科学实验在小学科学教学中的应用

摘要：实验教学是小学科学教学中不可缺少的一环，教师如果只传授科学理论知识，却不让学生动手实验，就会阻碍学生对知识的理解，难以培养学生的动手能力。文章简要地对小学科学实验教学的现状进行了分析，提出了相应的教学策略，希望能够有效推进小学科学实验教学的开展。

关键词：科学实验；小学科学；实验教学

作者简介：苏永红（1969—），女，甘肃省白银市白银区第四小学。

《义务教育科学课程标准（2022年版）》明确规定，小学科学课程的目标是让学生掌握基本的科学方法，具备初步的探究实践能力，树立基本的科学态度，培养正确的价值观和社会责任感。基于课程目标，教师在开展实验教学时，要让学生在动手操作的过程中探索和了解自然，获得科学知识，解决科学问题。在实验教学中，学生可以掌握观察、实验、操作、测量、推理、总结等基本的科学方法，能够经历“提出问题—做出假设—制订方案—搜集信息—解决问题—总结结论—表达交流—评价归纳”的过程。科学实验一方面可以提升学生的实际操作能力，另一方面可以有效培养学生的探究意识，培养他们实事求是、大胆质疑、追求创新、科学严谨的研究态度，让学生树立尊重科学、崇尚科学的精神。

一、小学科学教学中科学实验的开展现状

（一）部分学校科学实验仪器和设备有限

随着科学实验教学理念的传播，教师越来越重视科学课程的实验教学，认为其对学生的全面发展具有举足轻重的作用。但在具体的实践过程中，部分学校因为不具备相应的实验条件，缺少相应的实验仪器和实验材料，导致实验的开展具有一定的难度。部分教师尚未更新教学理念，仍旧以传统的模式开展科学教学，只进行理论知识讲解，不带领学生做实验，或只借助多媒体为学生播放相关的实验视频，让学生通过观看视频的方式，大致了解实验的步骤和流程，导致小学科学实验教学的效果大打折扣。

（二）部分教师对科学实验关注度不高，教学方法不合理

受应试教育理念的影响，部分教师过于注重对科学课程基础理论的讲解，他们比较轻视实验教学，没有精心策划实验教学，也不关心学生在科学探究过程中遇到的问题，未能给予学生及时的指导和点拨。教师对科学实验的态度会直接影响到学生的学习效果，教师若以敷衍的态度来应对科学实验，就会导致学生在探究的过程中缺乏针对性、无从下手。此外，每个学生都是独立的个体，他们的思维能力、操作能力、认知能力等都不相同，而在实验教学中，部分教师往往采用“一刀切”的做法，对学生实行统一的教学，这容易导致实验能力较差的学生跟不上教师的教学节奏，而实验能力较强的学生会因为操作过于简单而觉得枯燥无聊。这种教学模式容易打击学生的积极性，使学生在实验中产生消极情绪。

（三）部分教师在实验教学中存在重结论轻过程的问题

在小学科学实验教学中，部分教师存在注重结果而忽略过程的问题。科学实验可能会受到当天天气、实验环境等因素的影响，从而与预期的反应结果出现偏差。但是，当实验结果不符合预期时，部分教师会直接略过，向学生讲解科学实验的结论，而未能带领学生深入分析产生这种偏差的原因。教师若不带领学生透过实验现象探究其背后的本质，就容易导致学生一知半解，不能掌握实验方法。还有部分教师只按照教学目标所规定的要求完成实验教学，或照本宣科、生搬硬套，在实验的过程中，对学生缺乏有效的引导和启发，导致学生只能被动地看着教师做实验，却无法获得思维上的启迪。这样的实验教学敷衍潦草，教学效果也达不到预期。

二、在小学科学教学中开展科学实验的策略

（一）做好课前准备，完善科学实验方案

在开展实验前，教师需要做好如下准备。第一，教师要确定实验的方法，在实验前引导学生学习，还要认真研读课标和教材，精心设计实验步骤，明确当堂课的实验教学是需要学生分组探究还是由教师演示［1］。在实验过程中，教师要努力地增添实验的趣味性，以求最大限度地激发学生的内在潜力。第二，准备好实验的道具和材料。实验道具是科学活动不可或缺的重要資源，教师要根据学生的人数来合理安排实验道具的数量。除此之外，教师还可以鼓励学生自己制作实验的道具，让学生自由选择自己感兴趣或熟悉的材料，充分发挥学生的想象力，培养学生的创造力，调动学生参与课堂的主动性。第三，在实验开始前，教师就应当让学生知晓实验的目的、作用、流程、步骤和注意事项，反复向学生强调规范开展实验的重要意义，让学生严肃、认真地对待实验，规范地操作实验，以此确保实验结果的准确性。第四，教师可以在实验开始之前先为学生做示范，排除实验外部因素的干扰，再为学生讲解操作的要点，尽可能地避免学生在操作中发生安全事故。

