科学课程实验教学设计优化策略探究

李润娣

摘要：开展科学实验教学，可以锻炼学生实操能力，增强学生协作意识，培养学生学习兴趣。文章从科学实验教学的重要性分析、科学实验教学中存在的突出问题、科学实验教学设计的优化策略、科学实验教学设计中需要注意的事项等方面，对科学实验教学设计的优化策略进行探究，旨在激发学生参与科学实验的热情，调动学生学习的积极性和主动性，提高教学效率和教学质量，提升学生科学素养。

关键词：小学科学；实验教学；教学设计；优化策略；科学素养

中图分类号：G623.6文献标志码：A文章编号：1008-3561（2022）18-0124-03

科学实验不仅可以传授丰富的科学知识，还可以为学生提供动手操作的机会。对于学生来说，科学实验应该是充满趣味性、充满思辨性的。但在实际教学中，由于教学设计不合理，学生很难感受到科学实验应有的魅力。作为科学教师，当学生不感兴趣、不配合时，就会陷入一系列困境。比如，学生参与意愿不高，缺乏创新意识，课堂秩序混乱等。要避免这些问题的出现，教师就要对教学设计进行优化，结合新时代科学领域发展趋势，重新整合科学实验内容，制定实验方案，重点突出科学实验的前瞻性、人文性以及社会价值。

一、科学课程实验教学的重要性

1.锻炼学生实操能力

科学实验能激发学生行动意识，锻炼学生实操能力。具体而言，科学课程实验教学不只是让学生学习一些科学理论，还要让学生进行实际操作，如观察容器、测量物体、计量重量、清洗试管等。这些看似简单的动手操作，可以培养学生动手操作能力，为学生在科学领域的学习做铺垫。科学实验课堂比较开放，学生不必受条条框框的限制，可以以自己擅长的方式，探究感兴趣的科学知识，无论最终结果如何，都能积累一定的实践经验。更重要的是，通过一次次实验操作，学生会逐渐形成独立操作的意识，这符合素质教育所提倡的育人理念。

2.增强学生协作意识

教师有计划地开展科学实验教学，可以传达合作理念，增强学生协作意识。具体而言，一方面，能增强学生与学生之间的协作。为了高质量完成科学实验任务，学生需要进行合作，展现集体力量和智慧。在这个过程中，学生认知观念会发生很大变化，不会再以自我为中心，而忽略他人感受，忽略集体需求。这是协作意识的萌芽，有利于学生健康成长。另一方面，能增强学生与教师之间的协作。在科学实验课堂上，教师主要发挥的是引导作用，学生才是课堂教学的主体。基于此，“教”与“学”之间，不再是一种彼此独立的关系。无论是教师，还是学生，都要以平等的合作意识进行协作，共同探究每一项科学实验的原理，齐心协力构建高效科学实验课堂。

3.培养学生学习兴趣

开展科学课程实验教学，可以培养学生学习兴趣。首先，从自信心的角度來分析，在科学实验课堂上，学生可以通过自己的努力，探索未知的科学领域。这对学生来说，不再是抱着考试的目的去学习，而是带着责任感、使命感去学习。尤其当实验成功后，学生会感到非常满足、自信。正是这种满足和自信，推动着他们不断探索科学世界。其次，从社会价值的角度来分析，科学实验包括众多生活类小实验，如分析水蒸气的变化、观察动植物生长、计量生活物品等。这些生活类小实验，可以让学生从传统课堂中走出去，进行更广阔的学习，主动建立学习与生活、社会之间的关联性，从科学改变生活、科学改变社会等视角出发，体会科学实验的意义和价值。总体来说，无论是从自信心的角度进行分析，还是从社会价值的角度进行分析，科学实验都是培养学生兴趣爱好、发展学生兴趣爱好的有效途径。

二、科学课程实验教学存在的问题

1.学生参与意愿不高

如果学生不积极融入科学实验，教师就很难实现既定的教学目标。学生为什么不愿意参与科学实验呢？具体而言，有些学生心理比较脆弱，缺乏独立意识，想法远比行动多，长期习惯当科学实验的“观众”，不愿意主动参与到实验中来。这些学生没有充分意识到个体价值，将科学实验完全视作教师的任务、其他同学的任务，反正不是自己应该完成的学习任务。有些学生害怕犯错，面对从未接触过的实验活动，内心充满紧张、不安，不相信自己有能力完成。这些学生看似没有兴趣参与实验，但实际上，并不只是存在兴趣方面的问题。对于这些学生来说，迫切需要进行心理辅导，帮助他们找到自信，提高他们参与科学实验的意愿。

