基于学生创新思维培养的小学科学实验教学——以“水到哪里去了”为例

文| 孙 建

在基础教育中，科学是一门综合性学科，注重培养学生的科学核心素养，包括科学观念、科学思维、探究实践和态度责任四大内容。其中的科学思维又主要包括模型构建、推理论证和创造性思维三个方面。在小学科学教学中，实验教学是培养学生创造性思维的一个重要途径。

“水到哪里去了”是教科版科学三年级上册的重要内容，教师通过引导学生进行实验探究，以增强对水蒸气蒸发凝结过程的理解，并加强学生对云和雾、露、霜、雨、雪等天气的形成过程进行认识，从而达到用科学知识对日常生活中的现象进行解释的目的。“水到哪里去了”是该单元的第一节，它的教学质量将对后面各章的学习产生重要的影响。“观察水的蒸发和水汽的凝结”，它需要学生对水的蒸发进行探究，从而对水的蒸发速度有更深的了解。这一部分不仅是对“水的三种状态转变”的拓展，还为以后认识水循环和水的成分等打下了坚实的基础。

一、大胆猜测水消失之谜，激发学生的求知欲望

在日常生活中，水是与我们的生活密切相关的一种物质。通过科学探究与生活体验，学生对水分的蒸发已有初步认识。学生对水分蒸发的理解主要是从日常的生活经历中得到的，还没有形成一种科学、系统的认识。所以，教师应当致力于引导学生对水的经验认识转化为理论上的科学观念，要鼓励他们大胆地提出自己的见解，让他们的创造性思维得到发展，从而让他们对未来的创新产生浓厚的兴趣。

教学片段一：

教师：同学们，水是我们生活中很常见的物质，大家能不能说说水有哪些特点？

学生：水没有颜色、没有形状、没有味道。

学生：水是生命之源。

教师：同学们都说得很好，大家总结出了水的特点和形态。大家有没有发现老师刚才在上课前在黑板上用水写的“科学”两个字“消失”了？大家想一想生活中有没有类似的情况出现。

学生：放在敞口杯子里的水几天后变少了。

学生：湿衣服晾干了。

学生：河里的水干涸了。

教师：通过大家的交流，我们知道了生活中有很多类似的情况，那么大家想不想知道这些水都到哪里了呢？

学生（异口同声）：想！

教师：那今天我们通过实践探究来看一看吧！

教师从学生熟知的生活情景入手，能引起他们的深思和探索兴趣。教师在教学设计上可以结合日常生活情景，将此作为案例导入，引发学生的深入思考，让学生能够结合生活场景探究常见的科学现象背后的原因。这对培养学生的独立思考能力和探究能力都有着重要的促进作用，能够让学生结合已有的认知基础和实际经验大胆猜测“谜底”，从而提高他们的表达能力以及创造思维流畅性。

二、实验探究水消失之谜，引导学生猜想验证

教师在组织学生开展实践探究时需要先给学生提供一些实验材料，如纸、水、夹子、密封袋、铁架台等。在学生完成实验后，教师让学生进行交流，通过交流发现别人的实验设计的优劣，并对自己的实验设计进行完善。

教师给每两位学生准备一块玻璃片、一小杯水、棉签，用棉签蘸一些水，在玻片上划一划，水就会留在玻璃片上。学生把玻片放平，并静静观察。

教学片段二：

教师：我们可以用哪些方法进行观察？

小组讨论、总结。

从同学间的交流中，我们可以看到，所有人都在进行对比实验。在这个时候，教师要提醒学生注意不相干的因素，确保实验的严谨性。

实验步骤：

1.在两个同样大小的玻璃杯中加入等量的水，标出水的高度。

2.用保鲜膜盖好其中一个杯口，然后用橡皮带绑紧；另外一个不盖。

3.将其放置在通风向阳的地方。

4.2～3 天后，观测两个杯子中水的变化。

学生在完善了实验设计之后，实施了实验计划，并对实验现象进行认真、细致的观察，最终得到了实验结果：杯子中的水分全部蒸发到空气中。

首先，教师指导学生按照自己的猜想，自主地进行实验，这对提高他们的探索能力和实践能力有很大的帮助。同时，教师还可以指导他们进行验证性实验，这样可以让他们获得更加深刻的学习经验，从而提高他们的理解能力。

其次，让学生参与小组讨论，培养他们的合作与分享精神，养成仔细聆听别人意见的良好习惯。让学生对别人的实验设计进行评价和完善，可以让他们更好地理解这个实验。此外，“评价和改善别人的思想”的技巧也是很关键的一步。

最后，在实际操作中，学生得到了测试的结果，了解了整个比较实验的执行流程和容易出现的错误，这有助于培养学生严谨的科学态度。

三、发散思考猜想还有哪些水消失了，鼓励学生碰撞思维

通过对实验结果的分析，教师引入了本节中一个重要的科学概念——“蒸发”，并且让学生想一想：你还能想出什么其他的蒸发现象呢？学生也可以在此基础上进一步探讨其他的科学问题和假说。

教学片段三：

教师：刚才我们通过实验知道了杯子中的水分全部蒸发到空气中。大家还能再举些其他例子吗？

学生1：冬天把湿衣服挂到室外衣服会结冰然后慢慢变干。

学生2：夏天，游泳的人们，从水里走到岸上，由于身上有水分蒸发，吸走皮肤表面的热量，从而让人感觉发冷。

学生3：一些河流会出现季节性干涸。

学生4：炎炎夏日的中午，狗会伸出舌头，蒸发舌头表面的液体，以此来散热。

教师：大家说得都很好，事实上，生活中这样的例子很多，这里就不再列举了。大家结合我们之前的实验，以及刚才大家自己的描述，能用自己的话说一说什么是蒸发。

学生：蒸发是水从液态变成气态的过程。

教师：是的，蒸发的定义为：蒸发是在液体表面发生的汽化过程，蒸发在任何温度下都能发生，液体蒸发时需要吸热。蒸发量是一段时期内由于蒸发而扩散到大气中的水分，一般用毫米来表示。

