浅谈科学课堂中的有效实验教学

张蔡晨

【摘要】我国现阶段的教育基本精神是：思想道德素质、能力培养、个性发展、身体健康和心理健康教育。现如今科学课堂上教师主要是以培养学生的创新精神为主，为追求学生的创新思维不断发展开始进行跨学科融合。学科的重点还是在于课堂上的有效实验教学，从实验教学中让学生发展科学思维，从实验设计中让学生提升科学素养，从实验方案改进中让学生培养创新精神。

【关键词】创新精神;有效教学;实验教学

一、有效实验教学的重要性

当代各学段课堂摒弃了填鸭式教学，尤其小学学段提倡多种教学手段和策略，例如游戏化教学等，但是教学的有效性却一直在教师备课和课堂中不断出现。有效教学不仅仅可以让学生在短短40分钟内记住一堂课的教学内容，并且再加以利用记忆规律之后，学生的遗忘曲线是缓慢上升，过段时间后能够轻松再现这一知识点。教师在备课中也是下足了功夫，设置巧妙的教学环节、有趣的学习任务以及利用多种信息技术手段达到有效教学的目标。

小学科学不同于其他科目，是以自然科学研究为主进行编纂教材，其学科特点就是需要进行实验学习。小学科学实验难度不大，若只是纯动手进行操作，小学生是没有任何困难，但很多实验课堂结束后都会有一个通病——学生不知道自己为什么做这项实验，不理解实验目的，不懂实验中所涉及的实验原理。学生在实验课堂里只是按照教师的操作步骤来进行实验，甚至有的学生在做实验的时候已经将实验目的遗忘。产生这些现象的原因在于教师在进行实验课堂授课时，忽略了有效实验教学，进而导致学生的科学素养停滞不前。

二、如何进行有效实验教学

1.备好每节课的实验设计

既然有效实验教学对于科学课堂这么重要，那么教师如何进行有效实验教学呢？教师作为教学活动的组织者与引导者，是教育教学中不可缺少的一个重要角色，但由于受传统教学观念影响，一些教师在实际教学过程中还是以知识灌输者角色出现在课堂上，以自身课堂讲授为主，学生被动地接受着知识[1]。教师组织好一节课的关键是备课中的环节设计，所以有效实验教学也是从备课就得着手进行设计。备课过程中教师应该先读透教材，再去翻看配发的教参或者已有的教辅用书。抓住一节课的主线最为重要，以《运动的小车》为例课堂的主线就是要让学生去探究小车在快慢不同时所带有的能量是不同的。这一主线对于四年级的学生有略微困难，现阶段学生还是没有能量的概念，表达的也是力量的大小。

备课时教师需要在实验之前让学生理解能量的概念，运动的小车如何表现出能量。学生根据日常生活中的现象已有不完全的科学前概念，教师需要设计一个能狗引起学生兴趣的实验，达到强化学生对于运动小车运动快慢与能量大小关系这一实验目的。四年级教材上出示的要调动学生学习兴趣的实验是第一单元声音中探究声音是如何产生的，在之前实验过程中学生主要的探究目的为声音是由物体振动产生的。《运动的小车》中此实验目的转变成为在不同速度下的橡胶锤能量的表现方式以及能量大小的外显形式。实验作为学生初体验运动与能量之间联系非常适合操作简单、现象明显，看到轻质小球被音叉摊开后，能够理解这是物体具有能量的表现方式。

实验过程中，每一组学生挥动的速度不同，小球被弹开的角度也会大相径庭。教师需要拍摄下不同小组的实验现象，向学生进行展示，要求观察不同小组之间产生差距的原因。学生观察到被弹开角度有大有小，第一想到的是挥动橡胶锤所用的力量大小不同，由于科学前概念的不完全以及科学概念之间没有建立联系，回答不到教师想要的橡胶锤的运动速度。教师在这个阶段需要用巧妙的引导让学生自己说出挥动时橡胶锤的速度不同，如教师可以这样说：“同学们都想到了是因为挥动橡胶锤的力量大小不同，造成了小球摊开的角度不同，那我们开看看这个答案非常准确吗？首先，小球被弹开是表现出拿一个物体具有能量？”学生会这样回答：“音叉。”“音叉振动进而弹开小球，我们能说音叉振动时有力量大小的区分吗？不能的话，大家想想应该怎样去表述各个小组音叉在振动时的区别？”“振动快慢”这时，教师很容易将学生引导回答出振动的快慢，再以此方法将研究对象转移至撞击音叉的橡胶锤，同理学生回答的是橡胶锤速度快慢不同。得到想要的答案以后，教师需要对学生进行概念强化，“描述人在挥动应该是力的大小，物体则应该是速度的快慢”。强调的过程中，学生也是接收到实验所传达的信息——探究运动快慢与能量大小的关系。备课时需要熟知学生的学情才能将学生的回答进行完善的预设，教师的问题引导性要强、追问需要有层次性，也可以适当对学生做出提醒。

