基于学生实验探究能力培养的小学科学教学策略

江维方

小学阶段的科学课程在内容的设置上综合性更强，涵盖了对简单物理、化学、生物、地理概念和现象的介绍，强调学生综合认知的提升与综合思维的发展。在新的小学科学课标中，科学课程的活动性质和实践特性被突出强调，实验探究也因此成了小学科学教与学的主要方式，教师需要通过实践探究活动来推进小学科学课程教学，有针对性地培养学生的科学思维与科学探究能力。本文主要围绕基于学生实验探究能力培养的小学科学教学，在论述学科教学中存在的问题和培养学生实验探究能力意义以后，将小学生应当形成的实验探究能力拆分为观察意识、发散思维和动手能力展开细致介绍。

一、现阶段小学科学教学中的问题

就现阶段的小学科学教学而言，实验教学的无效开展就是最显著也最需要被优先解决的问题，小学科学教师需要就如何提升实验教学活动的有效性展开更多思考，以便通过实验教学实现对学生思维的开发与能力的锻炼。结合具体的课堂教学实践来看，实验教学的无效开展问题又可以被拆分成多个小问题。

（一）学生缺乏直接参与实验的机会

部分教师因为学生年龄小而对学生的能力与需要产生片面认知，设计开展实验教学活动时没有考虑到学生的实际参与，没有为学生预留实际动手操作实验的机会与空间，“一刀切”地用示范演示的方式讲解实验操作步骤。这种实验教学方式不利于学生对科学知识的理解与掌握。

（二）实验教学没有受到足够重视

在小学科学课程的安排中，实验教学活动通常比理论教学活动更少一些，虽然教师认识到科学课程的教学目标是帮助学生了解基础课程知识与自然原理，让学生能够通过课上学习建立对社会的基础认识，但在教学设计中还是偏向于通过理论讲授来达成目标，很少组织相对应的实验探究。

（三）教师在实验中没有与学生进行有效沟通

课堂教学活动中良性的师生关系通常建立在师生的有效沟通上，尤其是以实验探究为核心内容的课堂教学活动，在学生自主展开探究和实际动手操作的过程中，教师需要为学生提供行动上的必要指导和思维上的必要引导，帮助学生了解实验原理，但实践中部分教师只扮演了一个旁观者的角色。

（四）学生忽视了反思和总结

实验是学生在实操中获取经验的过程，实验后的反思与总结才是学生将在实操中获取的经验转化为知识的过程，只有走完实验、反思与总结的全过程，学生才可能在实验教学中获得理想的提升。但在小学阶段的科学教学实践中，教师大部分时候将学生的实验参与看作一项任务，重形式而轻内容，没有认识到反思与总结对学生能力的形成与发展有多重要。没有学会反思与总结，学生不仅很难实现实验探究能力的提升，还可能会在之后的重复性实验中出现重复性错误。

二、小学科学教学中培养学生实验探究能力的意义

（一）深化学生的科学理解

在小学科学课程教学中，学生的实验探究能力养成于实验探究活动，也作用于实验探究活动，教师培养学生实验探究能力的首要目标就是拓展学生的学习方式，让学生可以通过实验探究来展开对科学知识的深入探究与多角度分析。

在以实验探究为核心的课堂教学活动中，学生拥有动手实践操作的机会，实验本身则可以将抽象的文字内容转化为具象的表现形式，让学生可以依靠视觉、听觉、嗅觉、触觉等基础感官来建立对实验现象的直接感知。这种区别于灌输式理论讲解的教学方式，更利于深化学生对科学知识的理解，使学生能够通过自己在实验过程中的直接感知来记忆并掌握更多理论层面上的科学知识，也能够通过实验来验证这些科学理论，进而建构起更完善、更牢固的科学知识体系。

（二）激活学生的科学思维

对于小学生来说，灌输式的理论讲解很多时候都有着枯燥、无聊的固定属性，很难真正调动起学生学习的兴趣、热情与积极性，学生在灌输式的理论讲解下也很难获得思维层面的开发与提升，尤其是在科学课程的教学中。

