小学科学实验教学的创新探讨

□ 浙江省杭州市萧山区新街第三小学 王晓锋

传统小学科学学科教学中，教师普遍存在重理论、轻实践的教学误区，过多关注科学理论性知识讲解，而忽略了科学实验及各类实践活动的组织创设，限制了学生科学学科学习质量，也不利于学生科学综合能力成长。在强调学生核心素养培养的当下，小学科学教师必须转变传统教学观念，重视科学实验教学资源的开发整合，创新各类科学实验教学活动组织开展，构建多元化、体系化、趣味化科学实验教学体系，实现科学实验的有效教学。

一、创新实验教学情境，调动学生探索兴趣

教师全面解读科学实验教学要素，选择合适的要素内容切入教学情境创设，借助生活情境、问题情境等情境教学手段，调动学生科学实验探索兴趣。

1.创设生活情境

小学科学教学内容的实用属性最为突出，各类科学知识、实验活动都能在学生日常生活中找到对应的教学模型。教师要利用好这一学科属性，通过创设生活教学情境，将生活元素融入科学实验教学活动中，为学生营造更具真实性、生动性的实验学习环境，激发学生科学实验学习思维活力。教师根据生活化教学情境创设需要，挖掘生活材料进行科学实验设计，用取材简单、成本较低的生活物品优化科学实验材料选择，增强实验教学的简便性。

教师善于从小学生生活视角发掘生活情境创设切点，拉近科学实验教学情境与学生的距离，激发学生科学实验探索兴趣。如教学“水能溶解一些物质”时，教师在课堂中用白砂糖和温开水现场制作“糖水饮料”，邀请学生到台前品尝，让学生说出品尝到的味道。学生课堂学习响应积极，品尝后都能说出“饮料”是甜的。教师继续引导学生思考，你们看到水里的糖了吗？学生观察后发现白砂糖都“消失”了，好奇糖去了哪里。教师顺势导入科学实验教学活动，为学生提供烧杯、水、白砂糖、食用盐、沙子等材料，组织学生模仿教师的实验操作方法，尝试将其溶解在水中。此时学生科学实验探索欲已经得到充分调动，积极投入到实验操作学习当中，顺利总结出一些物质可以溶解在水中，也有一些物质无法溶解的实验结论，对物质的溶解构建了初步认知。

2.创设问题情境

科学实验教学注重学生多种学习感官调动，不仅强调学生用眼看、用手做，还要指导学生进行有效思考，围绕科学实验展开深度学习。教师采取创设问题情境的教学手段，以实验学习问题为抓手，引领学生紧密围绕科学实验教学主线展开探究学习，强化学生科学实验学习意志。科学实验教学问题的类型较为多样，教师要立足学生实验学习认知需求，整合启思型问题、驱动型问题、总领型问题、引导型问题等不同类型问题素材投放课堂，使其更好地服务于学生科学实验学习思考。

教师要兼顾问题情境创设的学科性、趣味性，活用趣味问题启迪学生科学实验学习思维。如教学“溶解的快与慢”时，教师创意设计导学环节，将一包白糖倒入凉水中，让学生观察白糖是否完全溶解。教师小结并提出问题，杯子中的白糖并没有完全溶解，你有什么办法加快它的溶解速度呢？用紧扣课堂教学主题的情境问题，将学生学习思维引向物质溶解速度的思考上。学生主动思考，结合生活经验提出用搅拌的方式加快溶解、用热水进行溶解、把白砂糖碾碎加快溶解等实验方案。教师一一板书学生提出的策略，针对性提供实验材料组织学生进行实验操作，逐一验证这些实验猜想。学生通过实验总结出物质溶解快慢的影响因素，顺利生成科学新知。

二、创新实验组织形式，强化学生认知体验

教师创新科学实验组织形式，立足学生科学实验认知能力及操作水平，开展更多小组合作实验、信息虚拟实验，保证学生科学实验学习频次，完善学生科学实验认知体系。

1.开展合作实验

由于科学学科学习经验不足，很多小学生的科学探究方法和科学实践水平都存在较强局限性，不具备独自完成科学实验活动的能力。教师组织开展合作学习实验活动，根据班级学生学情差异进行合理分组，让不同学科能力特点的学生构建科学实验学习共同体，合作完成科学实验学习任务，培养学生协作配合的科学探究精神，提高学生科学实验学习品质。

