试验教学有效性研究

1、小学科学实验教学有效性研究漳州市琴城实验小学 曾坤宗教育部于2017年2月15日正式印发义务教育小学科学课程 标准，这是自2001年全日制义务教育科学（36年级）课程标准 发布之后的一次修订和完善，明确新增了技术与工程学的内容 （包括 物质科学、生命科学、地球和宇宙科学、技术与工程等四个领域），还新增了科学技术对社会和环境的责任，科学课程起始年段调整为一 年级。教育部还提出了 “突出强化教学实践环节”的要求，科学教师 要重视实验教学，努力创设适宜的学习环境，促进学生积极参与，主 动探究，引导学生做好每一个实验。在义务教育小学科学课程标准中就指出：“探究式学习是学 生学习科学的重要方式。探究式学

2、习是指在教师的指导、 组织和支持 下，让学生主动参与、动手动脑、积极体验、经历科学探究的过程，以获取科学知识，领悟科学思想，学习科学方法为目的的学习方式。“小学科学课程倡导以探究式学习为主的多样化学习方式，促进学生主动探究，突出创设学习环境，为学生提供更多自主选择的学习 空间和充分的探究式学习机会，强调做中学和学中思，通过合作与探 究，逐步培养学生提出科学问题的能力，收集和处理信息的能力，获 取新知识的能力，分析问题和解决问题的能力，以及交流与合作的能 力等。“学生是学习与发展的主体。教师是学习过程的组织者、引导者和促进者，在小学科学教学中，教师要突出学生的主体地位， 基于学 生的认知水平，联

3、系学生已有的知识和经验，充分利用学校、家庭、 社区等各种资源，创设良好的学习环境，引起学生的认知冲突，引导学生主动探究，启发学生积极思维。”实验是科学探究的基础，实验教学的实质就是将科学领域的探究 引入课堂，使学生通过实验探究来学习科学知识， 体验探究过程的曲 折和乐趣。如今教学媒体多种多样，有传统的挂图、投影片等媒体，也有更先 进的媒体，以计算机、网络为基础的现代教学媒体及技术正成为科学 课堂上师生重要的认知工具。现代教学媒体及技术具有许多优势。 它 能将抽象的科学概念具象化，有助于学生的理解。它可以创设虚拟的 问题情境支持学生的探究活动，可以使信息的采集和处理更加便利、 直观。在发挥现代教

4、学媒体优势的同时， 不应忽视真实情境、直接经验 对小学生的重要作用。不应让鼠标替代能动手做的科学活动， 亲手做 实验的感觉与做虚拟实验的感觉差异很大，意义也不一样。我们应该踏踏实实、认认真真地做自然界基础（包括各种自然规 律）的探索，要让孩子关注真实的物质世界，尽量亲手做实验，做中 学，学中思。因此，在现代教育媒体比较发达的情况下， 实验教学仍然十分重 要，是先进教育媒体所替代不了的，也因此，我们要十分注重实验教 学的有效性，十分注重组织指导学生开展有效的科学实验。有效的科学实验必须通过有效的教学方式和学习方式来实现。余文森教授认为：“有效性是指通过课堂教学，学生获得发展。发展就 其内涵而言，

5、指的是知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三 维目标的整合。即相对于人的发展这一目标。任一维度的目标都不能 脱离整体而单独存在，缺少任一维度都无法实现真正意义上的发展。人的发展是三维目标的整合,因而， 着眼于人的发展的教学要根据 各学科的特殊性和学生原有基础有所侧重。”科学课堂的特点是什么？开展学生的观察和实验。这是区别于其他学科的最大特点。 没 有观察与实验的科学课堂，学生不喜欢、会排斥。因为观察和实验，能够促进学生的学习兴趣能够使学生以证据与逻辑的协调方式，更加有效地形成科学概 念，从而逐步培养学生的科学思想。因此，我们要上好实验教学课，确保实验教学的有效性。在实验教学中，目前存在的一

