推进实验教学法提高学生探究能力

朱晓娟 郎红桃

小学生对周围世界具有强烈的好奇心和求知欲，这种好奇心和求知欲是推动学生科学学习的内在动力，对其终身发展具有重要的作用。对科学的认知就是学生对世界的概念不断变化和改善的过程，在这个过程中，我们应不断且有选择地对某些基础假设和观点进行实验，以找出最有效的改善方式。这样的实验建立在积累的知识之上，神奇的是，科学是对自然界进行永无止境的实验研究，我们时刻准备通过观察、讨论、提出新观点去不断改变这些知识。

因此，我们在传统就着课本讲课本的教学模式上进行反思和创新，推进实验教学法在小学科学教学中的应用，设计出高效合理的实验方法，有效融合知识与实验，不断将科技前沿知识和最新技术成果融入实验教学;综合运用观察、观测、模拟、体验、设计、编程、制作、加工、饲养、种植、参观、调查等多种方式，促进实验教学与现代新兴科技有机融合;切实增强实验教学的趣味性和吸引力，强化学生实践操作、情境体验、探索求知、亲身感悟和创新创造;着力提升学生的观察与比较能力、分类与概括能力、分析与归纳能力，培养学生获得科学知识、解决科学问题的能力，培育学生的兴趣爱好、创新精神和科学素养。

一、实验教学法的应用步骤

实验教学要遵循科学学科的特点，注意安全性、趣味性、科学性和可操作性，积极推动学生开展研究型、任务型、项目式、问题式、合作式学习，要按照明确标准、设计方案、实施计划、改进完善、展示成果五个步骤实施。我们以苏教版六年级下册《能量的转换》这一课为例，介绍这五个步骤。

（一）明确标准

教师根据教学内容，从学生的兴趣指向出发，设计出可以激发起学生兴趣和积极性的实验，提前与学生对接可能出现的问题，明确实验成功的标准。在《能量的转换》这一课的教学中，我们考虑到小学生普遍对磁铁有兴趣，所以选择让学生制作一个电磁铁，体会电能转化为磁能的科学现象，明确提出成功的标准是做成的电磁铁可以吸住金属。

（二）设计方案

科学教学的实验设计要避免懒散、无组织纪律的情况出现，不能由做实验变成学生游戏。教师要提前考虑方案中各影响因素之间的关系，活动中要设计一系列任务，由学生分工合作，思考并完成。制作电磁铁之前，为了使电磁铁断电立即消磁，我们选择软铁作为材料，为了使铁芯更加容易磁化，我们把电磁铁设计为蹄形。

（三）实施计划

在实验过程中，我们要多用设问的方法引导学生思考自己的实验步骤是否正确，实验过程是否安全、科学。制作电磁铁时，学生要注意线圈的长度、所采用铁芯的粗细、线圈缠绕的方向等。

（四）改进完善

初步完成的实验可能还存在不少问题，教师要点拨学生查找问题及问题产生的原因。在电磁铁制作完成后，有部分小组的铁芯不显磁性，通过讨论和观察，我们注意到蹄形铁芯上线圈的绕向必须相反，一边顺时针，另一边则为逆时针。铁芯不显磁性的小组，都是线圈绕向相同，两线圈对铁芯的磁化作用被相互抵消。

（五）展示成果

实验结束后进行集中展示，学生介绍活动过程中的收获体会，并进行成果演示。学生的电磁铁制作完成后，优秀小组在学校科技节展览上展示成果，小组中的讲解员现场向所有学生讲解实验过程与实验原理。

二、实验教学法的应用效果

（一）有助于提高学生观察与比较能力

实验教学法可以帮助教师指导学生开展基于观察的科学探究实验，借助多种工具观察和比较自然界中的各类动植物和科学现象。如在教学苏教版五上第一单元“白天和黑夜”时，这个单元要求学生学会用各种方法去探索光影之间的奥秘。我们带着学生用卡纸、三角形硬纸板和指南針做了一个简易的太阳钟，每次下课后一起观察三角形纸板的投影，记录当时的时间。我们也在室内拉上窗帘，固定住地球仪和手电筒，和学生一起做了模拟昼夜变化的实验，当自西向东缓慢转动地球仪时，通过观察，学生认识到太阳的运动和投影的变化是有规律的，地球不停地自传，昼夜现象交替出现。在教学苏教版六年级上册第三单元“物质的变化”时，这个单元要求学生理解物质具有一定的特性与功能。我们分别进行了蜡烛受热融化和蜡烛的燃烧两项实验，学生通过观察蜡烛的变化，发现物质的变化分为两大类：一类仅仅是形态的变化，如蜡烛受热融化;另一类是产生新物质的变化，如蜡烛的燃烧。在教学苏教版一年级下册第四单元“动物与植物”时，这个单元要求学生能够初步学会观察世界、观察自然的方法。学校有个“开心小农场”农学研修基地，每个班级在这片农场里都承包一块地，我们就带着学生来到小农场，指导学生用视觉、听觉、嗅觉、触觉观察和感知小农场里的植物，学习使用放大镜辅助观察。

