劉建萍

（山丹縣東街小學(xué) 甘肅 張掖 734100）

引言

小學(xué)科學(xué)教育是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新能力的重要階段，而提高教學(xué)的有效性則是實現(xiàn)這一目標(biāo)的關(guān)鍵。實驗作為一種重要的教學(xué)方法和手段，具有獨特的優(yōu)勢和作用，可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)他們的實驗技能和科學(xué)思維，促進對理論知識的深入理解和實際應(yīng)用。因此，以實驗為抓手，提高小學(xué)科學(xué)教學(xué)的有效性成為教育界關(guān)注的焦點。然而，當(dāng)前小學(xué)科學(xué)教學(xué)面臨一些問題和挑戰(zhàn)，例如實驗條件有限、教師專業(yè)素養(yǎng)不足、實驗內(nèi)容選擇不當(dāng)、實驗與課堂教學(xué)的脫節(jié)，以及缺乏時間和資源等。因此，需要探索有效的策略和方法，使實驗成為小學(xué)科學(xué)教學(xué)的核心環(huán)節(jié)，提高教學(xué)的效果和學(xué)生的學(xué)習(xí)成果。通過本論文的研究，我們期望能夠為小學(xué)科學(xué)教學(xué)提供有效的教學(xué)模式和方法，促進學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的全面發(fā)展，培養(yǎng)創(chuàng)新思維和解決問題的能力，為他們的未來學(xué)習(xí)和發(fā)展奠定堅實的基礎(chǔ)。

1.實驗在科學(xué)教學(xué)中的重要性和優(yōu)勢

實驗在科學(xué)教學(xué)中扮演著重要的角色，具有許多重要性和優(yōu)勢。一是直觀展示科學(xué)現(xiàn)象：實驗?zāi)軌蛞钥梢姷姆绞秸故究茖W(xué)現(xiàn)象和規(guī)律，讓學(xué)生通過親身體驗和觀察來感知和理解抽象的科學(xué)概念。通過實驗，學(xué)生可以親眼見證科學(xué)理論的實際應(yīng)用，從而更加深入地理解科學(xué)知識。二是激發(fā)學(xué)生的興趣和好奇心：實驗具有趣味性和吸引力，能夠激發(fā)學(xué)生對科學(xué)的興趣和好奇心。通過參與實驗，學(xué)生可以獲得積極的學(xué)習(xí)體驗，培養(yǎng)對科學(xué)的熱愛和追求知識的欲望。三是培養(yǎng)科學(xué)思維和探究精神：實驗鼓勵學(xué)生進行觀察、實驗和推理，培養(yǎng)他們的科學(xué)思維和探究精神。學(xué)生通過設(shè)計和執(zhí)行實驗，提出假設(shè)、收集數(shù)據(jù)、進行分析和解釋，從而培養(yǎng)他們的邏輯思維、問題解決能力和創(chuàng)新能力。四是實踐應(yīng)用科學(xué)知識：實驗提供了學(xué)生將科學(xué)知識應(yīng)用于實際情境的機會。通過實驗，學(xué)生可以將課堂上學(xué)到的理論知識轉(zhuǎn)化為實際操作，加深對知識的理解和應(yīng)用能力。五是培養(yǎng)實驗技能和觀察力：實驗要求學(xué)生進行實際操作，培養(yǎng)他們的實驗技能和觀察力。學(xué)生通過實驗掌握實驗器材的使用方法，學(xué)習(xí)如何進行實驗記錄和數(shù)據(jù)分析，提高他們的實驗技巧和觀察能力。六是促進合作與交流：實驗通常以小組形式進行，促進學(xué)生之間的合作與交流。學(xué)生在實驗中共同合作解決問題，互相討論和交流，培養(yǎng)他們的團隊合作精神和溝通能力[1]。

2.當(dāng)前小學(xué)科學(xué)教學(xué)存在的問題和挑戰(zhàn)

