小学科学课程里的实验与实验教学

小学科学课程里的实验与实验教学晋江市金井镇毓英中心小学一、小学科学教育改革的国际趋势提高小学科学教育的地位，重新认识小学科学教育的作用，把中小学科学教育统一起来；既注重科学教育的普及，又强调科学教育质量的提高；更新科学教学目标，提高小学生的科学素质；重视以科学教育理论指导小学科学教育改革；强调探究式科学教学，提高小学生进行科学研究的能力。二、何谓科学素质（素养）了解重要的科学事实、概念、原则和理论；把有关科学知识应用于日常生活情境中的能力；具有利用科学探究过程的能力；理解科学性质的一般原理和关于科学、技术与社会的相互作用；具有明智的对待科学的态度以及具有与科学有关的事物的兴趣。科学素养是指了解必要的科学技术知识及其对社会个人的影响，知道基本的科学方法，认识科学本质，树立科学思想，崇尚科学精神，并具备一定的运用它们处理实际问题、参与公共事务的能力。（《科学课程标准》）三、实验在这当中的地位强调儿童动手实验寻找答案，而不是由教师提供现成的答案让他们接受；所有的实验课程都以探究作为科学的过程；给儿童提供机会理解学科的结构；所有的实验课程都有助于儿童拓宽对环境的理解期望通过科学教育改革儿童的行为。四、几个概念的厘清观察与实验：观察≠实验，观察：借助于人的各种感觉器官（视觉、触觉、味觉、听觉、嗅觉）对周围环境有意识的感知，我们称之为观察。科学观察：科学观察是有目的、有计划的一种研究方法。是通过人的感觉器官或借助科学仪器对自然发生的现象或变化进行考察、记录和分析从而解决一个科学问题或验证一个科学假说，是有理论指导的观察。实验：根据科学研究的目的，尽可能地排除外界的影响，突出主要因素并利用一些专门的仪器设备，而人为地变革、控制或模拟研究对象，使某一些事物（或过程）发生或再现，从而去认识自然现象、自然性质、自然规律的过程。通常进行实验时要先辨认变量并做适当的控制，作好操作性定义，收集及解释数据，必要时修正被试验过的假设。实验与探究：实验≠探究。科学过程技能就是在科学探究中必须具备的一些最基本的思维方法和操作技能。美国科学进步协会科学教育委员将过程技能分为初级过程技能和综合过程技能，8个初级过程技能为：观察、分类、测量、传达、预测、认识空间—时间联系、应用数字、推理，5个综合过程技能为：形成假设、控制变量、解释数据、下操作定义、实验。美国国家科学课程标准中涉及科学与工程实践的内容：提出疑问，定义问题；构建并使用模型；计划并进行调查；分析并解释数据；运用数学和计算思维；建立解释，设计解决方案；用事实进行论证；获取、评估并交流信息。试验与实验：试验≠实验（举例小苏打）思考：这是实验吗？这不是严格意义上的“实验”，而是“试验”。“实验”是用来检验某种新的假说、假设、原理、理论或者验证某种已经存在着的假说、假设、原理、理论而进行的明确、具体、可操作、有数据、有算法、有责任的技术操作行为。“试验”指的是在未知事物，或对别人已知的某种事物而在自己未知的时候，为了了解它的性能或者结果而进行的试探性操作。演示实验与分组实验：按照实验中的主体地位分为教师（演示）实验和学生（分组）实验，教师演示实验教师示范，特点：直观.规范.清晰，学生分组实验学生动手，特点：亲历.主动.生成验证性实验与探究性实验：验证实验已知结论（现象）重演、再现。探究实验未知结论，设计实验进行探索。对比实验与模拟实验：模拟实验的时候，一定要把握模拟者与被模拟者的关联点，也即两者的相似程度，相似程度、关联程度越高，则模拟实验的结论越容易被实际情况所接受。要将模型置于与原型相似的条件下进行实验；要讲清楚模型与原型上存在的异同；要将模拟实验的结果外推到原型中；要通过模拟找出原型的规律性。对比实验一定要注意控制变量。