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小学科学实验操作指导的有效性

来源:福州市仓山区第五中心小学 作者:林 忠 浏览数:4711 发布时间:2013-12-10

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  • 【内容摘要】小学科学是义务教育阶段培养学生科学素养的重要学科,科学课程标准明确指出:“科学课学习要以探究为核心”,同时指出:“科学探究既是学习目标,又是学习方式”。在科学科教学中,学生的实验操作是否规范有序,直接影响着科学探究的效率,影响着学生科学素养的形成。因此,教师只有通过课前充分准备,才能在实验过程中进行有效的引导,才能使学生有序的开展实验探究,亲历探究过程并获取知识、培养科学兴趣和科学态度。

    【关键词】实验操作   科学探究   科学素养

    小学科学是义务教育阶段培养学生科学素养的重要学科,科学课程标准明确指出:“科学课学习要以探究为核心”,同时指出:“科学探究既是学习目标,又是学习方式”。在科学科教学中,学生的实验操作是否规范有序,直接影响着科学探究的效率,影响着学生科学素养的形成。那么,在科学教学中如何帮助学生做到规范的实验操作,提高科学课堂教学有效性呢?下面结合教学实践活动谈一谈自己的想法。

    一、科学探究前的充分准备

    科学课是一门专业性很强的学科,在科学探究前,只有教师进行充分的准备,才能保障对学生实验操作的规范指导,才能提高课堂探究有效性。

    (一)教师自身科学素养的准备

    科学课程不同于语文、数学科课程,科学探究作为学生学习科学的主要学习方式,它要求教师的素质比其他学科教师更高。因此,作为科学教师一定要加强学习,提高自身素质。在科学探究中很多实验仪器的使用,比如观察物体时放大镜的使用、显微镜的使用;量化实验时胶头滴管的使用、天平的使用、温度计的使用等等,都需要教师课前认真地查阅相关的资料,掌握它在科学探究中的正确使用方法,并能熟练、规范地加以使用。

    (二)教师的课前备课准备

    要想上好一节课是不容易的,教师只有深入教材,吃透教材,并了解教材的编写意图,这样才能用好教材。科学教科书中的每一次实验,课前教师都要通过备教材,了解实验要达到的目的,明白这个实验在教学中要达到的“三维”目标,同时还要对于本实验操作时要注意的方方面面了如指掌,做到心中有数。为了教学过程有针对性,教师还要做好“下水实验”工作,课前只有教师亲历了实验探究的过程,才能把握学生在科学课堂中会生成怎样的问题。因为任何事情只有经历了,才能知道其中存在的问题,也才能根据这些问题及时寻求解决的办法。

    例如在教学苏教版科学四年级上册的《冷热与温度》一课,要引导学生探究一杯热水温度的变化实验。这节课只有课前教师自己尝试探究了温度下降实验过程,才能发现实验时可能出现的问题和避免有可能出现的实验误差。热水的起始温度不同,所画曲线的下降速度也是不一样的,当热水的起始温度在90时,它在10分钟内温度下降的所画出的曲线图是最明显的;另外,实验时所使用的杯子不一样,温度下降的所画出的曲线图也不一样,因为实验中玻璃器皿的效果要优于一次性纸杯和塑料杯,它的导热性能更好,更利于热量的散发。也只有教师在教师课前掌握了这些材料,课堂上在提供热水的水温和水杯加以特别关注,实验成功的可能性将大大提高。但有些问题,即使无法避免,教师也可以事先想好应对的方法,不至于面对课堂生成的问题措手不及。

    (三)结构性实验材料的准备

    科学课教学要让学生经历实验探究活动,学习材料是引领学生解决科学问题,获得科学知识、提高探究能力的最基本载体,也是学生感受科学与生活的联系,体验科学价值的重要资源,教师提供结构性的实验材料是学生自主探究实验的有力保障。俗语说得好:“巧妇难为无米之炊”,因此在科学教学中,就需要我们的教师能根据所授的课的教学任务与教学目标、学生的年龄特征,去精心设计,精心选择探究活动时的典型的活动材料。例如:在教学苏教版小学三年级下册第二单元《植物的一生》中的《叶和花》一课时,我结合家乡季节特点,教学选择在春季,为了能让每个学生都有动手操作的机会,安排两人一组,并为每位学生准备了一朵完整的油菜花、两人一个镊子、一份记录单等探究材料。又如《摩擦起电》一课时,为了不引起学生对科学知识的怀疑或对科学知识理解的偏差,提高教学效果,我提供给学生的探究材料有玻璃棒、丝绸、橡胶棒以及干燥的毛皮。因为潮湿的玻璃棒与丝绸,橡胶棒与毛皮摩擦时不会起电,或起电很微弱不能吸引纸屑。

