优化小学科学观察实验“三策略”

◎ 江苏省南通市唐闸小学校 张明波

科学的发展离不开实验，要想让学生在科学学习中真正重视实验却并不是一件轻而易举的事情。笔者在教学实践的基础上，总结了优化小学科学实验观察的相关策略，在此总结出来与同行分享。

一、基于教材内容，选择实验主题

科学实验是小学科学教学的重要组成部分，科学观察能力更是小学生必须具备的基础能力，对学生后续的学习和发展有重大意义。科学教师必须通过总结教学经验来分析学生观察能力的培养，并根据教学目标和学情实际来调整预设的教学方案和实验要求。这就要求小学科学教师应当树立一个明确的教学目标，以帮助学生全面认知世界。对于部分高年级学生，随着年龄的增长他们已经能够对科学规律有一定的认知，要求教师明确主题，引领他们开展丰富的观察实验。

例如教师在教学“建筑与形状”时，应立足于课本内容，组织学生自主制作不同形状的纸筒。按照课标既定的教学目标，学生应当在本次课堂自主验证三种形状的承受能力，并认真记录下实验结果，试着总结得出结论。在学生大致掌握实践步骤以后，教师鼓励学生进行实验的自主设计，提示学生可能尝试性地控制变量来得出多组实验数据，对比不同材质或不同大小的纸张对实验结果有何影响。比如学生会根据自己喜欢的造型，然后去判断该造型建筑的承受力是大还是小。由于学生喜欢的造型有时候比较复杂，这个时候学生就会想方设法去判断一个复杂造型是不是可以简化，比如一个看似复杂的屋顶可以简化为三角形，然后学生就发现三角形稳定性强且承受力较大。于是也就有学生会猜想：一个长方形的墙壁要保持稳定性也可以看其中有没有三角形结构……如此通过多组实验后，学生逐渐总结出结论：选择实验的纸的形状不同，其所能够承受力大小也不同。学生这样的探究经历，实际上经历着从生活到科学、用科学反哺生活的路径，这有助于深化学生对科学知识的认识。

从科学实验本身来看，在上述教学案例中实验主题的设计是从教材的内容出发，这也就保证了实验主题不会偏离原有的教学思路。与此同时，实验又不完全拘泥于课本，这种基于教材而超越教材去确定实验主题的思路，能够很好地将教材的编写思路体现出来，同时又能够更好地符合小学生的认知特点。这样学生在实验的过程中就能够清晰地感知到实验的主题，能够更加深入地参与实验，从而让观察到的现象与实验结论之间形成更好的匹配关系，这样也就能够帮助学生巩固学科知识，同时也有效培养了学生科学严谨的态度，也为日后深入学习科学课程奠定了基础。

二、联系生活实际，奠定实验基础

要充分认识到物体之间的差异性，引领学生挖掘并观察实验的生活化特征。简单来说，就是要把学生的生活认知与科学实验进行有效衔接，进一步提升实验的可操作空间。与此同时，还要引导学生认真观察实验过程，力求有所发现。在要求学生观察实验过程时，教师可以根据不同群体的认知基础来引导学生进行观察，通过不同角度、不同形式的观察来发现科学规律，形成多维度的成长点。

例如教师在教学“听听声音”一课时，为了接轨学生生活，选择了一些常见的、能够发出声音的物体引导学生观察。在长期的生活中，学生形成了对声音的一定认知，也大致知道哪些物体会发出什么样的声音。在课堂上，教师首先让学生敲击桌面，感受一下敲击后所发出来的声音，并对这些声音的特征进行简单的描述。接着，回归课本，学习实验原理及其操作步骤。此后，鼓励学生根据课堂所学进行实验。有的学生将一把尺子放在桌面上，尺子的一半悬空，用力弹拨悬空的尺子，使其发出响声；有的学生用笔敲击铅笔盒的不同部位，使其发出声音；还有的学生则快速翻动书页，使其发出声音……经过多次实验与观察，学生逐渐感知了不同物体所发出来的不同声音。最终，在与其他同学的交流探讨中得出结论：物体在振动时会产生声音，振动频率不一样，所发出的声音也就不同。

