重视科学实验 提升学生素养

刘 伟

在小学科学教育中，科学实验可以增加学科趣味，激发学生学习热情，培养学生动手能力，提升学生科学素养。但实验也会带来许多问题：实验需要各种器材，准备起来比较麻烦；实验过程可能因为操作不当，导致实验结果偏离正确结论；会用到一些有危险性的器材，容易出现安全问题，等等。为此很多教师在科学课堂上逃避动手实验，把教科书上提及的众多实验变成了教师的口头描述或者学生的自学。小学生没有足够的生活经验，很难接受这些实验现象，内心也不信服。实验过程及结果均源于教师的讲解或教材的陈述，缺乏具体实物和过程作为佐证，无法培养学生的动手能力，更无法培养学生的科学素养和科学探究精神。如何解决这一问题，笔者在教学中做了如下尝试。

一、重视教材实验，全程高质演示

教材中提及了很多的小实验，如果能带领学生实际操作，可以很好地激发学生的学习兴趣，提高他们的科学素养，提升学生的动手能力[1]。这些实验，教师不要简单地让学生阅读教材，而要积极准备好相关器材，在课前进行多次模拟，在课上做好这些演示实验。在给学生展示前，教师要撰写实验教案，确定操作流程，掌握操作要领，熟悉操作禁忌，保证在学生面前演示实验时能够得心应手，水到渠成。比如小学科学三年级上册中提到了这样的一个实验，即用水冲击水轮来转动，以此得出水流有能量的结论。但是教材中提及该实验时很简单，想要做好这个实验需要教师准备多个工具。首先要制作一个能够顺利旋转的水轮。这个水轮可以用铁片制作，可以用不透水的硬纸板制作，可以用易于定型的塑料片来做，也可以用废旧电机拆卸下来的小风扇替代；第二步要准备可以盛水的水槽，大小应该保证能够完成实验又易于教师搬运；第三步要准备一个能装足够的水来冲击水轮的水壶或烧杯，要保证单手可以持握，还要保证出水量足以完成实验。

教师在向学生展示实验或者让学生操作实验之前，自己要多做几次尝试性实验，掌握好以不同高度倾倒时水轮的流速变化。实验前，制作出实验操作教案，预先设定好实验所需的器材，写清实验中需要注意的事项，学生要观察的细节，做好实验失败后的备选方案等。实验中，要注意指导学生做好观察，写出观察记录。要引导学生注意观察不同流量下水轮的转动速度变化，从不同高度下倾倒时水轮的转动速度等。

二、教师提供素材，学生尝试操作

网络为我们提供了许多设备简单、实验效果明显的小实验，教师可以介绍给同学，组织大家动手实验。小学生动手能力还很弱，所以在做这些小实验时，往往需要教师和家长的指导。不要因为学生操作不好，教师和家长精力有限，就不组织学生进行尝试实验。只有在不断地亲自操作之后，学生的动手能力才能提高，科学素养才能逐渐形成。教师可以选择一些材料易于寻找、过程比较简单、操作中没有危险的小实验让学生尝试。

摩擦力实验:用橡皮筋拉动木块在不同材质上匀速移动，通过橡皮筋的拉伸长度变化，判断不同物质摩擦力的大小。这个实验中，橡皮筋比较常见，许多捆装蔬菜的包装用的就是橡皮筋。小木块可以用其他重物替代，比如纸箱、厚书、水壶等。不同材质的平面可以选用地板、餐桌、瓷砖、床铺等替代。

物体形状与浮力关系实验:把橡皮泥捏成不同的形状，再把它们放在不同的液体中，比如水、盐水、酒、橙汁等，查看橡皮泥的吃水线，从而分析浮力的大小和物体的形状是否有关系，和漂浮中的液体是否有关系。

磁铁吸引力实验:找到两块磁铁，让它们与不同物质接触，看看是否存在吸引力。把两个磁铁的同极接近，感受其间的排斥力，把磁铁的异极接近，感受其间的吸引力，从而得出磁铁具有吸引铁、同极排斥，异极相吸等性质。磁铁的寻找比较容易，可以通过拆卸小电机、旧收音机获得，商店也能买到各种形状的磁铁。

