提高小學科學實驗教學有效性策略研究

1、提高小學科學實驗教學有效性地策略研究科學課是一門以實驗為基礎(chǔ)地學科, 實驗是學生獲取知識、進行知識創(chuàng)新地重要手段, 是培養(yǎng)學生地科學興趣、科學態(tài)度、提高學生科學能力地重要途徑.因此 , 在新課程實施中就不能不重視實驗在提高學生科學素養(yǎng)中應有地作用. 科學實驗教學如此重要. 但是 , 在大部分農(nóng)村小學科學教學中, 要么沒有實驗, 要么就是教師讓自己地演示實驗貫穿于課堂教學地始終, 對學生創(chuàng)新思維和創(chuàng)造能力地培養(yǎng)極為不利.一 、實驗教學低效性地具體表現(xiàn)（一）學生在實驗活動中思維匱乏或具淺表性學生地科學實驗還只是停留在兒童嬉戲活動地層次, 把一個個實驗當作體育課里地游戲, “圖”個熱鬧 , 并沒有把

2、自己當作“小科學家”來研究問題 . 雖然學生在活動中情感、態(tài)度得到了陶冶, 但是熱鬧有余、思維不足 , 科學實驗地更重要地任務(wù)建構(gòu)知識層面缺失, 只停留在感性認識地基礎(chǔ)上, 對后續(xù)地學習存在著很大地隱患.（二）實驗活動中學生參與率低下, 缺少合作在實驗活動過程中, 以小組合作形式是活動地主要形式, 在小組討論中, 有些學生莫不做聲, 只顧自己做事, 毫不理會老師和同學是怎樣去研究地, 并沒有參與到活動中來, 覺得自己是“觀眾”；也有些學生把實驗儀器牢牢地控制在自己手里 , 把這份探究地權(quán)利留給自己, 并沒有合作地意識, 這大大影響著實驗地開展.（三）實驗活動操作不規(guī)范, 處于無序自由狀態(tài)新課開

3、始 , 學生往往能堅持一段時間, 但是總不能堅持很久, 他們總想自己操作 , 總認為實驗很簡單, 無需老師講得那么清楚, 堅信自己能順利完成實驗. 隨即帶來地自由探究帶來混亂地狀態(tài), 學生地學習處于一種發(fā)揮性、無序性 , 對科學地真理現(xiàn)象蠻不在乎, 遠離了教材地意圖, 陷入了“玩玩”地狀態(tài) .除上述三點外, 實驗教學低效性地表現(xiàn)還有很多方面, 例如 , 在科學課中, 學生地自我約束能力很差, 學習態(tài)度不穩(wěn)定, 總憑著一時地興趣進行學習. 這樣地現(xiàn)狀直接影響著學生對科學知識地積累、科學能力地培養(yǎng), 好多學生地心理活動基本上處于被動狀態(tài), 探究問題地興趣和動手創(chuàng)造能力更是不能充分發(fā)揮, 那么怎樣在

4、科學實驗課中, 變教師地主動為學生地主動, 怎樣提高學生探究活動地有效性是一個值得深思和探討地課題.二、實驗教學有效性地實施策略經(jīng)過教研組兩年多地科學課堂教學實踐, 我們努力從以下幾個方面去實踐,收到了較好地教學效果, 現(xiàn)與大家共同探討：（一）落實科學課常規(guī)規(guī)范學生課堂行為蕭山區(qū)教育局教研室何樹德老師在新教師地成長提示中對我們年輕科學教師說過這樣地話：初為人師, 走進課堂 , 走近學生 , 如果能構(gòu)建起人性化地學習常規(guī) , 對提高學習效率、學習質(zhì)量是十分關(guān)鍵地. 實施新課程以后, 新地教學理念指引著教法和學法地變革. 教師必須把每一位學生地成長時時放在心上, 要充分發(fā)揮每位學生地學習主動性,

5、合作性、探究性. 要實現(xiàn)這樣地變革, 就勢必要構(gòu)建新地學科教學常規(guī).何樹德老師將學習常規(guī)概括如下：收集資料很重要,舉手發(fā)言要做到, 聽清任務(wù)勤思考,觀察物體需全面,實驗現(xiàn)象記得清,研究主題討論好, 小組匯報集體議,組內(nèi)活動音量低,允許匯報聲音響,全班聽到要做到, 同伴發(fā)言專心聽,如有補充要發(fā)表.只要常規(guī)落實到位, 我們地科學實驗就有了保證. 學習常規(guī)不是要學生記憶背誦條文, 而是理解后地行為守則, 學生地自覺行動. 筆者將何樹德老師關(guān)于科學課地學習常規(guī)打印出來, 把它們抄寫在實驗室黑板地左側(cè), 讓他們每次走進實驗室從頭到尾讀一遍, 讓學生明白實驗課不是體育課、也不是活動課.經(jīng)過一段時間地監(jiān)督約

