提高科学实验教学效率的有效方法

〔摘 要〕 实验作为科学课程的一部分，是教学的重要内容。在小学科学实验课的教学中，一线教师面临诸多困惑，实验探究活动变得形式化和表面化，缺乏实际效果。因此，我们需要在提高科学实验教学效率上寻求有效的解决方案。

〔关键词〕 小学科学；实验教学效率；有效性

〔中图分类号〕 G424 〔文献标识码〕 A 〔文章编号〕 1674-6317 （2024） 24 094-096

增强小学初级阶段科学实验课程的教学成果，是实现“注重实践、激发兴趣”科学教育目的的关键步骤。要依照学生的既往体验制订教育方案、调整实验教科书内容，从而实现具有意义的教育目的。应增强实验课的引领作用，将学生的主观热情转化为客观努力，借助实验提升他们的科研技巧。通过精心的、适当的团队划分，构筑卓越的协同团队，采取管理手段，创造出优质的课堂环境，以及设立鼓励前行的学生评估体系等方法，显著地增强小学科学实验课的教育效果，促进科学教师的职业发展。现将工作观察和理论研修相结合，将日常践行的积累和心得整理并阐述如下。

一、改进教科书上的复杂实验，激发学生探究欲望

面对教科书中的一些复杂实验内容，学生的思维往往会变得混乱，感到无从下手。因此，循序渐进地引导学生，帮助他们建立对实验研究的自信，并激发他们的探索欲望，显得尤为重要。

比如，在教学《探索声音如何传递》这一课时，由于缺乏详细的实验指导，学生对于声音在气体和液体环境中的传播感到困惑。因此，我对实验进行了改进，指导学生使用两个气球，其中一个充满气体，另一个则装满了水。当两个气球的尺寸相等时，就分别把它们固定住。然后，让学生把两个气球摆放在桌子上，并且一边轻轻地敲击桌子，一边让自己的耳朵相继紧贴着两个气球，体验它们之间的声音差异。学生观察到，两个球体都有能力进行声波的传递。然而，令他们感到意外的是，装水的气球比装空气的气球传播声音更快。

在探索“光线强弱与温度变化的联系”这个主题时，我指导学生分别使用一面和两面的镜子，将太阳的光线投影在纸张上。然后，在一定的时期内，让学生触摸纸张，体验其温度变化。我持有这样的观点：仅凭手感做出判断并不总是准确无误。那么，怎样才能得到可靠的结论呢？我对实验进行了修改，指导学生将太阳光线投射到温度计上，以获取精确的实验结果。我还进一步构建对比实验，指导学生将两个温度计固定在墙上，然后分别用一面和两面镜子反射光线到两个温度计上，每隔两分钟观察一次温度计的变化。经过实验，我们获取到了精确的温度波动信息。经由此类研究，学生对于光线的明暗程度与实际温度波动的联系产生了深刻的理解，同时也提升了积极研究的热情。

又比如，我在教学“如何获取指纹的清晰图像”这个主题时，并未按照教科书上的方式（例如使用铅笔、透明胶和白纸拓印指纹）来布置，反倒鼓励学生们创造各种实际的解决办法，他们的思考得到了极大的推动，提出了许多新的解决办法。例如，可以通过手指蘸墨水在白纸上拓印；或者将手指放在橡皮泥上获取指纹；或用水彩笔在手指上绘制，然后再将其拓印到白纸上；还可以使用在市面上购买的印油进行拓印。这些方法激发了学生的探究热情，并给他们带来了意想不到的收获。实验研究结束后，我引导学生利用自己的研究成果谈谈要发明些什么东西，例如：“根据研究声音的知识，我们可以发明什么乐器？”“利用光照能带来热的现象，我们能做些什么？”“经过研究，我们知道每个人的指纹不同，根据这个你想发明什么？”于是，学生的想象力犹如决堤之水，一发而不可收。

