科学小实验有效性教学的实践与研究.doc

随着课程改革的不断纵深推进，小学科学新教材在内容编排、教学要求、教学方式等方面都有了较大的变化，主张以探究式教学模式的架构为主线，引导学生经历观察、交流、比较、重组的科学思维过程，感悟科学探究的基本方法，体验“做中学”的学习乐趣。

小学科学实验，涉及生命世界、物质世界和地球与宇宙等方面的科学知识，多以身边、生活中随处可寻的材料为实验器材，注重了实验内容的“生活化”，弱化了大量的验证性实验，主要以学生喜欢的活动方式、交流方式安排实验教学活动。这类科学实验的原理简单，易装置，易操作，易观察，人们往往称之为“小实验”。

然而，在看似简单的科学小实验教学中，却普遍存在着教学随意性大、探究活动走过场、揭示科学内涵的严密性差、学生的探究兴趣不浓等现象，致使实验教学活动低效，甚至无效，学科教学目标难以达成。本文拟从小实验教学活动低效的原因分析入手，采用问题教学法，围绕科学小实验教学的“支撑点”“疑难点”“模糊点”和“发散点”四方面设计“问题链”，强化学生的问题意识，探究小实验教学的有效性。

一、科学小实验教学活动低效的原因

从笔者所观摩过的众多科学课堂教学案例来看，影响科学小实验教学活动低效性的原因很多。就目前小学科学小实验教学活动的低效性表现来看，来自教师的原因主要有以下几个方面:

1．思想上没有引起足够的重视。由于科学小实验的原理简单，易装置，易操作，所以，很多教师认为：“这些实验，学生一看就懂”，在教学中以自己的演示为主，简单操作一下就可以了，根本不重视学生科学思维能力的培养。有甚者，还照本讲读实验。

2．对教材的解读不够深刻。小学科学新教材的内容多以图片、表格、文本框等形式呈现，文本框作为新教材的一种崭新形式，往往通过“儿童”之间的对话来表现科学思维过程和科学内涵，体现了教与学的双层设计，是课本中的“儿童”与现实中的“儿童”的一种经验对接。很多教师只重视小实验的操作步骤，忽视学生的科学思维过程，以及小实验与教学内容的前后联系与衔接。

3．教学活动的组织不够严密。科学小实验易操作，易观察，单纯的实验操作一般在2—3分钟内就可完成。因此，很多教师的教学语言随意性大，课堂提问指向不明，或组织简单、重复的动手实践活动，探究也就无从谈起，学生更无兴趣可言。

二、强化学生的问题意识，探究科学小实验教学的有效性

问题教学法，是一种以问题为纽带，以知识的形成、发展和学生的思维形成过程为主线，师生合作互动为基本形式的教学方法。其关键在于强化学生的问题意识，科学、合理地设计问题链，引导学生不断深入地分析、研究问题。

小学科学的小实验教学，不仅可以让学生直观、生动地学习科学知识，而且在对科学知识的传授、理解、深化、转化等方面起着重要的作用，有利于学生形成系统、科学的知识体系。因此，在教学中，教师应该强化学生的问题意识，积极引导学生共同创设“问题链”，让学生充分经历观察、交流、比较、重组的科学思维的全过程，享受“做中学”的成功感和喜悦感，切实提高学生参与实验活动的有效性。

1．以刺激性问题开始，在知识传授的支撑点上设计问题链

小学科学新教材采用单元结构的形式，将相关内容以综合主题的形式有机地加以整合，形成一个个教学单元。因此，一个教学单元往往有一个主题实验，其设计思想将贯穿整个单元的学习活动。

好奇心，是推动人们主动求知，进行积极思维活动的催化剂。在单元学习开始之际，以刺激性问题充当“开场白”，能很容易地激起学生的好奇心，使学生对主题实验的方案设计、方法选择、科学思维等产生浓厚的兴趣，将会促进单元学习中各项探究活动的顺利开展。

如教学四年级《物体在水中的沉与浮》单元的主题实验“沉浮现象”时，可先安排“猜一猜，看谁猜对的多？”这样一个带有竞争性的“刺激性问题”，让学生做实验之前根据自己的生活经验先“猜一猜”，然后再“做一做”“说一说”，使学生初步了解沉浮现象。然后安排一个带有挑战性的“刺激性问题”──“改变玻璃瓶在水中的沉浮”，让学生通过往玻璃瓶中灌沙子，使玻璃瓶分别能悬浮在水中和沉在水底。学生顿时情绪高涨，参与实验活动的强烈愿望喜形于色。在学生对“物体在水中的沉浮可能与什么因素有关”这个问题进行推想后，再安排一个带有矛盾性的“刺激性问题”──“比装满沙子的玻璃瓶还重的大木块在水中是沉还是浮？”这样的整体安排，有结构，有层次，既让学生弄清了什么是沉浮现象，还对物体在水中沉浮条件的科学内涵有所了解，并在自己已有的经验与新知识的矛盾冲突中产生浓厚的探究兴趣，为本单元后面学习“改变马铃薯的沉浮”“改变橡皮泥的沉浮”“我们的潜水艇”等做好了有效地铺垫，使学生在潜移默化中体会科学探究的过程、方法与途径。

