陳英

《義務教育科學課程標準（2022年版）》指出：“義務教育科學課程是一門體現(xiàn)科學本質(zhì)的綜合性基礎課程，具有實踐性。……以科學思維能力、科學探究和實踐能力、科學態(tài)度與社會責任的培養(yǎng)為重點……”[1]可見，實驗探究和實踐在小學科學課程中的重要地位是毋庸置疑的。《“浙江省中小學學科教學建議”案例解讀——小學科學》中建議：“教材上的觀察、實驗活動，教師在上課前要親自做一遍，保證課堂教學順利實施。”[2]課前，教師要親自做一遍“下水實驗”。“下水實驗”是教師以學習者的視角，先于學生親自經(jīng)歷探究活動的全過程。

教師在進行“下水實驗”時，需要考慮的因素有很多。比如，需要什么材料，材料是否需要改造，實驗需要多長時間，實驗會產(chǎn)生哪些現(xiàn)象，實驗數(shù)據(jù)該如何記錄，實驗操作過程是否合理，可以得出什么結論，可能會遇到哪些問題，如何控制實驗難度等。以教科版三年級《科學》上冊為例，探究教師如何通過做好“下水實驗”提高小學科學的課堂效率。

一、精心挑選實驗材料

實驗材料的選擇直接關系到實驗的成敗。小學科學實驗材料的選擇要有科學性，材料的可操作性要強，材料選擇要讓實驗現(xiàn)象直觀可見，材料應盡量來自生活。教師在做“下水實驗”時，可以根據(jù)這些實驗材料選擇原則來挑選材料。

小學科學實驗材料主要有三種：第一種是實驗室提供的實驗材料，其實用性、可靠性較強；第二種是有關器材公司提供的教具，在實際運用中有時會出現(xiàn)問題，需要進行改造或替換；第三種是來自生活的實驗材料，由教師親自準備或者由學生從家里帶來，這些材料會受很多偶然因素影響，這就對教師挑選實驗材料提出了更高的要求。

在“冰融化了”的“下水實驗”中，教師在準備實驗材料（結冰的試管）時，用塑料試管裝好水放進冰箱里冷凍，結果因為冰塊體積增大，塑料試管被撐破了，實驗陷入尷尬境地。由此，教師想到了棒棒冰，棒棒冰不就是結冰的“試管”嗎？于是，買來沒有冰凍的棒棒冰，把里面的飲料換成冷水，這個“試管”冷凍后沒有裂開，避免了用塑料試管容易裂開的尷尬。棒棒冰是生活中常見的飲料，選擇這個材料有利于學生理解“科學來自于生活，生活中處處是科學”的理念，而且材料的可操作性很強，用起來很方便，實驗現(xiàn)象也非常明顯。

二、用心改造實驗材料

在實驗的過程中，教師需要給學生提供有結構的實驗材料。但是，有的時候，實驗材料的選擇沒有問題，實驗效果卻不明顯，甚至達不到預期效果，這就需要教師對實驗材料進行一定程度的改造。實驗材料的構造、形狀等因素有時候會影響實驗的效果，因此，教師可以通過改變實驗材料的構造、形狀等因素達到提高實驗效果的目的。

在“水結冰了”的“下水實驗”中，教師的課前實驗是這樣設計的：試管內(nèi)加入水，用橡皮筋標記好水位，燒杯內(nèi)加入冰塊，把試管放在燒杯中，把溫度計放入試管內(nèi)，觀察溫度的變化和水的結冰情況。教師按設計做了實驗，可是二十幾分鐘過去了，試管內(nèi)溫度有變化，可是一直沒有結冰。如果讓學生這樣做實驗，這堂課是上不完的，是無法完成教學目標的。于是，教師又仔細觀察了實驗裝置，發(fā)現(xiàn)燒杯內(nèi)的冰塊比較大，冰塊與冰塊之間存在很大的空隙，把試管放進冰塊里，試管與冰塊沒有充分接觸，所以試管里面的水無法結冰。這時，教師就需要對實驗材料進行改造。改造方法如下：先把冰塊用毛巾裹住，用榔頭敲碎，這樣試管與碎冰就能充分接觸；再將燒杯外面用干毛巾裹起來，干毛巾就像棉被一樣有保溫的作用。果然，12分鐘之后，試管內(nèi)的水就結冰了，實驗非常成功。

在這個實驗中，把大塊的冰塊敲碎，改變了實驗材料的形狀，增大了冰和試管的接觸面積，加快了水結冰的速度。將燒杯用干毛巾裹起來，把冰塊與外界空氣隔絕，避免外界空氣的熱量傳遞到冰塊。經(jīng)過對實驗材料的改進，實驗效果才更加明顯。

