以实验为抓手，提高小学科学教学的有效性

刘建萍

（山丹县东街小学 甘肃 张掖 734100）

引言

小学科学教育是培养学生科学素养和创新能力的重要阶段，而提高教学的有效性则是实现这一目标的关键。实验作为一种重要的教学方法和手段，具有独特的优势和作用，可以激发学生的学习兴趣，培养他们的实验技能和科学思维，促进对理论知识的深入理解和实际应用。因此，以实验为抓手，提高小学科学教学的有效性成为教育界关注的焦点。然而，当前小学科学教学面临一些问题和挑战，例如实验条件有限、教师专业素养不足、实验内容选择不当、实验与课堂教学的脱节，以及缺乏时间和资源等。因此，需要探索有效的策略和方法，使实验成为小学科学教学的核心环节，提高教学的效果和学生的学习成果。通过本论文的研究，我们期望能够为小学科学教学提供有效的教学模式和方法，促进学生科学素养的全面发展，培养创新思维和解决问题的能力，为他们的未来学习和发展奠定坚实的基础。

1.实验在科学教学中的重要性和优势

实验在科学教学中扮演着重要的角色，具有许多重要性和优势。一是直观展示科学现象：实验能够以可见的方式展示科学现象和规律，让学生通过亲身体验和观察来感知和理解抽象的科学概念。通过实验，学生可以亲眼见证科学理论的实际应用，从而更加深入地理解科学知识。二是激发学生的兴趣和好奇心：实验具有趣味性和吸引力，能够激发学生对科学的兴趣和好奇心。通过参与实验，学生可以获得积极的学习体验，培养对科学的热爱和追求知识的欲望。三是培养科学思维和探究精神：实验鼓励学生进行观察、实验和推理，培养他们的科学思维和探究精神。学生通过设计和执行实验，提出假设、收集数据、进行分析和解释，从而培养他们的逻辑思维、问题解决能力和创新能力。四是实践应用科学知识：实验提供了学生将科学知识应用于实际情境的机会。通过实验，学生可以将课堂上学到的理论知识转化为实际操作，加深对知识的理解和应用能力。五是培养实验技能和观察力：实验要求学生进行实际操作，培养他们的实验技能和观察力。学生通过实验掌握实验器材的使用方法，学习如何进行实验记录和数据分析，提高他们的实验技巧和观察能力。六是促进合作与交流：实验通常以小组形式进行，促进学生之间的合作与交流。学生在实验中共同合作解决问题，互相讨论和交流，培养他们的团队合作精神和沟通能力[1]。

2.当前小学科学教学存在的问题和挑战

尽管实验在小学科学教学中具有重要的优势和作用，但目前仍然存在一些问题和挑战。以下是当前小学科学教学中的一些主要问题和挑战。第一，实验条件有限：一些学校在实验条件方面存在限制和不足。缺乏充足的实验资源和设备，无法提供丰富多样的实验项目，限制了学生进行实验的机会和体验。此外，实验室设施不完善、器材老旧等问题也影响了实验教学的展开。第二，教师专业素养不足：部分小学教师在实验教学方面的理解和应用还存在不足。他们可能缺乏对实验教学的系统培训和指导，缺乏教学设计和指导经验。这导致一些教师难以有效地引导学生进行实验，无法充分发挥实验教学的潜力。第三，实验内容选择不当：一些小学科学教学中的实验内容选择不合适或不科学。有时候实验内容过于简单，无法激发学生的探究兴趣和思考能力；有时候实验内容过于复杂，超出学生的理解能力和操作能力范围。因此，需要更加科学和系统地选择适宜的实验内容，结合学科知识点和学生的实际情况。第四，实验方案设计不合理：实验方案的设计对于实验教学的有效性至关重要。然而，一些实验方案的设计不够详细和清晰，缺乏实验步骤、实验材料和实验记录等方面的规范和指导。这给学生理解实验过程和结果带来困扰，影响了实验教学的效果。第五，实验与课堂教学的脱节：在一些教学实践中，实验和课堂教学存在脱节的情况。实验往往被视为单独的活动，与课堂教学缺乏有效的衔接和整合。这导致学生难以将实验与理论知识相结合，无法深入理解实验的科学原理和应用。第六，评价体系不完善：当前的评价体系往往偏重于书本知识的记忆和应试能力的考察，而对于实验能力和科学思维的评价相对较少。学生的实验能力和科学思维在评价中未能得到充分的重视和反馈，这使得学生对实验的重要性和实践能力的培养缺乏动力。第七，缺乏时间和资源：学校教学计划的紧张和资源的匮乏是另一个挑战。教师在教学过程中面临时间有限的困境，很难安排充分的实验时间。同时，缺乏足够的资金和资源，难以购买和更新实验设备，限制了实验教学的展开和创新。第八，跨学科整合不足：科学教学往往与其他学科的整合度不高。实验教学有助于培养学生的综合能力和跨学科思维，但在实际教学中，科学与其他学科的融合还存在不足。这影响了学生对科学与其他学科关系的理解和应用能力的培养。

