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科学课中培养学生实验能力的几点探索
内容提要：
小学科学教学中，实验课是重点。教师应让学生用科学实验的方法，去探索、认识自然界的事物的性质和规律，从而培养他们独立、主动的探索精神和动手实践能力，达到科学启蒙教育的目的。
科学教学中经常会出现一个问题，就是教师只注重教给学生实验的方法，只满足于让学生看到实验的现象?，而忽视培养学生自主实验的能力。学生只是被动地按照教师安排的实验方法去做，至于为什么这样做？还能怎么做？想得不多。学生作为实验的主体，不能充分发挥自己的主观能动性，缺乏自主实验的能力，这不但不利于学生实验能力的提高，也不利于培养学生科学思想、科学方法、科学态度和创新意识。因此，我们必须在教学中充分重视对学生自主实验能力的培养。小学生的自主实验能力，是指学生能自己做主进行实验的能力。包括自己确定实验目的的能力；自己设计实验方法的能力；独立、正确进行实验操作并得出实验结果的能力；通过分析实验结果，得出科学结论的能力。? 那么如何在小学自然教学中培养学生实验能力呢，我觉得我们在实验教学中应做到以下几点：
把“封闭”的课堂变为“开放”的课堂；把“齐步走”的实验变为“探究式”实验；把限定实验材料改变为“多样性”的实验材料；尽可能多地让学生进行动手操作活动；结合教材组织学生参与适当的社会实践活动；使课堂的评价多元化，增强学生的评价意识。 当前，我国科学学科教学改革的目的，不仅是指导学生初步认识自然，获取必要的自然科学常识，更重要的是通过指导儿童参与获取的过程，学习掌握研究认识自然的科学方法。因此，在自然实验课中，教师要以培养学生动手能力为着眼点精心设计，努力为学生提供直观、有效的实物材料。引导学生按照认识事物的规律去探索大自然奥秘。?? 深入研究教学大纲，捕捉各科教学的重点、难点。? ?例如学习《大气的压力和浮力》时，重点和难点是让学生知道大气有压力，压力来自四面八方；大气有浮力等等。设计实验时，要让学生确实感觉到大气有压力，其方法很多，可以结合实际情况来确定应用。比如可以用注射器实验、马德堡半球实验、水杯实验等等。学习《重心游戏》时，可围绕几种不同物体的重心来设计实验，让学生了解不同物体的重心。比如：质量均匀、形状有规则的物体的重心，在物体外面的重心，质量不均匀物体的重心等等。?? 坚持生动、趣味的教学原则，调动学生学习积极性。?? 例如学习《人类怎样传递信息》时，教师用一个发报机模型教学生练习收发报，通过练习，学生清楚地了解到电报是怎样传递信息的。在讲授《导体、绝缘体、半导体》时，为了让学生体会人是导体的特性，就让学生做有关实验，当学生体验到电流通过人体时的感觉后，对今后安全用电会一辈子牢牢记住。?? 遵循直观、易行的教学原则，在教学中尽可能做到化繁为简。有时，说明一个道理的实验很多，不一定要用很复杂的实验，这就要注意直观性。
一、把“封闭”的课堂变为“开放”的课堂　　开放课堂教学，就要以儿童为中心，尽量要从儿童的兴趣、需要和特点出发，为他们提供丰富多样的材料和宽松的学习环境。在开放的课堂教学中我们必须尊重儿童发展的一般特点和每个儿童的个体差异。儿童的知识经验和兴趣等与成人不同，儿童生来就好奇、好动，有求知欲望，只要有适当的环境，有丰富的材料放在他们面前，他们就会去摆弄、去探究；只要有收获，他们就会有信心继续学下去。在开放的课堂中，教师已不再是活动的决策者、指挥者，也不是权威的象征，而是学生学习活动的观察者、指导者和设计者。　　如《昆虫》《益虫和害虫》两课，传统的教学模式是在教室里运用标本、图片或是模型进行教学。在新课程的理念下，我根据课堂的开放性特征，从儿童的需要出发开放了课堂的空间与教学内容，把两课合并在一起，并把课堂搬到了操场上。让学生在各小组组长的带动下，先到操场上捉虫子，把自己小组捉到的虫子都放到昆虫盒中进行观察，然后根据找到的资料进行分析：哪些虫子是昆虫？