6、束, 學生自然能初步遵守, 慢慢地習慣這樣地科學課堂學習 . 在分組活動時, 能控制音量, 不會認為教室是個農(nóng)貿(mào)市場；也不會把分組活動誤解為自由活動, 漫無邊際地學習. 大部分學生能認識到自己存在地問題, 只是明明知道還要再不小心中繼續(xù)違反, 大多是想動手做個究竟, 想弄個明白, 這也是人之常情, 畢竟他們還是學生！只要耐心教育, 給他們樹立合適地標桿, 經(jīng)常提醒督促 , 他們會慢慢開始遵守課堂學習常規(guī)地, 這一點我們要充分相信他們.（二）遵循實驗設(shè)計原則設(shè)計有效實驗1、實驗設(shè)計要符合小學生地認知規(guī)律實驗探究活動地一個重要功能是鍛煉培養(yǎng)學生地思維, 因此在科學實驗中必須關(guān)注學生地思維特點. “

7、小學生思維發(fā)展地基本特點是以具體形象思維為主要形式逐步過渡到以抽象邏輯思維為主要形式；但是這種抽象邏輯思維在很大地程度仍然是直接與感性經(jīng)驗想聯(lián)系地, 仍然具有很大成分地具體形象性. ”（ 朱智賢）但在不同地年齡階段又存在著差異.三、四年級學生年齡小, 注意力不容易集中, 往往憑一時地興趣來學習, 很不穩(wěn)定 , 抓不住事物主要特征. 設(shè)計實驗時要采取多種方式, 調(diào)動他們地各種感官有意識地直接觀察事物. 如： 三上第一單元中 “植物地葉”一課地實驗設(shè)計, 我向?qū)W生提供大量地可供學生觀察地有代表性地實驗材料植物地葉（楓葉掌形葉；銀杏葉扇形葉；竹葉披針形葉；雪松針形葉）, 讓學生在觀察、比較地基礎(chǔ)上,

8、 歸納總結(jié)出：大自然中同一種樹地葉具有共同地基本特征, 不同種樹地葉在形狀、大小、顏色等方面各不相同.五、六年級學生已初步具備了觀察事物地能力, 且能自己動手做一些實驗.他們對神秘地自然界充滿了好奇, 對探索自然奧秘充滿了自信. 這時教師設(shè)計實驗 , 主要是以一種引路地方式讓學生多動手, 多動腦 , 自己動手實驗獲得結(jié)論, 并自己設(shè)計實驗驗證結(jié)論. 如： 六上能量單元地電磁鐵一課 , 有一個研究電磁鐵地南北極與哪些因素有關(guān)地實驗,可以這樣設(shè)計：（ 1）發(fā)現(xiàn)問題：各組電磁鐵釘尖、釘帽地南北極各不相同.（ 2）猜測：電磁鐵地南北極可能和什么因素有關(guān)？為什么？（ 3）每個小組確定一個因素進行研究,并

9、討論研究方案.（ 4）匯報研究方案,明確操作要點.（ 5）學生按方案實踐探究,教師巡回指導.（ 6）學生上臺演示匯報交流.2、實驗設(shè)計要符合小學科學學科特點科學課具備自己地特點：1、實證意識：講求證據(jù)、實事求是；2、邏輯思維：符合邏輯地思考；3、質(zhì)疑精神：能夠提出獨特地觀點. 在科學課中, 這三者是密不可分地, 相互聯(lián)系、相互影響地, 最終將培養(yǎng)學生地理性思維. 那么 , 在設(shè)計實驗時必須從學科特點出發(fā), 設(shè)計地實驗探究活動要基于學生地認知特點, 要有利于學生進行自主探究. 如 , 研究電磁鐵地南北極與哪些因素有關(guān).我設(shè)計了如下環(huán)節(jié)：（ 1）發(fā)現(xiàn)問題：各組電磁鐵釘尖、釘帽地南北極各不相同.（

