科学实验的科学组织方式探究

桑玲

［摘 要］科学实验是科学课程的重要组成部分，是提高学生科学综合素养的有效途径。教师要积极地筛选实验内容，为学生创造参与实验的机会，并从实验设计、实验引导、实验过程、实验总结、实验拓展等环节给出具体规划和组织，以有效提升科学实验教学的品质，带给学生全新而丰富的科学学习体验。

［关键词］科学实验；教学组织；学科素养

［中图分类号］ G623.6［文献标识码］ A［文章编号］ 1007-9068（2022）36-0084-03

科学实验是科学课程的重要组成部分，是提高学生科学综合素养的有效途径。学生对科学实验有参与热情，教师要做好教学组织，对实验设计、实验引导、实验过程、实验总结、实验拓展等不同环节进行积极探索，确保科学实验操作的顺利、高效进行。学生进入实验环节后的思维是活跃的。教师要基于学生的学习心理和学情实际，为学生提供更多交流互动的机会，引导学生通过分析实验过程和实验数据，总结实验结果，帮助学生在深度探索中建立学科认知体系，促使学生在实验中获得学科认知能力的提升。

一、创新实验设计，贴近生活实际

唯有结合生活实际，才能做出相对科学的判断。在科学课程中开展科学实验时，教师不仅要对实验内容和实验形式的创新进行深入研究，还要对实验开展的条件进行具体分析，为学生设计出恰当的实验程序。如果能够在设计实验时对接学生的生活实际，科学实验的助学效果会更为突出。

例如，教学教科版科学教材五年级上册《种子发芽实验》一课时，教师布置贴近学生生活实际的课外实验任务：“请同学们自行选择种子，如绿豆、黄豆、红豆等，将种子放在合适的器皿中，确保水分、温度等条件，等种子发芽后，对发芽情况进行观察。三天后，将发芽的种子移种到花盆中，每天对其进行观察，记录其生长情况，认真思考什么条件会影响植物的生长。将自己的实验过程和想法记录下来，在课堂上與大家分享。”这一实验的操作难度相对较低，学生都能够积极响应，自行在家中展开实验操作。在课外实验开展过程中，教师可以利用网络交互平台进行远程调度，为学生提供一些必要的观察指导。经过一段时间的观察，学生对种子发芽实验有了更完整的认识。之后，教师组织学生开展集体讨论活动，让学生在学习小组内介绍自己的实验操作情况，对影响种子发芽的因素进行讨论，课堂互动交流气氛热烈。

为调动学生的学习主动性，教师还可以在此基础上设计适当的延伸任务：“为了更好地探究影响种子发芽的因素，我们还可以与家长共同开展对比实验，利用现有条件改变实验中的要素，如给一颗种子浇水，让另一颗种子保持干燥等。请大家在家长的协助下将实验过程写成日记，用数据、图片等记录下自己的操作经历。”教师让家长参与到课外实验任务中来，既能让家长凭借自己的生活经验指导孩子进行操作，又能增进家长和孩子之间的交流，有助于课外科学实验的顺利开展。

上述教学，教师设计了生活化实验任务，让学生利用生活中常见的事物进行实验操作，给学生提供更多贴近生活实际的探索机会。这样的实验对操作环境的要求不是很高，大多数学生能够顺利进入到实验环节，在实验过程中获得丰富的体验。科学实验的组织需要创新设计，教师要发挥关键作用，基于学生的学情实际进行实验设计和组织，以调动学生参与实验的主动性，培养学生的科学实验意识。

二、优化实验引导，强化组织效果

“教无定法，贵在得法。”实验教学也是如此，开展科学实验需要方法的支持。教师在实验操作过程中要为学生提供多元化的方法支撑，及时给予方法指导，引导学生积极投身实验操作，对实验内容进行分析，对实验程序、实验材料做好规划和准备，利用实验猜想发散思维，建立学科认知。教师在具体组织时要准备好实验材料，或者鼓励学生参与对实验材料的收集活动，以带给学生具有新鲜感的实验体验。

