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科學課中培養學生實驗能力的幾點探索
內容提要：
小學科學教學中，實驗課是重點。教師應讓學生用科學實驗的方法，去探索、認識自然界的事物的性質和規律，從而培養他們獨立、主動的探索精神和動手實踐能力，達到科學啟蒙教育的目的。
科學教學中經常會出現一個問題，就是教師只注重教給學生實驗的方法，只滿足于讓學生看到實驗的現象?，而忽視培養學生自主實驗的能力。學生只是被動地按照教師安排的實驗方法去做，至于為什么這樣做？還能怎么做？想得不多。學生作為實驗的主體，不能充分發揮自己的主觀能動性，缺乏自主實驗的能力，這不但不利于學生實驗能力的提高，也不利于培養學生科學思想、科學方法、科學態度和創新意識。因此，我們必須在教學中充分重視對學生自主實驗能力的培養。小學生的自主實驗能力，是指學生能自己做主進行實驗的能力。包括自己確定實驗目的的能力；自己設計實驗方法的能力；獨立、正確進行實驗操作并得出實驗結果的能力；通過分析實驗結果，得出科學結論的能力。? 那么如何在小學自然教學中培養學生實驗能力呢，我覺得我們在實驗教學中應做到以下幾點：
把“封閉”的課堂變為“開放”的課堂；把“齊步走”的實驗變為“探究式”實驗；把限定實驗材料改變為“多樣性”的實驗材料；盡可能多地讓學生進行動手操作活動；結合教材組織學生參與適當的社會實踐活動；使課堂的評價多元化，增強學生的評價意識。 當前，我國科學學科教學改革的目的，不僅是指導學生初步認識自然，獲取必要的自然科學常識，更重要的是通過指導兒童參與獲取的過程，學習掌握研究認識自然的科學方法。因此，在自然實驗課中，教師要以培養學生動手能力為著眼點精心設計，努力為學生提供直觀、有效的實物材料。引導學生按照認識事物的規律去探索大自然奧秘。?? 深入研究教學大綱，捕捉各科教學的重點、難點。? ?例如學習《大氣的壓力和浮力》時，重點和難點是讓學生知道大氣有壓力，壓力來自四面八方；大氣有浮力等等。設計實驗時，要讓學生確實感覺到大氣有壓力，其方法很多，可以結合實際情況來確定應用。比如可以用注射器實驗、馬德堡半球實驗、水杯實驗等等。學習《重心游戲》時，可圍繞幾種不同物體的重心來設計實驗，讓學生了解不同物體的重心。比如：質量均勻、形狀有規則的物體的重心，在物體外面的重心，質量不均勻物體的重心等等。?? 堅持生動、趣味的教學原則，調動學生學習積極性。?? 例如學習《人類怎樣傳遞信息》時，教師用一個發報機模型教學生練習收發報，通過練習，學生清楚地了解到電報是怎樣傳遞信息的。在講授《導體、絕緣體、半導體》時，為了讓學生體會人是導體的特性，就讓學生做有關實驗，當學生體驗到電流通過人體時的感覺后，對今后安全用電會一輩子牢牢記住。?? 遵循直觀、易行的教學原則，在教學中盡可能做到化繁為簡。有時，說明一個道理的實驗很多，不一定要用很復雜的實驗，這就要注意直觀性。
一、把“封閉”的課堂變為“開放”的課堂　　開放課堂教學，就要以兒童為中心，盡量要從兒童的興趣、需要和特點出發，為他們提供豐富多樣的材料和寬松的學習環境。在開放的課堂教學中我們必須尊重兒童發展的一般特點和每個兒童的個體差異。兒童的知識經驗和興趣等與成人不同，兒童生來就好奇、好動，有求知欲望，只要有適當的環境，有豐富的材料放在他們面前，他們就會去擺弄、去探究；只要有收獲，他們就會有信心繼續學下去。在開放的課堂中，教師已不再是活動的決策者、指揮者，也不是權威的象征，而是學生學習活動的觀察者、指導者和設計者。　　如《昆蟲》《益蟲和害蟲》兩課，傳統的教學模式是在教室里運用標本、圖片或是模型進行教學。在新課程的理念下，我根據課堂的開放性特征，從兒童的需要出發開放了課堂的空間與教學內容，把兩課合并在一起，并把課堂搬到了操場上。讓學生在各小組組長的帶動下，先到操場上捉蟲子，把自己小組捉到的蟲子都放到昆蟲盒中進行觀察，然后根據找到的資料進行分析：哪些蟲子是昆蟲？