6、些低效的行为，导致学生对实验的 兴趣下降，或者是对实验的意义认识不到位。主要有以下几种情形：.有些教师以工作忙或实验仪器不足为理由，认为学生做不做 实验妨碍不了多大事情，对学生实验不予重视，以想当然来讲述实验 过程和结果；.有些教师在实验教学时按课本把实验的步骤、注意事项、实 验结果等都讲一遍，学生再实验，缺少了探究过程中的趣味性、挑战 性；.实验教学前，有些教师没有预先多做几次实验，以至于课堂 实验成功率不高，在学生面前出现实验失败的尴尬局面，只好以“误 差”等理由来解释；.在进行小组实验时，一些教师只管让学生自己做实验，没有 方法的指导、过程的交流、结果的反馈和总结。这就使得实验教学有 着

7、很大的随意性和盲目性；学生认为实验是玩玩具一般，没有探究的 成分在里面。.实验教学完全利用课件等多媒体手段或其他教师的实验视频 来演示替代，学生对实验本身的体验几乎没有，培养学生的科学技能、 科学素养更是无从谈起；就像我们在看电视介绍哪里的风景， 如果你 没有身临其境，你就没法完全体会到景物的美。以上这些做法让我们当科学老师的感到些许不安，每次没有上好 实验教学课，我总有一种负罪感，感觉这是在扼杀学生对科学的兴趣。（学生最不喜欢的科学课：从不做观察和实验的。从不到实验室 上课的。把科学课当语文、数学课来教学的。确确实实的，我们在 学校所做的实验，长大以后往往记得住，而背诵的一些概念，很多都 记

8、不住了）我们要努力提高实验教学的有效性，从中让学生获得知识与技 能、过程与方法、情感态度与价值观等三维目标的整合发展，教师、 学生及科学课堂都必须进行角色转换： 教师是探究活动的组织者、引 导者和合作者，学生在实验探究活动中要真正成为科学学习的主人， 而科学课堂必须成为科学学习和交流的重要场所。一、注重实验的趣味性，提高学生的兴趣苏霍姆林斯基说过：“在人的心灵深处，都有一种根深蒂固的需 要，就是希望自己是一个发现者、研究者、探索者，在儿童的精神世 界里，这种需要特别强烈。”这就是说儿童与生俱来就对世界充满着 好奇，作为教育工作者，我们应保护他们的好奇心，培养科学实验兴 趣，引导他们推开科学之门

9、。小学生具有很强的好奇心，好奇心的存在能够激发他们的实验兴 趣。学生的实验兴趣因其年龄心理特征的差异而呈现出发展水平上的 不平衡。根据学生的实验兴趣发展水平高低， 一般认为实验兴趣可以 分为：感知兴趣、操作兴趣、探究兴趣、创造兴趣四个水平。教师在进行科学实验设计时，要有意识的提高试验的感知兴趣， 满足小学生的好奇心进而激发他们的操作和探究兴趣，使他们能够对 科学知识产生浓厚的兴趣，积极主动地进行探索，起到事半功倍的效 果。例如，在教学声音的产生这一课时，教师就可以向同学们展 示不同水量水杯在敲击时会有什么不同来完成课堂内容的导入。这 时，学生们就会发现，虽然都是水和玻璃杯的组合，但是在使用木棒

10、 敲击时，却会发出不同的声音，甚至可以用这些水杯组成一组简易的 琴键，演奏乐曲，进而使学生对该课程产生浓厚的兴趣，希望能够继 续探究其中的奥秘。在学生的兴趣已经被吸引到教师这边时， 教师就 可以说：“同学们仔细观察这些水杯，看一看有没有什么新的发现”。 此时，同学们就很容易发现，在使用木棒敲击玻璃杯边缘时，玻璃杯 中的水发生了轻微震动。这就使得教师在不知不觉中就将本课的中心知识点传授给了学生，即声音是由震动产生的再比如说，在教学摩擦力时，首先让学生做一个小游戏：把 两本差不多厚的书，一页一页交叉叠在一起，请两个“大力士”上来 把这两本交叉在一起的书拉开。 学生拉不开，几个男生一块拉还是拉 不开