变量：在科学实验中数据会随外界环境变化而变化的一种量。自变量（操作变量）：实验者可以自由操作的变量，即实验者有主动权任意改变这个变量的数值。应变量：随着自变量改变而改变的一种变量。它的变化只是对自变量变化的一种反应。它没有改变的主动权。控制变量：我们要使应变量的改变完全是因为自变量的改变造成的，我们就要把其他影响应变量的变量“控制”起来，保持不变。这些变量就称为控制变量。实验教学的注意点加强实验目的性的认识，提高实验探究针对性在实验前，让学生明白我们为什么要做这个实验?做这个实验是为了证明什么问题?实验中可能会出现什么结果?怎样才能让实验更准确?怎样才能让我们看得更加清楚现象?感悟：做科学实验很有趣但却是一件非常严肃的事，来不得半点马虎，我们的实验活动是有目的有计划的，是一项严谨的科学研究活动。提供有结构的材料，提高实验的实效性材料的种类和组合以及交给孩子们的次序就是材料的结构。所谓结构严密指的就是各个材料之间、材料与教学内容和教学目标之间具有紧密的联系。因此，具有这种功能的材料叫具有严密结构的材料，简称有结构的材料。感悟：结构性的材料暗示着一节课的研究主题，主导着学生的研究方向，引领着孩子们的探究过程，材料的出示直接影响到科学探究的深入程度，所以教师在进行教学设计时，第一需要准备的就是备结构性的材料，如果材料准备得当了，一节课的教学设计也就成功一大半了。精心的设计实验方案，确保实验的有序性实验设计本身要科学，实验的过程要科学，从实验到结论要符合推理的逻辑，实验的科学性还表现在可重复性。感悟：动手之前先动脑，真正的探究不仅仅是发生在手指上的探究，而是在脑海里的探究。科学实验课上要有理性的思维的参与，而不仅仅是在指令或是程序下的动手操作。提供充足的实验时间，保证有效科学探究感悟：能让学生说的，教师决不说，学生能观察到的，教师决不提示，学生能自己得出的，教师决不告诉。当学生他们的发现没有矛盾时，教师要挑起他们之间的矛盾，让孩子们去争辩，去发现。而当有了矛盾之后，教师又要选择适当的策略去化解矛盾，如采用继续探究或发现错误的方法，而自己万不能做矛盾的权威的终裁者。小组成员分工合作，充分调动探究积极性成员分工：实验员、材料员、记录员、记时员、汇报员、监督员等，定时轮换。感悟：真正的小组合作更强调学生主动的、积极地参与，每个组员都要承担各自的角色，每个人都应充分发挥自己的个体作用。只有当每个成员都积极地发挥个体作用时，集体的力量才得以充分地显现出来，合作此时也就成了一种分享，分享合作的乐趣，分享发现的成功。6、加强实验的研讨交流，挖掘实验的思维深度交流=表达+倾听与评价+评价之评价。A方有意念，企图把某一概念、想法告知B方。希望在B方的心中也能形成和自己心中相同的概念、想法。我们把这种“概念、想法”，称为“思想图像”。“交流”就是企图把这“思想图像”植入对方心中。根据每一个学生实验的参与程度、实验操作过程、实验中的表现、实验记录情况、能否有自己的见解、是否还能提出其他问题等内容进行评价。教师可制定量化的评价表，也可用定性的语言作出评价。同时在学生中进行自评和互评，使评价成为学生学会实践、反思、发现自我、欣赏别人的过程。评价的几种方式：心情曲线、个人贡献力量比例图、星级评价表、奖章评价、坐标评价等。小学科学实验教学遇见的其它问题问题一：教材容量大的问题问题二：实验材料准备时间问题问题三：学生的教学常规问题问题四：后10%学生的参与问题问题五：实验材料的干扰问题问题六：实验数据的利用问题问题七：实验教学的延伸问题问题八：科学教师的实验素养问题实验创新实验器材的创新实验教室的创新实验教学的设计理念实验课程的创新无论是实验设计或是实验教学设计都必须遵循的原则：1.科学性原则：实验目的要明确，实验原理要正确，实验材料和实验手段的选择要恰当，整个设计思