浅谈小学科学实验教学的策略

沈建刚

摘   要：在小学科学实验教学过程中，教师既要注重实验的科学性、规范性，又要注重实验的趣味性。教师要通过科学实验，引导学生建构科学知识，让学生获得科学实践智慧；精心选择实验素材、发掘实验资源，引导学生优化设计科学实验；提升学生的学习力，发展学生的科学学科核心素养。

关键词：小学科学   实验教学   核心素养

实验是科学教学的重要路径，是提升学生的科学学习力、发展学生科学学科核心素养的重要手段。在小学科学教学中，教师要充分唤醒、激活学生的多种感官，引导学生通过观察、比较、模拟、尝试、探究、归纳等方式，从实验中建构科学知识，获得科学实践智慧；从科学实验资源的发掘、材料的准备、实验指导以及实验的互动交流等方面，对学生的科学实验进行引领。实践证明，引导学生展开科学实验，是推动学生的科学发现、科学建构、科学创造的有效路径。

一、引导学生科学观察，实施“演示性实验”

对小学生来说，科学实验是一种启蒙。小学生对实验材料的准备、实验的开展以及实验的报告总结、归纳等还很陌生。因此，教师要多给学生做一些演示性的实验，让学生认识到科学实验需要准备哪些材料，在实验的过程中要注意什么。教师要引导学生观察，让学生做一些演示性的實验，这是引导学生步入科学实验大门的钥匙。演示性的科学实验重在培育学生的实验技能，让学生的科学实验走向规范、走向正轨。

在开展科学实验时，学生的实验操作、实验流程都是极不规范的，甚至有些操作是错误的。为了规范学生的实验技能，教师必须引导学生进行深入的观察。比如，在教学四年级上册的《弹簧测力计》时，笔者首先引导学生规范使用弹簧测力计，包括“手持弹簧测力计的位置”“弹簧测力计的读数”“使用弹簧测力计时应注意的事项”等，引导学生观察并思考：“弹力是怎样产生的？怎样使用弹簧测力计测量力的大小？”其次，引导学生做一做弹簧测力计。在这个过程中，学生会积极地观察弹簧测力计的组成部件，积极寻求可以替代弹簧测力计重要部件的物品。例如，有的学生想到可以用橡皮筋代替弹簧；有的学生想到可以用曲别针代替挂钩；有的学生想到可以借助硬纸板标注刻度，等等。在模拟性的科学实验中，教师可以将科学实验的诸种规范渗透、融入其中，让学生规范自己的实验操作，将科学实验的规则融入科学素养之中。

科学演示实验是科学实验重要的组成部分，是学生习得科学操作的重要载体与媒介。在实验的过程中，教师要引导学生仔细观察，提出相关的科学猜想；要引导学生积极地模仿，对实验操作提出相应的要求。

二、引导学生科学比较，实施“对比性实验”

在小学科学实验中，教师要引导学生积极主动地应用“控制变量法”，设计、研发对比性科学实验，让学生从实验过程中提炼、分析相关的数据，进而获得对科学概念的认知。

如果说模拟性的科学实验能够让学生掌握相关技能，那么对比性的科学实验就能够引导学生对实验过程进行设计与研发。比如，在教学六年级上册《电磁铁》时，笔者首先让学生进行猜想：“电磁铁磁力的大小与线圈的匝数有关”“电磁铁的磁力大小与电流的大小有关”“电磁铁的磁力大小与铁芯的粗细长短有关”等。在学生猜想的基础上，笔者引导学生自行设计研发实验，启发学生思考：“需要改变的实验条件是什么？不能改变的实验条件是什么？怎样才能做到公平实验？在实验过程中要注意哪些问题？”针对“电磁铁磁力的大小与线圈的匝数有关”这个猜想，有的学生认为，应当“控制线圈的匝数，而其他的所有条件应当保持不变”。在实验设计研发的基础上，笔者引导学生展开对比性的科学实验，并将实验的数据记录下来进行分析。通过对比性的实验，学生深刻地认识到，增加线圈的匝数、增强电流的大小能够有效地增强电磁力。对比性实验有效地培育了学生的实验方法、实验思想，建构了学生的科学观念，发展了学生的科学思维。

对比性实验有助于学生掌握科学的概念、科学的道理、科学的方法、科学的思想。教师要充分利用对比性的科学实验，引导学生理解科学实验背后的道理，让学生“不仅知其然”还“知其所以然”，让学生的科学实验分析有理有据，从而帮助学生理解科学实验的道理，帮助学生建立科学的观念。

三、引导学生科学建模，实施“模型实验”

从某种意义上说，每一个科学概念都是一个小小的科学模型。在学生学习的过程中，教师要有意识地引导学生进行科学建模，实施“模型实验”。“模型实验”不仅能够深化学生的科学认知，还能够深化学生的科学感受与科学体验。在“模型实验”中，教师要引导学生描述实验过程与实验结果，引导学生对实验现象进行归纳，对实验结果进行分析，对实验结论进行提炼。教师只有引导学生展开“模型实验”，才能促进学生对科学概念的理解。

“模型实验”是通过模拟对象的本质属性，帮助学生建立科学认知的模型，能让学生对学习对象进行有效理解、有效解释。在实验过程中，教师要引导学生将实验材料和模拟的事物建立起“一一对应”的关系，从而促进学生的科学理解。比如，在教学《昼夜交替现象》时，笔者引导学生对“昼夜交替现象的成因”进行猜测，通过“模型实验”，验证自己的猜测。首先，让学生描述昼夜交替的现象特征，并提出两个问题：“昼夜交替现象是如何产生的？有哪些因素导致了地球的昼夜交替现象？”面对学生多种多样的猜测，笔者引导学生进行研讨：“我们的猜想有哪些相同点？有哪些不同点？”在此基础上，引导学生操作“模型实验”，对昼夜交替的现象进行科学的模拟，让学生思考“用什么来模拟地球？”“用什么来模拟太阳？”在这个过程中，笔者对学生的“模型实验”进行引导，让学生改进“模型实验”。比如，“要让地球倾斜”“要给地球上的几块大陆做上记号”“要用一根铁丝贯穿地球南北作为假想的地轴”，等等。

在小学科学实验教学中，教师引导学生进行“模型实验”，要用科学证据做支撑，要加强学生的交流，进而提升学生的科学分析、科学推理能力。只有引导学生充分经历科学“模型实验”的全过程，才能促进学生对科学概念的理解，才能有效地助推学生的科学学习。科学实验追求一种规范、一种创新，通过规范性的实验，教师能够促进学生实验素养的养成，促进学生的科学发现与科学建构。

小学科学是以实验为基础的，教师应通过实验教学培养学生的科学思维和探究能力，从而达到学以致用的目的。在小学科学实验教学的过程中，教师采用什么样的教学方式，直接影响着科学实验教学的效果。行之有效的教学方式，能够提高小学生科学实验的操作能力，能够培养小学生的科学学科核心素养。

参考文献：

［1］陈倩.设计思维与科学思维的同异性特征比较［J］.设计艺术研究，2012，2（2）：32-36，60.

［2］叶兆宁，杨元魁.集成式STEM教育：破解综合能力培养难题［J］.人民教育，2015（17）：62-66.

（作者单位：江苏省苏州市吴江区绸都小学）