把昆蟲從中挑出來，各小組之間選派代表匯報交流小組的理論依據、觀察結果，探究出昆蟲的共同特征。最后再讓各小組成員給昆蟲分類，再次進行匯報交流。　　二、把“齊步走”的實驗變為“探究式”實驗　　在我省現在正在使用的教材中，許多實驗課都是限定實驗，教材中的實驗一、實驗二等已經為學生規定好了，學生只需在教師的指揮下“一二一”齊步走。我在教學中依據教材并有所突破，變“齊步走”為自行探究，讓探究成為學生學習科學的主要學習方式。我體會，根據課程標準的要求，科學探究活動一般應按照由簡單到復雜、由教師扶著走到逐步放開、由模仿到半獨立再到獨立的過程逐步進行。要給學生一個由生疏到熟悉的過程，不要求一步到位。在教學實施的過程中，科學探究活動可以是全過程的，也可以是部分進行的，如某些課側重提出問題，進行猜想、假設和預測的訓練，某些課則側重制定計劃和收集信息的訓練。不必拘泥于每次活動必須從頭到尾、按部就班地完成一個科學探究的全過程，要根據教學內容靈活掌握。　　例如：教材第六冊《花》一課，我改變了教材中只限定觀察花的構造的實驗，而是先把學生帶出教室，去欣賞自然界中各種各樣的鮮花，并且將一些鮮花帶回教室。其次讓各小組制定探究計劃：打算怎樣研究花？研究花的哪些方面？小組同學根據計劃進行分工，收集信息與資料，制定觀察步驟，然后進行探究觀察活動，各組觀察、分析、整理，最后進行匯報交流。　　三、把限定實驗材料改變為“多樣性”的實驗材料　　現行教材中的許多實驗都限定了學生的實驗材料，這樣也就限定了學生的思維，遏制了學生創新精神的發展。　　例如：《物體的熱脹冷縮》一課，教師可以改變分組實驗中各組材料相同的老做法，給每組提供多樣的有結構材料，進行設計實驗。如：把玻璃杯罩上保鮮膜，密封后放進冰箱；把癟了的易拉罐放入熱水中等。這樣處理教學注重了學生的自主性。教師在實驗過程中有意識鼓勵那些與眾不同的奇思妙想，還可引導學生發揮創造想象，逐步培養學生的創新精神。　　“求異性”教學內容就是指教師在設計教學情境、揭示教學內容、選擇教學手段和運用教學方法等方面，盡量選取新奇、獨特的角度，以此來培養學生的求異思維。讓學生探究的內容力求其答案不是惟一的，是一種多元的解決方案或方法，追求結果的豐富性，努力培養學生在探究問題的過程中學會創造性地解決問題。　　例如：《毛細現象》一課，教師為各小組提供了有結構的實驗材料，創設了思維的空間，各小組的設計方案各具特色。組1：把手紙、毛巾、海綿、吸管、毛筆等材料依次放入水中，分別測出同一時間內不同物體吸水所需的時間；組2：把磚塊、木塊、土壤、吸管等材料同時放入相同高度的水中，10分鐘后看水在物體上的高度；組3：把四種規格的吸管，同時放入水中，在相同時間內用格尺量出水的升高數據等。各小組的設計方案不同，探究的過程就會不同，對實驗現象和數據的分析也就不同，從而思維的方式也就不盡相同，大大拓展了學生思維活動的領域。　　通過以上教學設計不難看出，教師改革教材、精心設計教學活動，是在著重培養學生創造性解決問題的能力，力求以師生雙方都能拓展求異思維為出發點，突破原有的思維定式，既給學生，也給了教師一個探索的機會。　　四、盡可能多地讓學生進行動手操作活動
動手操作活動包括各種實驗操作、手工制作（操作）活動。在課內，應盡可能地讓學生多動手，教師既要對學生進行具體細致的示范指導，又要做宏觀的組織和調控。在實踐中，逐步引導學生仔細觀察、思考、研究、歸納和創造，同時提高學生的實驗操作能力。例如：教五年級《聲音是怎么產生的》時，可先演示尺子振動實驗，指導學生觀察具體操作方法及尺子振動方式，然后才讓學生動手實驗。此后，逐步做皮筋、鼓、吉它發聲實驗。指導學生邊實驗邊思考：它們發聲時有什么共同點？聲音的產生與什么有關？一步步引導其分析、推理，歸納總結出聲音產生的原理。當學生明白聲音產生的原理之后，則可通過研究聲音的高低變化，培養學生創造性、發散性思維。如問：“研究聲音的產生有什么用？利用物體產生高低不同的聲音我們可以做什么？”學生自然會想到利用某些發聲原理而制造的各種樂器，他們也同樣會明白為什么有的人會把嗓子喊啞，……課后還可讓學生自制樂器，拿同樣大小的玻璃瓶（汽水瓶、啤酒瓶），分別加入高度不同的水即可。