探究式的实验活动与灌输式的理论讲解相比，更能吸引小学生的注意力，趣味的实验现象和实验操作能够最大程度上吸引学生的关注，进而激发学生的兴趣与热情，让学生主动且积极地参与到实验过程中。同时，在进行科学实验时，除了需要实时观察实验现象以外，学生还需要基于观察到的实验现象展开更多思考，这就能为思维的开发和思维能力的提升提供更强助力，推动学生的个性成长与全面发展。因此，在小学科学教学中培养学生实验探究能力的意义又体现在激活学生的思维上。

（三）提高学生的学习效率

受到年龄、阅历与受教育经历的限制，小学阶段学生的学习效率和学习效果存在很大的随机性，而部分小学生学习、理解和记忆知识的效率偏低，只通过死记硬背来学习课程知识的话就需要花费大量的时间和精力。

在对学生实验探究能力的培养中，教师可以通过对课堂教学方式的创新来落实对学生学习习惯的调整，帮助学生掌握更高效率也更有效的学习方法，让学生能够在花费更少时间的情况下学习与掌握更多的科学知识。具体来讲，理论讲解与实践验证的叠加能够在一定程度上弥补学生思维与认知发展的不足，缩短学生学习、理解并掌握科学知识的时间，从效率层面上为学生的学习提供更多支持和更大帮助，也让学生可以在学习科学知识的过程中真正走近科学、爱上科学。

三、基于学生实验探究能力培养的小学科学教学策略

小学科学课程在教学内容上虽然覆盖面广，但探究得都不算深，与初中、高中细化后的物理、化学、生物、地理课程相比有着更强的综合性，强调对学生综合思维与综合能力的培养。基于小学科学课程的这种综合特性，学生需要具备与形成的实验探究能力也具有一定的综合性。实验探究能力大致可以被拆分为观察能力、思考能力和实践能力这三个部分。其中，观察能力主要指向学生在实验中发现实验对象的特征、变化等细节内容的能力；思考能力主要指向学生在实验中，从实验现象出发进行大胆质疑与发散思考的能力；实践能力主要指向学生在实验过程中动手操作实验或改进实验的能力。因此，在基于学生实验探究能力培养的小学科学教学中，教师可以分别站在观察、思考和实践这三个视角设计相对应的实验教学活动。

（一）指向观察——巧设生活实验，形成观察意识

新课标在提出重视小学科学课程活动性质与实践属性的同时，也强调了实验活动与现实生活的联系，要求教师在设计与开展实验探究活动的过程中充分考虑学生的现实生活，用紧贴现实生活的探究主题与实验内容来引领学生正确认知科学实验。在基于学生实验探究能力培养的小学科学教学活动中，教师需要通过设置生活实验的方式培养学生的观察意识，让学生能够自觉展开对生活的观察，同时也借学生的生活观察来提升其观察能力。

以浙科版小学科学六年级上册“微小世界”单元第三课“观察身边微小的物体”教学为例。在学习这一课时之前，学生已经学习了放大镜的用法与放大生活中微小事物的方法，在围绕“观察身边微小的物体”这一课时内容设计并开展的实验探究活动中，教师可以以生活中常见的物品为对象设置对照实验，如树叶和花瓣。在具体的课堂教学活动中，教师可以将围绕树叶或花瓣进行的对照实验划分为三个环节。其中，第一个环节是用肉眼观察树叶或花瓣的表层形态特征，第二个环节是借助放大镜观察树叶或花瓣的微小形态特征，第三个环节是借助显微镜观察树叶或花瓣的内部细胞特征。三个环节的主要观察对象和观察到的信息都存在着极大的差异，在这种对比式的观察中，学生既能感受到观察的乐趣，又能了解到观察的意义，还能学会如何在生活或学习中展开细致观察。这能为学生实验探究能力的发展奠定基础。

（二）指向思考——巧设思考问题，激活学生的发散思维

在科学探究实验中，思考是学生需要在实验操作过程中同步进行的思维活动，也是学生将实验体验转化为科学知识的主要路径，对科学探究实验教学价值的发挥起到至关重要的作用。因此，在以培养学生的实验探究能力为前提设计教学活动时，小学科学教师需要有意识地为学生设计一些可供思考与讨论的问题，提出一系列存在逻辑关联的问题，引导学生展开由浅入深的思考，以便于达成激发学生思维、提升学生发散思考能力的目的。