10、2）猜測：電磁鐵地南北極可能和什么因素有關(guān)？為什么？（ 3）每個小組確定一個因素進行研究,并討論研究方案.（ 4）匯報研究方案,明確操作要點.（ 5）學生按方案實踐探究,教師巡回指導.（ 6）學生上臺演示匯報交流.（ 7）小結(jié).課件出示：改變電池正負極接法或改變線圈繞線方向會改變電磁鐵地南北極 .在這個實驗設(shè)計中,學生經(jīng)歷了發(fā)現(xiàn)問題提出假設(shè)制定計劃實驗驗證交流總結(jié)地這樣一個科學探究過程,訓練了學生邏輯思維,培養(yǎng)了學生地實證意識和質(zhì)疑精神.這樣地設(shè)計和操作是有效地.3、實驗設(shè)計要聯(lián)系當?shù)氐刈匀粭l件實驗內(nèi)容、實驗對象、實驗方法等等需要是學生熟悉地, 感興趣地 , 才能保證實驗地有效性, 在設(shè)計時不

11、僅要從學生地角度考慮, 也要從學校和周邊環(huán)境去考量 , 教師要全面了解當?shù)氐刈匀毁Y源, 做到心中有數(shù), 并因地制宜地進行實驗設(shè)計這樣方可如魚得水, 運用自如. 如設(shè)計六上第四單元 “生物地多樣性”這類教學實驗時 , 要安排學生對校園里生物地種類和分布調(diào)查時間, 然后再給動植物分類, 研究人地相貌差異, 探究不同環(huán)境對生物種類和性狀地影響. 通過研究知道生物種類和差別是多種多樣地, 認識生物地多樣性與環(huán)境有密切地關(guān)系, 知道生物多樣性地意義. 最終明白生物地多樣性包括物種地多樣性、基因地多樣性和生態(tài)系統(tǒng)地多樣性.（三）指導學生整個實驗過程扶放結(jié)合有地放矢小學科學高段實驗相對于三、四年級來說較為復

12、雜, 所以對于實驗和觀測地要求也有一定程度地提高, 很多時候我們便會擬訂很多地條條框框來限定規(guī)則,以求實驗順利有效地進行, 但這種順利和有效完全降低了學生地獨立性. 如在實驗操作前給學生制定這樣地實驗分工：操作員：負責固定杯子, 用手指控制杯底地小孔.發(fā)令員：準確觀察水平面與杯子刻度, 及時發(fā)令.計時員：時刻關(guān)注時鐘, 根據(jù)發(fā)令員地發(fā)令及時記下起止時間.記錄員：將計時員測得地數(shù)據(jù)記錄在實驗記錄單中, 并統(tǒng)計出所需時間記錄在黑板上（為記錄方便, “秒”用符號表示） .這樣地實驗操作安排地確能指導學生有序快速地完成驗證過程, 但是學生在這一過程中只有動手并無動腦, 他們根本不用去思考我怎樣能更好地

13、操作. 我們要怎么分工, 誰做什么？這很重要, 探究式學習強調(diào)地是分工合作.指導學生整個實驗大致要經(jīng)歷：發(fā)現(xiàn)問題猜想與假設(shè)設(shè)計實驗、 進行驗證討論和交流提煉結(jié)論小結(jié)反思等過程 . 實驗過程中要扶放結(jié)合, 教師要著重為學生搭好實驗活動地腳手架.1、指導學生進行制訂實驗研究計劃科學（ 3-6 年級）課程標準在科學探究地具體內(nèi)容標準中指出：能提出進行探究活動地大致思路, 能對自己或小組提出地探究內(nèi)容作出書面計劃. 制訂計劃就是“事先想”, “想好了再做”. 有了問題 , 我們就得思考一下具體做哪些工作呢？如進一步明確問題、準備材料、明確方法步驟等. 為使探究活動更具目地性、計劃性, 我們把“事先想”

14、地內(nèi)容記錄下來 , 想好了才能做.如四上第一單元 “一杯水能溶解多少食鹽”一課地實驗設(shè)計, 教科書中給了一個不完整地研究計劃地范例, 以指導學生將提出地問題轉(zhuǎn)化為可操作和可進行研究地問題, 并指導他們圍繞研究地問題做好相應地準備工作. 是地 , 只有在準備好材料地前提下, 我們走進課堂才有底氣. 學生才會專注地聽老師上課, 以至于開始動腦筋, 思考問題, 積極地投入到實驗當中去, 開展研究 , 弄清真相.課堂教學片斷：師： 教科書上地研究計劃是一個范例, 并不能概括所有地計劃, 我們來制訂一份詳細地計劃好嗎？師：同學們, 我們來看這個. （教師投影出示. ）研究計劃1、 研究地問題：100毫升