本活动是对前面教学活动的概括和升华。“蒸发”是一种科学观念，它建立在实验探究之上，在实验探究的基础上提出这一概念，有助于学生对它的认识，从而达到由感性到理性的转变。另外，教师可以让学生说出自己所能想到或看到的一些蒸发现象，这样不仅可以让他们更好地把握“蒸发”这个概念，把他们所学的知识和实际生活结合在一起，还可以让他们的思维得到发展，给他们提供一个创新的思路，同时也可以让他们提出一些有价值的问题。这样可以培养他们的发现问题和提出问题的能力，其中提出问题是开展实验探究的第一步。

四、深入探究影响水蒸发快慢的因素

在此基础上，教师通过对生活中常见的现象及已有的认识，引导学生大胆地猜想“为什么晴天晒衣服容易干，阴雨天晒衣服不易干”，然后进行分组比赛，看看哪一组可以更快地把身上的水分蒸发掉。在这个过程中，教师要让学生用常见的材料做实验，看看哪一组的实验方案更新颖，效果更好。

教学片段四：

教师：大家已经知道了蒸发的基本概念，接下来，大家以小组为单位，看看哪个小组能够更快地让水蒸发，下面还是用刚才的量杯，每个小组一杯水，大家一起试一试。

学生1：我们认为如果水的温度升高，它就会产生更多的水蒸气，所以我们可以在量杯下加酒精灯加热。

学生2：我们小组认为如果把杯里的水泼在地上，它就会蒸发得快一些。

学生3：我们小组认为如果在量杯上方放置一个小风扇吹它，也能够让水更快地蒸发。

教师：同学们集思广益，说得非常好。所有人都得出了结论，那就是液体的温度、液体的表面积、液体上方的风速与水蒸发快慢有关。

这种教学活动可以从以下两个角度来培养学生的创造性思维：一是使学生在遇到科学问题时尽量多地提出解决方案，这可以提升其创造性思维的流畅性。二是要设计新颖、有效的实验方案，带领学生对实验过程进行反思，从而使学生能够从多个角度考虑问题，培养其创造性思维。在此基础上，以小组形式开展协作学习，不仅可以提高学生的协作精神，还可以使他们的思想相互碰撞，产生新奇的想法。

最后，教师让学生结合本节课的“水到哪里去了”的知识，写一个故事、一首诗歌、一首歌曲或者一张图画来解释“为什么水会消失”。这样可以让学生在这节课中学习到的科学知识得到巩固。教师可以通过跨学科互动，通过科学与语文、美术、音乐等学科的综合设计，进一步提高学生的审美能力和创新能力。在作业安排上，教师通过写故事、绘画等多种形式，能够激发学生的创新动力，促使学生对所学内容有较好的理解。

五、基于学生创新思维培养的小学科学实验教学建议

（一）营造良好的教学氛围

富有创造性的课堂氛围是轻松、愉悦的，教师要让每一位学生都能无拘无束地发表自己的意见，这也为培养学生的创造力奠定了基础。这一教学气氛体现在：教师可以为学生提供更大的创新空间，使学生能在课堂上提出独到的见解；教师要针对学生的猜想分析给予必要的肯定和支持，让学生在良好的氛围中做实验进行探究。在科学课程中，学生会存在跑题或者假设失误的情况。针对这些情况，一些教师会选择视而不见或者不理会学生的猜想，在一定程度上挫伤了学生科学探究的积极性，影响了学生的创新动力。所以在科学课上，即使学生存在猜想失误，或者与教师已有的教学过程相背离的情况，教师也要首先肯定学生观点的独特性，然后再根据观点与课程是否存在联系，判断是否需要进行科学调查或者更深入的研究探索，教师应通过耐心的指导使其纠正过来；如果这是一个具有科研意义的、与教学目的脱节的课题，那么教师就要与学生约好时间，让他们自行探究。总之，教师要对学生的大胆猜测、主动思考与创新思维给予充分的肯定。

（二）设计具有启发性、尝试性的问题

在实验中，教师首先要合理地设计问题，尽量避免“是不是”“会不会”“对不对”等笼统的问题，培养学生从多个角度进行思考。其次，教师要有针对性地提出问题，这不仅仅是为了检验学生对知识的掌握程度，更重要的是在实验教学中，它更多的是为了锻炼学生的创新思维，对提问的方式和内容进行适当的调整，给学生留下充分的创新和想象空间。

（三）灵活调整教学评价标准

在教学过程中，教学评价起到重要的反馈、指导作用。在实验教学中，教师要关注教学评价的作用与价值，针对学生设计的实验内容和学习成果，结合教学目标灵活调整教学评价标准。在评价时，要考查学生的实验过程是否规范、实验步骤是否严谨、实验观念是否正确，同时还要考查学生的创新意识与创新能力，要突出实验过程的规范性、新颖性与变通性，将其有机融入科学实验探究，更好地鼓励学生创新。教师要注重评语的变通性，要结合学生的个性特点，设计符合学生的评语和评价体系，更好地发挥评价的反馈与指导作用。