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小学科学实验教学有效性研究
【内容摘要】小学科学课是以培养学生科学素养为宗旨的科学启蒙课程。科学实验是科学教学中的一个重要组成部分，是学生进行科学探究、培养动手操作能力的重要途径。通过参与科学实验培养学生的创新精神和实践能力、观察能力和思维能力。因此，在科学课中如何提高实验教学的有效性，促进学生科学素养的有效形成,是我们每位科学教师非常注重和迫切需要解决的问题。本文结合教学实践，从“实验前谋选材料、从简求实，实验时明察秋毫、见机行事，实验后引导交流、挖掘提升”等几方面作了探讨。
【关键词】科学探究 实验教学 有效性
实验是科学研究的基本方法和手段，是小学科学课的显著特点，是小学生进行科学探究的主要方式。实验教学以动手为主，那么，是不是只要准备足够的器材，安排好实验步骤，就可以顺利地进行实验活动；只要实验顺利就可以取得良好的教学成效呢？不是的！教学是一门艺术，实验教学也不例外，要想取得良好的教学成效，需要教师的机敏把握和智慧处理策略。而对实验细节的把握，是提升科学实验教学有效性的关键所在。关注一个细节，就能生成一个精彩的环节；忽视一个细节，就可能毁灭一次精彩的实验。所以，在小学科学实验中，更应关注细节。在教学中，我们要从细节入手，注意激发、培养学生的兴趣，提供有结构的材料，注重师生的有效交流与互动，用心观察，善于发现、挖掘，把握时机，加强课堂调控，加强实验的引领、指导和提升。
一、实验前挑选材料，从简求实
课上要用种种材料，是科学课的一大特点，材料很容易引起学生的心理期望。教师也许会感到把材料直接交到孩子手中，可能造成无法容忍的混乱。事实上，把精心选配的材料交给学生，让他们自由探究，是让他们走上科学道路的一个好办法，关键是要选配好材料，注意发挥材料的最大效益。一套好的材料，会引起学生的探究欲望，会促成一节好课。
⒈利用材料间的相互关系，加以灵活组合和运用
实验教学能否成功、效果能否达到，不仅仅取决于实验材料是否充足，还取决于实验材料选择是否科学，搭配是否精当。实验材料选择科学、搭配精当，学生操作起来得心应手，观察方便，现象明显，实验效果就好。
把各种材料放在一起，它们之间便有了一些相互关系，不同的组合往往会使学生产生一些特定的言行。一盆水，一个软木塞、一个小铁块，这样一组材料学生会有什么结论？学生会说铁块沉下去，软木塞浮上来，材料结构的简单，使他们很难形成规律性的认识。如果是另一组材料：一盆水、同样形状大小的木块、铁、塑料、胶木，学生又会有什么结论？因为材料间的丰富对比性，将揭示一个规律：同样大小的东西，重的下沉，轻的浮着。那么，是不是材料的结构越复杂越好呢？不是的！
一般情况下，教师依据教材的提示，会设计出适合预设问题探究需要的有结构的材料，只要能够完成任务就可以了。然而在教学实践中我们会发现，如果我们在准备实验器材时打破常规思维，常常可以使材料更简洁有效，看起来简单，但是用起来却更有意义。
⒉把握好材料的呈现方式和时机，分层、适时、有序地呈现
一种材料就预示着一个现象，可以设置一个情境，进行一项探究。不管是有关，还是无关，每一种材料的出现都有很明显的目的性。因此，把握好材料的呈现方式和时机，也就是调控了课堂的节奏，掌握了课堂的结构。
