创建“四有情境”，打造科学实验的“有机课堂”

【摘要】创建“四有情境”，让学生展开有趣性、有序性、有疑性、有创性的科学实验探究，不仅能激发学生的科学学习兴趣，而且能引导学生的科学实验活动，能提升学生的科学学习效能，能催生学生的科学实验创造。科学实验的“有机课堂”是有趣的课堂、有序的课堂、有效的课堂、有创的课堂，是学生的科学思维与实践交织、知性认识与情感体验交织、科学精神与人文关怀交织的课堂。

【关键词】小学科学；科学实验；“四有情境”；“有机课堂”

“有机”是指“事物各个部分相互联系、协调，像生物体一样密不可分。实施有机教学、打造有机课堂，就是要求教师的教学要顺应学生认知、思维特质，顺应学生内在的学习兴趣、需求，顺应学生的探究规律、学习规律等，为学生打造科学学习的殿堂。在科学实验教学中，教师要制定科学的实验目标，选择适合的科学实验素材，引导展开科学性的实验探究；要提高学生科学实验的质量、品质，优化学生的科学实验样态。作为教师，要精心设计科学实验，让科学实验有趣、有序、有效，进而打造科学实验的“有机课堂”。

一、创建“有趣性”情境，激发学生科学实验兴趣

兴趣是学生科学实验的先导，有机课堂是兴趣的课堂。学生在科学实验过程中的深度思维、探究，就是从学生的兴趣开始的。在科学教学中，教师要创建“趣味性”情境，激发学生科学实验兴趣。趣味性的情境，能唤醒学生积极的实验情感，点燃学生科学实验的欲望。

如在引导学生“制作小赛车”这一科学实验过程中，笔者发现，很多孩子都喜欢玩赛车。于是，笔者抓住学生“玩赛车”这一“兴趣点”，创设趣味性的情境：多媒体课件展开外形各异的赛车，从而打开学生的思维。有学生提问，“老师，怎样让赛车动起来？”为此，笔者给学生提供了结构性的实验素材，如卡纸、塑料、橡皮筋、气球、小电动机、电池等。这些结构性的素材，不仅是学生科学实验的基础，而且能启发、引导学生的科学实验。有学生说，“可以借助橡皮筋的弹力，来驱动小车前进”；有学生说，“可以借助气球对小车的反冲力，来驱动小车前进”；还有学生说，“可以借助电动机的电磁力，来驱动小车前进”，等等。在趣味性的情境中，学生展开积极的动手实践。他们不仅在赛车的驱动力上想办法，而且在赛车的外形上做文章。在趣味性的情境中，学生自主地展开赛车比赛。如比赛赛车的速度，比赛赛车前行的距离，比赛赛车的灵活性，比赛赛车的颜值，等等。科学实验充分解放了学生的大脑、双手，提升了学生的科学认知、科学思维、科学实践能力。

二、创建“有序性”情境，引导学生科学实验活动

学生的科学实验活动应当是有序的活动。动手实践、主动探究是我们大力提倡的科学实验方式。在科学教学中，教师可以引导学生展开“对比性”的科学实验、“模拟性”的科学实验、“模型性”的科学实验、“切片性”的科学实验等。每一种类型的科学实验都有其独特的操作流程、操作范式。作为教师，要搭建科学实验的平台，创设“有序性”情境，引导学生有序地设计、研发科学实验活动。

在科学实验中，教师要深入分析科学知识的特点、特质、联系等，要引导学生筛选科学实验探究内容，引导学生选择科学实验材料，引导学生选择合适的科学实验活动形式，让学生在科学实验活动中真正有所作为、有所收获。要让学生在科学实验过程中积极地表现自我、展现自我、创造自我，让科学实验活动能触碰学生内心的“小宇宙”，让科学实验活动能触发学生的科学思维，催生学生的科学想象，引发学生的科学创造。比如在引导学生实验“用沉的材料造船”这一实验活动中，笔者发现，很多教师往往就是简单地给学生提供实验素材，如橡皮泥、铝箔等，实验设计简单，不能有效地引发学生的科学思维，让学生的科学探究聚焦实验本质，即“改变物体的形状，可以改变物体在水中的沉浮状态”，也就是“改变物体的形状，可以改变物体在水中受到的浮力的大小”等。为了优化学生的科学实验，笔者精心设计了科学实验，让学生的科学实验过程有序展开。首先，给学生提供了大小完全相同的铝箔，让学生做形状不同的铝箔船。如此，学生就会在“船”的造型上研究。学生便会积极主动地思考：船做成怎样的形状，才能让船承载更多的载重量。在这个过程中，有学生会结合自身的数学学科知识，从船的底面积、船的体积等视角展开思考、探究。这样的一种有序的聚焦关键材料的探究，能让学生的科学学习有序，能让学生较少地受到无关因素的干扰，从而能将思考聚焦到相同质量的材料的体积上，进而能促进学生对科学知识的本质—“相同质量的物质比较体积”“排水的多少”等的认识、理解。

