和觀察時，我們用了哪些感官？”學生會總結運用眼（看顏色深淺）、鼻（聞氣味）、手（感受液體）。整個過程，僅用醬油、清水、透明杯這些最尋常的材料，在淺顯、富有童趣的任務指引下，讓學生在觀察、比較、排序中，輕松理解了“公平比較”這一核心科學概念，完成了從“動手做”到“動腦思”的無痕過渡。

這種“簡單有趣”的設計，降低了認知負荷，放大了動手的樂趣和發現的成就感，使初次接觸科學實驗的學生感受到“科學好玩”，點燃探究的熱情，為后續的深入探究奠定了積極的情感基礎。

二、實驗過程要有思考性

趣味性是入口，思考性才是體驗式學習的靈魂，實驗教學要聚焦思維的啟迪，深化探究的體驗。教師不能僅滿足于學生“熱熱鬧鬧地做完”，更要創造空間引導他們“靜下心來思考”。這意味著教師要敢于放手，引導學生大膽猜測、自主設計驗證方法、動手嘗試、細致觀察并記錄現象。

真情境啟發思考真問題。創設生動有趣且富有啟發性的真實情境能激發學生的興趣，提出真實的問題，讓學生在解決問題的過程中提升自我。

教科版科學二年級下冊《玩磁鐵》單元有6個課堂活動，即“磁鐵能吸引什么”“比較力量的大小”“讓小車動起來”“隔物吸鐵”“設計釣魚玩具”“我們來釣魚”。通過這些活動呈現本單元科學觀念的學習線索：“磁鐵能吸鐵”—“磁鐵的兩個磁極同極相斥、異極相吸”—“生活中能利用磁鐵的性質”。通過深入分析單元內容安排，我們發現磁鐵與我們的生活最密切的點在于：在我們的生活中哪里應用了磁鐵？磁懸浮列車、冰箱密封條、揚聲器……但是它們跟二年級學生的生活距離是那么遙遠！那么磁鐵的應用與二年級孩子的聯系點在哪里呢？對，就是游樂場中的“釣魚游戲”。在課堂上展示真實的情境：在商場的游戲區，思考問題“怎樣才能釣到魚？”（探究磁鐵能吸鐵），“有什么技巧才能釣到更多的魚？”（探究磁鐵磁極的特點），引導學生探究釣鉤與魚的特點，研討磁鐵的性質。在整個單元教學中通過“玩”，對磁鐵進行深入探究，確定磁鐵的特性，最后再進行一輪釣魚游戲，在釣魚游戲中體驗科學探究的樂趣。

《義務教育課程方案（2022年版）》提出：注重培養學生在真實情境中綜合運用知識解決問題的能力；加強知識學習與學生經驗、現實生活、社會實踐之間的聯系，注重真實情境的創設，增強學生認識世界、解決真實問題的能力。因此，真實的問題情境在培養1～2年級學生科學探究興趣的同時，也能培育其知識理解能力、問題解決能力、遷移能力、社會性能力，為培養學生的核心素養提供有效的場景，幫助學生在真實情境中提高解決問題的能力。

用問題鏈驅動真實踐。發現問題和解決問題是科學實踐活動中培養科學思維的關鍵要素。

在實驗教學的過程中，通過問題鏈，引導學生思考實驗的可行性，培養學生的實證意識和動手能力。同時，小組合作進行實驗，還能鍛煉學生的溝通協作能力，讓他們在交流中分享想法、互相學習，共同完成實驗任務，增強對科學知識的理解和記憶，體驗科學探究的樂趣和成就感。教科版科學二年級上冊《磁鐵的兩極》一課的教學，深刻體現了對學生思考力的激發。核心問題是“磁鐵的各個部位磁力大小相同嗎？”教師沒有直接演示，而是將問題拋給學生：“對于這個問題，你想到了什么辦法去驗證你的想法？”學生思維活躍起來：有的提議“用一個鐵的回形針去觸碰磁鐵各個部位，感受磁力大小”；有的想到“把磁鐵放進一堆回形針里，看各部分吸起多少”。教師充分尊重學生的想法，鼓勵他們按自己設計的方法嘗試。當學生看到磁鐵兩端吸起的回形針明顯多于中間時，教師適時拋出更深層次的問題：“對于磁鐵各部分吸起的回形針，確實都是那個部位自己吸起來的嗎？有沒有可能相互影響了？”這個問題像投入平靜水面的石子，引發了學生的認知沖突和深度思考。教師順勢引導他們設計更精確的驗證方法。例如，用磁鐵靠近平擺的幾個回形針（避免堆疊），觀察哪個部位下方的回形針先被吸引，或者比較不同部位吸引回形針的數量差異。這個探究活動，較之教科版科學二年級上冊的教材中的方法更加新穎且具思考深度：先讓學生用磁鐵吸引彈簧，體驗彈簧形變過程中感受磁力大小的變化；再通過懸掛磁鐵，在兩端掛鉤碼（如小墊圈或回形針），直觀比較兩極能掛起的最大數量。這個“玩磁鐵”的過程，充滿了游戲性，但每一個步驟都精心設計，引導學生在操作中聚焦核心問題：“為什么兩端掛的多？中間掛不住？這說明磁鐵力量分布有什么特點？”通過這一系列的問題，引導學生動手驗證自己猜想、解決認知沖突，培養實證意識，學生的邏輯推理和批判性思維悄然萌芽。他們不僅發現了磁鐵兩極磁性最強這一事實，更體驗了“發現問題—提出猜想—設計驗證—觀察記錄—分析結論”完整的探究流程，產生成就感，這種在“玩”中獲得的深刻思考遠比被動接受知識更珍貴。這樣的設計通過實驗比較磁鐵不同部位吸引鐵物質的力量，引導學生在玩磁鐵游戲的過程中思考磁鐵兩極的特點，提升了學生科學思維。