又如教学六年级《形状与结构》单元的主题实验《纸张的抵抗弯曲实验》时，教师应注重引导学生学会对比实验的变量控制，在“搭纸桥”的过程中，抛出刺激性问题“小小桥，大学问──影响纸张抵抗弯曲能力的因素可能有哪些？”，让学生结合生活经验进行充分讨论，并通过列表的形式，较系统地列举出由“桥墩的坚固”“桥墩的间距”“桥墩与桥面的结合度”“桥面的材料”“桥面的形状”“桥面的宽度”“桥面的厚度”等诸多因素形成的“问题链”，继而在收缩“问题链”，提出问题“桥面的宽度、厚度是否会影响纸桥抵抗弯曲的能力？”，再让学生设计变量控制的方案。这样的问题链设计，体现了单元学习的系统性思想，为后面学习“改变材料的形状”“搭拱桥”做了充分的铺垫，使学生在对比实验中保持了浓厚的兴趣，乐于探究。

在单元学习之初，结合主题实验，以刺激性问题开始，安排有层次、有结构的实验活动，并由此形成“问题链”，不仅可以激发学生的学习兴趣，而且有利于学生对学科知识体系进行有机、系统地架构，形成良好的科学思维品质。

2．以联想性问题着手，在知识理解的模糊点上设计问题链

“问题意识，是思维的起点，也是思维的动力。”在教学实践中，学生往往会忽视科学小实验的目的，一味关注实验的操作，所形成的知识结构常常模糊不清。教学中，教师应善于将小实验活动与学生的生活经验、情感体验需要以及其它学科知识进行有机地联想，提出系列问题，在分析、解决问题的过程中促进学生对学科知识的理解，养成严谨治学的科学思维品质。

如教学《我们来造环形山》时，学生往往对教材中两个模拟实验的安排，其缘由感到模糊。教师教学时可在学生欣赏了月球表面的相关图片后，引导学生提出问题“环形山形成的原因”，进而提出“与环形山相比，地球上有哪些相似的景观？”这样一个联想性问题，引导学生从比较空洞的推测牵引到现实、有依据的合理假设，并通过学生对地球上火山、陨石景观的图片欣赏后提出了两大“学说”的假设。这时，教师再提供果盘、沙子、注射器、水、大小石子、手电筒等开放性器材，让学生以小组活动的形式自主设计“火山爆发”和“陨石撞击”两个模拟实验。这样，不仅让学生对“环形山形成的原因”就有了清晰的理解，也会在模拟实验的对比观察中进一步深化对“环形山特征”的认识。更重要的是，培养了学生良好的问题意识，“为什么做实验？”，“所做的实验解决了什么问题”，学生这样的自我提问、自我反思的能力得到了明显增强。

再如教学《搭拱桥》中的“搭一个瓜皮拱”小实验时，学生对“切口的方向”弄不清楚。教学中老师可先让学生在纸上画示意图，再分组做实验进行比较。学生会发现：有的切法，难以搭好拱。这时，教师引导学生提出问题“瓜皮拱的切口方向是否与拱形和圆的知识相关呢？”，由此让学生自然地联想到刚刚学过的数学知识。接下来，在“如何找瓜皮拱的中心”的活动中，学生主动探究的兴趣得到了激发。

以联想性问题适时、主动地揭示学生在学科知识理解上的模糊点，不仅可以加深学生对学科知识的理解，而且可以强化学生的问题意识，培养学生严谨治学、思维迁移、自我反思等良好的科学思维品质，更强化了学生对学科知识的综合运用，提高学生解决实际问题的能力。

3．以价值性问题突破，在知识深化的疑难点上设计问题链

小学科学教材涉及了生命世界、物质世界和地球与宇宙等方面的科学知识。在教学实践中，学生常常对一些抽象、繁复的科学概念难以理解、深化。传统的验证性实验教学以“掌握原理—熟悉过程—熟练操作—填写报告”四个环节开展活动，突出学生操作技能的培养，而小学科学新课程理念主张“为问题而行动”，以“面临问题—设计方案—验证猜想”三环节的方式进行教学活动，主张积极引导学生自主设计方案、合作交流探讨、演绎验证结论。

