有效提高小学生科学实验能力的教学方法

《全日制义务教育小学科学课程标准（修改稿）2022年版》指出：“小学科学课程是一门以培养学生科学素养为宗旨的义务教育阶段的核心课程。”而科学实验能力是形成科学素养的重要环节，在小学科学课程中实验教学的重点是教会学生学会探究，学会辨别什么是科学，什么不是科学，以及养成勇于创新的科学态度，进而提高学生实验能力。首先，小学生科学实验能力并不是仅仅指一项科学实验技能，它是由实验观察能力、操作能力、分析处理数据能力和实验设计能力组成的一种综合能力，这几种能力相辅相成，缺一不可。所以提高小学生的实验能力并不是只提高一种能力，它需要多种能力均衡的发展。小学生对科学实验都具有热情、兴趣等特征。其次，学生对待科学学习的态度以及良好的知识能力和思维能力等都是能提高小学生提高科学实验能力击破点。在教学方法上依据小学生的学习特征运用多样化的指导和教学方法从具体的环节逐步入手，利用小学生对科学学习的热情，激发学生对科学实验进行探究、分析、讨论，从而鼓励学生克服在实验过程中遇到的种种困难，帮助他们逐渐建立自己解决问题的能力，在学生整体科学素质上提高其实验能力。然而，小学生科学实验能力的教学方法也要以培养学生实验基本功为出发点。实验基本功是学生科学实验能力的出发点和落脚点。根据学生实验操作的基本能力开展实验教学不仅密切配合科学课程的教学，而且势必对学生科学实验能力起到帮助和促进作用。一、注重实验观察的指导激发学生的观察兴趣小学科学主要是以探究式学习为主的课程，所以观察实验对小学生学习科学课程具有重要的辅助性作用，并且要对问题对象进行实验操作一定离不开观察。小学生的观察能力并不等同于成年人，但是求知好奇却是小学生独有的特点。依据此特点，需要教师在科学课堂教学中能够极创造或使用生动的、新颖的，具有鲜明特点的感知物来吸引学生的注意力，这种求知好奇的兴趣往往会成为学生主动探究学习的激发点，甚至会在学生探究学习的过程中留下终生难忘的印象，激发他们潜在的探究科学问题的能力。培养良好的观察习惯活泼好动是小学生年龄阶段的特性，科学课堂也可以说是学生“集体活动”的课堂，它本身不像语文数学课堂那样严肃。正是因为科学课具有活动性的特点，从而导致许多小学生在观察的过程中很难集中注意力去细致地观察某一个对象。其他小朋友发出的声音或者一个小动作就可能学生转移注意力，使其他学生的注意力根本不在实验观察对象上，所以观察内容总是模棱两可，并不完整的。比如在小学科学《材料在水中的沉浮》一课中，有的实验小组实验成功，大家都激动得拍手大叫，转移了其他正在进行实验的学生的注意力。针对此现象，教师应该不断地提醒和鼓励学生不要被外界所打扰，坚持做好自己手中的实验。科学实验的另一种情况也是在课堂中常见的。当学生看到空的小盒子没有沉入水中获得实验成功，但是他们并没有观察或者思考为何空盒子没有下沉的原因。针对此现象，教师应该在实验前向学生说明实验观察的目的以及让学生了解观察在实验中的重要性。也可以利用奖励机制，将进行实验的素材奖励给实验观察情况较好的学生或者小组，以便激励其他人在实验中进行仔细观察，更好地完成实验观察的任务。另外，也可以设立小组长管理，让组长去监督，督促其他成员，这种方法也会取得事半功倍的效果。变化记录观察内容的形式在记录观察内容方面大多数学生是被动的，老师让记什么学生就记什么或者有一部分学生出于某种原因不愿意去动笔甚至抵抗去记录实验结果。另一种现象就是每个同学都有记录单，但并不能即时地将观察结果记录下来。在课堂的观察记录中多数是以文字或数字进行记录，针对以上的情况，我们可以用简单的图画或符号来代替文字和数字。这样不但改变了老套的记录方式，同时也给学生带来新鲜感和快乐，图画和符号的使用也让实验记录过程减少了写字的烦琐和形式的枯燥无趣，让学生用自己喜欢的记录方式主动积极地将观察结果记录下来。二、培养独立实验的能力能够具有创新性思维创新性的思维能力是在获取知识的过程中发展的，它的形成过程是漫长的，循环往复的，并不是一蹴而就的。其次，学生知识与经验的积累是形成其思维能力的前提。