11、。这时，老师向交叉在一起的书中吹了一口 “仙气”，很容易地一个同学就把书分开了。这游戏一下子就激发了学生的兴趣和探究的欲望， 提高了学生参 与的热情，课堂气氛变得异常活跃。二、联系生活，提高实验教学的实用性当前，小学科学课程的内容与实际生活之间的联系越来越紧密。 通过这样的设置，能够让学生明白，科学既来源于生活又服务于生活， 科学知识反映在生活的各个方面，只要我们能够细心观察，总能发现 生活中的小奥秘。一旦小学生在学习科学课程之前奠定了这样的思想 基础，就会加深他们对科学知识的理解程度，从心底接受科学这门课 程。酸奶是学生们几乎每天都要饮用的一种饮料，在进行做酸奶 一课时，教师在课堂上向学生讲

12、解制作的过程，并且一边做酸奶，做 好后欣喜地告诉学生：“明天大家都可以拿个小碗和汤匙到教室吃我 们自制的酸奶了。”还布置课后任务，要求学生回家后自己完成酸奶 的制作，隔天在课堂上与其他同学交换品尝酸奶， 看看谁做的酸奶好 吃。通过制作酸奶，学生能够更加深切的感受到科学的奥秘： 普通的6牛奶经过几道简单的工序就能变成美味的酸牛奶。 在完成酸奶的制作 之后，学生就会继续思考，自己日常生活中还有哪样生活必需品能够 通过自己的努力制作而成呢。比如，面包、饼干、肥皂等。这样教师 发散学生思维的目的也就达到了。另外，比如不同鞋子（自行车）的摩擦力，乒乓球修复的热胀冷 缩原理，上下电梯运动选择参照物不同结论

13、不一样，上油漆防锈等。三、分小组合作，提高学生竞争与合作的精神学生是否能够亲身参与到实验中对实验教学效果的好坏有很大的影响，因此，教师在课堂上要适当增加学生亲自动手的环节，通过 分小组合作的方式，使学生能够全部参与到实验中来，在分工合作共 同完成任务的同时培养合作精神，增加实验的趣味性。首先，教师应 当根据学生特点对他们进行分组，一个小组内要有动手能力强的同 学，也要有较弱的同学，使能力强的同学能够帮助能力较弱的同学； 其次，教师要合理分配任务，实验在具有趣味性和挑战性的同时不能 有危险性，避免伤害学生身体。再次，学生在进行分小组合作完成实 验时，教师要进行指导，及时指出实验过程中存在的问题，

14、解决学生 疑惑，鼓励能力较差的学生动手亲自试一试，增强他们的自信心，提 高他们的积极性以及培养严谨的科学思维； 最后，在分小组实验结束 后，教师要进行课堂总结，评价小组分组实验的完成情况包括：实验 过程的合理性、各小组成员的参与度、学生的参与积极性、实验记录、 实验结果等，并指出试验过程中出现的错误。例如在教学能量的转换一课时，可以根据学生的动手能力情况给予分组，搭配好，然后让学生自由分工：一个同学操作，一个同 学协助，一个同学观察，一个同学记录并准备汇报。既分工又合作完 成此次实验。通过学生亲手做实验，能够使他们更直观的感受科学知 识的力量，在分组协作的过程中，学会与他人交往的方式，培养合作

15、 意识，提高自己的社交能力。四、规范操作流程，培养学生良好的动手习惯科学是一门严谨的课程，科学实验也更加讲究精确性和严谨性。因此在进行科学实验教学时，教师要特别注重对实验流程的规范， 实 验过程的严谨性，从而培养学生良好的动手习惯，促使他们形成正确 的科学观念，树立严谨的科学态度，能够在老师的指导下解决生活中 遇到的困难。首先，教师应当适时向学生展示实验所需要的基本仪器， 例如锥形瓶、烧杯、搅拌棒、酒精灯、温度计、石棉网、显微镜等工 具，使学生能够明白熟悉并掌握这些仪器的名称及使用方法。只有掌握这些仪器的使用方法才能在进行实验时更加得心应手。其次，实验时要十分严谨，长度该几厘米就几厘米，该多高