2.学生缺乏创新意识

在科学课程实验教学中，学生缺乏创新意识的表现主要有以下两方面。第一，习惯直接模仿。教师布置实验任务后，有些学生不愿意发散自己的思维，不愿意另辟蹊径，习惯直接模仿他人，将他人成熟的实验照搬过来。这是一种缺乏创新意识的表现。学生如果满足于这种学习方式，就会越来越被动，找不到真正的规律和方法。第二，习惯复制结论。每一次实验活动结束后，教师都会进行相应的总结，但总结的内容未必全面，未必是每一个学生都真正认可的结论。然而，有些学生缺乏勇气和信心，宁愿压抑自己真实的想法，直接复制结论，也不敢说出自己与众不同的观点。

3.学生学习态度不够端正

当前，在科学实验中，学生存在两种比较极端的现象。第一，面对新奇的实验器材、有趣的实验现象，非常兴奋，完全沉浸在自己的世界里，迫不及待想要去尝试，“玩”的心态远远胜过“学”的心态。在这种情况下，学生很容易遗忘学习目标。等到科学实验课堂快要结束时，才会想起自己的学习任务是什么。第二，与这种现象相反，有些学生则过于平静，不愿意与人交流，不愿意主动研究实验器材、实验项目。即使遇到自己不懂的问题，也不愿意向他人请教，无法融入集体。学生如果长期处在这种封闭自己的状态，就无法从科学实验中收获知识。以上两种情况，无论是过于兴奋，还是过于平静，都会影响科学实验的开展。

三、科学课程实验教学设计的优化策略

1.从学生兴趣切入

对科学课程实验教学设计进行优化，教师要从学生兴趣切入，打造有吸引力的探索型课堂。举例来说，在“制作风车模型”实验中，教师可先借助多媒体工具，播放国内外风车发电小视频，简要介绍风车发电的原理、优势，让学生直观地了解风车的实际应用价值，意识到实验与生活之间的关联性，从而产生浓厚的探索兴趣。在这个过程中，为了更好地调动学生的积极性，帮助学生进行实验，教师可制作“动画版风车模型制作流程”，将其作为一种生动的课堂背景，给学生以提示。学生如果遇到实验关卡，难以继续完成实验任务时，可以从“动画版风车模型制作流程”中获得一定的启发，从而完成实验任务。

2.鼓励学生大胆创新

创新需要勇气，教师要善于培养学生的这种勇气，鼓励学生大胆创新。培养学生大胆创新的勇气，这是教师需要具有的育人理念，也是努力追求的育人目标。以“制作纸飞翼”为例，在学生按照要求制作纸飞翼之后，教师可组织实验比赛，看看谁的纸飞翼飞得远。第一，将学生分组，开启小组竞赛模式。第二，分三轮进行比赛，第一轮比赛结束后，留给各个小组一些总结时间，便于学生施展创新才华，对纸飞翼进行改良，提升飞行效果。第二轮比赛结束后，对比第一轮比赛成绩，提醒各个小组继续发散思维，对纸飞翼进行科学改良，为接下来的第三轮比赛作准备。第三，所有比赛结束后，为获胜小组颁奖，并指出获胜小组的具体优势在哪里。第四，对实验比赛进行总结，概括出制作纸飞翼的几大要领，让学生了解纸飞翼的特点，知道如何让手中的纸飞翼飞得更远，鼓励学生大胆创新。

3.建立实验教学规章制度

为避免科学实验课堂出现过于兴奋、过于平静等现象，教师要建立实验教学规章制度。第一，建立时间管理制度。在布置具体的实验任务之后，教师要按照科学实验时间管理制度管控学生的交流时间、实操时间，以及整体的实验时间，让学生意识到实验不是游戏、玩耍，以增强时间观念。这样一来，科学实验教学会更有效率。第二，建立人人参与制度。教师要提倡重在参与，建立科学实验人人参与制度，促使学生积极参与科学实验活动，主动承担实验内容，从观看者转变为参与者。对于性格比较内向的学生来说，这既是一种压力，也是一种难得的机遇，更是一种激励。学生通过参与实验，能克服心理障碍，提高心理素质，更加阳光地学习和生活。

