小学科学实验课有效教学模式初探

梁辰

摘 要：实验探究是小学科学课程的重要组成部分，是围绕证据进行的科学活动。情境导入——实验探究——总结归纳——拓展应用“四步走”教学模式，是以建构主义理论为指导思想，本着“以生为本”的教育原则，以脑科学的思维认知机制为研究基础，结合“先学后教”的先进理念和经验而归纳出的教学规律，并形成了有效的课堂教学模式，课堂教学中凸显了学生的主体性与教师的主导性，易于在小学科学课中使用和推广。

关键词：小学科学；实验教学；有效模式

中图分类号：G623.6 文献标识码：A 文章编号：1009-010X（2015）14-0067-04

小学科学是一门以实验为基础的学科，《科学（3～6年级）课程标准》指出：小学科学课程是以培养科学素养为宗旨的科学启蒙课程，科学学习要以探究为核心。实验教学是培养学生学习兴趣、动手操作能力、观察能力、思维能力和表达能力的重要途径。这些能力的形成与发展恰恰是探究式学习不可或缺的内容，也是培养和提高学生科学素养的重要组成。可见，实验教学在科学课教学中有不容忽视的重要地位。

《基础教育课程改革纲要（实行）》明确提出了转变学生学习方式的改革任务。要求在教师指导下促进学生主动地、富有个性地学习，注重培养学生的独立性和自主性，逐步实现学习方式的变革。探索小学科学实验教学有效模式的研究符合新课程改革的需要。

笔者经过多次深入学校课堂听课、调研、访谈，了解到部分科学教师不能有效地落实新课标所倡导的教学理念，不能灵活把握教学内容，缺少对实验探究教学规律的认识；学生学习科学的兴趣差、动手实验机会少，科学概念死记硬背、不能学以致用等一系列问题。

为了提高科学课堂的实效性，针对教学中的实际问题，组织全区多名骨干教师成立了课题组，在区级集中教研和分片教研相结合的基础上，开展了研讨名师课堂、集体备课、同课异构等多种形式的教研活动，经过一年半的实践研究和反复验证，逐渐形成了适合本区实际情况、课堂效果较为有效的小学科学实验教学“四步走”教学模式。“四步走”教学模式共分为四个教学环节，基本流程如下图：

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下面就“四步走”教学模式中每一环节的教学步骤、教学时间、评价标准及教学意义和目的做具体的阐述。

一、情境导入 聚焦问题

创设问题情境，引导学生发现并提出问题，继而开展自主合作探究，它的根本点在于突出了学生的主体地位，把学习的主动权真正回归于学生。爱因斯坦说：提出问题比解决问题更重要。上课开始要通过小游戏、讲故事、猜谜语、播放多媒体课件等多种形式再现生活场景并聚焦问题，引导学生看、说、思、辩，激发出学生强烈的探究欲望。

（一）主要步骤：

1.创设与本课教学内容联系紧密的问题情境，引发学生猜想与假设，导入本课研究的问题。

2.板书课题。

3.出示本节课的学习目标。（根据具体内容可做调整）

（二）教学时间为3～5分钟

（三）评价标准

1.创设的问题情境要与本节课教学内容紧密联系。

2.创设情境的时间不能过长，要能充分激发学生的学习兴趣与认知需求。

3.创设民主、宽松、活跃的教学氛围，生生间相互表达、交流对问题的猜想与假设，充分暴露相关问题的已有知识经验及前概念。

（四）意义及目的

此教学环节是对学生前概念的调查与前测，教师要找准学生前概念与科学概念相悖或矛盾之处，引发学生的认知冲突，聚焦问题引出本节课的教学任务与目标。

二、实验探究 自主合作

实验的目的是培养学生尊重实证的科学品质。教师放手让学生自主合作，设计、实验并不在于要他们得出“科学的结果”，而在于让他们知道主观的假设最终是要由实践来检验的，从而培养他们尊重实证的科学品质和合作学习的能力。当学生提出假设后，教师准备的实验材料要尽可能典型、丰富、有结构，以启发学生从多角度、多层面来思考实验的方法。同时，教师在观念上要坚持相信学生是有能力设计实验并对预想的假设予以证实、证伪的。

（一）主要步骤

1.小组内合作设计实验方案。教师巡视，了解情况，对个别组提出一些有针对性的启示与建议。

2.全班交流、讨论并修正各小组的实验方案。教师根据巡视中掌握的情况，让学生充分补充发言 。

3.教师出示实验提示。

4.小组合作，自主实验并做好实验记录。教师巡视，对各组的实验活动作出提示与指导。

（二）教学时间为15～20分钟

（三）评价标准

1.学生在交流、讨论实验方案期间，教师要根据学生方案中的纰漏，有针对性的进行提问，问题要给学生留有探究、思考的空间。

2.实验提示要文字简明，步骤清晰，对重点的注意事项要用突出的字体或颜色标注出来。

（四）意义及目的

在教师提供的“脚手架”的帮助下，学生实现了自我探索、自主学习，体现了当代教育家蔡林森倡导的“先学”理念。学生通过同化与顺应的学习方式，达到学生前概念的初步转化。

三、总结归纳 交流质疑

学生经过亲历探究活动，对自己原有的猜想与假设经过了进一步的探究实验，通过相互交流、解释实验中观察到的现象以及记录下来的数据，充分感知科学概念的具体内容，在教师的引线搭桥下，学生大脑中经历了“接纳—怀疑—再接纳”的思维过程，逐渐归纳出事物的本质属性及规律，形成科学概念。