小学生的探究是在教师指导下进行的，使用的材料会随着探究活动的推进或探究内容的转变而变化。材料何时呈现要充分考虑到小学生的心理特征。小学生有强烈的好奇心，如果过早发送探究材料，会分散学生的注意力，往往还没有听清楚活动要求，甚至还没有明白要研究的内容，就开始动手了，容易使探究范围过于扩大。而有层次地发送材料，就能调控探究的范围和深度，提高探究的有效性。例如教学《物体在水中是沉还是浮》时，学生猜测物体是沉还是浮可能与物体的大小和轻重有关后，教师抛出了第一组材料：木块、石头、泡沫塑料、回形针、牙签、橡皮泥、胡萝卜、蜡烛，学生通过实验比较发现与自己猜测不相符的结果 —— 沉浮与物体的大小、轻重可能没有关系，这就与经验产生冲突。那么是不是这样？教师又提供了一组特殊材料：大小相同的铁块、铝块、塑料块、木块、黏土块，实验获得了新的进展 —— 轻的易浮重的易沉。第三次提供了重量相同，大小不同的物体：铝块、橡皮泥、萝卜块、木块、泡沫塑料块，结果发现在轻重相同的情况下，大的容易浮、小的容易沉。这样分三次呈现，顺应了学生的思维方法，以材料来指引探究，有序而有效。
二、实验时要明察秋毫，见机行事
动态地了解学生，才能上好科学课。要细心观察他们在做什么，分析他们在想什么，预测他们会朝哪个方向进展。掌握信息越多，教师就越能清醒地进行指引。因此，在学生活动着的时候，教师应是最忙的，不是去讲述，不是对学习活动指手画脚，而是在观察着学生行为上的变化和独创性，在用心发现学生的特殊表现，在注意着各个小组有意义的探究行为。
⒈从实验现象的差异中去寻找规律
在探究中，几十个差别各异的学生得出各种各样的现象，而其中会有大量大同小异，能体现普遍性的现象，而基于这些现象的汇报交流，将是课堂进展的主要方向。在《点亮我的小灯泡》的探究中，我们观察到，对于电池，有的小组用一节电池，有的把两节头尾相叠成串联，有的把两节的正负分别用电线并联；对于电线，有的用一根，有的把两根头尾相绞成一长根，有的两根并列合成一粗根；关于电珠，有把电珠放在正极的，也有放在负极尝试的。各小组在数量和接法上有不同，但每一种使电珠发亮的电路都由电池、电线、电珠三部分组成。这些信息，就构成了一条脉络，从中去除枝枝蔓蔓的信息，将发现一个共同的特点：小电珠亮时，都有电池、电线、电珠三部分形成一个闭合的回路。顺着从这个方向来发挥教师的引导作用，就是有的放矢。
⒉从实验现象的普遍中去发现特殊
在《点亮我的小灯泡》的活动中，教师注意到有一学生直接用电线连接正负极，时间不长，发现电池发热了；有一学生看到小电珠尾部碰上电池的正极时亮了一下，引起了他极大的意外，另一根电线没有竟然也会亮！再次尝试，真的会亮。这些出乎意料的现象一定是学生心中的“疙瘩”，怎么回事？多好的探究机遇呀！教师如果抓住了，定会吸引学生去讨论，引出一些不曾想到的接亮小电珠的新方法。原来，科学探究不仅仅是解决已有问题的过程，也是发现新问题的过程。
三、实验后引导交流，挖掘提升
实验操作之后的集体研讨中，学生常常各抒己见。也许是实验结果的差异，也许是认识角度的不同，交流中往往会有出入，甚至产生矛盾。教师要善于发现其中存在的意义和价值，巧妙地予以挖掘提升，让矛盾为实现教学目标服务。
⒈抓住思维的亮点，层层深入
小学生的思维往往趋于表面，深入思考的主动性不够。心理学表明，小学生的思维水平大致处于复合思维和前语言思维的层次上，会出现语言思维障碍，出现交流研讨内容与实际操作迷路的状态。并且，心理学还指出：在科学学习中，不正确的、幼稚的语言和思维只能在感觉器官、思维和情感同时并用的基础上，通过与师生、生生互动发展来完成。如果教师任凭学生回答哪里算哪里，在研讨时单往结论看，会使汇报研讨处于肤浅的状态，缺乏思维的深入，极大地扼杀学生的思维积极性，造成学生揣摩答案，不能进行理性的思考分析。相反，如果教师能把握学生的特点，充分相信孩子们的潜在能力，多一些追问的细节，抓住学生的一个个思维点，创设师生、生生互动的状态，就能使研讨层层深入，从表面深入到本质，从具体上升到抽象。