3.以实验为抓手提高小学科学教学有效性的策略和方法

3.1 选择适宜的实验内容

选择适宜的实验内容是提高小学科学教学有效性的关键策略之一。适宜的实验内容应符合学生的年龄特点、认知水平和学科要求，能够激发学生的兴趣和好奇心，引导他们主动参与探究和思考。在小学科学教学中，可以选择一些简单而有趣的实验内容。例如，在小学三年级的自然与生活科学中，可以选择以下实验内容。一是测量水的沸点：让学生观察和测量水的沸点，了解水的沸腾现象。通过加热水并使用温度计测量水的温度变化，学生可以观察到水的沸腾点和沸腾现象，并了解到沸点的概念。二是探究种子发芽的条件：学生可以观察和比较在不同条件下种子的发芽情况，了解种子发芽所需的水、阳光和适宜温度等条件。通过种植不同种类的种子，并提供不同的条件进行比较，学生可以发现不同条件对种子发芽的影响。三是探索物体的浮力：让学生通过实验了解物体的浮力现象。可以准备一些不同形状和重量的物体，让学生观察这些物体在水中的浮沉情况，并让他们思考浮力与物体形状、重量的关系。四是研究光的折射：学生可以通过实验观察光在不同介质中的折射现象。可以准备一些透明的介质，如玻璃、水和油，让学生观察光线经过这些介质时的折射现象，并了解折射规律。

3.2 设计合理的实验方案

设计合理的实验方案是以实验为抓手提高小学科学教学有效性的重要策略之一。一个合理的实验方案应该考虑到学生的认知水平、实验资源的可获得性以及实验内容的适宜性。在设计实验方案时，要注意步骤的清晰性和材料的易获取性。确保实验步骤简单明了，学生能够理解和操作。同时，使用常见的材料和器具，避免过于复杂或昂贵的实验设备。以下是一个小学三年级的实验方案示例，以探究光的传播方向为例。实验目的：通过实验观察光的传播方向，了解光的基本性质。实验材料：光源（例如手电筒、光波盒）、直尺、不透明物体（例如纸板、小盒子）、白纸、实验记录表格。实验步骤：一是准备光源和一块白纸，将白纸固定在水平桌面上。二是将光源放在白纸的一侧，保持光源与白纸垂直。三是将不透明物体（例如纸板或小盒子）放置在光源和白纸之间，遮挡一部分光线。四是观察白纸上的光斑或光线的投影情况。五是移动不透明物体，改变光线的遮挡程度，并观察光斑的变化。六是记录每个位置下的光斑情况，并填写实验记录表格。

通过设计合理的实验方案，学生可以通过实际操作和观察来深入理解科学知识，培养他们的实验技能和科学思维能力。实验方案的设计要根据学生的年龄和学科要求，确保实验的安全性和可行性，并引导学生主动参与实验过程，激发他们对科学的兴趣和好奇心。此外，教师在实验过程中应该充当指导者和引导者的角色，鼓励学生提出问题、进行思考，并帮助他们从实验中获取有意义的观察结果和结论。

3.3 提供充足的实验资源和设备

为了提高小学科学教学的有效性，提供充足的实验资源和设备是非常重要的。学校和教师应该提供充足的实验资源和设备，确保学生有足够的机会进行实验。例如：学校可以致力于改善实验室设施，确保实验室的安全性和功能性。更新老旧设备、维护设备的正常运转、提供充足的实验台和储存空间等，都是提高实验教学效果的重要因素。同时，学校还可以建立实验资源库，收集和整理各类实验所需的材料、器材和工具。这些资源可以包括常用的化学品、生物标本、物理实验器具等。教师可以通过资源库来获取所需材料，保证实验所需资源的充足性和多样性。此外，除了实验室内的设备和材料，教师还可以充分利用周边资源进行实验教学。如带学生到校园内的花园或自然环境中进行植物观察，利用厨房中的常见材料进行化学实验等。这样可以拓宽实验资源的来源，丰富实验内容和体验。最后，虚拟实验技术可以作为补充，提供一些无法在实验室中进行的实验体验。学校可以引入虚拟实验软件或在线实验平台，让学生通过电脑或平板电脑进行虚拟实验，从而拓宽实验资源的范围[2]。