（二）有助于提高学生分类与概括能力

实验教学法可以帮助学生在实验中记录整理数据，提高学生的归纳与概括能力。在苏教版三年级上册第三单元“固体和液体”教学中，这个单元要求学生能够认识固体、液体，理解固液体的混合和分离。我们指导学生观察白糖、食盐、沙、食用油等不同物质在水中的溶解情况，并进行比较和分组描述，尝试以能否溶解在水中作为分类依据，对这些物质进行分类。在教学苏教版三年级下册第一单元“植物的一生”和四年级下册第三单元“昆虫”时，这两个单元要求学生能够在观察中认识和描述动植物的生命过程。我们分别指导学生种植一株植物和照顾一种小动物一段时间，观察并记录生物体的成长过程。尝试用植物的不同器官进行繁殖，如种子、茎、块茎、球茎等;观察、描述和比较植物子代和亲代的异同，如花的颜色、叶的颜色、大小与形状等;通过饲养家蚕、观察家蚕的生殖和发育，描述和比较动物子代和亲代的异同，展示植物和动物生命过程的照片与观察记录。在教学苏教版三年级上册第二单元“声音的奥秘”时，这个单元要求学生通过探索声音的奥秘，进而初步探索感官世界。我们指导学生分辨不同物体发出的声音，通过制造各种声音，引导学生对不同的声音加以简单的区分和鉴别，对声音的大小、高低、远近、方向加以区分和鉴别;在对发声物体进行观察的过程中，理解声音是由振动产生的。通过对声音和听觉的研究，发展学生对感官世界进行探索的兴趣，培养学生对大量信息的归纳与概括能力。

（三）有助于提高学生分析与归纳能力

实验教学法可以帮助学生分析实验过程，建构科学理论模型，提高学生的分析与归纳能力。在教学苏教版四年级下册第一单元“冷和热”时，这个单元要求学生在实验中观察、解释生活中的冷热现象。我们利用热水、玻璃杯、盖子等工具，模拟降雨的形成过程。学生通过分析明白当外界温度发生变化且达到一定程度时，水会从一种状态转变为另一种状态。在教学苏教版四年级下册第五单元“生物与环境”时，这个单元要求学生知道自然灾害对生命的影响以及基础的防灾救灾知识。我们以“自然灾害危害大”为主题，带领学生搭建微景观，模拟台风、洪涝、泥石流、沙尘暴等气象灾害，分析自然灾害对生命和环境的影响，讨论拯救微景观生态的措施。在教学四年级上册第三单元“常见的力”时，这个单元要求学生知道力可以改变物体的运动状态。我们设计探究实验，研究拉力的大小对物体产生的作用。准备一个小车，放在光滑平整的桌面上，设定好起点和终点，引导学生应用控制变量的方法设计实验，探究拉力的大小对小车运动快慢的影响。通过搜集数据、归纳数据，学生建构起初步的运动与力之间关系的科学概念。

三、实验教学法的应用案例

在教学苏教版四年级上册第四单元“简单电路”时，我们向学生提出给学校的喷泉做一个简易的水轮发电机，得到了学生的广泛响应。一年级第二学期，学生曾学习过《玩转小水轮》这一课，制作过简单的小水轮，这次我们带着学生在水轮上装上了磁铁和LED灯，水流冲击水轮转动，带动转子转动切割磁感线，产生出的电流让LED灯亮了起来。通过这样的科学试验，学生结合所学的科学知识，把抽象的科学原理应用到直观的实物模型中，更好地将学会的科学原理应用到解决实际问题的工程技术当中。

在阜宁县创建全国文明城市过程中，当时四年级学生刚学完“生物与环境”这个单元，大家都想为家乡的“创文”贡献一份力量。学校积极开展“文明小义工”志愿服务活动。以“我为阜宁添砖瓦，文明惠及你我他”为口号，带领学生走向街头，拾取街头垃圾，调研县城垃圾的分布，宣传垃圾回收的意义;开展“变废为宝校园时装秀”活动，我们带着学生从捡回的海量垃圾中找“宝藏”，将学生认为有设计感、有特点的垃圾洗干净，设计制作方案，摇身一变，做成了一件件精美的定制成衣。我们邀请家长进校园，观看学生穿上自己制作的服装，在礼堂的T台上走秀。通过这样的科学试验，学生认识到当代社会所面临的环境问题，人类活动会对自然环境产生重大影响。

学校计划重阳节当天，在阜宁庙湾古城进行一场直播义卖活动。学生提出想做一个简单的轮船模型来模拟轮船在水中航行，在义卖当天演示，引导周围的人更加关注我国航海事业。设计方案时考虑到时间、费用、场地等限制，动力只能由喷出的水和气体提供。学生开始分工合作，一些組员负责轮船外形加工，一些组员负责测试不同的密封方法和达到的最大压力，一些组员验证水与空气的比例产生推力的大小。在分析、测试的基础上最终完成制作。我们发现，初步完成的作品还存在着不少问题，如轮船的密封效果不好、在水中翻滚、在水中解体等，针对这些问题，我们引导学生查找问题存在的原因，进行了有针对性的改进。制作完成后，我们在阜宁的庙湾古城进行了一场集中展示比赛的活动，附近参观的居民热情高涨，义卖成果喜人。通过这样的科学试验，学生在面对真实的科学工程问题时，会考虑到问题的复杂性，用科学的思维来解决生活中的科学难题。

综上所述，实验教学法的推进，改变了以往平淡无味的科学课堂氛围，让教师以游戏参与者的身份和学生一起实验，提高了学生的科学探究能力，对促进学生核心素养的提高起到了关键作用。