（二）利用科学实验，激发学生学习兴趣

课堂导入的质量是影响教学效果的重要因素，好的课堂导入往往可以获得事半功倍的教学效果，但如果课堂导入缺乏趣味性和新颖性，那么学生的学习状态就会受影响［2］。教师可以在课堂开始之前，通过展示有趣的科学实验，激发学生的兴趣，为接下来的课程教学做好铺垫。

以教科版小学科学二年级上册“神奇的纸”的教学为例。首先，教师要为学生准备有关纸的实验材料。教师可将纸折叠弯曲，让学生观察纸发生了什么样的变化。学生通过观察和触摸，可发现纸的形状发生了变化。然后，教师可展示一张平整的纸和一张折叠后的纸，在桌上摆放木块后，在木块上分别放上这两张纸，使木块分别位于纸的两边，做成“纸桥”，并将订书机放在两张纸的中间，让学生观察两张纸的承受能力有什么区别。学生观察后可发现，折叠后的纸能够承载订书机的重量，相比未折叠过的纸，它的承受能力比较大。最后，为了探究瓦楞纸的特点，教师可接两杯热水，将两张不同的纸竖着摆放，让学生透过纸张感受水杯的温度。学生通过观察触摸，可发现折叠后的纸隔热能力比较强。通过这样的课前小实验，教师便可自然而然地导入本节课的教学重点——瓦楞纸。总之，通过趣味性的实验，教师可以营造轻松愉悦的教学氛围，充分调动学生的学习积极性，发展学生的思维能力，让学生能够在课堂导入环节就感受到实验的乐趣。

（三）借助科学实验，促进学生掌握知识

对于科学教材中的知识点，学生大多需要实验操作来加深印象。教师如果一味地向学生傳授理论知识，而不开展实验教学，学生就只能在脑海中构建实验，缺乏动手体验的机会，这会导致学生对知识点的理解仅停留在表层，无法深入理解科学规律和原理。此外，小学阶段的学生由于年龄较小，认知水平有局限性，教师如果不重视实验教学，就容易导致学生对知识点的理解片面化。为此，教师应开展实验教学，使学生深化认识，让学生能够更好地掌握教材上的重难点知识。

以教科版小学科学六年级上册“神奇的小电动机”为例，一些学生玩过电动玩具车，但不是特别清楚电动机工作的原理，而且电动机的工作原理较复杂，部分基础较差的学生可能难以理解，所以光靠教师口头讲述，学生很难发现其中的奥妙。基于这种情况，在课堂教学中，教师可先带领学生了解小电动机的部件及制作材料，再开展实验，让学生了解电动机通电后快速转动的原理。教师可先制作一圈缠绕铜线，再将羊眼钉螺丝钉入木块制成的木质框架内，将铜线圈支架、电磁开关、磁铁等部件连通电路，闭合开关，拨动铜线圈，这样铜线圈就会持续地转动起来。而后，教师可移开磁铁，让学生观察铜线圈是否转动。如此，教师可为学生讲解电动机工作的原理，通过实物操作，让学生掌握本课的重点内容。

（四）运用科学实验，助推学生自主探究

教师示范和学生自主实验都是实验教学的重要环节，教师可以组织学生开展自主探究活动，给予学生充分展示自我的空间，培养学生的实验能力，提升教学效果。在学生开展实验之前，教师要检查相关的实验设备，排除安全隐患，确保学生的人身安全。教师应当教会学生相应的实验步骤，让学生严格按照相应的操作规范和流程来进行实验，以此确保实验教学的有效性。在自主实验的过程中，学生可能会遇到问题，因此，教师需要观察学生的实验情况，并及时为学生解答疑惑。