    二、实验操作有效指导

    (一)引导探究计划拟定

    科学探究是一种新的学习方式,拟定探究计划是为了让学生在实验探究活动中有所收获,而不是纯粹的“玩”,因此在动手实验之前,必须引导学生应用已有知识经验对实验的途径和方法作出恰当选择,对探究实验过程中收集证据的范围与要求作出正确判断,对所需要的实验材料、仪器和技术等做好准备,明确探究活动的目的和已知条件。但是,学生要制定出合理的探究计划并不是一蹴而就的,在我们的学生对探究活动还不熟悉时,要从“简单”到“复杂”,有“扶”到“放”指导过程。在实际教学中,有计划地培养学生规范地设计实验方案的能力,让学他们有一个从模仿到半独立再到独立,从生疏到熟悉的学习过程,从而规范实验操作,提高课堂教学质量。

    例如:三年级学生刚接触科学课,教学中可先提供表格式实验方案给学生,让他们口头进行设计,随着教学的深入,当学生遇到探究问题时就会潜移默化地运用这种模式去设计实验方案。在四、五年级科学教学中,教师就可以引导学生动笔设计一些简单的实验方案,并引导学生在汇报交流实验方案的过程中加以修正与完善,还要引导学生明白在实验过程中要注意的事项也要考虑在方案上。到了六年级,教师就可以放开手让学生小组自已设计实验方案,在自主设计中提高实验能力。

    (二)实验仪器的认识

    科学探究实验一般都要借助仪器进行的,对仪器使用情况的了解直接影响着探究实验的成败,也影响着探究的质量。因此,引导学生认识仪器,知道其操作方法及要求,就显得十分重要。例如温度计认识与使用,其中有很多严格的要求,如液泡温度计在测量物体的温度时要注意不能碰到杯底和杯壁、不能将温度计拿出水面再读数,读数时视线要与液面相平等等;又例如酒精灯的使用,点燃酒精灯前要先检查酒精灯内酒精的多少、点燃酒精灯要用侧面由下而上点燃、酒精灯点燃后火柴要放在不锈钢实验盘中不能随手扔在地上、熄灭酒精灯时要用灯帽盖灭等等;又如用放大镜观察物体时,要注意不能用放大镜朝太阳看;烧杯、量筒等这些是玻璃仪器,要轻拿轻放……

    实验仪器的使用操作要领都需要教师在实验前教给学生,如果是第一次出现的仪器,除了告诉学生这种仪器的名称外,还要告诉学生这种仪器如何使用以及使用应注意事项,同时让学生进行反复练习,逐渐掌握这些技能。

    (三)实验记录的指导

    实验过程的记录是对探究活动成果的积累,学生实验记录的过程,是强化学生对实验目的的认识过程。因此,实验记录是否规范,数据是否真实等都需要教师在实验教学过程中有效指导,这样才能提高科学实验探究的有效性。

    在小学科学教学中,如果实验记录单操作性不强,容易造成课堂混乱。而学生探究记录的实验单,大部分可以用科学书本或作业本里的记录单,如果书本或作业本里的记录单不合适,教师就要自已设计实验记录单。例如《磁铁有磁性》教学中,提供给学生有结构的实验材料是铜片、铝片、铁片、铁钉、纸片、棉线、订书钉、塑料片、曲别针、钢锯条。我第一次使用“磁铁能吸引哪些物体”记录单:

    记录项目

    物体名称

    共同特点

    能被磁铁吸引的物体

     

     

    不能被磁铁吸引的物体

     

     

    由于以上的记录单指代性不强,课堂书写量较大,不利于学生课堂活动。修改为:请根据你的经验判断,下面哪些物体可以被磁铁吸引,并在它的下面打“√”,哪些物体不能被磁铁吸引,并在它的下面打“×”

    物体名称

    铁片

    铝片

    铜片

    铁钉

    纸片

    棉线

    钉书钉

    塑料片

    曲别针

    钢锯条

    预测

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    实测

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    我的发现是:

    由于修改后的记录单,指代性强,适宜学生操作,根据探究记录单能较快总结出磁铁有磁性的性质。同时,借助课堂记录单学生很容易发现磁铁两端吸的物体多,中间吸的物体少的现象,为教学《磁铁的两极》内容打下了基础。

    (四)课堂巡视,确保实验探究有效进行

    课堂巡视是教师发挥主导作用,是及时掌握学生学习情况、优化教学过程,从而使课堂教学更加有效的重要手段。实验探究课堂并不是“放羊式”的,教师的主要任务是巡视指导,在巡视中提示学生如何进行思考;或对学生进行个别指导;或指点迷津,给好的学生提出更高的要求,鼓励学习有困难的学生,帮助他们树立信心,提高操作水平,使不同层面的学生都在原有的基础上得到不同程度的提高;或能控制实验探究中出现的各种突发事件,以免造成课堂的混乱。

     三、加强小组合作,体现探究价值

    在科学课中许多探究实验仅靠一个人的力量是无法完成的,退一步说,一个人完成的效率是很低很低的。为此,科学课教师必须强化以“实验小组”合作为主的学习模式,培养学生的合作意识,体现探究价值。科学实验课虽然追求“自主探究”,但也不是放任自流,课前师生必须共同构建实验小组合作规则,俗语说“没有规矩,不成方圆”,实验小组合作规则是学生有效的进行一系列科学探究活动的保障。

    我的做法是:每学年开学初拜访授课班级原班主任老师,对学生进行全面了解后,按照“优势互补”的原则,把班级学生进行优化组合确立四人实验小组,安排实验过程中的分工问题。实验小组实行小组长负责制,规定小组长一个知识单元轮换一次,小组成员的分工按照座位顺序每节科学实验课轮换一次。这样,学生不仅让明确了自己在科学课实验探究中所承担的任务,激励学生更好地开展实验探究,使科学课堂“活而有序”,而且让学生在不同的角色中锻炼不同的能力。

    四、在教学中有待改进的几个方面

    根据科学课程标准要求,小学科学课程是实践性很强的综合性课程,只有重视并认真做好科学实验,充分发挥科学探究的教学功能的,学生的观察能力、学习能力、动手操作能力才会得到较大的发展。但是,我们也看到平时在科学教学中,特别是在实验方面有很多地方做得不是很到位,有待进一步改进。

    (一)教师包办太多

    在教学过程中,有很多探究实验,教师为了节省时间,提高探究的效率,让学生动手操作之前,很多探究实验的材料都以半成品的形式提供给学生,剥夺了学生的动手机会。例如开展《过滤实验》教学时,在准备过滤实验装置中,教师提供给学生的过滤纸,都是事先折好湿润后放入漏斗里,而缺失指导让学生自已组装的过程。

    (二)教师指导不到位

    学生的实验操作习惯对于他今后的科学学习会产生较大的影响,因此有些实验探究学生在操作之前,教师有必要作细致入微地指导。例如实验要求用量筒取30毫升的水,要想取水准确,最后一步要用滴管往量筒中滴加水。往往我们教师上课时没有规范指导,有的随手加一点,有的口头说明,有的没有说明,实际操作中没有使用滴管,造成学生操作不规范,影响科学素养的培养。

    (三)教师关注不足

    在探究实验教学中,我们教师往往比较关注实验的结果,对于实验过程中出现的细节问题往往关注的较少。例如解剖探究油菜花活动,在解剖活动开始前,师生共同商量解剖的方法与要求,但在实际操作过程中,教师没有关注学生操作中的失误,如镊子使用的方法错误,油菜花解剖后,各部分粘的不准确等等,课堂上在学生展示汇报正确答案后,教师没有让操作错误的学生再练习一次的机会,学生也就没有纠错的机会。

    总之,只要教师在课前进行充分准备,在课堂上有效指导学生实验,规范实验教学,就有助于学生知识的掌握和能力的培养,有助于学生情感态度与价值观的培养,更有助于科学课堂教学质量的真正提高。

    【参考文献】

    1段丽英.  于课堂的教师有效教学行为研究[D]. 东北师范大学 2009

    2、李雁冰.  科学探究、科学素养与科学教育[J]. 全球教育展望. 2008(12)

    3、浙江省小学科学学科教学建议[Z]. 浙江省教育厅教研室.2008

    4、小学科学教学建议30[Z]. 浙江省教研室.2008

    5、科学课[J].(湖北教育出版社)

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