例如，教学教科版科学教材五年级上册《蚯蚓的选择》一课时，教师可优化实验引导，要求学生在课前准备一些纸盒子、玻璃瓶等材料。在实验操作阶段，学生根据教师的指导进行实验操作，分别设计不同的环境——一个是明亮干燥的，另一个是潮湿阴暗的，观察蚯蚓对环境的选择。教师让学生自行组成实验团队，展开集体实验操作，观察蚯蚓对环境的选择。学生进入实验环节，共同观察实验现象并进行集体讨论，最终得出实验结论：蚯蚓喜欢较为潮湿阴暗的环境。教师引导学生总结实验过程，对实验操作步骤和实验结果进行解读，理顺实验操作过程，得出实验结论。在整个实验操作过程中，教师观察各个小组的实验操作情况，重点表扬表现较好的学习小组，并鼓励没有顺利获得实验结论的小组，让他们不要灰心，再接再厉。

此外，在生活中，学生也会碰到跟实验相类似的情况，教师可以鼓励学生进行延伸观察：“我们有时候会在路边看到蚯蚓，蚯蚓为什么会自己从泥土中爬到路边呢？请大家细致观察。可以采用多种方法搜集资料、探寻原因，把你的想法写下来，与全班同学进行交流。”学生虽然对这一现象比较熟悉，但大多数学生无法说出这一现象产生的原因。教师适时给出引导：“大家可以回家问问家长，或者是借助网络进行资料的搜集，看谁能够解开其中的奥秘。”学生有了学习方向，就有了主动探索的兴趣。教师适时进行科学实验的延伸设计，成功调动了学生的学习热情，为学生学科核心素养的发展奠定了基础。

上述教学，教师在课前让学生参与科学实验材料的准备，让学生自行成立实验团队，交给学生自主学习的权利。学生对这样的实验操作有参与积极性，使实验得以顺利展开，组织效果逐渐显现出来。学生发挥集体力量，搜集和整理实验材料，设计并规划实验步骤，展开实验观察，并对观察数据进行科学分析，最终形成实验结论，并用文字表述出来。所有实验步骤皆有助于学生科学实验能力的提升。

三、丰富实验过程，强化操作体验

小学阶段的科学实验大多属于合作性学习，教师在组织实验操作时，要对实验团队组织、实验操作过程、实验效果评估等内容进行具体的规划和设计，为学生提供更多技术和材料方面的支持，确保科学实验顺利进行。在对科学实验进行教学设计时，教师要注重实验活动形式的选择，要对相关的资源进行整合优化处理，充分考虑多种制约因素。在科学课堂中，观察实验、探索实验、验证实验、生活实验等，都是可以选择的实验活动形式。学生有一定的生活认知积累，教师结合学生的认知实际，选择生活化的实验内容，能使实验的激发和调动作用更加明显。

例如，教学教科版科学教材五年级上册《食物链和食物网》一课时，教师先引导学生理解食物链和食物网等概念，然后为学生设计课后生活观察实验任务：“请大家深入到生活之中，细心寻找和观察存在于我们身边的食物链，并写出生活观察体会，参与班级交流活动。”学生对生活中的食物链有一定的了解，接受任务后，更加细致地观察生活，通过询问家人、实地观察等方式，很快有了一些新发现，写出了观察日记。在课堂展示环节，大部分学生都能主动分享自己观察所得。有的学生介绍，田野里不仅有水稻，还有白叶虫、青蛙和蛇等动物，它们组成了食物链：蛇—青蛙—白叶虫—水稻。教师对学生总结的食物链进行即时评价，肯定了学生的观察和探索。为激发学生的学习兴趣，教师在分享活动结束后，利用多媒体展示了一些食物链，并要求学生进行观察和分析。如展示“草原—兔子—雄鷹—草原”这一食物链后，学生对这一食物链进行讨论和总结：草原上有青草，这是兔子的食物；而雄鹰专门捕捉兔子，兔子成为雄鹰的食物；雄鹰生活在草原这个环境中，它们的排泄物能为青草的生长带来营养，这样就形成了闭环性食物链。教师对学生的分析进行具体评价，对食物链的构成规律进行总结，帮助学生积累相关知识。

上述教学，教师设计了丰富的、贴近生活的科学实验。学生对这样的实验有较高的参与热情，经过观察和思考，能够自主梳理出一些较为常见的食物链，其实验体验鲜活而深刻。科学实验未必需要大量的材料支持，深入生活当中展开观察，也能够达到理想的实验效果。教师对实验的科学设计和组织，能够为学生的实验操作带来便利，调动学生的学习主动性。这样，实验程序清晰、操作过程顺利，学生在实验过程中获得了丰富的体验，教学目的得以达成。