以教科版小学科学三年级上册的“我们来做‘热气球”的教学为例。教师可以让学生观察热气球以及观看热气球上升的视频，让学生思考热气球能上升的原因，并进行初步的解释。随后，教师可引导学生进行自主探究热胀冷缩的原理。教师可先让学生取出钢珠，将其放在底盘上，再将铁环夹在塑料夹杆上，用橡皮筋固定好铁环和塑料夹，拿起塑料夹杆，让学生试一试铁环能否通过底盘上的钢珠。学生动手实验后发现并不能。随后，教师可引导学生点燃蜡烛，将铁环放在火焰上烤一会儿，再试试铁环是否能穿过底盘上的钢珠。此时，学生会发现，铁环能够穿过钢珠。教师再次引导学生将铁环放入冷水中冷却，再试试铁环能否穿过钢珠。此时，学生便会发现，铁环不能够穿过钢珠。通过自主探究，学生可明白热胀冷缩的原理，了解类似的自然现象，并能够对其进行总结，从而明白热气球可以飞升的原理，如此，学生还能提升自己的实验操作能力。

（五）结合科学实验，拓宽学生科学视野

科学教学的目标不仅在于使学生掌握课内的相关知识，还在于拓宽学生的知识层面和认知边界，使学生能将科学知识综合地运用到实践中。因此，教师在课堂上除了教授学生重点知识，还应当开展延伸性的实验，深化学生对课程内容的理解，让学生形成完善的科学知识框架。

例如，在小学六年级的科学教学中，教师可开展拓展课，引导学生运用所学的知识描述和解释现象，使学生做到举一反三。为此，教师可开展“快慢两重天”的实验，让学生把一张报纸平摊在课桌上，将一把尺子的一半放在报纸下，另一半伸出课桌外。在开展实验前，教师可先引导学生思考：轻而慢地向下压尺子，报纸会怎样？快而急地向下压，报纸又会怎样？在提出问题后，教师可让学生进行实验和交流。学生通过实验可以得出结论：轻而慢地向下压尺子，报纸能随着尺子慢慢移动并升起，大气的压力并没有起到太大的作用；重而快地向下压尺子，因为受到大气压力的作用，报纸无法向上，还有可能被打破。这正如两只吸盘吸在一起，如果把它们移动分开很容易，而垂直拉开却很困难。以这个实验让学生深入感知大气压力的作用后，教师可继续引导学生对似曾相识的实验现象进行解释，如著名的马德堡半球实验。

（六）开展课外实践，实现理论联系实际

小学阶段的科学实验教学不仅为了让学生获得相应的科学技能和知识，还在于发展学生的科学知识应用能力，让学生能够在生活中运用科学知识解决实际问题，使学生的科学素养得到提高。教师可以适当地开展课外实践活动，让学生在生活情境中认识事物，点燃智慧的火花，成为一个个自觉主动的小小科学家［3］。

以六年级学生“LED灯与节能灯性价比研究指导”的课外实践活动为例，教师为学生创设了具体的生活情境：“某老师正在装修房子，正在为房子里安装什么类型的灯具而发愁。目前，该老师看上了两种灯具，一种是LED灯，一种是节能灯。LED灯价格高、省电、使用时间较长；节能灯省电程度和寿命虽不及LED灯，但价格更划算。”创设情境后，教师让学生帮助该教师做决定，应当选择哪一类灯具。而后，教师让学生以小组为单位进行合作讨论，讨论后把实验方案填在实验设计单上。该实验联系生活实际，有助于学生将所学的知识运用于生活中。通过以上的实践活动，学生可明白受控对比实验在课题研究中的作用以及实验研究中变量之间的关系与变量控制的要求，从而掌握科学的研究方法。

三、总结

综上所述，当前的小学科学实验教学仍然存在一些亟待解决的问题，教师应当重视实验教学在小学科学教学中的重要作用，优化实验教学的方案，促进学生自主探究活动和课外实践活动的开展。教师可利用科学实验激发学生的兴趣，帮助学生掌握知识，培养学生的自主探究能力，拓宽学生的视野，帮助学生将理论知识与生活实际联系起来，培养学生正确的科学态度和科学观念，发展学生的科学学科核心素养，使学生的科学综合思维和综合能力得到全面提升。

［参考文献］

马兰.小学科学实验教学的有效性探究［D］.重庆：西南大学，2021.

李培.小学科学实验教学的有效策略探讨［J］.学周刊，2022（33）：141-143.

张连杰.小学科学实验教学的有效性研究与探索［J］.教育教学论坛.2014（47）：157-159.