落实以生为本，优化科学实验

秀洲区高照小学 沈利彬

【摘  要】  三年级的学生，因为第一次接触科学课，更因为很多东西可以自己去玩，然后得出和书上一样的结论，所以非常喜欢科学课。可慢慢地，随着教材内容和教学评价的单一，学生对学习科学的兴趣骤减。究其原因，很大一部分原因是教师对于实验课没有自己的思考，只是简单的按教材内容进行教学，有些兼职教师甚至只是让学生背下最后的实验结论。目前的科学课评价方式仅通过知识点来进行检测，导致部分老师省略掉实验的过程，直接让学生记住知识点，短期还看，还看不出什么问题，但对学生以后的发展是极其不利的。因此，小学的科学课要重视实验课的效率，通过优化科学实验，让学生爱上科学课，促进学生科学素养的提高。

【关键词】  科学实验  实验材料  实验过程  实验结论

《科学课程标准》（实验稿）明确指出：“科学是一门以实验为基础的综合学科，全面提高每一个学生的科学素养是科学课程的核心理念。”实验在培养学生能力、提高学生素质方面具有其它任何手段不可替代的作用。科学新课程充分发挥实验在教学过程中的作用，强调培养学生的科学探究能力和对科学探究的理解，增加了大量的学生实验，调整了部分演示实验。那么，在新课程背景下如何优化科学实验教学，成为了我们科学教师必须面对和思考的课题。

一、优化实验材料，让学生爱上科学课

实验材料是学生解决科学问题、获得科学知识、提高探究能力的基本载体，是学生感受科学与生活的联系、体验科学价值的重要资源。在教学中，如果选择不同的实验材料，学生经历的探究过程就截然不同。而合理选择实验材料，对学生理解科学知识、形成科学探究能力有着积极的影响。

（一）发挥教师的智慧，自制教具更顺手

新课程标准明确提出科学教学要以科学探究为核心的指导思想，而科学探究离不开实验教学，实验教学又离不开教具学具的使用。作为一线科学教师，在平时的教学中，教具学具的短缺成为实现探究实验教学的瓶颈，就会出现巧妇难为无米之炊的尴尬场面。自制教具作为学校实验仪器的强有力补充，可以使实验内容更加丰富多彩、实验方法更加灵活多样，有利于激发学生的兴趣，提高观察实验和操作等实践能力，有利于更好地培养学生的科学素养。比如我在上六下第三单元《在星空中（一）》中有个“建一个星座模型”的活动，教材中是这样设计的：用正方形纸板模拟天空，在上面打7个小孔，分别悬挂7颗的橡皮泥小球模拟星星，然后用投影从侧面照射小球，看其在屏幕上的影子，从而得到北斗七星的图像。因此，我学习了网上桐乡市崇德小学陈梅娟老师的做法，用小灯泡制作了“北斗七星”，学生很喜欢，也很容易理解空间概念。（有关自制教具更多案例，需要的老师可以访问“浙江省小学科学网论坛”）

（二）发挥实验材料袋作用，价不贵，意义不凡

目前的小学课里都有配套的科学实验材料袋。虽然不是很精致，价值也不高，但这些材料却是天天陪伴学生的，因此意义不凡。实验材料袋里的有些材料是生活在城市中的学生平时很难见到的。比如：小麦、蚕卵、凤仙花的种子等。有了实验材料袋，学生既可以认识这些他们平时很难见到的材料，也节省了许多的时间。当然目前的实验材料袋也存在很多问题，比如材料质量比较差，做工粗糙，材料量太少。对于实验材料袋，笔者强烈建议，为了学生的发展，请一些专家多多研究下学生的实验材料袋，让实验材料袋更完美地配合科学教材，并让实验材料袋再丰满些，或者变成实验材料箱。这个实验材料箱里面除了配本册书的必要实验材料外，还要配置些科学实验必备材料以及拓展材料。有了这样的实验材料箱，学生的课余生活将会有更多时间用在科学实验上。或许一颗小小的种子，就能激起学生对科学的兴趣，因为让学生看着种子慢慢培育出来，最后开花结果，这样的感受，不是几堂科学课所能教给学生的。