盡管實驗在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中具有重要的優(yōu)勢和作用，但目前仍然存在一些問題和挑戰(zhàn)。以下是當(dāng)前小學(xué)科學(xué)教學(xué)中的一些主要問題和挑戰(zhàn)。第一，實驗條件有限：一些學(xué)校在實驗條件方面存在限制和不足。缺乏充足的實驗資源和設(shè)備，無法提供豐富多樣的實驗項目，限制了學(xué)生進行實驗的機會和體驗。此外，實驗室設(shè)施不完善、器材老舊等問題也影響了實驗教學(xué)的展開。第二，教師專業(yè)素養(yǎng)不足：部分小學(xué)教師在實驗教學(xué)方面的理解和應(yīng)用還存在不足。他們可能缺乏對實驗教學(xué)的系統(tǒng)培訓(xùn)和指導(dǎo)，缺乏教學(xué)設(shè)計和指導(dǎo)經(jīng)驗。這導(dǎo)致一些教師難以有效地引導(dǎo)學(xué)生進行實驗，無法充分發(fā)揮實驗教學(xué)的潛力。第三，實驗內(nèi)容選擇不當(dāng)：一些小學(xué)科學(xué)教學(xué)中的實驗內(nèi)容選擇不合適或不科學(xué)。有時候?qū)嶒瀮?nèi)容過于簡單，無法激發(fā)學(xué)生的探究興趣和思考能力；有時候?qū)嶒瀮?nèi)容過于復(fù)雜，超出學(xué)生的理解能力和操作能力范圍。因此，需要更加科學(xué)和系統(tǒng)地選擇適宜的實驗內(nèi)容，結(jié)合學(xué)科知識點和學(xué)生的實際情況。第四，實驗方案設(shè)計不合理：實驗方案的設(shè)計對于實驗教學(xué)的有效性至關(guān)重要。然而，一些實驗方案的設(shè)計不夠詳細和清晰，缺乏實驗步驟、實驗材料和實驗記錄等方面的規(guī)范和指導(dǎo)。這給學(xué)生理解實驗過程和結(jié)果帶來困擾，影響了實驗教學(xué)的效果。第五，實驗與課堂教學(xué)的脫節(jié)：在一些教學(xué)實踐中，實驗和課堂教學(xué)存在脫節(jié)的情況。實驗往往被視為單獨的活動，與課堂教學(xué)缺乏有效的銜接和整合。這導(dǎo)致學(xué)生難以將實驗與理論知識相結(jié)合，無法深入理解實驗的科學(xué)原理和應(yīng)用。第六，評價體系不完善：當(dāng)前的評價體系往往偏重于書本知識的記憶和應(yīng)試能力的考察，而對于實驗?zāi)芰涂茖W(xué)思維的評價相對較少。學(xué)生的實驗?zāi)芰涂茖W(xué)思維在評價中未能得到充分的重視和反饋，這使得學(xué)生對實驗的重要性和實踐能力的培養(yǎng)缺乏動力。第七，缺乏時間和資源：學(xué)校教學(xué)計劃的緊張和資源的匱乏是另一個挑戰(zhàn)。教師在教學(xué)過程中面臨時間有限的困境，很難安排充分的實驗時間。同時，缺乏足夠的資金和資源，難以購買和更新實驗設(shè)備，限制了實驗教學(xué)的展開和創(chuàng)新。第八，跨學(xué)科整合不足：科學(xué)教學(xué)往往與其他學(xué)科的整合度不高。實驗教學(xué)有助于培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力和跨學(xué)科思維，但在實際教學(xué)中，科學(xué)與其他學(xué)科的融合還存在不足。這影響了學(xué)生對科學(xué)與其他學(xué)科關(guān)系的理解和應(yīng)用能力的培養(yǎng)。