四、进行实验总结，促进认知内化

在完成科学实验后，教师要组织学生进行总结，对实验操作过程、实验呈现结果、实验操作得失等内容进行梳理，帮助学生内化认知。学生对实验操作过程充满兴趣，但部分学生对分析实验结果的积极性较低，也没有明确的实验总结方向。此时，教师需要进行必要的引导和组织，针对学生的学习需要，为学生设计相应的思考问题，引导学生自然进入到实验总结环节。

例如，教学教科版科学教材五年级上册《做一个生态瓶》一课时，教师在指导学生完成生态瓶的制作后，要求学生每天要对生态瓶进行观察，并做好观察记录，同时提示学生要特别关注并记录生态瓶中出现的明显变化，对观察所得进行梳理、分析和总结，提炼出规律。为调动学生主动进行实验总结的积极性，教师设计专题讨论活动，让学生以小组为单位对实验结果进行分享、讨论、汇总分析。此外，教师还围绕“维护生态瓶的生态”这一主题，继续布置任务：“生态平衡需要一些条件支持，所以生态瓶需要定期维护，包括浇水、除草、松土等，这些基本操作需要有序展开。根据你的生态瓶的特点，设计一个完整的维护措施，写出操作计划并按计划进行维护。等到学期末，我们会举办一个生态瓶展览，展示大家的维护成果。”学生被生态瓶展览活动吸引，积极主动地设计生态瓶维护方案，教师组织学生进行集体讨论，对这些措施的可行性、科学性进行研究，总结出实验操作的规律性知识。

上述教学，教师组织学生进行实验总结，为学生提供交流与分享经验的机会，并引导学生思考如何处理实验数据、如何从数据中找到规律性信息、如何对信息进行内化处理。在实验总结环节，教师向学生提出的针对性建议非常重要，能够帮助学生顺利完成实验结论的内化，提高学生的概括总结能力。

五、拓展实验训练，连接生活实际

科学实验训练需要结合学生的生活实际。教师应为学生创造更多参与科学实践活动的机会，让学生在生活中发现科学、学习科学。教师要有延伸意识，设计生活化的实验任务，让学生借助生活条件展开实验操作，促使学生在实践过程中完成学科能力的构建。

例如，教学教科版科学教材五年级上册《阳光下的影子》一课时，教师要求学生在课前准备一根小木棒，为观察影子做好准备。在课堂教学中，教师介绍观察影子的实验步骤，要求学生到教室外利用小木棒进行观察实验：将木棒竖立并固定在平地上，每隔二十分钟标记一下木棒的影子，看木棒的影子在一天之中有哪些变化，什么时候的影子最长，什么时候的影子最短，尝试总结出木棒影子的变化规律。学生接受任务后，能够运用简易的材料展开实验操作，对实验结果进行具体分析，寻找内在规律。为获得系统性的实验数据，教师要求学生自行成立观测小组，利用多种辅助工具，对影子的变化进行观测，以获得科学的实验结论。学生根据教师的提示做好具体分工，利用课余时间进行定时、定点的观测记录。

上述教学，通过一个简单的影子观察实验将学生带入生活化场景中，学生借助小木棒等简单的材料展开实验操作，获得了丰富的实验数据。教师指导学生分析实验数据，总结出影子变化的规律，促使学生对实验认知的顺利内化。

总之，科学实验形式众多，教师要基于教材和学生实际，对科学实验进行针对性设计，科学地组织学生进入实验操作环节，引导学生对实验现象、实验过程、实验结果展开对应分析，以建立系统性实验认知，从而带给学生丰富的学习体验，促进学生学科核心素养的成长。

［ 参 考 文 献 ］

[1] 卢毅.小学科学实验教学的创新探索[J].安徽教育科研，2021（35）：76-77.

[2] 付红波.基于探究学习的小学科学实验设计：以空气占据空间为例[J].中小学实验与装备，2021，31（6）：38-39.

[3] 陈梦峡.小学科学实验教学中学生观察能力的培养研究[J].中小学实验与装备，2021，31（6）：28-29.

[4] 洪晓露.小学科学实验教学中学生动手能力的培养[J].课程教育研究，2019（32）：193.

[5] 朱绪武.小学科学实验课教学中学生探究能力的培养[J].新课程（上），2016（5）：92.

（责编 韦於坊 杜 华）