教师做好合作实验活动分工设计，让学生在科学实验中扮演不同角色，增强学生科学实验学习参与感。如“探索尺子的高音变化”科学实验教学，教师按照科学探究教学进程，先利用拨动尺子发出声音的演示实验提出探究课题，启发学生思考：尺子伸出的长度变长或变短，发出的音高会发生变化吗？让学生作出自己的实验猜想，并设计对应的探究实验方案完成验证。学生实验前作出的猜想五花八门，但合作交流后，设计的实验方案都是类似的。教师组织学生有序开展合作探究实验，小组各成员分别负责操作实验、记录音高、记录尺子震动快慢、绘制音高变化柱状图、分析实验现象等学习任务。小组合作实验教学模式下，学生的实验学习效率显著提升，结合实验现象总结出“尺子伸出长度越长，振动越快，音高越高”的实验结论，对音高概念及其影响因素建立了更加深刻的认识。

2.开展虚拟实验

受限于实验教学的客观条件，一些实验操作难度过大、实验演示效果不好、强调微观层面变化、跨时间较长的实验活动难以在科学课堂中进行实际操作，学生只能通过阅读文字或图片素材了解实验内容，直观教学效果大打折扣。为此，教师要具备信息化教学能力，针对这些实验内容搜集整合数字化教学资源，开展虚拟科学实验教学活动，弥补实验展示的教学缺失，确保学生科学实验学习效果。

教师丰富科学实验信息化教学载体，整合音频、动画、视频微课等多种数字化资源辅助科学实验教学。如“我们是怎样听到声音的”小节教学的一大难点是教会学生掌握耳的各部位结构及功能。从知识特点来看，该模块知识内容相对枯燥，且缺少相关实验的支持，学生学习起来积极性不高，学习效果欠佳。教师利用信息技术教学手段引入视频微课素材，用视频微课的动画形象，生动地向学生讲解人耳各部位的结构及其功能。小学生对动画形象有着天然的学习兴趣，都能认真地观察和学习相关知识，教学效果明显优于阅读教材。视频微课最后以模拟实验的形式展示了音波从外耳道进入人耳，一直到人脑形成声音认知的全过程，将无法直观观察的实验现象用信息化形式呈现给学生，提高学生科学知识理解的准确度。

三、创新实验评价指导，促进学生个性发展

教师调整科学实验教学评价的侧重点，以实验评价为抓手，指导学生科学知识准确建构和学习方法多元应用，促进学生学科能力个性发展。

1.指导知识构建

学生通过科学实验学习能够观察到直观具体的实验现象，对科学实验内容建立感性认知，但要将其转化对应科学知识的理解建构，还需要教师发挥科学实验教学的主导作用，有针对性地引导学生实验学习思维，为学生构建科学实验现象与抽象科学知识的联系桥梁。教师精细化设计科学实验教学方案，按照科学实验教学流程安排，穿插课堂评价和认知指导，帮助学生梳理实验学习思维脉络，选择合适的切入点提炼科学知识要素，促进学生科学知识自然生成。

教师正确认识小学生抽象思维能力不够成熟的客观学情，加强科学知识构建评价指导，助力学生科学知识理解建构。如教学“水的蒸发和凝结”时，学生在“探究水蒸发快慢与温度高低的关系”实验学习中，能够根据水的体积变化或质量变化，顺利联想到水蒸发快慢与温度的关系，但在“观察水蒸气的凝结现象”实验学习中，一些学生虽然观察到玻璃杯外壁上凝结的水珠，可是没办法将其与水蒸气的凝结现象联系到一起，难以理解水珠是如何形成。基于此，教师针对性进行知识建构指导，带领学生回顾空气的成分构成，让学生意识到空气中存在“气态水”，即水蒸气，引导学生思考，当水蒸气遇到温度较低的玻璃杯外壁时是会吸收热量还是释放热量？这种热量变化会造成气态的水变成什么？为学生抽象提炼科学知识搭建思维着力点，帮助学生突破实验认知难点。

2.指导学法应用

教师加强科学实验教学学法指导，向学生传授更多高效的实验操作技巧及实验分析手段，丰富学生科学实验学法应用。小学科学实验涉及了很多常规实验装置、实验材料的使用，掌握这些装置材料的使用方法是奠定学生科学实验实操能力基础的重要保障。教师在科学实验开始前，要着重强调这些操作方法的重要意义，详细解读每一种实验装置和实验材料的使用方法、注意事项，确保学生准确掌握后再组织实验操作学习。