把昆虫从中挑出来，各小组之间选派代表汇报交流小组的理论依据、观察结果，探究出昆虫的共同特征。最后再让各小组成员给昆虫分类，再次进行汇报交流。　　二、把“齐步走”的实验变为“探究式”实验　　在我省现在正在使用的教材中，许多实验课都是限定实验，教材中的实验一、实验二等已经为学生规定好了，学生只需在教师的指挥下“一二一”齐步走。我在教学中依据教材并有所突破，变“齐步走”为自行探究，让探究成为学生学习科学的主要学习方式。我体会，根据课程标准的要求，科学探究活动一般应按照由简单到复杂、由教师扶着走到逐步放开、由模仿到半独立再到独立的过程逐步进行。要给学生一个由生疏到熟悉的过程，不要求一步到位。在教学实施的过程中，科学探究活动可以是全过程的，也可以是部分进行的，如某些课侧重提出问题，进行猜想、假设和预测的训练，某些课则侧重制定计划和收集信息的训练。不必拘泥于每次活动必须从头到尾、按部就班地完成一个科学探究的全过程，要根据教学内容灵活掌握。　　例如：教材第六册《花》一课，我改变了教材中只限定观察花的构造的实验，而是先把学生带出教室，去欣赏自然界中各种各样的鲜花，并且将一些鲜花带回教室。其次让各小组制定探究计划：打算怎样研究花？研究花的哪些方面？小组同学根据计划进行分工，收集信息与资料，制定观察步骤，然后进行探究观察活动，各组观察、分析、整理，最后进行汇报交流。　　三、把限定实验材料改变为“多样性”的实验材料　　现行教材中的许多实验都限定了学生的实验材料，这样也就限定了学生的思维，遏制了学生创新精神的发展。　　例如：《物体的热胀冷缩》一课，教师可以改变分组实验中各组材料相同的老做法，给每组提供多样的有结构材料，进行设计实验。如：把玻璃杯罩上保鲜膜，密封后放进冰箱；把瘪了的易拉罐放入热水中等。这样处理教学注重了学生的自主性。教师在实验过程中有意识鼓励那些与众不同的奇思妙想，还可引导学生发挥创造想象，逐步培养学生的创新精神。　　“求异性”教学内容就是指教师在设计教学情境、揭示教学内容、选择教学手段和运用教学方法等方面，尽量选取新奇、独特的角度，以此来培养学生的求异思维。让学生探究的内容力求其答案不是惟一的，是一种多元的解决方案或方法，追求结果的丰富性，努力培养学生在探究问题的过程中学会创造性地解决问题。　　例如：《毛细现象》一课，教师为各小组提供了有结构的实验材料，创设了思维的空间，各小组的设计方案各具特色。组1：把手纸、毛巾、海绵、吸管、毛笔等材料依次放入水中，分别测出同一时间内不同物体吸水所需的时间；组2：把砖块、木块、土壤、吸管等材料同时放入相同高度的水中，10分钟后看水在物体上的高度；组3：把四种规格的吸管，同时放入水中，在相同时间内用格尺量出水的升高数据等。各小组的设计方案不同，探究的过程就会不同，对实验现象和数据的分析也就不同，从而思维的方式也就不尽相同，大大拓展了学生思维活动的领域。　　通过以上教学设计不难看出，教师改革教材、精心设计教学活动，是在着重培养学生创造性解决问题的能力，力求以师生双方都能拓展求异思维为出发点，突破原有的思维定式，既给学生，也给了教师一个探索的机会。　　四、尽可能多地让学生进行动手操作活动
动手操作活动包括各种实验操作、手工制作（操作）活动。在课内，应尽可能地让学生多动手，教师既要对学生进行具体细致的示范指导，又要做宏观的组织和调控。在实践中，逐步引导学生仔细观察、思考、研究、归纳和创造，同时提高学生的实验操作能力。例如：教五年级《声音是怎么产生的》时，可先演示尺子振动实验，指导学生观察具体操作方法及尺子振动方式，然后才让学生动手实验。此后，逐步做皮筋、鼓、吉它发声实验。指导学生边实验边思考：它们发声时有什么共同点？声音的产生与什么有关？一步步引导其分析、推理，归纳总结出声音产生的原理。当学生明白声音产生的原理之后，则可通过研究声音的高低变化，培养学生创造性、发散性思维。如问：“研究声音的产生有什么用？利用物体产生高低不同的声音我们可以做什么？”学生自然会想到利用某些发声原理而制造的各种乐器，他们也同样会明白为什么有的人会把嗓子喊哑，……课后还可让学生自制乐器，拿同样大小的玻璃瓶（汽水瓶、啤酒瓶），分别加入高度不同的水即可。