15、水能溶解多少克食鹽？2、 研究地準備：100 毫升水地燒杯、1 小袋食鹽、1 只小匙、1 根筷子、1 張記錄紙、1 臺天平3、 人員分工：材料員、 操作員記錄員、 匯報員四、研究方法：1、2、3、五、實驗結(jié)論：100 毫升水在大約20 攝氏度地水溫下, 大概能溶解（）勺食鹽 , 約（ ）克.實驗記錄單食鹽 （勺）第1第2第3第4第5第6第7第8第9第10第11第12第13第14溶解地勺數(shù)請打生：莫不做聲, 靜靜地看計劃.師：明白怎樣寫計劃了嗎？我們一起來商量商量.經(jīng)過一段時間商量, 我們最終研究方法大致統(tǒng)一如下：（ 1）、一勺一勺地加, 每放一勺食鹽用尺刮一下.（2）、等一勺完全溶解后再加第2

16、 勺 , 這樣一直加到食鹽難以溶解為止.（3）、記錄完全溶解后地勺數(shù).制訂計劃不可能是一次性完成地, 還要有交流研討地活動, 這樣能很好地填補了思維地 “空白” , 也為進一步修正計劃做了必要地補充. 小組如何分工呢？筆者認為可以這樣：一名材料員、一名操作員、一名記錄員、一名匯報員. 分工合作 , 明確職責, 提高小組學習地效率. 方法如何？在這個實驗中, 一勺鹽是多少又是一個變量. 教師強調(diào)取一勺鹽為一平勺, 用尺子把高出勺子邊緣地鹽輕輕刮去,實驗前教師要做好示范, 這相當重要. 同時讓學生明白, 必須在溶解了第一勺以后再加入第二勺, 直到不能溶解為止, 并及時做好記錄.經(jīng)過這樣地系統(tǒng)操作,

17、 學生也明白制訂計劃地重要性, 每次實驗要經(jīng)歷 “事先想 , 想好了再做”地步驟 . 當然計劃地制訂也有不少地方法, 我們不能一個標準,盡量讓學生自己根據(jù)自己想研究地問題去制訂, 充分發(fā)揮他們自己地創(chuàng)造才能.有了計劃, 實驗地開展也有章可循了, 實驗地效率就大大提高了, 減少了無謂地時間 , 少走彎路, 向著有效地學習目標邁近.2、引導學生在實驗活動前猜想和假設(shè)當要研究地問題提出以后, 我們一般會讓學生猜想和假設(shè), 如果只是為了得到答案走走形式, 那探究活動地過程就會顯得毫無意義. 因為學生根本體驗不到科學家發(fā)現(xiàn)這一真理時地思維過程.例如：三下第五單元“物體在水中是沉還是浮”一課實驗設(shè)計中 ,

18、 “推測蠟燭、橡皮、回形針、胡蘿卜、鐵螺帽在水中是沉還是浮”地活動過程中 , 學生依據(jù)生活經(jīng)驗, 是能做出自認為有 “根據(jù)” 地預測地 , 教師要讓學生說說自己 “根據(jù)” . 對有地假設(shè)教師可以作指導性提問, 學生在教師指導性提問地幫助下, 形成地假設(shè) , 會是一個在學生一定思維下地假設(shè), 而不是科學性不強地揣測.所以引導學生在活動中猜想和假設(shè)也尤為必要, 學生一旦經(jīng)歷了這個過程,他們在猜想和質(zhì)疑中把問題推向高潮. 學生在教師指導下, 他們地思維從零亂變得有序條理；在開啟知識地大門時, 學生地假設(shè)也變得更有懸念, 促使自身更關(guān)注實驗地過程, 指向更明確了.3、控制實驗材料明確實驗要求進行實驗驗

19、證很多時候 , 我們課堂地實驗步驟是由教師一步一步演示, 學生按部就班地進行 , 或是簡單地操作. 在整個設(shè)計實驗、驗證地過程中, 從學生表面上看是參與了,其實質(zhì)是處于一種被動狀態(tài), 其心智活動很少地, 不利于學生發(fā)展.例如 , 四上第一單元 “高錳酸鉀溶解于水”地實驗活動中, 教材插圖向我們展示了高錳酸鉀溶解水地現(xiàn)象. 學生對這現(xiàn)象心存懷疑, 怎么會有這樣地情況呢？如果上課就借助插圖來進行教學, 這樣上上算了, 不再實驗地話勢必學生肯定把這個疑問永遠放在心里, 教學效果肯定不好. 所以課前我為每四人一小組準備了半杯水地燒杯、一個小匙、一瓶高錳酸鉀、一根玻璃棒. 講清實驗注意事項后,（如在實驗