二、明确教学目标，发展学生探究思维

（一）根据实际情况，设定每节实验课的教学目标

全方位、多维度、重难点要突出，应针对设立的教育目标，清晰地向学生阐述。例如在讲授《溶解速度》这一课时，我首先向学生展示了这堂课的主题——“溶解速度快或慢与哪些因素有关？”整堂课，学生就围绕这一中心任务展开探究。在教学《桥的研究》这一课时，我出示桥的各种模型和图片，让学生谈谈对桥的认识，促使学生探讨“桥为什么不易倒塌”，然后出示任务——设计、制造自己的桥。教学《人体的呼吸》一课时，我在唤起学生对呼吸的已有认知后，马上出示本课的探究任务——“吸进的气体和呼出的气体是否一样？”学生明确了学习任务，才能保证实验随着思维有序展开。

（二）实验之前要对学生明确要求

要明确指导策略，让学生必须理解并记住实验要求。实验要求涵盖了实验的目标、步骤、方式、安全问题、时间规定以及实验准则等。这样，能让学生的研究过程既具备标准化、规则化的特点，又能够达到基础的统一，从而确保研究过程的科学性与实用性。在这样的基础上，探究的结果却可以是多元的：“谁有不同看法？”“还有什么问题？”“你们都这么认为吗？”如此等等，可以更好地培养学生的求异思维和创新精神。

三、灵活选择适宜的实验材料，保证学生探究顺利进行

由于学校的实验设备往往缺乏完备性，因此经常需要让学生自己准备一些实验设备和实验物资，这样才能确保实验研究流畅进行。在引导学生准备和携带实验材料的过程中，首要的是让他们明白在选择实验材料时，应该考虑适用性、易获取性以及成本因素。在寻求资源的过程中，应该优先考虑附近的情况，并结合本地的气候状况及其他相关因素，以决定最合适的资源。

在指导学生探讨“呼出和吸入的气体之间的差异性”时，使用排水方式收集空气是必需的，其中包括了倒水槽、排气管、集气瓶、酒精灯、火柴和竹枝等设备和材料。可以用蜡烛取代酒精灯，用可弯曲的吸管取代吹气管，或者用带有盖子的矿泉水瓶取代集气瓶等。借助这种灵活的选材方式，学生们能够轻松地获取所需资源，从而使每个人都有机会参与到实验过程中，同时也有效地提升了他们思维的灵活性。

在讲解“塔的研究”这个主题时，我要求学生携带多种规格的塑料瓶、吸管、铁环、透明胶等可以用于构建高楼的物品。他们都带来了这些物品，并且尽力搭建出稳固的高楼。有些材料学生准备不了，我就自己想办法给学生带来。如教学《自制太阳能热水器》时需要铝箔，我就通过各种渠道购买。在指导学生探讨小苏打和醋的混合物时，我向学校食堂要来了小苏打。在必要的情况下，也可以请有经验的学生家长协助准备一些难以获取的物资。例如，请出售大理石的学生家长提供一些大理石的边角料，或者请在中学工作的家长从其工作单位提供一些设备和药品等，以保证学生的实验研究能够高效有序地进行。

四、设计引导性实验报告，提高学生的课堂参与度

通过实验报告的形式，将实验目标明确地表达出来，可在实验过程中起到强调和提醒的作用，吸引学生的注意力，提升他们的课堂参与度和教学效果。这样，学生在探索过程中，能够不断提升观察力、比较力、设计简单实验的能力以及逻辑推理能力。