但以小学生的年龄阶段而言，他们创造性的思维能力还是处于较低水平，很难运用已有知识的框架带有创造性地去设计实验。即使小学生会出现创新性的想法，但在科学实验过程中也容易一闪而过，很快遗忘。在实验过程中，学生通常在分组讨论或自由议论时都会提出好的见解，但是当教师让他在全班再说一遍时，学生却不会说或者改变了以前的说法。这是在教师授课中经常碰到的情况。因此，在教学过程中教师应将学生的年龄特点与其思维能力相结合，去激发他们的创新性思维。对学生初步形成的创新性思维要及时地对其进行巩固、反复和运用，对其不断地强化，使这种思维结构在学生头脑中更加清晰和条理化，形成一种固有的能力，進而再进行设计实验的训练。这就要求教师要在教学中应该多加注重对学生进行强化性的训练。能够独立地设计实验能够让学生独立地做实验是小学科学实验的最终目的。首先，科学实验一定包括设计实验方法、选择实验器材、安排实验步骤、分析实验数据信息以及解决实验问题等等。与此同时，也包括观察、制作、记录等这些简单的步骤。小学生能够熟练地、完整地做好一项实验，并不是简简单单地通过某一个实验就能够全面掌握的。它需要让学生围绕什么是实验、怎么做实验、有哪些实验方法等等几个问题来了解科学实验。达尔文曾说：“最有价值的知识是关于方法的知识。因此，教师应将训练学生如何设计实验和对不同实验应运用哪些方法贯穿于科学课堂教学的始终，在每次科学实验中针对某一方面或大多数学生会在实验中容易出现的问题、易错点进行反复的探究型训练。其次，教师要积极参与到学生设计实验过程和讨论中，及时纠正学生实验操作的错误，因材施教，使实验教学的目的得到真正的落实。不但要让学生学到设计实验时的思想和方法，而且要让学生学会如何选择适当的实验仪器。这样循环往复，日积月累，学生的实验设计思想和方法有了一定的基础，对于以后独立地设计科学实验，将是宝贵的经验财富。能够独立分析解决问题三、形成严谨的科学态度即时记录实验数据在实验学科中，数据起着至关重要的作用，记录实验数据是实验的重要环节，它也是实验结果评价的依据。但由于学生没有严谨的科学态度和良好的实验习惯，小学科学实验记录实验数据这一环节往往会被忽略。其实可以通过记录实验数据来让学生形成好的实验习惯。在这方面，教师要用实验案例让学生意识到实验数据在实验中的重要性。客观真实是实验记录的灵魂，一定要要求学生实事求是地根据实验数据即时地、正确地记录在实验报告单中，有什么就写什么，怎么做的就怎么写。若实验数据有错误时，应让学生养成保留错误的依据，并对其进行分析。通过具体案例让学生明白实验数据是解释实验对象1发生变化的重要依据。分析实验数据分析实验数据，也是科学实验活动的重要环节。数据分析在科学实验教学中有助于学生寻找规律得出实验结论，也为实验结果提供了重要的实验依据。分析实验数据可以使实验结果变得更具说服力，更真实、更准确。学生在实验中往往会出现误差或错误，对错误的分析不具有科学性，通常会得出五花八门的结论导致实验失去了其真实性。因此，教师需要有意识地引导学生对实验数据的辨别。就分析的内容来看，可以是数据分析过程中具体方法的选择，也可以是整个数据分析的过程，辨别这些数据是否是有效的，是否可以排除。其次，是要留给学生们足够的分析时间和机会，多组织学生进行交流，互相探讨他们的见解等。教师可以通过提问的方式了解学生们分析的情况，及时检查并加以指导。善于表达与交流学生是否善于表达与交流，也是科学实验的重要环节之一。但在实际教学中很多教师往往忽略了这一环节，对表达和交流缺少应有的重视，大多数情况下是教师说学生听，这就忽略了孩子们表达与交流能力的培养。良好的表达能力取决于两大要素，一是头脑里要有“东西”；二是勤于练习和实践。在科学课堂中学生表达与交流能力，旨在让学生所思所想完整地表达出来，让学生想说，让学生会说。学生在表达与交流前，首先要对自己想要表达的东西在心里有一个完整的概述，对相关的实验内容或结论进行归纳、加工使其能够完整地说出来。作为教师，我们应鼓励每个学生说，给学生提供说的机会，让学生在课堂上畅所欲言。同时也要尊重学生，无论学生说的对或错，都应耐心地倾听。