创设有价值的问题情境，激发探究兴趣，是培养学生乐学好问、勤思善问的重要方法。小学科学新教材中科学小实验的设计思想和教学内容的“连接点”，往往是贴近学生的“最近发展区”。因此，只有认真研读小实验的设计思想，大胆对实验活动进行改进、重组，以突出重点，上挂下连，层层推进，把最能引起学生质疑的事实材料充分地展现出来，才能有机地激发学生的探究兴趣，有效地引导学生主动发现、解决问题，有利于学生形成科学、系统的学科知识体系。

如教学《空气的认识》时，在“捉空气”的活动中，学生用塑料袋兜空气、扎紧的塑料袋鼓起来等方式“捉住”了空气，但此时学生对空气的存在、无色无味等性质的认识，还基于经验、浮于表面。这时，老师再提出“怎么样证明塑料袋里面的确装有东西？”“怎样解决什么效果也看不到的问题？”“怎么样才能拿到袋子中的空气？”等价值性问题，引发学生做进一步的思考，并自行设计实验进行验证。在“把鼓起的塑料袋扎个孔，放在耳边挤、放在水中挤……”等活动中，学生听到了耳边的丝丝声音、看到了水中的气泡……在真实、有价值的探究活动中，学生的多种感官参与，“做中学”的乐趣和成功感，洋溢在孩子们的脸上。同时，由于学生经历了自主设计实验、有效选择方法、显性化实验效果的全过程，对空气的存在、无色、能占据空间、会流动等方面的性质就有了生动、直观的认识。

又如教学《斜面的作用》时，学生在沿斜面提升重物的分组活动中，通过数据的分析，发现“使用斜面会省力”。此时，教师再抛出一个更有深层次价值的问题“同样的重物，沿斜面提升重物的力为何大小不同呢？”，让学生观察、重做。在学生讨论、分析出“没沿斜面方向拉”“拉的速度有快慢”“读数不准确”等问题原因后，教师适时进行实验规范操作及误差处理的指导，引导学生调整实验方案，并通过对问题原因的再次分析后，发现“拉力的大小与斜面的坡度有关”，从而主动、乐意地设计不同坡度的斜面省力情况比较实验。整个探索过程充满着疑问和乐趣，学生的合作意识与交往能力得到了充分地培养。

如教学《摆的研究》时，在1-2次枯燥又繁琐的测量中，让学生说说实验的感受，学生普遍会觉得厌烦，甚至会出现眼疲劳。老师再引导学生把摆线的长度、摆的角度、摆锤的重量等实验相关因素整合起来，自主设计实验方案，要求能形象、直观地展示实验结论。学生通过讨论后，建议：用2个等重的小球及1个较重的小球作为摆锤，均用等长细线穿好，同时挂在支架的等距点上。如研究摆重对摆的快慢影响时，可用两个不等重的小球在偏角相等处同时释放；如研究摆线的角度对摆的快慢影响时，可用两个等重小球在偏角不等时同时释放；如研究摆线的长度对摆的快慢影响时，可调节两个等重小球的挂线长度。这样，整个实验活动可以同时进行，又便于比较，学生在观察、记录中更会对自己能改进实验方案感到自豪和喜悦，从而形成尊重事实、善于质疑的科学态度。

4．以开放性问题提示，在知识转化的发散点上设计问题链

长期以来，由于教师的教法单一、呆板，只重视实验结果的呈现，学生往往形成相对固化、脆弱的知识体系，严重地影响学生的后续学习。因此，教师应在教学活动中适时、适度地安排一些开放性问题，引导学生进行思维迁移和发散的训练，多角度、多方位地分析、解决问题，从而促进学科知识的有机转化和有效整合。

小学科学新教材在实验内容的选定方面注重联系生产与生活的实际，突出科学知识在日常生活中的应用。因此，教师在教学实践中要多从生活、身边的环境中挖掘素材，进行一些创造性的活动拓展设计。

如教学《改变马铃薯的沉浮》时，教师有意将漂浮在盐水中的马铃薯等实验器材不带走，静置一段时间后，学生会惊讶地发现马铃薯又沉下去。围绕“马铃薯为什么又沉下去了呢？”的问题，让学生再次提出猜想、设计方案，并验证解释。整个探索过程充满着意外、疑问和困惑，学生将饶有兴趣地在课后进行探索研究，独立操作、独立思考的能力会不断得到提高。

苏霍姆林斯基说：“在人的心灵深处，有一个根深蒂固的需要，希望自己是一个发现者、研究者、探索者。”因此，教师应该在科学小实验的教学中强化学生的问题意识，“把问题作为教学的出发点”，并“让问题处于学生思维的最近发展区”，以激发学生的探究欲望和热情，引导学生“带着问题做实验”“在实验中发现问题”，切实培养学生良好的科学思维品质，切实提高科学小实验教学的有效性。