张养亮
小学科学课的性质,决定了其“实验”的学科特点。做实验可以使学生在动手动脑、积极体验的活动中,经历科学探究的过程,获取科学知识,领悟科学思想,学习科学方法。如何做到实验教学与科学教学的有机融合呢?
一、用好常规仪器,做好基础实验
烧杯、酒精灯等常规仪器,早已成为各校的基础必配品。作为任课老师,首先,要掌握本单位现有仪器的种类和数量;其次,要理清每册教科书涉及和呈现的实验内容,具体到课题、实验名称、所需仪器材料等,做到心中有数。在以上“两清”的基础上,列出现有条件下可以保障开出的实验“真”计划详单,并按计划实施。用好这些常规仪器,不仅可以完成大部分实验教学任务,也能在基础易行的实验教学中,训练学生的实验常规,培养学生的实验能力。另外,广大基层小学严重缺乏专职专任老师,他们兼职多学科,教学任务重,专业性不强,没有时间完成实验前后的准备与整理工作,以至产生“忽略实验教学、读实验、背实验”的普遍现象。所以,我们利用常规实验课的契机,课前带领几名学生来到实验室,与老师一起准备实验材料,课后参与材料整理,培养一批“业务能手”,成为实验小助手。做好基础实验,一举多得。
二、创设实验情境,以“小”见“大”
科学课不等同于实验课,因为还有大量的非实验课型存在。比如,青岛版《航海家的发现》一课,从教学内容上看,偏重于人文历史,也可以定位为逻辑推理课;《静止和运动》则属于观察说理课。非实验课型就一定等于“零”实验教学吗?
小学科学课程的基本理念之一,是“倡导以探究式学习为主的多样化学习方式,促进学生主动探究。突出创设学习环境,为学生提供更多自主选择的学习空间和充分的探究式学习机会;强调做中学和学中思……”所以,根据教学内容适时创设恰当的实验情境,将会成为突破难点的“助推剂”。在教学《航海家的发现》这课时,有一段话:“约2000年前,毕达哥拉斯长期在海边观察远处驶来的小船,总是先看到船帆再渐渐看到船身,于是他大胆推测地球表面是弯曲的,但也遭到了一些人的质疑和反对,认为大地是平的。”这是人类认识地球形状历史过程中的一个节点,更是一个教学生成点。于是,我设计安排了一个对比模拟实验,让学生分别在桌面(平面)和伞面(曲面)上模拟小船航行。学生清楚地看到只有在伞面上(曲面)驶来的小船才是渐渐看到船身的。小小帆船模型和几把雨伞,实现了学生对前人推测的亲身验证,比知道这一历史事实更重要。同样是在执教《静止和运动》一课时,我也创设了小小的实验情境,让学生在玩小车的乐趣中,理解总结出了“物体的静止或运动,都是相对于不同的参照物而言的,同一个物体相对于不同的参照物,静止、运动的结论可能是不同的”这一结论,既突破了难点又实现了学生的有效生成。而这个实验的关键就在于,仪器材料的建构选择:一辆有人的小汽车。在实验过程中,让小车慢慢开动,渐渐远离大树(塑料模型),车上的人分别相对于汽车、大树为参照物,车分别相对于车上的人和大树为参照物,判断描述车、人的运动与静止的情况。学生轻松得出了结论。
以上两节课例,我都是根据教学所需,自己创设了情境,通过“小”实验解决了“大”问题。此类实验所需的仪器材料肯定没有现成配备,我们可以通过动手制作、花少量资金购买等方式解决,以“小”投入获得“大”回报。
三、仪器巧改进,实验求严谨
对比实验是小学科学中很常见的实验类型,关键是在实验过程中控制好一个不同条件和其他相同条件,确保实验的公平性。《保护土壤》一课的“水土流失”实验,传统方法是,拿两块木板分别铺上同样厚的土壤(一块没有植物,一块长有植物),然后用喷壶朝上面喷水。这个实验的唯一变量就是土壤。这样的仪器材料很难保证两种土壤的数量和厚度是一样的,也难以做到喷水的时间、数量和位置的等同性。鉴于此,我用两个完全一样的塑料盒代替了木板,用自动灌水装置换掉了喷水壶,改进设计了一套能严格控制其他非变量的实验装置,保证了对比的公平性。
在教学中,我们决不能为了完成实验任务而忽视科学的严谨性,不能按部就班“走老路”,要敢于向传统的做法甚至错误“说不”。在传统仪器材料的基础上,勇于改进与创新,才能使实验教学科学高效。
四、“宇宙天体”靠模拟,自制教具破难关
难识太空真面目,只缘身在地球中。“地球与宇宙”领域是公认的教学难点,必须通过模拟实验,把学生无法看到的宇宙天体呈现在他们面前。而形象的模拟必须以科学的仪器为支撑,而实际上这部分内容所需仪器的配备是相当“寒碜”的,仅有的三球仪也基本成了摆设。比如,在教学“四季形成”“季节与影长”这部分内容时,必须让学生清楚地看到:在地球公转的过程中,太阳照在地球的直射点始终是在有规律地移动变化的,而移动变化的根源是地轴的倾斜角和方向是恒定的。学生如果不亲眼看到这些现象,凭空想象,根本理解不了。我在多年教學的基础上,自主研发了“地球自转、公转多功能”演示仪,主要是在灯和地球仪的基础上,增设了可调节连杆、转盘底座、转轮等,可以随时调整“太阳”与“地球”的距离、高度,有效控制地轴的方向等,现象一目了然。
“宇宙天体”是难点,没有模拟是空谈;学生认清靠呈现,自制教具破难关。一线老师只有深入教学,才能发现存在的问题并积极寻求解决问题的办法,创造性地开展教学。
科学教学离不开实验教学的支撑。我们不仅要利用配备的仪器扎实开展基础实验,更要敢于实验创新与仪器研发,实现科学教学的完整与高效。