3.4 培养学生的实验技能和科学思维

为了提高小学科学教学的有效性，培养学生的实验技能和科学思维是至关重要的。首先，在教学中，教师可以向学生明确强调实验的重要性，解释实验对于科学学习和发现的作用。鼓励学生主动参与实验，理解实验的目的和意义，以及实验对于验证和探索科学原理的重要性。其次，根据学生的年龄和学科要求，设计渐进式的实验，逐步培养学生的实验技能和科学思维能力。从简单的观察实验开始，逐渐引导学生提出问题、制定假设、设计实验方案、进行观察和记录、总结规律等。第三，鼓励学生参与实验设计的过程。在实验前，教师可以引导学生讨论实验的目的、预期结果以及实验步骤的设计。通过参与实验设计，学生能够提高对实验过程和实验原理的理解，并培养创新思维和问题解决能力。第四，教师可以向学生提供实验技巧的指导，包括正确使用实验器材、实验操作的注意事项、数据记录和结果分析的方法等。通过实践和指导，学生能够掌握基本的实验技能，提高实验的准确性和可靠性。第五，在实验中，教师可以引导学生提出问题、制定假设、进行观察和数据收集、分析实验结果等。培养学生的科学思维，鼓励他们通过实验数据的分析和解释，推断和验证科学原理。最后，要求学生撰写实验报告，并进行实验结果的讨论和分享。通过撰写实验报告，学生能够整理和总结实验过程和结果，提高表达能力和科学交流能力。

3.5 结合实验和课堂教学

将实验与课堂教学相结合，形成有机的衔接。在进行实验之前，教师可以通过提出问题、讲解相关理论知识、展示实验相关的图片或视频等方式，引导学生进入实验主题，激发他们的兴趣和好奇心。例如，在学习有关物体浮沉的知识时，教师可以先向学生提出问题：“为什么有些物体能浮在水面上，而有些物体会沉入水中？”然后讲解有关浮力和密度的理论知识，展示一些浮沉现象的图片或视频，为学生展开实验做好准备。在实验过程中，教师应将实验与课堂知识进行紧密的关联。教师可以引导学生将实验结果与之前学习的理论知识进行对比和验证。例如，对于物体浮沉实验，教师可以与学生一起回顾浮力和密度的概念，帮助他们理解实验现象与这些概念的关系。在实验结束后，教师可以与学生一起讨论实验结果，并帮助学生将实验结果与理论知识进行联系和归纳。通过将实验与课堂教学相结合，可以加深学生对科学概念和原理的理解，促进知识的内化和应用能力的提升。

4.以实验为抓手提高小学科学教学有效性的意义和前景

实验教学的有效性体现在多个方面。其一，激发学生的学习兴趣：实验可以使学习变得生动有趣，激发学生对科学的好奇心和兴趣。通过实际操作、观察和探究，学生能够亲身体验科学知识，增强对科学的兴趣，提高学习主动性和积极性。其二，培养学生的实验技能和科学思维：实验教学能够培养学生的实验技能，如观察、记录、推理和解释等能力。同时，通过实验，学生能够培养科学思维，包括提出问题、制定假设、进行实验验证和总结规律的能力。这些能力对学生的科学素养和综合能力的发展至关重要。其三，加深理论知识的理解和应用：实验能够帮助学生将抽象的理论知识转化为具体的实践经验，加深对科学概念和原理的理解。通过实验，学生能够将理论知识应用于实际情境中，掌握知识的实际运用能力，提高学习的深度和广度。其四，培养科学态度和科学方法：实验教学有助于培养学生的科学态度，包括对事实的客观观察和分析、对证据的重视、对质疑和探究的勇气和乐观态度。同时，实验教学能够让学生接触到科学研究的方法和过程，了解科学的探索性质，培养科学探究的意识和能力。其五，促进跨学科综合应用：实验教学能够促进不同学科之间的跨学科综合应用。通过实验，学生可以涉及多个学科领域，如物理、化学、生物等，从而形成学科之间的融合，提高学生对综合问题的分析和解决能力。

在未来，以实验为抓手提高小学科学教学有效性的前景是广阔的。随着科学技术的发展，实验设备和资源的丰富性将得到进一步提升，为实验教学提供更多可能性。同时，随着教育改革的推进，越来越多的教育机构和学校意识到实验教学对学生发展的重要性，将会更加重视实验教学的实施和支持。此外，随着信息技术的快速发展，虚拟实验和在线实验平台也逐渐成为实验教学的重要组成部分。学生可以通过虚拟实验平台进行模拟实验，观察和探究各种现象，提高实验技能和科学思维能力。在线实验平台则可以提供更多实验资源和设备，方便学生进行实验操作和实验数据的记录与分析。

结束语

综上所述，以实验为抓手，提高小学科学教学的有效性对于培养学生的科学素养和创新能力具有重要意义。通过共同努力，我们可以推动小学科学教学的改革和创新，为学生提供更具体、实践性的学习体验，培养他们的科学精神和综合能力。实验教学作为促进学生学习的有效手段，将在小学科学教育中发挥重要作用，为学生的全面发展和未来的学习和发展奠定坚实的基础。希望本论文的研究成果能够为小学科学教育的实践和改进提供参考，促进小学科学教学的不断发展和进步。