例如教学《被压缩的空气》一课，学生回答：手推活塞，活塞被推了进去，空气变少了。针对学生的回答，教师立即反问：空气真得变少了，逃到外面去了吗？学生马上意识到自己的表达出了问题。教师又趁机追问：那空气为什么由30毫升变成了10毫升，这些现象说明了什么？促使学生的思维向“节骨眼”上思考。在学生一番探讨后都认为空气没有少而是被压缩了，教师又问：空气到底能压缩到多少呢？能不能压缩到“0”毫升？经过教师适时的点拨，引起学生间的互动，迸射了思维，把学生的思维一步一步引向“正道”，学生对压缩空气的理解层层递进，将所观察到的现象从感性认识上升到理性认识。假如，教师一开始就置学生的思维点于不顾，以学生的回答为终点而不加以引导，学生的认识就会始终停留在原有的水平而不能提高，对科学概念的理解就只能囫囵吞枣。
⒉借助意外的现象，指引探索
在顺利地交流之后，学生们往往都“松了一口气”，这时是提出新问题，引起研讨新问题的好时机。例如教学《各种各样的叶》一课，在把叶子分类的研讨环节中，各个小组分别谈了刚才的研究，有的以形状的共同点来分，有的以叶上的细毛毛共同点来分，有的按颜色共同点来分。之后，教师拿出采集的同一颗树上的叶，但大小、老嫩、颜色有所区别，问学生是否算同一种树叶？新的讨论就此展开，最后基本认为应该分在一组，虽然大小和颜色不同，但它们长在同一枝条上，形状、叶脉、边缘的锯齿都类似。交流活动中常常会显现出一些一般情况下不会出现或一般人不太注意的话题，是置之不理还是妥善引导？教师的教学意识起了决定作用。
一次，教师为了简便，使用了纸盒的牛奶饮料插上吸管，做热胀冷缩的实验。交流时一位学生提出，牛奶盒放入热水后，会先下降一截后再缓慢上升。是这样吗？教师取来新奶盒亲自做过后，肯定了这一不被人注意的细节，并把这一现象提供给全班讨论。结果发现这一意外现象正是牛奶盒首先受热膨胀造成的！结论拓展了知识，讨论丰富了这一实验的教学意义，效果不言而喻。
⒊捕捉有效的信息，拓展延伸
学生研究后延伸的内容同课堂学习应属同一个内容范畴，它们有着必然的逻辑联系，它应该是课堂研究内容的扩展、深化。教师要敏锐地捕捉这些转眼即逝的“信息”。例如教学《被压缩的空气》一课，在最后小结时，突然有个男生说“老师我想在课后弄个利用压缩空气的玩具”。这时我马上用赞许的目光对全班学生说：“非常好！今天我们利用所学的压缩空气的知识，回去设计或制作一个小发明。”学生课后探究的积极性马上被调动起来了。
总之，实验教学是科学教学中的一个重要组成部分，它是提高学生科学素养和各方面能力的有效手段。要真正上好一节实验课，科学探究要真正做到有效有序，就需要教师在实验教学过程中充分发挥自身的教学智慧，引导学生手脑并用，用活动来带动思维，用思维来改善活动；必须尽可能地为学生创设条件，从符合学生心理和行为特点的要求出发，在实验操作、深入思考、教学组织等方面用心关注细节，抓住机遇，适时“导”、“拨”，使学生都能规范、科学地动手操作，通过自行探究获取自然科学知识，培养创新意识与创新精神，提高实践能力，从而真正发挥实验的效应，凸现科学课的教学功能，演绎出教学的精彩！
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