五．結合教材組織學生參與適當的社會實踐活動。
社會實踐包括對人類社會及自然界各種事物、現象的戶外觀察、考察、分析、研究，以及搜集和查閱各門各類的資料。學校教育不論在時間、空間上都很有限，接觸社會、自然，在社會實踐中培養學生的獨立思考和獨立活動能力，比在教室里的“清談”更重要。結合教材，利用各種活動（如郊游、參觀等），帶領學生到外面的世界去，在社會、自然中親身體驗大自然的神奇及人類對它的干預，從而真正理解人與自然。如：三年級學習做植物壓制標本，應與學生一起到大自然中去采集植物，在學習制作中既貼近大自然，又獲得了許多知識，培養了動手能力和審美能力。在實際活動中，學生會發現許多不知名的植物，它們叫什么名字？有什么用處？如何培植？……此時，教師可因勢利導，告訴學生可以到圖書館、書店去搜集和查閱各門各類的資料，或者向父母和其他長輩請教，從中就能夠培養學生獨立思考和獨立解決問題的能力。又如：《水域的污染和保護》、《動物和環境》、《植物和環境》、《保護大自然》等課程比較枯燥，如果與學生一起，選擇一片樹林、一個魚塘、一條河流或某個生活區，溶入這樣的世界：天空煙塵彌漫、耳中轟鳴不斷、綠色植物劇減、高樓大廈猛增、鳥兒無影、魚兒無蹤、人群擁擠、污水橫流……以及地面硬化、植被減少和一次次刻骨銘心的大洪水，思考人類、動物、植物、環境有怎樣的關系，想想我們的地球為什么會變成這樣，人類對地球有何等的影響，以及我們應該如何對待我們周圍大自然的一切……在對自然界的實地考察中，不但使枯燥的知識變得具體化，而且能讓學生在身心共鳴中得到深刻的教育，同時拓展學生的思維廣度和深度。
　　六、使課堂的評價多元化，增強學生的評價意識　　教學評價是教學過程中不可缺少的一個基本環節，由于它對學生參與實踐活動具有反饋、調控、改進等功能，因此對學生的學習活動進行科學的評價，不單純是教師的責任，也是促進學生能力發展的必要手段。　　在教學實踐過程中，我發現學生都喜歡評價自己的優點，很少評價自己的缺點，口氣都是“我們組的方案如何如何好”等，聽不進別人的方案。這就需要教師逐步地引導，首先培養學生學會傾聽他人的意見、方案，并且給會傾聽的小組適當的獎勵，比如一朵紅花。接下來讓學生在各小組的方案中找出認為最科學的地方在哪里，哪些地方是別人想到而你沒有想到的，你最佩服哪個組的方案等等。經過這些問題的引導，學生將逐步學會評價別人與自己。在評價過程中就會對所探究的知識形成一個反思的再認識過程。　　逐步實現由“學會”向“會學”的轉變。對于有爭議的問題，教師可以做評判。也可以讓生活實踐來評判，比如《毛細現象》一課中，讓學生設計假期給花澆水的方案，并且評價其科學性。個別學生的設計非常精細，材料也很講究，評價時引起了大家的爭議：這種設計費時、費力、費錢，是否值得大家研究，有沒有經濟價值，對于即將外出旅游的人來說是否更喜歡用簡單的辦法解決問題，等等。教師在課堂上沒有給出答案，而是讓學生做生活調查，讓生活實踐來評判。
小學科學教學指導綱要指出：科學教學目標是在一定的知識活動過程中達成的。科學教學必須按計劃認真組織觀察、實驗、調查、參觀等學生的實踐活動，切實指導學生在實踐活動中獲取知識、發展能力、培養思想情感。從中可知科學教學應特別注重指導學生的觀察、實驗、調查、討論等實踐活動。作為啟蒙教育和基礎教育的學科，教學方法真接關系到培養創造的是怎樣的“人”，因而培養學生的創新、創造能力是實驗教學的一項最基本任務。所以，實驗教學中必須改變不利于學生創造力發展的教學模式，開創自主、自由的教學方法。這種教學方法表現在實驗教學中，就要真正貫徹活動性原則，培養學生的創造力。

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