三、安排好實驗材料出場的時間和順序

在小學科學課中，學生上課往往比較興奮，早早地等著教師發(fā)放實驗材料，有的時候注意力放在實驗材料上，難以靜下心來聽課。因此，教師要掌握學生的心理，利用實驗材料來控制課堂進程。實驗材料出場的時間和順序、材料擺放的位置等都可以影響學生學習科學的心理，影響學習效果。

在“水沸騰了”的“下水實驗”中，教師先準備實驗材料，實驗材料有水、燒杯、三腳架、石棉網(wǎng)、酒精燈、火柴、溫度計、漏斗（能將廣口放入燒杯中）、試管架、塑料袋、計時工具。面對這么多實驗材料，必須設計好實驗，安排好實驗材料出場的時間和順序，否則會影響教學效果。于是，根據(jù)教學設計，對實驗材料的出場時間和順序進行如下安排：第一步，學生首先學習溫度計的使用方法和注意事項，教師出示溫度計，把溫度計分發(fā)給學生，學完溫度計使用方法和注意事項后把溫度計收起來；第二步，學習酒精燈的使用，出示酒精燈，并分發(fā)給學生，讓學生親自實踐使用火柴點燃酒精燈、再用燈帽蓋滅的過程，這個操作過程非常重要；第三步，介紹燒杯、三腳架的作用，并且把燒杯、三腳架、溫度計、計時工具發(fā)給學生，讓學生用酒精燈對燒杯內(nèi)的水進行加熱，用溫度計進行測量并計時；第四步，在水快要沸騰的時候發(fā)放漏斗、塑料袋、試管夾，這些材料的發(fā)放時間不能太早也不能太晚，太早了學生沒有仔細觀察現(xiàn)象就會去操作下一步，太晚了等水沸騰了水蒸氣容易燙傷手。教師不僅要考慮實驗效果，還要考慮學生的安全問題。經(jīng)過“下水實驗”的精心設計，上課的時候，學生按照教師的預設進行實驗和記錄，課堂的教學效果也不錯。

教師在教小學科學課的時候，不僅要考慮教學設計的過程，還要考慮實驗設計的過程，組織好材料的結構，安排好實驗材料出場的時間和順序。這樣，經(jīng)過細致推敲，有了精巧的預設，才會有精彩的生成。

四、正確指導實驗操作

教師指導實驗操作時要把握好時間和程度，這兩點很難拿捏。教師對學生要進行適時指導、適度指導。指導的時間不能太晚，指導的程度不能太過，不指導的情況更不應該出現(xiàn)。

在“水能溶解多少物質(zhì)”的“下水實驗”中，教師先做食鹽溶解實驗。在做食鹽溶解實驗的時候，教師發(fā)現(xiàn)經(jīng)過玻璃棒的攪拌，未完全溶解的食鹽會使水變得混濁，有點像霧狀，杯子底部沒有食鹽，學生很可能因為看不到杯底的食鹽就以為食鹽全部溶解了。如果教師預期的情況發(fā)生，學生的實驗就會出現(xiàn)很大的偏差。如果不對學生進行指導，實驗就失敗了。因此，在上課的時候，教師對學生進行指導時可以增加一條說明：“攪拌到溶液變得澄清?！辈⑶遥醚菔緦嶒灨嬖V他們什么叫溶液變得澄清。經(jīng)過指導，學生就很清楚了，避免了實驗偏差情況的發(fā)生。

在實際教學過程中，難免會碰到有的小組實驗失敗的情況。如果在教學過程中遇到了實驗失敗的情況，教師應該適時結束實驗，讓學生自己找出實驗失敗的原因?？梢詮囊韵路矫嬲以颍簩嶒灥脑O計有沒有問題？實驗材料有沒有發(fā)生什么變化？實驗過程的變量控制有沒有問題？將各種因素一一對照，直到找出原因為止。這樣盡管實驗失敗了，學生依然會對科學實驗探究充滿興趣，因為他們經(jīng)歷了像科學家一樣的探究過程。

同一個班級里學生情況各不相同，分組實驗的時候，組與組之間也存在差異，有的小組實驗做得比較成功，有的小組比較落后。教師要根據(jù)學生的學情進行指導，要考慮各方面的因素，要在小組之間巡視指導，有的時候還要進行個別指導。