（一）主要步骤

1.在全班以小组为单位充分展示、汇报各组的实验现象、数据。

2.生生、师生互相交流，讨论分析实验现象、数据。

3.师生互助，总结实验结论。

（二）教学时间为10～15分钟。

（三）评价标准

1.教师不以实验的成功与失败结果评价学生，注重联系数据、现象与实验过程的引导。

2.教师能对不同的实验现象及差异性数据进行有效地引导学生，一起分析、讨论原因，完善思维、修正概念。

（四）意义及目的

学生通过对实验现象及数据的解释，生生之间的相互质疑、解释，逐步修正、完善科学概念，体现了“生教生（后教）”教学理念，学生的前概念再次转化，逐步加深理解科学概念。

四、拓展应用 回归生活

学生在大脑中刚刚形成的认知，是要不断接受已有认知的评估与认证的。科学概念能否在新的情境中得到验证与解释，是知识迁移与内化的重要表现。

（一）主要步骤

1.出示习题或图片、现象解释等。

2.布置课后拓展活动。

3.总结全课

（二）教学时间为3～5分钟。

（三）评价标准

拓展内容对学生有一定的思维深度和挑战性，能激发学生的成就感。

（四）意义及目的

通过学生对生活现象的解释，完成对本次教学活动成果评价与评估，体现了“当堂训练”，学生掌握的科学概念得到了进一步内化与迁移。

下面以教科版五年级下册第三单元第六课《摆的研究》一课为例，就 “四步走” 教学模式的教学环节具体阐述。

《摆的研究》

1.情境导入 聚焦问题

（1）教学开始，教师首先出示了荡秋千比赛的动画视频，很快将学生带入一个熟悉的生活情境，然后教师提出问题：“如何帮助小红让她的秋千荡得更快一些？”同学们很快展开了激烈的讨论，有的同学说，让小红多背一些重物，重力的作用可能荡得更快一些；有的同学则认为减轻一些重物，会快一些。还有的同学认为把秋千的绳子缩短一些会快一些；一些同学则认为应当把秋千的绳子再长一些……通过“如何帮助小红让她的秋千荡得更快一些”话题入手，引发了对解决问题的猜想，充分暴露了学生已有的知识经验，激发了学生的研究兴趣。最后教师做进一步的引导，“秋千的结构与我们上节课研究的钟摆的结构相似，要想知道如何把秋千荡得更快一些，这节课我们就先来研究一下摆的快慢与哪些因素有关？”。

（2）教师板书课题。

（3）出示本节课学习目标：①摆锤重量与摆的快慢有什么关系？②摆绳长短与摆的快慢有什么关系？

2.实验探究 自主合作

出示学习目标后，教师让学生根据自己的兴趣自主选择要研究的问题，分成“摆锤组”和“摆绳组”。

（1）教师出示设计实验的自学提示：①根据自己选择的研究问题设计对比实验，想一想实验中不改变的条件有哪些？只改变哪个条件？实验中还应注意什么事项？②为了规范计数，摆的来回记为一次。③为了规范操作，统一记录15秒内摆的次数变化。

（2）小组内交流、合作设计实验方案。教师巡视了解情况，并作出指导。

（3）全班交流、讨论各组的实验方案，生生间相互修正、完善方案。

（4）教师提供实验器材，同学们小组合作，自主实验探究并填好实验记录单。教师巡视，指导，对学生实验情况要做到心中有数。

3.总结归纳 交流质疑

（1）“摆锤组”“摆绳组”分别展示实验记录单，汇报、补充实验数据，教师填写全班数据统计表。 （下转第72页） （上接第69页）

（2）生生互相交流、解释分析实验现象、数据。尤其对一些差异性的数据，教师要重点引导学生分析数据形成的原因及实验中遇到的问题。

（3）根据数据学生总结、归纳实验结论：①摆锤的轻重与摆的快慢没有关系。②在摆锤不变的情况下，摆绳越长，摆动的次数越少；摆绳越短，摆动的次数越多。

4.拓展应用 回归生活

（1）出示图片，解决问题：

①问题回放，通过本节课对摆的研究，你能帮小红改造秋千，让小红的秋千荡得更快一些？

②奶奶家的机械摆钟总是快一些，你能否调整正常？

（2）总结全课：谈一谈本节课的收获。

“四步走”教学模式是以思维认知机制为研究基础，以皮亚杰的认知理论为依据，结合“先学后教，当堂训练”的先进理念和教学经验，教学中体现了“以生为本”的教育原则。在整个教学过程中，教师利用情境、协作、会话等学习要素充分调动学生的积极主动性和创新精神，学生能够有效地实现对当前所学知识的意义建构的教学目的。课堂中充分体现了以学生为中心的主体作用和教师的组织者、帮助者和促进者的作用，教师能够在较短的时间里掌握科学实验课的基本教学规律。尤其对教学经验较少的青年教师有较强的实用性。随着小学科学课程改革的不断发展，“四步走”教学模式也将随着实践教育的深入不断改进和完善。