这样的小实验有很多，教师选择时要注意与教材内容相匹配，要寻找那些用料简单、操作容易、结果明显的小实验让同学动手操作。教师在让同学动手操作之前自己要先做一下，以便在指导学生操作时能够有的放矢。学生做实验的过程中，让同学或家长把实验过程记录下来，通过希沃授课助手投射到班级的大屏幕上，从而把学生的个人实验变成一个公共实验，让更多的人观察到实验的全过程，让更多都人了解实验道理，学会实验方法。

三、用好周围环境，适时开展实验

学生家庭、学校办公室、科学实验室、大自然等随处可见“实验器材”和开展实验的环境，只要我们有心，可以随时随地做各种科学实验[2]。

比如在沙滩嬉戏时，可以做太阳下竹竿的阴影长度实验，分析太阳的斜度与阴影长度之间的关系；在农田引水灌溉时，观察流量与水渠环境，分析流量大小、水渠宽度和上下落差间的关系；抬头看天上的云朵，判断未来的天气变化；夜间观察天上的星星，了解地球的气候变化情况等。

不论是在田间地头，还是在海边树林，都有我们可以实验的器材和设备，只要我们做有心人，就可以就地取材、适时实验，随时验证科学结论。这些实验来自学生实际，来自真实生活，为学生所信服。在生活中随处做实验，也培养了学生热爱生活、乐于实践的习惯，培养了勤于观察、乐于探究的科学精神。

四、网上搜索实验，下载视频观看

互联网上有很多实验视频。这些实验内容丰富，说理清楚，非常适合学生观看。让学生观看这些实验视频，可以开阔学生思路，增长学生见识。为了促使学生思考，可以删去视频中的总结文字或者消去视频的讲解声音，让同学看着这些视频，自己配音，说出实验过程，总结实验结论。

比如视频中的一个热传导实验：把5 根火柴用凡士林粘在一根铜棒的不同位置上。用酒精灯加热铜棒的一端，粘在铜棒上的火柴依次落下。把五根火柴粘在木棒上，用酒精灯加热木棒的一端，木棒一端几乎燃烧了，也不能让所有火柴掉落。停止实验视频播放，让学生尝试总结：不同物质的热传导能力不同，同一物质的热传导与距离有关。

五、观察生活现象，探究实验原理

其实生活就是一个巨大的实验场，随时随地在为我们做着各种实验。只要我们善于观察，乐于探究，就会发现很多科学道理，引发众多人生感悟[3]。

早晨起来照镜子时，看见一个一模一样的自己，此时可以思考平面镜的成像原理。倘若镜子质量不好，或凹或凸，反射出的形象奇形怪状，仿佛哈哈镜。此时就可以思考平面镜和哈哈镜的区别及成像原理。走在街路上，看见树叶飘落到地上，联想到四季的变化，对大自然会有更深的感悟。也要思考，为什么有的植物叶子会落下？有的则不会落下？落叶和不落叶的植物有哪些区别？尝试把耳朵贴近各种物体，去感受声音的来源与大小，探究声音在各种材质中的传播规律。把书平放在桌子上，把书竖放在桌子上，把书展开侧放在桌子上，不同的放置方法哪个更稳定？为什么会出现这种不同？各种摆放方式，物品的中心点都在哪里？

这样的实验不胜枚举，只要我们善于观察，勤于探究，生活中的很多现象都会引发我们思考，促使我们探究。教师就要做学生思考的启迪者，学生良好思考习惯的培养者。

综上所述，小学科学教师要在课前认真准备实验器材，带领学生做好教材演示实验；要提供充足的实验素材，组织学生自己动手实验；要提供大量的视频资源，让学生多观察实验；要善于利用周围环境，带领学生开展科学实验；要引导学生从生活这个大实验场中发现问题，思考科学原理。小学科学教师要充分发挥实验对于学生科学素养的启蒙作用，为优秀科学人才的培养奠定思维和行动基础。