小学科学实验教学有效性策略——以科学实验课《空气的热胀冷缩》为例

江苏省南通市城中小学 徐志龙

学生科学素养提升，是小学科学课程核心任务。为了达成这一任务，在科学课教学活动中，教师引导学生积极参与探究是必不可少的环节。而在众多的探究方式中，操作实验是其主要方式之一。因此，在小学科学教学中，教师必须要关注实验教学的有效性，这不仅有助于让学生获得一定的科学知识，还将帮助他们较好地掌握科学的探究方法、形成严谨的科学态度、塑造求真的科学精神。如何提升小学科学实验教学有效性，本文以《空气的热胀冷缩》为例，阐述其中的五种策略。

一、悬念设置策略，激活学生学习动力

据调查,尽管学生对科学课有比较浓厚的兴趣，但主要是对自然奥秘充满好奇，对丰富多彩的实验现象感兴趣，自主、合作、探究的学习习惯还未真正形成。这时，我们要在教学活动之前设置悬念，以此激发学生学习动机，有效开展自主、合作、探究学习，这就是我们所谓的悬念情境策略。在小学科学实验教学中，我们从小学生的年龄特征、认识规律和兴趣特长出发，设置与教学内容相关的悬念情境，以此引发学生的观察注意力，并尝试让学生说出发生这种现象的原因，从而激发学生产生强烈的求知愿望。比如，在《空气的热胀冷缩》这一节的导入环节，我创设了这样的教学情境：首先呈现给学生的是一只稍稍扁的乒乓球，然后将这只乒乓球放入容器中，再倒入一些热水，让学生观察，当热水倒入容器后，扁的乒乓球发现了什么现象？原来这只扁的乒乓球又重新鼓起来了。这样的现象引发了学生思考，教师结合学生的谈话引出课题。通过这样一个有趣的悬念情景，既能有效地激发学生的求知欲，又能活跃课堂学习氛围，让学生对空气热胀冷缩的性质形成初步的感知，积累某些生活经验。

二、问题引导策略，明确科学实验目标

美国教育家加里·D·鲍里奇指出：“有效的问题是那些学生能够积极组织回答并有效参与学习过程的问题。”科学教学信息量大、综合性强、联系性强。科学实验现象也不同于日常生活中的某些现象的发现与研究，通常是有明确的目的的，通过实验来验证一些假设。实验目的如何体现，笔者认为可以通过一系列问题的方式逐步呈现出来。这就是问题引导策略。其操作途径是：首先，让学生围绕教学内容，自己提出一些问题，这些问题是基于学生生活经验的，也可能是学生从自身的理解出发，提出的某些猜想；其次，教师根据学生提出的问题，梳理出其中有价值的问题，这些有价值的问题应该是基于课程标准的，具有科学探究意义的问题；第三，让学生紧扣梳理出的问题进行广泛探究实践、讨论、辨析、设想、验证等。在《空气的热胀冷缩》教学中，我在实验教学梳理出以下几个问题，引发学生的积极思考：第一个问题是“怎样收集空气？如果用锥形瓶收集空气，需要把收集到的空气密封吗？怎样密封？”第二个问题是“如何使收集的空气受热或受冷？”第三个问题是“怎样才能清楚地看出空气体积的变化呢？”上述问题可以由学生提出实验方案，从而真正实现由学生全程参与的科学实验，不断提升实验教学的有效性。

三、小组协同策略，提升合作探究质量

小学科学实验教学中，我们通常是以实验小组的方式进行实验教学的。这时，我们要采取小组协同策略，即在实验教学时，首先要做到科学分组，通常四到六名同学为一组，尽量做到组内异质，组间同质。组内异质便于组内同伴的优势互补、分工协作；组间同质便于组际间学习竞赛。其次要做好实验小组内任务分配，实验操作、现象观察、数据记录、研讨梳理、实验报告单填写、成果汇报等，都要做到任务明确，责任分明。第三，要指导小组成员学会合作学习的方式。学生要倾听他人，积极参与讨论，大胆提出自己的观点，形成共识，当自己的观点和别人观点不同时，应说服他们或改变自己，在合作学习中提升自己。第四，要认真组织开展好班级内的展示交流活动，尽量让各小组的实验成果得以展示，教师还要做好正确的引导，得出正确的结论。在《空气的热胀冷缩》教学中，我们得到的结论是：空气受热膨胀，受冷收缩，空气具有热胀冷缩的性质。此前，教师还要深入各个小组进行指导。

四、教师演示策略，形成严谨科学态度

教师演示实验是小学科学实验教学的常用方法，演示实验在很大程度上是示范给学生看的，这就要求我们演示实验之前，要做好充分准备，力求做到实验目标明确具体、实验设计科学合理、实验操作规范有序、实验现象明晰可辨。比如：在教学《空气的热胀冷缩》时，教师演示实验如下：准备两个一样的试管，一个试管里装满了红水，另一个试管里装满了空气，管口用气球包起来。演示时 教师把两个试管同时放入热水中，学生很明显看到了装了空气的试管上的气球很快鼓起来了，因此学生得出了空气的热胀冷缩要比水快。教师鼓励学生通过比较有新的发现，同时让学生在科学探究中尝试应用比较法进行学习，有效提升实验教学的效果。

五、拓展延伸策略，扩大实验效果增量

受时间、空间、课程资源的限制，要想发挥课堂教学效益最优化、最大化，我们必须注重实验教学拓展延伸，这就是我们所谓的实验教学的拓展延伸。拓展延伸主要体现在两个方面。一方面是实验操作活动由课内实验向课外实验拓展延伸。目前，课堂实验教学虽然各小组手头的材料不一样，但最后得出的结论都差不多，使孩子们明白科学实验不仅仅限于在实验室，不仅仅限于实验室的器材，我们身边熟悉的一些东西也可以进行科学实验，这就要求我们让校内实验向生活实验拓展延伸，实现学科知识的生活化。另一方面是现象观察、浅层描述向数据分析、深度思考的延伸。我们在实验教学时，要避免只有活动体验、只有感观热闹，而缺乏实验反思、深入探究，这样的实验教学是没有很好的效果的。小学科学实验教学不再仅仅是为了提出问题、验证问题、解决问题，而在于探究问题背后的道理。所以，实验教学的本质是“动手”之后的“动脑”，只有“做”与“思”的融合，才能从根本上保障实验教学的高效，扩大实验效果的增量。

此外，为了提高课堂教学的有效性，我们还可以借助于现代技术手段，比如，采用多媒体技术展示“空气微粒运动”轨迹，让学生直观、形象地获得微观世界知识，从而明白热胀冷缩现象所产生的原因。

《小学科学课程标准（2017年版）》明确提出，小学科学教学重在让学生“学会科学探究的初步方法，体会科学探究过程的乐趣，培养善于观察、勤于思考、乐于奉献、勇于探索、实事求是的科学态度”。因此，我们每一位小学科学教师都应做一个有心人，在实验教学时紧扣课程标准要求，从学科核心素养要求出发，在实验教学中注重科学思想、科学方法的渗透教学，全面提升科学实验教学的有效性。