3.以實驗為抓手提高小學(xué)科學(xué)教學(xué)有效性的策略和方法

3.1 選擇適宜的實驗內(nèi)容

選擇適宜的實驗內(nèi)容是提高小學(xué)科學(xué)教學(xué)有效性的關(guān)鍵策略之一。適宜的實驗內(nèi)容應(yīng)符合學(xué)生的年齡特點、認知水平和學(xué)科要求，能夠激發(fā)學(xué)生的興趣和好奇心，引導(dǎo)他們主動參與探究和思考。在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，可以選擇一些簡單而有趣的實驗內(nèi)容。例如，在小學(xué)三年級的自然與生活科學(xué)中，可以選擇以下實驗內(nèi)容。一是測量水的沸點：讓學(xué)生觀察和測量水的沸點，了解水的沸騰現(xiàn)象。通過加熱水并使用溫度計測量水的溫度變化，學(xué)生可以觀察到水的沸騰點和沸騰現(xiàn)象，并了解到沸點的概念。二是探究種子發(fā)芽的條件：學(xué)生可以觀察和比較在不同條件下種子的發(fā)芽情況，了解種子發(fā)芽所需的水、陽光和適宜溫度等條件。通過種植不同種類的種子，并提供不同的條件進行比較，學(xué)生可以發(fā)現(xiàn)不同條件對種子發(fā)芽的影響。三是探索物體的浮力：讓學(xué)生通過實驗了解物體的浮力現(xiàn)象。可以準(zhǔn)備一些不同形狀和重量的物體，讓學(xué)生觀察這些物體在水中的浮沉情況，并讓他們思考浮力與物體形狀、重量的關(guān)系。四是研究光的折射：學(xué)生可以通過實驗觀察光在不同介質(zhì)中的折射現(xiàn)象?？梢詼?zhǔn)備一些透明的介質(zhì)，如玻璃、水和油，讓學(xué)生觀察光線經(jīng)過這些介質(zhì)時的折射現(xiàn)象，并了解折射規(guī)律。

3.2 設(shè)計合理的實驗方案

設(shè)計合理的實驗方案是以實驗為抓手提高小學(xué)科學(xué)教學(xué)有效性的重要策略之一。一個合理的實驗方案應(yīng)該考慮到學(xué)生的認知水平、實驗資源的可獲得性以及實驗內(nèi)容的適宜性。在設(shè)計實驗方案時，要注意步驟的清晰性和材料的易獲取性。確保實驗步驟簡單明了，學(xué)生能夠理解和操作。同時，使用常見的材料和器具，避免過于復(fù)雜或昂貴的實驗設(shè)備。以下是一個小學(xué)三年級的實驗方案示例，以探究光的傳播方向為例。實驗?zāi)康模和ㄟ^實驗觀察光的傳播方向，了解光的基本性質(zhì)。實驗材料：光源（例如手電筒、光波盒）、直尺、不透明物體（例如紙板、小盒子）、白紙、實驗記錄表格。實驗步驟：一是準(zhǔn)備光源和一塊白紙，將白紙固定在水平桌面上。二是將光源放在白紙的一側(cè)，保持光源與白紙垂直。三是將不透明物體（例如紙板或小盒子）放置在光源和白紙之間，遮擋一部分光線。四是觀察白紙上的光斑或光線的投影情況。五是移動不透明物體，改變光線的遮擋程度，并觀察光斑的變化。六是記錄每個位置下的光斑情況，并填寫實驗記錄表格。

通過設(shè)計合理的實驗方案，學(xué)生可以通過實際操作和觀察來深入理解科學(xué)知識，培養(yǎng)他們的實驗技能和科學(xué)思維能力。實驗方案的設(shè)計要根據(jù)學(xué)生的年齡和學(xué)科要求，確保實驗的安全性和可行性，并引導(dǎo)學(xué)生主動參與實驗過程，激發(fā)他們對科學(xué)的興趣和好奇心。此外，教師在實驗過程中應(yīng)該充當(dāng)指導(dǎo)者和引導(dǎo)者的角色，鼓勵學(xué)生提出問題、進行思考，并幫助他們從實驗中獲取有意義的觀察結(jié)果和結(jié)論。

3.3 提供充足的實驗資源和設(shè)備

為了提高小學(xué)科學(xué)教學(xué)的有效性，提供充足的實驗資源和設(shè)備是非常重要的。學(xué)校和教師應(yīng)該提供充足的實驗資源和設(shè)備，確保學(xué)生有足夠的機會進行實驗。例如：學(xué)?？梢灾铝τ诟纳茖嶒炇以O(shè)施，確保實驗室的安全性和功能性。更新老舊設(shè)備、維護設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)、提供充足的實驗臺和儲存空間等，都是提高實驗教學(xué)效果的重要因素。同時，學(xué)校還可以建立實驗資源庫，收集和整理各類實驗所需的材料、器材和工具。這些資源可以包括常用的化學(xué)品、生物標(biāo)本、物理實驗器具等。教師可以通過資源庫來獲取所需材料，保證實驗所需資源的充足性和多樣性。此外，除了實驗室內(nèi)的設(shè)備和材料，教師還可以充分利用周邊資源進行實驗教學(xué)。如帶學(xué)生到校園內(nèi)的花園或自然環(huán)境中進行植物觀察，利用廚房中的常見材料進行化學(xué)實驗等。這樣可以拓寬實驗資源的來源，豐富實驗內(nèi)容和體驗。最后，虛擬實驗技術(shù)可以作為補充，提供一些無法在實驗室中進行的實驗體驗。學(xué)?？梢砸胩摂M實驗軟件或在線實驗平臺，讓學(xué)生通過電腦或平板電腦進行虛擬實驗，從而拓寬實驗資源的范圍[2]。