四、科学课程实验教学设计需要注意的事项

1.注意学生反馈

在不断优化科学课程实验教学设计的过程中，教师要注意学生反馈。比如，当学生反馈“听不懂”“难以理解”等问题时，教师要重新评估实验教学的难度，适当降低难度系数，或者转变实验教学的方式，为学生提供更多引导性帮助，便于学生更好地理解实验教学内涵，更好地进行操作。当学生反馈“过于简单”“没有挑战性”时，教师要认真反思实验教学的实效性，适当提升实验教学难度，满足学生渴望挑战的心理，让学生学习更多知识，迎接更多挑战。

2.注意个体差异

科学课程实验教学设计要灵活，要随着学生的个体差异不断进行调整。具体而言，对于思维比较活跃、动手能力比较强的学生，教师可设计提升型科学实验方案，核心目标在于提升学生能力，将实验学习与能力培养有机结合起来，促进学生全面发展。对于依赖心理比较强、缺乏一定行动力的学生，教师可设计科普型科学实验方案，或者巩固型科学实验方案，让学生循序渐进、由浅入深地进行学习，不断提升自己的学习能力。总体来说，这种差异化的科学课程实验教学设计，要具备浓厚的人文色彩，让学生重拾自信，不再担心自己跟不上实验进度。

3.注意归纳总结

目前，有些教师在科学课程实验教学结束后，不善于归纳总结，即便进行归纳总结，也往往是敷衍了事，走走过场，没有规范化的归纳总结和流程，影响了科学课程实验教学的完整性。教师要重点归纳总结什么内容呢？第一，进行知识总结。每一项实验活动，都有明确的目标，最终都要揭示一定的科学道理。因此，教师要从知识层面，进行精准的概括、归纳，揭示科学实验所蕴含的道理，让学生脑海中分散的知识点自动串联起来，形成清晰的知识架构。第二，进行素质总结。在参与实验的过程中，每一个学生的表现不尽相同。教师作为学生学习的引导者，要善于从积极性、创造性、合作性等不同角度出发，多给予学生鼓励和表扬，帮助学生树立自信心，努力提升学生综合素质。

五、结语

综上所述，教师对科学课程实验教学设计进行优化，要结合新时代科学领域发展趋势，重新整合科学实验内容，科学制定实验方案，重点突出科学实验的前瞻性、人文性以及社会价值。一要从学生兴趣切入，二要鼓励学生大胆创新，三要建立实验教学规章制度。此外，要注意学生反馈、注意个体差异、注意对实验进行归纳总结，提高科学课程实验教学的时效性，提升学生科学素养。

参考文献：

[1]邵锋星.科学方法教育：拓展科学学科育人价值的关键环节[J].基础教育课程，2020（10）.

[2]杨先通，韩慧，王娟，郭明，王强.新课程标准视域下小学科学实验教学的探讨[J].首都师范大学学报，2019（03）.

[3]高潇怡，孙慧芳.美国科学课程发展的新趋向———基于共通概念的科学课程构建[J].比较教育研究，2019（01）.

[4]何美惠.小学科学“地球与宇宙”領域中模拟实验的教学策略[J].福建教育学院学报，2018（03）.

[5]姜婧.农村小学科学实验教学的现状与对策———以晋中榆次区农村小学为例[J].齐鲁师范学院学报，2017（04）.

[6]朱阿娜.小学科学探究性实验设计的误区与对策[J].教学与管理， 2015（11）.

[7]李凤.针对性设计，提升科学实验教学效度[J].小学教学参考，2017（36）.

Research on the Optimization Strategy of Experimental Teaching Design of Science Course

Li Rundi

（Nanping Primary School， Linxiang District， Lincang City， Yunnan Province， Lincang 677000， China）

Abstract： Carrying out scientific experiment teaching can exercise students practical ability， enhance students awareness of cooperation and cultivate students interest in learning. This paper explores the optimization strategy of scientific experiment teaching design from the aspects of the importance analysis of scientific experiment teaching， the prominent problems existing in scientific experiment teaching， the optimization strategy of scientific experiment teaching design， and the matters needing attention in scientific experiment teaching design， in order to stimulate students enthusiasm to participate in scientific experiment， mobilize students enthusiasm and initiative in learning， and improve teaching efficiency and teaching quality， improve students scientific literacy.

Key words： primaryschoolscience； experimentalteaching；instructionaldesign；optimization strategy； scientificliteracy