五．结合教材组织学生参与适当的社会实践活动。
社会实践包括对人类社会及自然界各种事物、现象的户外观察、考察、分析、研究，以及搜集和查阅各门各类的资料。学校教育不论在时间、空间上都很有限，接触社会、自然，在社会实践中培养学生的独立思考和独立活动能力，比在教室里的“清谈”更重要。结合教材，利用各种活动（如郊游、参观等），带领学生到外面的世界去，在社会、自然中亲身体验大自然的神奇及人类对它的干预，从而真正理解人与自然。如：三年级学习做植物压制标本，应与学生一起到大自然中去采集植物，在学习制作中既贴近大自然，又获得了许多知识，培养了动手能力和审美能力。在实际活动中，学生会发现许多不知名的植物，它们叫什么名字？有什么用处？如何培植？……此时，教师可因势利导，告诉学生可以到图书馆、书店去搜集和查阅各门各类的资料，或者向父母和其他长辈请教，从中就能够培养学生独立思考和独立解决问题的能力。又如：《水域的污染和保护》、《动物和环境》、《植物和环境》、《保护大自然》等课程比较枯燥，如果与学生一起，选择一片树林、一个鱼塘、一条河流或某个生活区，溶入这样的世界：天空烟尘弥漫、耳中轰鸣不断、绿色植物剧减、高楼大厦猛增、鸟儿无影、鱼儿无踪、人群拥挤、污水横流……以及地面硬化、植被减少和一次次刻骨铭心的大洪水，思考人类、动物、植物、环境有怎样的关系，想想我们的地球为什么会变成这样，人类对地球有何等的影响，以及我们应该如何对待我们周围大自然的一切……在对自然界的实地考察中，不但使枯燥的知识变得具体化，而且能让学生在身心共鸣中得到深刻的教育，同时拓展学生的思维广度和深度。
　　六、使课堂的评价多元化，增强学生的评价意识　　教学评价是教学过程中不可缺少的一个基本环节，由于它对学生参与实践活动具有反馈、调控、改进等功能，因此对学生的学习活动进行科学的评价，不单纯是教师的责任，也是促进学生能力发展的必要手段。　　在教学实践过程中，我发现学生都喜欢评价自己的优点，很少评价自己的缺点，口气都是“我们组的方案如何如何好”等，听不进别人的方案。这就需要教师逐步地引导，首先培养学生学会倾听他人的意见、方案，并且给会倾听的小组适当的奖励，比如一朵红花。接下来让学生在各小组的方案中找出认为最科学的地方在哪里，哪些地方是别人想到而你没有想到的，你最佩服哪个组的方案等等。经过这些问题的引导，学生将逐步学会评价别人与自己。在评价过程中就会对所探究的知识形成一个反思的再认识过程。　　逐步实现由“学会”向“会学”的转变。对于有争议的问题，教师可以做评判。也可以让生活实践来评判，比如《毛细现象》一课中，让学生设计假期给花浇水的方案，并且评价其科学性。个别学生的设计非常精细，材料也很讲究，评价时引起了大家的争议：这种设计费时、费力、费钱，是否值得大家研究，有没有经济价值，对于即将外出旅游的人来说是否更喜欢用简单的办法解决问题，等等。教师在课堂上没有给出答案，而是让学生做生活调查，让生活实践来评判。
小学科学教学指导纲要指出：科学教学目标是在一定的知识活动过程中达成的。科学教学必须按计划认真组织观察、实验、调查、参观等学生的实践活动，切实指导学生在实践活动中获取知识、发展能力、培养思想情感。从中可知科学教学应特别注重指导学生的观察、实验、调查、讨论等实践活动。作为启蒙教育和基础教育的学科，教学方法真接关系到培养创造的是怎样的“人”，因而培养学生的创新、创造能力是实验教学的一项最基本任务。所以，实验教学中必须改变不利于学生创造力发展的教学模式，开创自主、自由的教学方法。这种教学方法表现在实验教学中，就要真正贯彻活动性原则，培养学生的创造力。

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