3.4 培養(yǎng)學(xué)生的實驗技能和科學(xué)思維

為了提高小學(xué)科學(xué)教學(xué)的有效性，培養(yǎng)學(xué)生的實驗技能和科學(xué)思維是至關(guān)重要的。首先，在教學(xué)中，教師可以向?qū)W生明確強調(diào)實驗的重要性，解釋實驗對于科學(xué)學(xué)習(xí)和發(fā)現(xiàn)的作用。鼓勵學(xué)生主動參與實驗，理解實驗的目的和意義，以及實驗對于驗證和探索科學(xué)原理的重要性。其次，根據(jù)學(xué)生的年齡和學(xué)科要求，設(shè)計漸進式的實驗，逐步培養(yǎng)學(xué)生的實驗技能和科學(xué)思維能力。從簡單的觀察實驗開始，逐漸引導(dǎo)學(xué)生提出問題、制定假設(shè)、設(shè)計實驗方案、進行觀察和記錄、總結(jié)規(guī)律等。第三，鼓勵學(xué)生參與實驗設(shè)計的過程。在實驗前，教師可以引導(dǎo)學(xué)生討論實驗的目的、預(yù)期結(jié)果以及實驗步驟的設(shè)計。通過參與實驗設(shè)計，學(xué)生能夠提高對實驗過程和實驗原理的理解，并培養(yǎng)創(chuàng)新思維和問題解決能力。第四，教師可以向?qū)W生提供實驗技巧的指導(dǎo)，包括正確使用實驗器材、實驗操作的注意事項、數(shù)據(jù)記錄和結(jié)果分析的方法等。通過實踐和指導(dǎo)，學(xué)生能夠掌握基本的實驗技能，提高實驗的準(zhǔn)確性和可靠性。第五，在實驗中，教師可以引導(dǎo)學(xué)生提出問題、制定假設(shè)、進行觀察和數(shù)據(jù)收集、分析實驗結(jié)果等。培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維，鼓勵他們通過實驗數(shù)據(jù)的分析和解釋，推斷和驗證科學(xué)原理。最后，要求學(xué)生撰寫實驗報告，并進行實驗結(jié)果的討論和分享。通過撰寫實驗報告，學(xué)生能夠整理和總結(jié)實驗過程和結(jié)果，提高表達能力和科學(xué)交流能力。

3.5 結(jié)合實驗和課堂教學(xué)

將實驗與課堂教學(xué)相結(jié)合，形成有機的銜接。在進行實驗之前，教師可以通過提出問題、講解相關(guān)理論知識、展示實驗相關(guān)的圖片或視頻等方式，引導(dǎo)學(xué)生進入實驗主題，激發(fā)他們的興趣和好奇心。例如，在學(xué)習(xí)有關(guān)物體浮沉的知識時，教師可以先向?qū)W生提出問題：“為什么有些物體能浮在水面上，而有些物體會沉入水中？”然后講解有關(guān)浮力和密度的理論知識，展示一些浮沉現(xiàn)象的圖片或視頻，為學(xué)生展開實驗做好準(zhǔn)備。在實驗過程中，教師應(yīng)將實驗與課堂知識進行緊密的關(guān)聯(lián)。教師可以引導(dǎo)學(xué)生將實驗結(jié)果與之前學(xué)習(xí)的理論知識進行對比和驗證。例如，對于物體浮沉實驗，教師可以與學(xué)生一起回顧浮力和密度的概念，幫助他們理解實驗現(xiàn)象與這些概念的關(guān)系。在實驗結(jié)束后，教師可以與學(xué)生一起討論實驗結(jié)果，并幫助學(xué)生將實驗結(jié)果與理論知識進行聯(lián)系和歸納。通過將實驗與課堂教學(xué)相結(jié)合，可以加深學(xué)生對科學(xué)概念和原理的理解，促進知識的內(nèi)化和應(yīng)用能力的提升。

