课程标准视域下的实验教学优化

钱雪薇

科学实验是科学形成与发展的基础，实验教学是培养学生科学技能和进行科学探究性学习的基本途径，是提高学生科学素养的基本手段。因此，开展科学实验的重要性不言而喻。但现阶段小学科学实验教学中仍存在教学探究性过于表面、认知不明等问题。本文从课程标准对小学科学探究式实验教学的新要求、实验教学的新趋势等方面入手，对小学科学实验进行了深入探析，并对优化小学科学实验教学提出了建议，希望能够为学生创造良好的科学学习环境，以提升学生自身的科学素养水平。

一、科学实验教学的概念

科学实验起源于人类生产的早期，有学者指出，科学实验的四个要素分别是实验者、实验对象、实验条件、科学实验。当科学实验涉及具体的科学教育时，需要将教学论和学习论进行结合，而实验教学就是指实践性教学的组织形式。

目前，科学实验教学正广泛用于基础课程和专业课程，并以提高学生科研能力为重点，其目的是验证书本知识，并且是在特定的实验室或实验地点，通过师生之间的交流和对话，按照既定的实验课程框架，既能使学生正确使用仪器设备，掌握主要的科学概念，又能锻炼学生测试、调整、分析、综合和设计实验方案、编写实验报告的综合能力。但是这一定义并不清楚学生科学实验的方向，且由于小学生年龄较小，在知识基础、思维能力和认知方法上具有一定的局限性，这对实验教学的设计和实施提出了一定的挑战。

二、科学实验教学的新趋势

科学实验教学随时代发展不断变革，且适应新时期课程标准的要求，为学生知识体系的构建提供基础。2022年版《义务教育科学课程标准》更符合国际科学教育的新趋势，具有课程的基本概念、课程设置和内容，标志着我国小学科学课程由探索的实验阶段迈入全面提升阶段，在我国小学科学教学领域的发展进程上占有突出地位。科学实验的实际应用可以提升学生的知识层面，并发掘学生自主探究能力，提高学生的科学素养水平。因此，为全面理解和深入贯彻落实新课程理念，我们要把握科学教育的低龄化和进步性、连续性和交叉渗透性、指导性和内容整合性的总体趋势发展。

（一）低龄化和进步性

在小学科学课程的基本理念中，首要原则是突出学生主体地位。探究式实验教学是从小学一年级就开始实施的，大多数发达国家在小学一年级开设科学课程，科学课程和他们的母语教学一样重要。新课程标准针对学生心理发展的特殊性，提出了“八个一”的目标，由先进的阶段性目标构成教学流程。实验教学是一个以研究为基础的实验教学框架，可以根据青少年的需要逐步发展。

（二）连续性和交叉渗透性

科学研究的理念应该贯穿于小学教育的全过程，这就要求在设计小学实验时要考虑到研究理念的连续性和透明度。探究性实验应采用抽象概括、类比和推理的方法。例如在材料科学领域，学生可以通过问题思维体验材料世界，参与探究性实验学习过程，这样可以增强学生的好奇心和探索世界奥秘的意愿。学生在解决问题的过程中，将科学与技术相结合进行思考，能极大地拓宽学生的学习视野，促进学生对整个科学世界的理解，为他们提供丰富有趣的学习平台。

（三）指导性和内容整合性

美国全国科学教育评估调查发现，学生通过科学探究可以获得分散的研究技能和科学知识。探究性的科学实验必须首先确定哪些基本概念需要实施，设计者必须制定合理的方法来实施这些概念，以整合反映概念的相应内容。教师要以路径节点为基础，实施探究性实验教学，进而促進学生对概念的理解;且有必要根据学生的发展轨迹设计评估标准，注重大科学观，引导课堂教学以理解和应用基础知识为主，而不是一味地只注重细节问题。学生对于科学的了解是循序渐进的，不能急于求成，教师在进行科学实验教学过程中，应该努力在加深学生对相关概念的理解基础上开展其他实验活动。

三、课程标准视域下小学科学实验教学中存在的问题

（一）学生对科学实验认识不足

从学生对于科学实验课的喜爱程度来看，很多学生因为实验课好玩而喜欢，且由于可以接触到在平时生活中不常见的实验仪器，更加增添学生对实验的乐趣，但同时却认为做实验比较麻烦，自己不愿意参与。究其原因，是学生缺乏对科学实验的认识，不明确科学实验真正的内涵。大多数学生表面上对于科学实验课有很大的兴趣，但又因其本身实验理论基础的匮乏，对实验的步骤并不清楚，表现出来对实验热切情绪，只是源于实验器材激发了他们本身的猎奇心理。这种情况在大部分学校中已经成为常态。

学生对于实验教学的本质含义理解不深入，但新课程的基础要求是提升学生整体科学素养水平，目前小学科学试验中学生的表现显然是与新课标发展目标相悖的，这也是学校和教师亟待解决的问题。

（二）实验室教学设备条件有待改善

有些学校科学实验器材不足，难以满足科学实验的要求。因为缺乏相关仪器，科学实验室的作用难以得到充分发挥，使得科学实验室相当于教室;因为实验室缺乏相关基础设备，在科学实验室做实验和在教室里操作大同小异。