2.教师实验课上要抓住一条主线

学生上完实验课却不理解、不明白实验目的主要是教师在课堂上的教学支线太多，导致学生接收到的干扰项多。小学阶段学生处理信息能力不强，所以在课堂中要时时刻刻抓住教学主线，这对于实验课也是一样。实验课的教学主线则是实验目的。《运动的小车》重点实验是后面的小车撞击实验，之前的体验实验主要是让学生初步了解以及激发学生的探究兴趣。那对于教师来说如何在一节实验课中抓好主线呢？进行突破重难点实验之前，教师的引导或者讲授都不应该离开运动与能量，将前概念纠以后设置几个问题来巩固科学概念，例如“没有看见橡胶锤敲音叉，只看到小球被弹开的角度，大家能不能判断哪个橡胶锤的速度更快？”，“只看小球怎么去判断哪个音叉振动的更加快？”等。

上述主要目的是在突破重难点实验之前教师应该如何抓住一条主线，而课堂中关键实验的学习也要时时刻刻将探究目的渗透给学生。对于每一个实验来说首要的环节就是实验设计，要做到实验的有效教学，教师应该同学生明确实验目的，再要求进行实验的设计。《运动的小车》中主要是以小车撞击实验进行重难点突破，学生在设计实验的过程中会有分割实验目的的设计，例如将小车放在斜面上下滑后撞击前面的木块;用手推小车撞击木块等。此时，设计中出现的问题主要是由于学生将实验目的中的速度大小割舍，从而变成了探究小车运动时是否具有能量。出现这种设计，教师应该及时进行纠正“同学们，今天探究的是不同速度的小車与所具有能量大小的关系，而刚刚设计的实验中有没有体现不同的速度？”或者也可以“实验方案中什么现象表现出小车的能量大小不同？”等这些问题的抛出可以将学生重新组合之前被割裂的实验目的。教师的一遍遍强调实验主线，也能让学生的设计更加合理符合探究的要求。

实验过程中，教师应该在各小组之间巡视看到大部分学生遇到困难无法进行实验操作以后，应该马上将实验暂停。此时，教师可以开展二次实验设计和实验问题分析，这一过程是给予学生第一次的试错后认知以及改正。学生在第一次的设计有瑕疵或者考虑不周的情况下进行实验，是对于实验和操作过程的初步认知，没有这一步学生无法深入的进行探究或者只是机械的跟随教师和教科书本的步骤进行模仿，无法达到课堂中的有效实验教学。例如《运动的小车》的实验中用到的小木块，小木块的被撞击移动的距离远近代表了运动小车能量的大小，很多学生在实验过程中木块的放置是竖着放，导致小车在撞击木块后，由于重心太高不稳定，木块的下半部分移动而上半部分具有惯性依旧保持原来的运动状态，呈现向前倾倒的状态，学生很难进行测量小车被撞移的距离，甚至有的倾倒在小车上与小车一起运动。实验无法记录数据、完成实验报告，教师可以让学生暂停对于实验中的问题进行分析，通过语言的引导很快就将目光放在了小木块的放置问题上，在此基础上让2位同学使用不同的放置方式，展示横放与竖放的木块在小车撞击下出现的不同运动状态。教师组织学生围绕“哪一个放置方式更加适合我们的探究目的”进行讨论，学生很快会有结论“木块应该横着放”。学生在经过发现问题、探究解决方案、得到答案这一过程中，虽然只是得到了书本上的优化实验操作步骤，但从学生的发展角度来看，这是学生通过自己的努力优化了实验。教学过后复习到这一实验，学生还是能够清晰地记得如何放置木块以及我们放置木块的实验目的。这一现象也是有效实验教学的一个表现，学生将外部操作技能内化为自己的内部语言。

结束实验活动后，教师应该让学生开展实验反思。因为在反思性教学模式的引导下，教师应紧紧围绕教与学两方面开展实践教学活动，学会教学，学会学习，通过不间断的反思不断提升自身实践合理性、科学性与有效性[2]。根据艾宾浩斯遗忘曲线可以看出输入的信息在经过人的注意过程的学习后，便成为了人的短时记忆，但是如果不经过及时的复习，这些寄过的东西就会遗忘，而经过了及时的复习，这些短时记忆就会成为人的一种长时记忆[3]。这也是我们有效实验教学的体现，不断地提问包含最后的反思便是及时的复习，不仅仅加强学生的记忆，更可以加深对这个实验的理解。

三、结语

有效实验教学对于科学课堂是一个永不过时的课题，纵观现阶段的多种教学方法、策略层出不穷，其目的都是为了更好的实现课堂的有效性，如何进行有效实验还需要我们更进一步思考，教师的进一步探索。

参考文献：

[1]王玉玺，张妲，钟绍春，钟永江.基于电子书包的探究式教学模式设计——以小学科学教学为例[J].中国电化教育，2014，02：95-100.

[2]石沛.基于探究水平的小学科学课程实施现状的个案研究[D].西南大学，2015.

[3]乐国安.心理學教授谈记忆魔法——艾宾浩斯遗忘曲线[J].中学生英语（高中版），2008，000（0Z6）：49-50.

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