◆赵红梅
(山东省青岛升平路小学)
在小学科学教学中,实验是学生探究知识的基本手段,实验教学对于激发学生的科学兴趣,培养学生的科学能力,有着十分重要的作用。《小学科学课程标准》指出:“观察和实验是人类认识自然的基本途径,也是科学教学的特点……”长期以来,由于受“知识本位”的教学思想影响,千方百计围着结论转。在科学课上做实验,一种是一切实验几乎是老师包办,另一种是教师边做边讲得出结论,让学生按照老师设计的实验,跟着老师亦步亦趋地验证结论。这样的验证为实验而实验,为结论而结论。学生的思维能力、创造能力、观察能力等都没有得到应有的提高。因此,科学实验课一定要转变观念,重视培养学生的自主探究能力。
材料是学生探究的条件,材料能引起学生认识自然的实践活动。学生的实验过程,主要是通过操作实验器材来实现的,这些实验器材必须经过合理的精心选择,使其具有一定的结构。所谓有结构的材料,是指学生运用这些材料进行实验,能揭示自然现象间的某种关系,发现相关的科学概念,探索前可以让学生自己设计一下使用材料的方法,即当材料发放到手中之后,让学生想一想“利用这些材料可以做什么?”“你想怎么做?”并适当交流一下。这样不仅可以使学生找到更多、更好的办法,还能从中明确目的和方法步骤,使他们能多角度、多方面的去认识这些“有结构的材料”。如教学《小电珠》一课,我准备了各种电池、小电珠、导线,让学生认识、观察,让他们在同一类的材料中找到规律性的东西,是学生自主地参与获得知识的有效过程。观察了各种材料后,这时教师可循循善诱地加以引导,如“准备的这些材料,通过实验可以研究什么问题?”“你发现了什么问题?”“你想知道什么?”学生们这时会纷纷说出自己的问题,而恰恰这些疑惑,就是研究的起点。陶行知先生曾说“发明千千万,起点是一问”。学起于思,思源于疑,疑则诱发探索,从而发现真理。爱因斯坦曾讲过“提出一个问题往往比解决一个问题更重要。”这就需要老师通过合理的设计,把问题蕴含于有结构的材料之中,引导学生独立分析,发现问题。让学生带着提出的问题,做出种种假设,自己设计实验。用问题唤起学生自行获取知识的兴趣,在科学教学探索中具有极为重要的意义。
1.充分放手
虽然我们许多老师早就知道“解放学生,充分放手,让学生自行探究知识,参与科学研究实践活动。”但是又有多少老师能做到真正意义上的“放”呢?有些貌似放了,实则把学生“捏”在手掌心,教师按自己的意志指挥学生做一二一整体运动罢了。在实验教学中,要真正做到“指导学生自行探求和应用知识”,最基本的条件就是必须给学生足够的时间,将课堂时空更多地还给学生,敢于放手让学生主动学习,使学生能够自主地开展观察、实验、研讨等各种探求和应用知识的活动。即通过学生自己干,自己去发现问题,通过讨论他们发现的问题来取得最佳学习效果。当然,要做到真正意义上的让学生自行获取知识,还有许多方面要研究。但首先要舍得花时间让学生实践,让学生用各种手段去感知研究对象,没有这个基础,学生不可能真正得到知识,获取能力。注重创新教育的美国教育非常强调学生“have a try”(试一试),鼓励学生开动脑筋,充分表达自己的想法,这非常值得我们借鉴。
2.让学生做出假设,设计实验
让学生带着提出的问题,做出种种猜想假设,设计实验,利用仪器、设备及有结构的材料,进行实验、观察,研究发生的现象与变化,思索其中的因果关系,经历一番科学实践探究过程,是实验课教学的核心。要鼓励学生“异想天开”,打破常规,大胆求异,积极提出与众不同的设想,敢于“异想天开”。当年,爱迪生异想天开地孵小鸡,谁又能想到他后来成了一位伟大的发明家呢!不管你信不信,“异想天开”就像科学家的摇篮。不敢“异想”,哪有“天开”。创造离不开想象,创造必须以想象为基础,没有想象就没有创造,善于创造就必须善于想象。在引导学生自行假设,设计实验时,教师要针对学生的知识水平、能力大小和具体的教学内容进行,一般可先提出启发性问题,先从验证实验入手,然后逐步让学生进行探究性实验设计。例如,教学《怎样加快溶解》时,我设计了以下教学过程:桌上放两个同样大小的杯子及糖块,请学生想办法,“怎样才能尽快喝到糖水?”学生听后,纷纷提出解决办法:“把糖放到热水里”“把糖块捣碎,放到热水里”“把糖放到热水里,不断搅拌”,等等。教师再问:“那么,哪种方法溶解得最快呢?”随后师生共同进行了一项对比实验:用两个同样大小的杯子,加入同样多的热水,一个搅拌,一个不搅拌,最后得出:搅拌可以加快溶解。接着再次提出:还有哪些方法可使白糖溶解更快?学生们在老师的启发下,设计了多种实验方案。“加热水”“把物体研成粉末”等都能加快溶解,学生在自己设计、动手操作,进行探究的过程中解决了这些问题。这时候,虽然学生设计的实验可能不尽完美,但教师要积极鼓励,以便让学生自我完善实验设计,充分调动他们大胆探究的积极性。
引导学生详细地描述实验现象,是引导学生整理、归纳事实、交流研讨的一个环节。实验的主要目的是让学生发现、收集事实,通过整理、分析事实,形成结论,发现规律。事实是事实,结论是结论,事实不等于结论和规律,从事实到结论之间存在一条沟,要想到达彼岸,必须假设一条通往对岸的桥,这就是整理、分析实验所获得的事实材料,分析事实,假设从感性到理性的桥梁。而有的教师,没有很好地引导学生整理、分析事实材料,实验结论却由老师直接告诉大家这样就失去了实验的意义。因此,要让学生用自己的语言表达出来,让大多数学生都有机会展示他们的思维过程。在这一环节中,不要因为一个学生描述好了就戛然而止,而应面向全体,促进不同认识水平的学生朝着新的认识高度前进,提高课堂参与度。因为实验中学生可能看到很多不同的现象。在讨论过程中,通过相互交流,相互启发,可以使多数学生对正确结论加以理解。即使研讨中出现了矛盾,教师可以引导学生再进一步地探究,“到底谁的说法对呢?”“你能想办法证明你的说法吗?”这样,让学生再一次进行实验、探究、最终达成共识,学生自己归纳出科学规律和概念,主动获取新知,这也符合哲学主义的由“实践——认识——再实践——再认识”的认知路线。如在教学《放大镜成像作用》这一实验时,学生通过自己设计的实验,得出“放大镜能使物体成倒像”的结论,但当让学生总结规律时,却出现了分歧,有的小组成得是大像,有的小组成得是小像。这时,老师一定不要急于求成,而是要进一步提出问题:“什么情况下成大像?什么情况下成小像?能通过实验得出规律吗?”让学生在进一步的实验、探讨中逐步达成共识,得出结论。
为此,科学实验课教学,教师一定要把广阔的思维空间留给学生,而学生只有把从观察和实验中得到的感性认识,通过比较、分析、概括等思维活动,上升到理性认识,才是真正的科学启蒙教育,这才是实验课的真谛所在。