（三）开放科学实验室，让实验室不再神秘

随着新课程改革的推广实施，“科学学习要以探究为核心”、“科学课程应具有开放性”等许多先进的教学理念已经深入人心，致使我们越来越觉得科学课程是一门实践性很强的课程，要提倡师生“真刀实枪地搞科学”，教师需带领和指导学生进行大量的观察实验、动手操作等活动。这样就必然对学校实验仪器的配备、实验室设置情况提出了很高的要求。小学科学开放性实验室是指在完成正常的科学课教学任务的前提下，利用现有师资、仪器设备、环境条件等资源，面向全校小学生开放使用的实验室，旨在通过各种措施和手段吸引小学生利用课余时间到实验室进行实验、制作、发明、创造等活动，培养学生的动手操作能力和科学探究能力，从而进一步提高自身的科学素养，推进科学新课程的深入实施。如在六年级科学下册《微小世界》一单元的学习过程中，学生对微生物的研究发生了浓厚的兴趣，想在课外也去观察研究，但如果没有科学实验室的支持，没有显微镜，这只能是一种可望而不可及的空想。

二、优化实验过程，让学生爱上科学课

实验是学生最感兴趣的学习活动，学生往往对实验本身很关心，而对实验解决什么问题关心很少，对实验中发生的细微现象关心很少，实验效率很低。因此，提高实验效率，必须优化实验过程。

（一）灵活处理教材，挖掘学生最喜欢的版块

教育家刘默耕说：“要源于教材，要高于教材，要创造性地使用教材。”教材的每一课都提供了若干典型材料和解决问题的一般顺序。尽管这些材料和顺序是经过精心选择和设计的，但学生在具体探究时思维进程不一定是按这个顺序发展的，他们在解决问题时所提出的办法，有时与教材也不相符，但也很有效。但无论怎样进行教学设计，都应该看成是否符合科学启蒙教育的总体要求和年段要求；是否符合学生的认识水平和认识兴趣，是否有助于学生在探究研讨活动中发现问题和解决问题；是否有助于学生形成概念。记得在2011年全国小学科学年会上,张晓萍老师的《运动与呼吸》一课为我们提供了很好的范例。教材是让学生认识了呼吸器官之后,再认识“吸进去的是氧气,呼出来的是二氧化碳。呼吸实际上是进行气体交换”,最后的活动是测量肺活量。五年级学生已经知道运动后呼吸次数增多是因为需要更多的空气,并且知道“吸进去的气体主要是氧气,呼出来的气体主要是二氧化碳”。因此,张老师在教学中把立足点放在肺活量上,引导学生认识什么是肺活量、测量自己的肺活量,并且通过对不同数据的对比分析,发现运动与肺活量之间的关系。我觉得,这种从学生实际出发对教材进行处理的做法是很值得学习的。

（二）创设实验交流的氛围，把不一样的观点亮出来

在探究活动中，教师要亲身介入学生的探究活动，了解每一小组的探究情况。特别是那些现象和结论有异常的小组，教师在课前要了解清楚。在交流时，教师要让学生充分地发表不同的现象和看法，要弯下腰去倾听学生的声音。如果那些现象和结论有异常的小组同学不敢发言，没有拿出自己的真实结论。教师应耐心地启发他们，使他们放下胆怯和顾虑，愉快地展示自己的真实结论，说说自己的想法。同时，也要让其他的同学认真倾听，尊重这些同学的探究结果，引导同学们思考这些不同的声音，一起想一想为什么。使每一位学生在探究交流中既关注别人，又反思自己，不简单地否认自己或别人。只有营造了这种民主、和谐的课堂环境，学生们才有安全感。他们才会愿意把自己在探究过程中，发现的“不一样”告诉同学们，告诉老师，让大家来讨论。在交流讨论过程中，教师也不要过早的出示结论。要肯花时间让学生对每一个感兴趣的现象，进行深入地探讨。引导学生明白科学探究的答案有时不是唯一的，要允许学生存有己见。

（三）开展探索性实验，培养学生探究能力

新课程背景下的探索性实验则是由学生自己运用实验手段，探索未知的现象或数据，并在获得的现象或数据的基础上概括出实验结论。它让学生亲身经历实验过程对未知结论的探索，激发学生的思维状态，培养创新意识，初步形成科学态度，掌握科学方法，提高学生分析、解决问题的能力。在现有科学教材中，有许多的探索性实验。例如，在研究植物根的吸收水分的作用时，传统的教学是让学生仿照课本的图片上进行实验，取一棵完整的植物，将根部浸入水中，并在水面上加上一层食用油，做好水面记号，然后观察，一段时间以后，水面有什么变化。这样的实验只是单纯的模仿，虽然也能获得科学的结果，但是学生并不清楚为什么要这么做。那么当学生遇到其他问题的时候，他们就缺乏解决问题的创新能力。因此，我在教学本课的时候，让学生通过自己探索，以小组为单位，让学生面临“要准备一棵怎样的植物？”“如何证明水被植物吸收了？”“你怎么知道水不是蒸发了呢？”等一系列问题，自行设计、完善实验方案。通过这样的设计与实验探究，得出的结论往往在比单纯模仿效果要好得多。在科学的实验教学中，增加探索性实验的数量，减少验证性实验，在培养学生的实验能力、科学方法的形成、直觉思维能力和创新意识等方面都是可行和有效的