五、合理分配實驗時間

《“浙江省中小學學科教學建議”案例解讀——小學科學》中提到：“在以觀察、實驗為主的課堂教學中，一般師生占用時間分配大約為1∶1，即學生自主的活動時間在20分鐘左右?！毙W科學課一般一節(jié)課40分鐘，如何合理分配時間，達到最有效的教學效果，成為每個科學教師面臨的挑戰(zhàn)。學生自主探究時間如果不足，教學效果也會大打折扣；如果時間太長，缺少教師指導時間和研討時間，教學效果也不會好。因此，必須合理分配實驗時間。

在教學中，教師碰到的情況往往是很多因素混合在一起的。比如，教師往往會碰到這種情況：實驗時間20分鐘過去了，有的小組實驗完成并做好記錄，有的小組實驗還沒有完成。這個時候，教師如果停止實驗，那沒有完成實驗的學生就無法參與實驗數(shù)據(jù)分析和結論的討論；如果繼續(xù)進行實驗，那就把研討的時間占據(jù)了，就沒有時間研討總結了。因此，教師在上課之前一定要做好“下水實驗”，以免出現(xiàn)大多數(shù)學生實驗時間不夠的情況。

在“加快溶解”的“下水實驗”中，教師在做用熱水加快溶解的實驗時，將實驗條件控制為兩杯都不攪拌，等了30分鐘，熱水中的食鹽還是沒有完全溶解，所以，這個實驗條件的控制是無法在一堂課內(nèi)完成實驗的。于是，教師想到了改變實驗條件，一杯熱水、一杯冷水這個條件是無法改變的，其他相同條件也很難改變，所以能改變的是把兩杯都不攪拌這個實驗條件改成兩杯都攪拌。于是，教師重新進行實驗，結果在8分鐘內(nèi)熱水中的食鹽就溶解了，而冷水中的食鹽沒有溶解完，實驗非常成功。

六、做好預設，為生成做好準備

小學科學課的上課難點是有太多突發(fā)性情況發(fā)生，小學科學教師上課出彩的地方也是教師對突發(fā)性事件的處理表現(xiàn)。科學課堂看似模式很固定，每節(jié)課似乎都是“聚焦—探索—研討—拓展”四個板塊，但是真正上課的時候，每節(jié)課都是獨一無二的新課。因此，教師要對每堂課進行預設，不能打“無準備之仗”。只有進行充分的預設，才會有精彩的生成。

在教“我們來做‘熱氣球’”時，教師也按照教材方法先做“下水實驗”。準備好一個較大的塑料袋、一個紙筒、一支蠟燭和火柴。教師先用火柴點燃小蠟燭，套上紙筒，再把塑料袋套在紙筒上，等待塑料袋膨脹起飛。可是隨著時間的流逝，始終不見塑料袋膨脹。教師認為可能是小蠟燭太小了，火力不夠，所以就想到了酒精燈，于是改用酒精燈，結果因為酒精燈火力大把紙筒引燃了?？磥砭凭珶艉图埻捕嫉脫Q，于是，教師找來了大蠟燭代替酒精燈，PVC（聚氯乙烯）管截短代替紙筒，PVC管下面開一個小孔用來為蠟燭燃燒提供氧氣支持?！跋滤畬嶒灐钡酱嘶就瓿桑钦n前的預設還沒有完成。教師仔細一想：把整個“下水實驗”的實驗過程讓學生經(jīng)歷一遍難道不是一個很好的預設嗎？這有利于課堂更好地生成。于是，上課的時候，教師把一個大塑料袋、一個紙筒、一根小蠟燭、一根大蠟燭、一個PVC管全部發(fā)給學生，讓學生自己選擇用什么材料。學生看到實驗材料之后，已經(jīng)明白了八成。大多數(shù)小組都選擇了PVC管和大蠟燭來做實驗。雖然只有個別小組用小蠟燭和紙筒做實驗，但是經(jīng)過大蠟燭和小蠟燭、PVC管和紙筒的對比，不難看出塑料袋要飛起來需要什么條件、有哪些影響因素。因此，學生在研討生成的時候分析得更加透徹，課堂的生成取得了意想不到的好效果。

有些教師在上課的時候為了追求意想不到的效果，不對課堂流程進行精心的設計，這是非常危險的做法。如果在教“我們來做‘熱氣球’”時，教師沒有做“下水實驗”，直接拿著實驗材料去上課，實驗就會面臨失敗，那就談不上生成了。因此，教師要想在課堂上有精彩的生成，必須在課前認真?zhèn)湔n，做好“下水實驗”，做好實驗設計，仔細推敲，做好預設，為課堂生成做充足的準備。

因為教師在小學科學課堂實驗教學過程中碰到的情況是各種因素綜合作用的結果，“下水實驗”能讓所有問題暴露出來，教師通過“下水實驗”對問題進行全面、細致的分析，一一解決，有助于提高小學科學課堂效率。