三、實驗材料要“合適”

實驗材料的選用絕非小事，它直接關系到探究活動的真實性、有效性和學生的體驗深度。“合適”的材料應精準服務于具體年級、具體課時的核心探究目標，具備安全性、可操作性和現象顯著性。同一主題在不同年級，因教學目標、學生認知水平不同，所需材料自然應隨之調整，方能引導學生聚焦關鍵概念，進行“真實的探究”。例如，同樣是《讓小車動起來》一課，教科版科學（2017年版）四年級上冊的教材與教科版科學（2022年版）二年級上冊的教材有極大的不同，所以準備的實驗材料也要不同。這是理解“材料適切性”的絕佳案例。

教科版科學（2017年版）四年級上冊《讓小車動起來》位于力學單元，本課設定的關鍵問題是“多大的力（拉力）才能讓小車動起來？”教師提供給學生的實驗器材是大的回形針、大的墊圈，結果小車馬上就到達終點了，根本看不到小車如何“動起來”的過程。怎么辦？如果換用小的回形針、小的墊圈，實驗的時候先放一個小墊圈，小車沒有動起來，放2個也沒有動起來，放3個，小車動起來了。從而體現出“多大的力才能讓小車動起來” 的動態過程。材料的優化，讓這個過程清晰地、動態地展現了“靜摩擦力被逐漸克服直到小車啟動”的現象。這種精準匹配目標的材料改動，讓學生親眼看見、親手驗證了“需要達到一定大小的力才能讓靜止的物體運動起來”這一核心概念，探究過程真實有效，結論直觀可信。

教科版科學（2022年版）二年級下冊《讓小車動起來》的活動放在“玩磁鐵”單元的第3課，注重讓學生體驗“不接觸小車，怎樣讓小車動起來”，體驗了“拉力、推力、吸引力都能讓小車動起來”，目的是把磁鐵吸引物體的力量（磁力）與拉力、推力做對比。因此提供給學生的材料需要磁鐵、小繩子、小車、紙板等，僅材料就可以讓學生玩得不亦樂乎，同時在實驗的過程中引導學生學會思考，在解決問題的過程中融會貫通，形成知識的網絡。材料的適配，讓玩法多樣，學生興趣盎然。在“玩”中，他們自然體驗到不同“力”的作用方式，特別是磁力“隔空取物”的神奇，有效聚焦于本課的核心目標：“認識讓物體運動起來的力的多樣性和磁力的特殊性質”。

這兩個案例的對比鮮明地說明，脫離具體教學目標和學生認知水平的材料選擇，會使探究活動偏離方向或流于形式。只有深入研究教材、明確核心目標，選擇最“對口”的材料，才能讓學生的手、腦、眼在探究中協調作用，引導他們發現真問題、進行真思考、獲得真體驗，感受科學探究的內在魅力。

實驗設計的“簡單有趣”，是吸引學生樂于參與、主動動手的起點，它消除了科學的神秘感，建立了初步的親近感。實驗過程的“思考性”，則是體驗式學習的核心引擎，它引導學生在動手操作中動腦思考，經歷猜想、驗證、質疑、修正的過程，在實證中萌發科學思維，在合作中學會交流分享。實驗材料的“精準適切”，是保障探究真實性、有效性的物質基礎，它使學習目標清晰可及，讓探究現象顯而易見，支撐學生獲得深刻的、有價值的親身體驗。

參考文獻

[1]崔允漷，王少非，楊澄宇，等.新課程關鍵詞[M].北京：教育科學出版社，2023.

[2]胡衛平，李霞.思維型科學探究實踐案例[M].西安：陜西師范大學出版社，2024.

[3]于澤明，那明明.情境化學習：內涵、價值及實施[J].華東師范大學學報（教育科學版），2023（1）：89-97.