16、就多高，该多做几次 就几次，不能用大约或者以一次就得出结论等；（比如，不同表面摩擦力的大小，液体对不同形状的阻力大小不同等）第三，教师还要指 导学生学会实验报告的书写方式，从实验目的和实验方法开始，到最 后得出的实验结论和存在的问题， 培养学生良好的记录习惯。在这方 面，也可以激励学生做好观察记录，比如，养蚕的记录，月亮一个月 以来圆缺的记录，蝌蚪变青蛀的过程等，通过记录分析，寻找规律， 获取知识，这是非常直观有效的学习方法。最后，教师要引导学生根 据实验步骤进行实验，在教师的指导下，学生根据自己已经掌握的知 识和技能，参照实验步骤和方法完成相应的试验， 并向教师询问实验 过程中遇到的问题。只

17、有这样，才能不断提高学生的科学素养，并对 他们以后的学习生活产生积极影响。五、激励学生自备器材，提高学生学习主动性收集信息是现代人一项基本能力，在纷繁复杂的信息中学会选择 对自己有用的材料是科学探究的基础。因此，实验教学中，我们教师 千万不要“好心”地剥夺学生搜集材料的权力，而应积极鼓励和引导 学生共同参与收集准备实验材料。 在科学课的诸多实验中，都可让学 生在课前以小组的形式自己搜集、准备器材，在上课时展示。教师再 查漏补缺，把没有或不能收集、准备的器材提供给他们。我们会发现 学生准备的材料不仅齐全，而且种类也很多。例如，在教学四年级下 册降落伞时，让学生自己利用家里的材料制作降落伞，然后带

18、到 课堂上来比赛，看谁滞空的时间比较长，并让优秀者说说制作降落伞 的过程，包括如何选材料，有无进行过实验，有无请教过家长等等； 在教学摩擦力的秘密时，让学生自己准备材料来做增大或减小摩 擦力的实验，学生准备了水、油、砂纸等。学生在准备材料过程中必 须对整个实验过程了然于胸，动脑思考，思维就更活跃，探索热情更 高，一旦用自己准备的材料在实验时获得成功， 那种成就感会激发学 生探索和创新的热情。当然，在用学生准备的材料做实验时，要不断 鼓励，不断进行积极的评价，让学生引以为豪，把准备实验材料（包 括破蛋壳）作为一件高尚而有科学意义的事，从而提高学生的科学意识和科学素养。六、呵护学生的质疑和探究精神

19、，增强学生科学创造的动力肖川教授在他的名作教育的理想与与信念中说：“如果要说什么素质最为重要，那我只能说是这样的素质：批判性的思考力、创 新的能力、开拓新生活的能力、选择与合作的能力。”在他所说的人 最重要的四种素质中，排在第一位的是“批判性的思考力”也就是人 的质疑精神。他还说：“用心呵护和极力弘扬批判性的思考力是教育 情境中的灵魂。”可见，培养学生的质疑精神是一件极有意义的事情。 因质疑而努力去探究，这是十分可贵的。它往往引发更多更深刻的思 考，更富有创造精神。它是科学不断发展的不竭动力。（蚕吐的丝有的为什么是黄色的？是品种的原因还是吃的原因？）【案例】世界上真的有两片相同的叶子吗？书本上的内容，直接告诉学生，但是学生不相信这样的结论，学 生提出来要找许许多多的叶子来验证！ 老师满足了学生的愿望，跟孩 子们一起研究这个问题，最后真的找不到两张完全相同的叶。老师的疑惑：为了得到这个结论，花了这多时间与精力有值得 吗？这个结论的意义：这个结论是属于孩子们的真正的科学结论。这个结论所蕴含的价值远远超过知识