没有实验器材何谈实验？造成这一状况的原因是多方面的。首先，学校长时间的忽视。因为学校被传统思想束缚，认为学生只要注重应试教育，本着对于实际操作可有可无的错误思想，很少将经费投入在实验仪器上面。其次，实验室很多实验器材往往被搁置在一边，在实验室实验中这些器材没有被使用。

一方面，是因为相关实验仪器的缺失，一些较为复杂的实验难以操作。而实验缺乏了相关的仪器就很难完美地展现给学生，便失去了它本质的意义，教师大多会不进行操作，转为理论授课，使得实验仪器并没有被充分利用。

另一方面，有部分教师认为即使将这一情况反映给学校，但学校本身就忽视科学实验的内涵，也不会批准，就直接不报告，这就导致学校一部分实验仪器长时间处于短缺状态。

（三）教师教学能力有待提高

很多教师较为年轻，自身的教学经历不够丰富，对课堂纪律问题的把控经验也不足。而且教师在实验过程中并没有给学生建立起做实验需要科学严谨的观念。这就导致学生在实验课中对实验较为随意。因为多种因素的叠加，实验课相对于基础课堂教学，学生更加活跃，教师对班级纪律的控制也变得更为困难。因此，这就需要教师不断积累教学经验，拉近和学生的距离，在实验课上更好地应对课堂纪律问题。有些教师在教学过程中忽略了学生的主体性，并没有真正引导学生认真思考每一个实验步骤的具体意义，大多处在教师说实验，学生照搬实验的情况。因此，小学生很难意识到科学实验的重要意义。因为教师教学能力不高，教学模式容易固化。学生在进行实验的时候，很多教师只是粗浅地示范一遍，便让学生进行模仿;又因为教师自身对科学的掌握能力不足，在实验教学中缺乏创新，难以调动学生的积极性。

新课程改革的要求不只针对学生，它还需要教师具备相当的科学试验知识的储备。教师要能够在实验课上凭借自身掌握的实验理论，结合学生实验的需求及时创新实验方法，以激发学生开展实验的兴趣。这就要求教师更要注重自我能力的提升，积极创新教学内容，不断提高教学效率，避免出现教学内容单一的情况。

四、课程标准视域下小学科学实验教学的优化措施

（一）激发学生对科学实验的兴趣

因为小学生的认知水平普遍較低，大部分学生对于科学实验的认识只停留在表面，仅仅是沉浸在实验带来的猎奇性，很难从根本上明白实验的真正意义，对科学实验的目的、步骤、意义等都没有清晰的认识。但新课标的要求是让学生能跟上时代发展的步伐，充分了解当前科学技术的发展水平，在实验中培养学生对科学的兴趣，为我国培育未来的科学人才奠定基础。

对此，身为科学实验教师，要改变传统思维方式，适应当下信息化教育的趋势，借助丰富的教育资源和先进的科学教育手段，创新教育模式，适应学生发展。教师要提高学生参与科学实验的积极性，使其从真正意义上明确科学实验的含义，并在实验中踊跃表达自身的见解，在寓教于乐中丰富学生的知识结构，并提升他们的科学素养水平。

（二）完善实验室基础设施建设

科学实验教学的基础是实验，实验基础是完成科学实验的“地基”，实验过程中必须借助相关实验器材进行。如果实验教学没有在实验基础上开展，那么它就和实验本身的意义背道而驰，导致科学这门课程只会浮于表面。小学科学实验教学与其他科目教学的不同就在于它是一门实践性课程。实验课程与其他基础理论性课程的差异在于，学生需要亲手去进行这项实验的操作，并在操作中具体掌握实验的要求，了解实验的意义。

因此，这就要求学生在进行具体操作的时候有实验器材的支持。但调研发现，大部分学校实验室中实验器材的配备难以达到新课标的标准，而且学生进行实验操作也需要一定的成本支撑，但学校没有充分的经费去及时购买补充器材，这也成了制约实验教学的一个根本原因。鉴于此，学校需要和上级部门协同商议，增加实验器材的成本，完善教学条件。

（三）提升教师实验综合能力

加强教师的实验教学专业能力培训是非常重要的。从目前存在的问题看，教师自身的实验教学水平及对课堂的管控能力都存在明显不足，亟须教师和学校的相互配合，从而提升教师自身的实验综合能力水平。

首先，针对教师实验综合能力水平不高的现状，教育部门有必要开展教研活动，为教师提供更加丰富的学习资源。其次，学校领导可以成立专门的科学研究小组，召集教师一起学习，共同进步。最为重要的是，教师要不断提升自身对实验教学的认识，深入钻研，要学会利用信息化教育时代带来的机遇，在不断向前发展的时代中丰富并完善自身知识体系，切实提升实验综合能力。教师要做到在教学过程中对实验器材得心应手，积极创新教育模式，顺应时代发展的潮流。

从基础教育阶段引领学生进行科学实验的实践，有利于培养学生的知识探索精神、提高学生的理论水平。科学实验作为培养学生核心能力的有效途径，可以促使小学生形成完整的科学观，提升他们的科学素养。科学实验教学在提高学生科研能力方面发挥着越来越积极的作用，因此，教师和科研人员应加强对实验教学的探讨，为学生的科学学习打下坚实基础。