20、前向?qū)W生說明高錳酸鉀不能直接用手取, 而應該用小匙等. ） 學生發(fā)現(xiàn)自己做出來地現(xiàn)象地確這樣, 一開始小顆粒進入水時就立刻溶解了, 稍大點地顆粒因為沒有立刻溶解, 這些大顆粒像絲帶似地沉到水底, 成深紫色聚集在一起. 學生攪拌之后整杯水成紫紅色地溶液, 最終顆粒不見了, 全部溶解于水, 說明高錳酸鉀是能溶解于水地, 不像面粉那樣沉在燒杯底部. 這樣學生在實驗中驗證、體驗、進步 , 在快樂中成長, 學習效果也理想.在學生探究活動地時候, 教師往往有活動地提示. 筆者認為有地活動要求, 我們可以放手讓學生在討論中提出, 當真地需要教師提出地時候, 教師必須在學生活動之前交代清楚, 在提供學生實驗材

21、料之前先交代活動地要求, 材料還在教師手中時 , 你說話學生會聽, 因為他們還想拿你地材料, 還不能自己去擺弄材料, 但是如果你沒有把事情交代清楚就把材料給學生, 然后想起來還有要求需要補充地話 , 學生一般是不會聽你地了. 所以對于活動提示, 教師一定在材料提供之前說明清楚 , 但是不能太多, 最好不超過三條, 清清楚楚地交代, 否則學生記不住也做不好.4、引導分析現(xiàn)象和數(shù)據(jù)討論和交流提煉結(jié)論實驗后地交流匯報, 教師往往指向?qū)嶒灲Y(jié)果, 忽視對實驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù)地分析和解釋 , 當學生說出結(jié)論后, 往往我們做老師地就感到萬事大吉了；忽視表達與交流地過程, 匆匆地走過場, 沒有指出存在地問題, 其中

22、存在著相當大地隱患. 甚至會扭曲實驗本來地結(jié)論, 影響了正確地認識事物. 首先要求學生關(guān)注實驗現(xiàn)象, 透過現(xiàn)象看本質(zhì)；再者引導學生整理數(shù)據(jù)和分析數(shù)據(jù), 重點培養(yǎng)數(shù)據(jù)意識；第三,討論和交流時一定要進行提煉. 在科學實驗課中, 我們要讓每組同學進行實驗后地討論和交流, 讓他們說說自己地看法, 學生地見解未必是全面、有效地, 在小組討論和交流中, 學生地思維進行碰撞. 在這樣集思廣益下, 學生獲得了信息地整理、修正, 更完善了當時地見解, 步步向真理逼近.5、小結(jié)反思做完實驗 , 我們地確應該好好反思, 為什么有些實驗能成功？為什么有些實驗會失敗？適當?shù)胤此加兄诖龠M對原有知識地鞏固, 也有助于找出

23、失敗地原因然后加以分析, 找到關(guān)鍵地問題再實驗, 再小結(jié), 在反思中學生意識到要想成功就必須努力, 嚴格控制實驗變量, 養(yǎng)成良好地觀察態(tài)度.（四）保證實驗探究時間創(chuàng)造拓展探究空間科學探究需要時間. 在學生對自己感興趣地問題展開研究地過程中, 學生們得要有時間去試驗自己地新想法, 得要留出出錯誤耽誤地時間, 得要有時間作沉思默想 , 還得要有時間來展開討論. 因此充足地時間成了學生參與探究活動不可或缺地前提.在傳統(tǒng)地課堂教學中, 教師總是追求“小步走”, 設(shè)計很多環(huán)節(jié), 一環(huán)緊扣一環(huán) , 講究水到渠成. 這樣地課堂, 學生地思維空間比較小, 便于教師控制, 但扼殺了學生地創(chuàng)造性思維, 剝奪了學生在課堂里自由思考地時間和空間. 科學課堂必須給學生一段完整地時間來進行探究, 不要總是打斷他們地思維, 不要讓 20 分鐘地實驗因為教師地不斷叫停而變成10*2 或 5*4. 在電和磁這一課中, 教學地重點放在如何使小磁針地偏轉(zhuǎn)現(xiàn)象變得更為明顯. 按照一般地處理, 指導學生通電線圈也可以產(chǎn)生較大地磁性