例如，下面是在教学《多种颜色的光能不能混合成白光》时设计的实验单。

实验目的：探究多种颜色的光能不能混合成白光。

实验材料：量角器、剪刀、薄的硬纸板、圆规、牙签、各色颜料。

实验过程：

A.用圆规、剪刀做出四个圆纸板。

B.利用量角器把一个圆纸板平均分成7份，每份依次涂上红橙黄绿青蓝紫七种颜色。

C.把其他圆纸板都平均分成三份或更多份，依次涂上不同的颜色。

D.用牙签穿过圆纸板的中心，然后在桌上旋转。

E.注意观察在旋转最快时看到的颜色。

实验记录：

实验报告是用来引导学生实验，而不是让学生按实验报告机械地进行实验。因此，在设计实验报告时要留有余地，把大量的思考空间留给学生，注意发展学生的个性和思维能力。

五、精心划分实验小组，构建有效协同的合作团队

当学生采用团队的方式进行研究时，团队成员应该具备良好的互动性，并且能够紧密协作、公正参与，这对于研究活动的顺畅推进是非常有益的。过去，学生们根据自己在教室里的座位进行分组时，经常会出现一人做、其他人看的情况，他们并不愿意配合。我尝试让他们自由组合，建立相对稳定的学习小组，但要说明愿意组合的原因，理由不充分的就要求他们分开，再进行调配。分好小组后，让每个组自己选出组长、纪律监督员、记录员等。经过如此配置，我注意到学生们的协同工作变得更为融洽，一些学习能力稍弱的学生也在组员的鼓励下找回了自信，积极地尝试实践，形成了良性循环，显著地提升了实验的效果。

六、掌握运用调控策略，营造良好课堂氛围

在实验开始前，需让学生理解实验的目标，并且加强对他们的纪律性教育。同时，也要引导学生珍视所有设备，保持实验室的清洁，尊重和学习他人的实验技巧，注意自己说话的语调，以及对其他同学的学习情况给予关心。所有这些规则，都构成了课程能够顺利进行的基础。为了增加趣味性，我编写了这样的口令：“课堂保持静悄悄，任务听清勤思考。同伴发言认真听，组内活动声音小。听到指令才动手，进行实验要合作。实验仪器要爱护，实验材料要节约。实验步骤要清楚，实验操作要细心。安全时刻要牢记，实验过程细观察。实验现象要记录，实验结束坐端正。实验结论多交流，勤搞卫生桌地净。”要求学生尽量做到这些要求。学生对科学课堂的基本原则有所理解以后，他们的课堂秩序变得更好，我也会定期进行奖惩制度的兑现和调整，并且始终保持这种状态。这样一来，学生就逐渐养成了良好的实验习惯。

毫无疑问，针对一些在课堂上出现的意外情况，教师需运用各种方法加以解决。比如在探讨“圆顶形承受压力的能力”的过程中，所有学生都将书压在乒乓球上，以测试其能承受的压力。然而，有一个学生却把4个只有一半的乒乓球放在椅子底下，这引起了其他学生的不满。我联想到这个学生的日常行为，觉得他并非故意捣乱，因此未像其他学生预期的那样指责他，反倒是耐心地看着他后续的行为。只见那个学生一屁股坐到用4个半只乒乓球做垫脚的椅子上，还拉着另一个学生一起坐上去。结果奇迹出现了，乒乓球没有被压凹，其他学生都感叹圆顶形承受压力的性能之好。我为课上采取了“宽容”策略感到庆幸。假如一开始就毫无顾忌地对他进行斥责，肯定会扼杀这个学生的创新实验，甚至可能在他心中留下负面印象，让他今后在进行实验时畏首畏尾，不敢开阔视野、自由探索。不同的课堂、不同的学生会出现不同的事件，教师可采取宽容、幽默、诱导、暗示等策略处理，并且不断总结经验，不断提高对课堂的调控能力，使学生的注意力始终保持在探究上，让课堂秩序活跃并井然有序。

总之，提高小学科学实验课教学效率的有效路径研究，充分体现了课程改革的精神实质，是实现课程改革目标的有效方法。这样建立的和谐课堂环境，充分激发了学生的主动性、积极性和创新性，提升了学生的提问、实验设计、实验操作和实验分析技能，为培养学生的核心素质和创新精神打下了基础。

参考文献

[1]中华人民共和国教育部.义务教育科学课程标准[M].北京：北京师范大学出版社，2022.

[2]马一兵.小学科学实验教学设计的研究[D].长春：长春师范学院，2011.

[3]教育部等十八部门.关于加强新时代中小学科学教育工作的意见[S].北京：教监管〔2023〕2号，2023.