科学实验教学最为讲求合理性、规范性。教师要加强科学实验学法指导，培养学生规范化操作的实验学习观念，保障科学实验教学活动安全进行。如“温度与水的变化”小节教学中一个重要的实验就是“观察水加热时的变化现象”，实验需要使用到酒精灯、温度计等常用器材。教师组织学生动手操作实验之前，必须做好酒精灯和温度计正确使用方法的指导，特别要强调酒精灯的正确点燃方法、正确熄灭方法、酒精灯泼洒后的正确灭火方法；温度计的使用温度范围、测量时的规范操作要求……并通过多次操作演示和指导学生到台前操作等方式不断强调这些操作要求和注意事项，确保每个学生都能认真对待实验内容，规范操作实验步骤。学生实验过程中，教师也要做好实验监督指导，一旦发现学生操作错误，要及时指出，不断强化学生规范操作的实验意识，加深学生各种实验器材的操作方法学习印象，为学生之后操作学习更多科学实验活动打好基础。

四、创新实验拓展教学，拓宽学生科学视野

教师关注科学实验的拓展教学，通过推出更多的亲子实验学习活动、科学研学实践课题，实现课堂教学与课下实践的多点对接，强化学生探究实践能力，拓宽学生科学学科学习视野。

1.推出亲子活动

教师推出更多亲子性科学实验活动，指导学生在家长配合下完成科学实验学习活动，实现科学学科教学的家校联动，强化学生科学学科应用意识。不同于科学课堂实验教学，学生在家庭环境下能够选用的实验材料相对单一。教师设计亲子科学实验时，要更具灵巧性和创新性，善于从学生家庭环境中找到合适的科学实验材料，并根据这些材料特点，灵活调整科学实验步骤设计，确保科学实验活动的可操作性，使学生在亲子实验活动学习中更好地内化所学科学知识。

亲子科学实验有着多重教育价值，教师要加强与学生家长的联动配合，提高亲子实验活动教学效果。如“设计我们的小船”小节教学后，教师通过信息平台与家长分享学生的设计作品，并向家长提供多样化的船只设计方案，让家长根据孩子的设计成品，进行针对性优化，完善船只设计方案，在家中和学生共同完成船只的制作。家长在学生设计方案基础上加以完善，和学生一同完成船只制作工作，优化了学生船只设计和制作的科学性，提高了学生科学实验完成品质，还增进了家长与孩子的亲子感情，收到了一举多得的实验教学效果。

2.推出研学课题

科学学科教学有很强的可拓展性，在强化学生研学意识，培养学生创造性学习能力等方面有独特优势。教师贴近科学实验教学特点，推出多样化研学实践课题，鼓励学生围绕特定科学知识、实验内容展开深度研究学习，从更多层面建立科学认知。教师设计具有较强开放性的科学研学课题，引导学生多渠道、多方法的探究应用科学知识，延展学生科学认知思维域度。

教科版小学科学教材中编排了很多拓展性教学内容，都可以作为有效的研学课题创设切点。如“分析一个实际的环境问题”小节教学内容有着鲜明的研学属性，教师布置课下作业时，便联系学生生活实际投放研学实践任务，要求学生通过信息网络、报刊读物、实地考察等途径，了解所在地区存在哪些较为突出的环境问题，以学习共同体为单位，分析这些环境问题的成因、治理措施和取得的成果，并结合治理现状提出自己的解决策略。学生完成研学课题，不仅巩固了单元知识认知理解，强化了学生科学知识、科学方法应用能力，还充分锻炼了学生信息收集和整合能力，切实提升了学生科学实践学习综合素养。

小学科学教师加强科学实验教学活动的多元组织，创新探索科学实验教学有效模式，既是改善小学科学学科教学生态，提高学生科学知识认知效果的关键措施，也是核心素养教育理念提出的必然要求。创新实验教学情境、创新实验组织形式、创新实验评价指导、创新实验拓展教学等，都可以作为小学科学实验教学创新优化的有效切入点。教师要树立创新教学观念，根据科学实验教学需要，灵活选择实验创新优化教学策略，不断提高科学实验教学的实效性，推动学生科学学科综合能力的发展。