以浙科版小学科学六年级上册“能量”单元第七课“能量从哪里来”教学为例。在学习这一课之前，学生已经建立了对能量的基础认知，简单了解了生活中各种形式的能量，对电、磁、电能、磁能和电磁铁等物质与概念也建立了相对完整的认知。在指向学生发散思考能力的课堂教学活动中，教师可以针对能量的来源设置并提出一些问题，以此激活学生的思维，最终在思维层面上落实对学生实验探究能力的培养。

比如，在对电能的探究与思考中，教师可以围绕普通电池、光电池、水电站、热电站、核电站等方面提出“电能可以从哪些能量形式转化而来？普通电池转化的是什么能量？又是用哪种方式完成转化的？”等一系列问题，引导学生展开探究与思考，在提升学生对电能来源认知的同时，实现对学生发散思维的锻炼与提升。

（三）指向实践——巧设实验任务，锻炼学生的动手能力

1.创设真实情境，引导学生参与科学实验。

情境教学是新课标与新课改背景下广泛应用于各学段各学科的一种教学模式，通过创设情境，教师可以实现对书本上抽象文字知识的转化，用更生动、形象的方式呈现知识，让学生能够对知识建立更直观的认识和理解。与此同时，依托情境展开的教学通常都有着更强的趣味性，更贴合小学生的兴趣爱好与思维认知，能够引导学生更加积极主动地参与到科学探究实验中。

以浙科版小学科学六年级下册“小小工程师”单元第四课“设计塔台模型”教学为例。这一课时在整个单元中处于中间位置，主要起到承上启下的作用，学生需要将前几个课时了解到的有关工程设计的知识作为依据，设计出一个能够投入制作的塔台模型。在主题为“塔台模型设计”的科学探究实验活动中，教师可以结合现实生活创设一个应用情景，先借助多媒体设备向学生展示一些与塔台相关的图片或视频，内容包括塔台的基本形态和建造完成后抵御强风或强震时的画面。然后，为学生设置具体的任务，引导学生参与到塔台的设计中，要求学生在设计过程中有明确分工，并且设计出的塔台能够抵御1到3级的强风与强震。

教师通过创设情境的方式，能够最大限度地拉近学科知识与学生现实生活之间的距离，进而引导学生更积极地参与到实验中，并在实验中获得思维与能力上的锻炼。

2.借助演示视频，指导学生操作科学实验。

新时代的教育强调以学生为中心的基本原则，要求教师要更多地体现学生的课堂主体地位，发挥学生的主体作用，但科学实验本身有着一定的操作难度，操作不当不仅会影响到实验的成败，也可能对学生的人身安全造成危害。因此，教师需要扮演好指导者的角色，结合直接干预与视频演示来指导学生安全操作科学实验，并以此实现对学生规范实验意识和规范实验能力的锻炼与培养。

以浙科版小学科学六年级下册“物质的变化”单元第二课“产生气体的变化”教学为例。在开展能生成各种气体的科学探究实验时，教师需要提前录制好介绍实验全过程的演示视频，然后配合着视频一步步展开实验步骤讲解，充分调动起学生视觉与听觉的双重感官，帮助学生理解与记忆实验的全部步骤。在学生用水和白醋分别与白砂糖、食盐、小苏打进行对比实验时，教师还需要注重观察学生的每一项实验操作，等到学生开始收集实验产生的气体时，依据学生的实际情况为其提供适当的指导或帮助。

四、结语

综上所述，实验探究是新时代小学科学课程开展教学活动的主要形式，对学生实验探究能力的培养也是新时代小学科学教师需要完成的基础教育任务。教师需要有意识地打破传统模式下灌输式教学的思维定式，设计实验探究类的课堂教学活动，为学生提供更多亲身参与科学实验的机会，让学生能够依托参与实验时获得的体验来完成科学知识的原始积累，以此为学生更进一步的科学学习奠定基础与提供助力。落实到具体的教学设计中，教师要不断拓宽自己的教学视野，在以学生为中心的基本原则下，结合学生身心发展的规律与要求调整与优化科学课程的课堂教学模式，加强对学生动手操作能力与创新思维意识的培养，让学生能够在参与实验的过程中获得更好的体验，提升实验探究能力，发展科学核心素养。