三、创建“有疑性”情境，提升学生科学实验效能

学生的科学实验不仅仅是思考、探究的过程，也是师生、生生之间的交流、互动过程。“学起于思，思源于疑”。问题是学生科学思考的源泉，也是学生科学探究、科学建构、科学创造的源泉。在科学实验教学中，教师要鼓励学生大胆地质疑，让学生的不同想法、认识交汇于课堂。要引导学生围观学生的质疑，聚焦学生的质疑。

比如教学“点亮小灯泡”这一部分内容时，笔者发现，很多学生对“通路”“断路”和“短路”等概念认识模糊。有学生提问，“老师，为什么断路小灯泡不亮？”有学生提问，“老师，什么是短路啊？短路灯泡为什么不亮呢？”基于学生的“疑问”，笔者不是机械地、枯燥地说教，而是引导学生展开实验。首先，笔者引导学生拆解小灯泡，观察小灯泡的内部结构，了解小灯泡的灯丝连接情况。在此基础上，引导学生尝试、探究“点亮小灯泡”的方法。学生自主连接，笔者让学生将所有连接的情况画下来，然后进行分类：能点亮的小灯泡的电路有什么共同点？不能点亮的小灯泡的电路与能点亮的小灯泡的电路有哪些不同点？如此，从同类事物的“相同点”和不同类事物的“不同点”展开研究，就能让学生聚焦到“电路分析”上。学生发现，“通路”就是形成了一个闭合的回路，“断路”就是没有形成闭合的回路，而“短路”尽管也形成了一个闭合的回路，但却没有经过小灯泡，小灯泡因此也不亮，而且“短路”由于直接将电池的两极连接起来了，因此容易造成电池的损毁 ，等等。这样的一种实验教学，由于是基于学生的“疑问”“问题”展开的，因而能激发学生的科学思考、探究兴趣，能吸引学生积极主动地参与到科学实验中来。

四、创建“有创性”情境，催生学生科学实验创造

学生的科学实验过程就是学生建构知识、创造知识的过程。在科学实验过程中，学生就是一个个的“小创客”。科学实验让学生的科学学习具有了“做思学共生”“学玩创一体”的特质。创建“有创性”情境，能催生学生的科学实验创造。“有机课堂”是创造性的课堂。在科学实验过程中，教师不仅要通过科学实验来引导学生创造知识，而且要鼓励学生不断地改进科学实验、优化科学实验、完善科学实验，对学生的科学实验本身进行创新。

比如教学“声音的高与低”这一课的相关内容，教师引导学生探究“装水少的杯子发出的声音是否一定高”。为此，教师引导学生设计了“对比实验”，即用相同的杯子装不同高度的水，然后敲击杯子。实验结论就是“装水少的杯子，敲击之后声音高”。但学生在科学习题中遇到了“用水吹”装水不同高度的杯子。于是，很多学生发生了错误。究其根本，是因为敲击杯子和用嘴吹杯子，发生振动的物体是不同的。其中敲击杯时发生震动的是水，而用嘴吹杯口时振动的物体是空气。显然，学生的科学学习比较肤浅，他们的思维陷入了“装水少发出的声音一定高”的泥潭、窠臼。为了引导学生突破自我思维的惯性，笔者在教学中创建了“有创性”情境，引导学生优化实验、完善实验、创新实验，让学生从物体振动的大小、快慢等方面对振动进行深入的、系统的研究，同时力图通过科学创造性的实验让物体的振动可视化。首先，笔者引导学生用不同的力度拨动钢尺，由于声音较弱，学生难以辨别。于是，笔者与学生一起，自制了一个“共鸣盒”，然后用声音导管与共鸣盒连接，从而放大音量，让学生认识到“振动幅度大声音强，振动幅度小声音弱”的规律。在此基础上，笔者让学生吹长短不同的塑料管子，并且在管子底部粘贴一个小纸条，从而让学生直观地看到，纸条振动得快，发出的声音就高；纸条振动得慢，发出的声音就低。最后，笔者借助声波传感器，让声波传感器与电脑连接，用电脑中直观的振动波纹来表征振动的频率快慢。通过这样的创造性实验，让学生形成了对科学知识的本质认知。

“有机课堂”是学生的科学思维与实践交织的课堂，是学生的知性认识与情感体验交织的课堂，也是融入、渗透科学精神与人文关怀的课堂。创设有趣的、有序的、有疑的、有创的“四有情境”，能让学生感受、体验到科学学科的无穷魅力和学习的无穷快乐！

【参考文献】

[1]黄月凤.实验器材优化对于提高小学科学实验教学有效性的作用研究[J].教育界，2022（08）.

[2]张懿，陈莉.素养导向下小学科学实验教学改进策略[J].实验教学与仪器，2023（01）.