三、优化实验结论，让学生爱上科学课

在小学科学课的很多实验里，经常会发生学生因实验误差导致错误结论，这里教师必然面对一个困惑：应该尊重前人总结的经验和真理，还是应该尊重学生手里的实验数据？教师面对学生实验中出现的误差既不能无视，也不能直接予以否定，作为实验的组织者、指导者的教师该做怎么做呢？如何因势利导，让学生发现误差背后的东西，是更加能够体现科学精神和科学价值观的教学方式。

（一）做好实验记录，是获取实验结果的重要依据

在实验教学中要重视让学生养成做好实验记录的良好习惯，引导学生在开展实验活动后及时做好实验记录，这样才能使学生得到客观、原始的实验结论。记录可以通过文字、表格、图形等形式表达。对于一些需要长期观察的实验项目，老师可以在教室里设置实验记录角，将学生观察的现象以图画等形式在实验记录角展示，让全体同学共享实验成果。要求学生每天在实验角上把当天所观察到的现象记录下来，这样就可以激励学生进行持久的观察，在观察和比较中得出结论。

（二）正视异常结论，引导学生正确处理

其实，有很多学生也明白，在探究过程中出现异常结论是很正常的，只是不知道如何处理它们。这就需要教师的正确引导。面对异常结论，要引导学生反思。首先，应让学生仔细地梳理一下自己探究的全过程：实验的设计有没有问题？实验的过程是否严格按照设计进行？实验的材料有没有异样？实验过程中变量的控制是否到位？在反思的基础上，找到了问题的结症所在。就应该调整失误之处，再进行重复实验，看看实验的结果有否变化。如果在反思中没有找出问题，说明自己的结论是正确的，但仍应进行重复实验，强调实验结论的可验证性。在反思和重复验证的基础上，确定实验的结论没有错，或者自己找不出原因时，我们要勇敢地把自己的发现，实事求是地告诉老师和同学们。和同学们一起讨论，请同学和老师帮助自己分析原因。

（三）尝试失败实验，让学生记忆更加深刻

在实验教学中，教师往往特别关注学生实验操作的规范性。然而学生对实验的失败之处往往记忆更加深刻。因此教师在指导学生规范实验后,适当地引导学生尝试失败的实验,然后与成功的实验进行对照总结,对于学生巩固所学知识,更好地提高实验能力是很有帮助的。在教学《植物的一生》这个单元，要求学生种植并观察凤仙花的一生。如果教师没有一定的种植经验，没有经常指导学生，学生有时还由于客观原因的限制，就很难种成功。为了能让这个活动顺利地进行，我让学生自主组成小组，然后具体分工落实各项观察、种植工作，并且定期检查指导，学生碰到问题可随时找我解决。即便是这样，还有不少学生失败，我及时地帮他们找原因，查资料，找学校的花匠请教，然后鼓励学生重新种植，一次次地鼓励，一次次地重新尝试，学生们亲手种植凤仙花终于成功了！在这漫长的等待中，学生体会到失败的苦涩，也体会到成功的喜悦，即使是失败，但他们也学到了许多知识，感悟了一些道理，提高了自身能力，你能说这是一次失败吗？所以我们要正视学生实验的失败，重视学生的情感体验，培养学生持之以恒的科学精神。

上好实验课,对于培养学生的科学志趣及学科学,用科学的能力以及自然观、科学态度的教育,有着十分重要的意义。教师应用好实验材料,激发学生的兴趣,对实验的过程要加强指导,并培养学生良好的习惯,从而真正发挥实验的效应,凸现科学课的教学功能。所以，上好实验课，对于培养学生的科学志趣及学科学、用科学的能力以及自然观、科学态度的教育，有着十分重要的意义。

【参考文献】

[1]教育部基础教育司.全日制义务教育科学课程标准[M].北京师范大学出版社2001.

[2] 教育部基础教育司．全日制义务教育科学（3-6年级）课程标准解读［M］．上海：华东师范大学出版社,2002年． 

[3] 韩桂英．科学探究活动中材料的有效应用[J]．科学课,2008(5)．

[4] 喻伯军主编.《从小亲近科学与人文》[M]. 宁波出版. 2002年9月.