在上述教学案例中，教师充分利用学生熟悉的物体引导他们开展实验，大大调动起学生参与实验的积极性。从学生学习特点的角度来看，这样的一种教学设计所产生的良好教学效果几乎是必然的。因为声音对于小学生而言并不陌生，他们在生活当中能够听到各种各样的声音。联系小学生的生活实际，将生活中的声音素材引入到科学课堂上来，这样学生就不会感觉科学是遥不可及的，客观上也就拉近了学生与科学之间的距离。因此通过这样的实验，将科学知识与学生的生活有机结合，围绕着“声音”展开趣味性探索，使学生顺利总结声音生成原理。不要小看“物体在振动时会产生声音，震动频率不一样，所发出的声音也就不同”这一结论，当这一结论是由学生自主得出的时候，学生对这一结论的理解是非常深刻的。这个课堂上有一个细节，就是关于振动与震动的辨析，学生围绕发出声音的时候，发声物体的运动到底应该用哪个词来描述有过激烈的讨论。在传统的教学视野里，这样的讨论可能是没有必要的，可能会认为学生在浪费时间。但是如果从优化小学科学观察实验策略运用的角度来看，这样的讨论可以让学生加深对实验的印象，可以让学生在对实验深度解析的过程中把握科学的原理，从而深化对科学知识的理解，进而提升学生的科学素养和核心素养。

三、引导质疑探究，提升实验能力

在小学科学观察实验教学中，教师还可以由一个实验结论引导学生进一步质疑并进行新一轮探索。

例如在教学“简单电路”这一章节时，由于学生缺乏电路知识的认知，教师可以首先针对电池、电线等知识对学生进行简单的介绍。为了更好地集中学生注意力，教师可以提出疑问：“大家思考一下，小电珠为何可以发光？”这个时候会发现学生的想法是千奇百怪的：有的学生认为有电池灯泡就会发光；有学生认为只要电池两端有线接到灯泡上灯泡就会发光；还有学生将电池正负极的两根线都接到了小灯泡的金属上，认为这样就能够发光……这个时候教师可以放手让学生去自行探究，去验证自己的猜想是否正确。在学生发现实验现象与自己的猜想不一致的时候，他们就会产生进一步探究的动力。

有了探究的动力，那么在进一步探究的开始时，教师就可以跟学生讲解电路的相关原理，也形成了对相关仪器设备的初步认知，面对教师适时提出的问题，学生会自然地进入思考状态，尝试着利用身边的仪器去进一步实践和探索，由此营造出良好的课堂氛围。一整节课下来，学生通过自主实验，在反复操作、观察和分析中得到了结论，既有效激发起学生对于科学实验的热情，又在一定程度上强化学生的实践能力。

又如在教学“溶解”时学生通过实验得出：高锰酸钾、氯化钠可溶解于水。此时，也有学生提出质疑：是不是所有的物质都可以被水溶解？为了引导学生进一步探究，教师鼓励学生通过实验进一步验证这一猜想。于是，他们将沙子、粉笔、石头等物质放入水中进行实验，最终发现：并不是所有物质都能溶解于水中。可见，只有亲自历经实验过程，让质疑在实验中被验证，才能够强化学生的认知和记忆，有效推动他们在创新、实践动手方面的发展。其实学生此时还会有新的问题出现：什么样的物质溶于水，什么样的物质不溶于水？这其中是否存在某种规律……这些问题的出现，本身就意味着学生有了良好的探究体验。

在这个实验当中，学生表现的亮点就是质疑与探究并行，学生通过质疑能够更加清晰地认识到自己的经验与实验现象以及科学知识之间的差异，通过探究可以让获得的科学知识更好地匹配实验现象。这实际上就是在提升学生的实验能力，能够让学生对实验的现象及其背后的科学知识形成对应认识。这种对应认识最大的好处就是学生所获得的科学知识，可以在实验现象的观察当中扎根，可以在质疑与探究的过程中得到拓展，而这正是科学素养提升的基础，也是核心素养得以发展的重要体现。因此小学科学教师有必要引导学生进行质疑探究，从而用科学能力来支撑起素养提升。

总之，小学科学教师应当正视实验教学在科学学科教学活动中的重要地位，在教学活动中为学生创造充足的实验操作机会，引导学生仔细观察、善于观察，必要时，要对学生的实验过程进行指导，让学生在实验中有所收获，从而不断提高自身的科学素养。