4.以實驗為抓手提高小學(xué)科學(xué)教學(xué)有效性的意義和前景

實驗教學(xué)的有效性體現(xiàn)在多個方面。其一，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣：實驗可以使學(xué)習(xí)變得生動有趣，激發(fā)學(xué)生對科學(xué)的好奇心和興趣。通過實際操作、觀察和探究，學(xué)生能夠親身體驗科學(xué)知識，增強對科學(xué)的興趣，提高學(xué)習(xí)主動性和積極性。其二，培養(yǎng)學(xué)生的實驗技能和科學(xué)思維：實驗教學(xué)能夠培養(yǎng)學(xué)生的實驗技能，如觀察、記錄、推理和解釋等能力。同時，通過實驗，學(xué)生能夠培養(yǎng)科學(xué)思維，包括提出問題、制定假設(shè)、進行實驗驗證和總結(jié)規(guī)律的能力。這些能力對學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和綜合能力的發(fā)展至關(guān)重要。其三，加深理論知識的理解和應(yīng)用：實驗?zāi)軌驇椭鷮W(xué)生將抽象的理論知識轉(zhuǎn)化為具體的實踐經(jīng)驗，加深對科學(xué)概念和原理的理解。通過實驗，學(xué)生能夠?qū)⒗碚撝R應(yīng)用于實際情境中，掌握知識的實際運用能力，提高學(xué)習(xí)的深度和廣度。其四，培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度和科學(xué)方法：實驗教學(xué)有助于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度，包括對事實的客觀觀察和分析、對證據(jù)的重視、對質(zhì)疑和探究的勇氣和樂觀態(tài)度。同時，實驗教學(xué)能夠讓學(xué)生接觸到科學(xué)研究的方法和過程，了解科學(xué)的探索性質(zhì)，培養(yǎng)科學(xué)探究的意識和能力。其五，促進跨學(xué)科綜合應(yīng)用：實驗教學(xué)能夠促進不同學(xué)科之間的跨學(xué)科綜合應(yīng)用。通過實驗，學(xué)生可以涉及多個學(xué)科領(lǐng)域，如物理、化學(xué)、生物等，從而形成學(xué)科之間的融合，提高學(xué)生對綜合問題的分析和解決能力。

在未來，以實驗為抓手提高小學(xué)科學(xué)教學(xué)有效性的前景是廣闊的。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，實驗設(shè)備和資源的豐富性將得到進一步提升，為實驗教學(xué)提供更多可能性。同時，隨著教育改革的推進，越來越多的教育機構(gòu)和學(xué)校意識到實驗教學(xué)對學(xué)生發(fā)展的重要性，將會更加重視實驗教學(xué)的實施和支持。此外，隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，虛擬實驗和在線實驗平臺也逐漸成為實驗教學(xué)的重要組成部分。學(xué)生可以通過虛擬實驗平臺進行模擬實驗，觀察和探究各種現(xiàn)象，提高實驗技能和科學(xué)思維能力。在線實驗平臺則可以提供更多實驗資源和設(shè)備，方便學(xué)生進行實驗操作和實驗數(shù)據(jù)的記錄與分析。

結(jié)束語

綜上所述，以實驗為抓手，提高小學(xué)科學(xué)教學(xué)的有效性對于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新能力具有重要意義。通過共同努力，我們可以推動小學(xué)科學(xué)教學(xué)的改革和創(chuàng)新，為學(xué)生提供更具體、實踐性的學(xué)習(xí)體驗，培養(yǎng)他們的科學(xué)精神和綜合能力。實驗教學(xué)作為促進學(xué)生學(xué)習(xí)的有效手段，將在小學(xué)科學(xué)教育中發(fā)揮重要作用，為學(xué)生的全面發(fā)展和未來的學(xué)習(xí)和發(fā)展奠定堅實的基礎(chǔ)。希望本論文的研究成果能夠為小學(xué)科學(xué)教育的實踐和改進提供參考，促進小學(xué)科學(xué)教學(xué)的不斷發(fā)展和進步。