余深剩

（古田縣實(shí)驗(yàn)小學(xué)，福建 寧德 352200）

目前，小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量偏低，雖然教育部發(fā)布了加強(qiáng)和改進(jìn)中小學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的意見，但還存在教師觀念陳舊、不能開齊開足實(shí)驗(yàn)、課堂難控等因素，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)教學(xué)流于形式，學(xué)生對(duì)科學(xué)學(xué)習(xí)興味索然，不利于小學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)?？茖W(xué)素養(yǎng)包含四個(gè)要素：興趣、方法、知識(shí)和精神，不論是對(duì)科學(xué)興趣和方法的培養(yǎng)，還是對(duì)科學(xué)知識(shí)的理解，理性思維都伴隨整個(gè)科學(xué)學(xué)習(xí)過程，它是科學(xué)素養(yǎng)的重要內(nèi)涵，必須給予重視和培養(yǎng)。實(shí)驗(yàn)探究是培養(yǎng)理性思維的重要途徑，教師應(yīng)當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生通過觀察實(shí)驗(yàn)、比較現(xiàn)象、分析證據(jù)、交流研討，最后歸納推理得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，這樣讓每個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)都滲透理性思維培養(yǎng)，使結(jié)論建立在事實(shí)和證據(jù)的基礎(chǔ)之上，為建構(gòu)“理趣”實(shí)驗(yàn)課堂打下基礎(chǔ)。

一、當(dāng)前小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)課堂存在的問題

（一）教師觀念陳舊、實(shí)驗(yàn)被邊緣化

長期以來，科學(xué)學(xué)科處于弱勢(shì)地位，片面地被當(dāng)成“副科”，學(xué)校缺乏專任科學(xué)教師，大部分是語、數(shù)教師兼職科學(xué)教學(xué)，他們往往以語數(shù)教學(xué)工作繁重為由占用科學(xué)課，再加上準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)器材又花費(fèi)太多精力，很多實(shí)驗(yàn)基本在“黑板上做”或者播放實(shí)驗(yàn)視頻，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)教學(xué)逐漸被“邊緣化”。一旦遇上科學(xué)質(zhì)量監(jiān)測，就讓學(xué)生背實(shí)驗(yàn)過程、現(xiàn)象和結(jié)論，雖然學(xué)生背得滾瓜爛熟，但是學(xué)生對(duì)于實(shí)驗(yàn)原理卻知其然而不知其所以然，一直處于被動(dòng)接受學(xué)習(xí)，科學(xué)興趣和方法的培養(yǎng)幾乎沒有，更談不上勇于探索的科學(xué)精神。建構(gòu)主義理論告訴我們，教師是教學(xué)過程的引導(dǎo)者，應(yīng)當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生親歷實(shí)驗(yàn)探究過程自主建構(gòu)科學(xué)知識(shí)，獲得深層次理解，促進(jìn)學(xué)生知識(shí)內(nèi)化。

（二）課堂紀(jì)律難控，實(shí)驗(yàn)效率低下

小學(xué)生之所以喜歡上科學(xué)課，很重要的原因是科學(xué)課可以自己動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)，教師一旦放手實(shí)驗(yàn)，學(xué)生缺乏方法的引導(dǎo)，只顧著“玩”，課堂氣氛熱烈，導(dǎo)致課堂紀(jì)律難以把控，一節(jié)課在熱熱鬧鬧中就匆忙結(jié)束了，到最后學(xué)生也沒弄明白為什么做實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)要解決什么問題，實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率低下。［1］究其原因是學(xué)生缺乏有效引導(dǎo)，對(duì)實(shí)驗(yàn)的目的不明確，導(dǎo)致在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中，無法集中精力，觀察時(shí)抓不住關(guān)鍵實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

（三）實(shí)驗(yàn)活動(dòng)有余，理性思維不足

雖然學(xué)生進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)探究，但是對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)收集與分析，以及歸納與推理，往往只是“蜻蜓點(diǎn)水”，理性思維發(fā)展不足，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)效果不佳。主要有兩個(gè)原因：一方面，實(shí)驗(yàn)記錄不及時(shí)、不準(zhǔn)確。實(shí)驗(yàn)記錄不僅是實(shí)驗(yàn)的原始數(shù)據(jù)，還是得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論的直接證據(jù)；另一方面，對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)交流研討欠佳，教師往往喜歡展示正確的記錄單，忽視一些有錯(cuò)誤的記錄，沒有及時(shí)引導(dǎo)學(xué)生分析、探討影響實(shí)驗(yàn)成敗的原因，沒有充分鍛煉學(xué)生的理性思維。

二、構(gòu)建小學(xué)科學(xué)“理趣”實(shí)驗(yàn)課堂的策略

教師應(yīng)改變觀念，重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)，通過實(shí)驗(yàn)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。［2］小學(xué)科學(xué)倡導(dǎo)探究式學(xué)習(xí)，開展“理趣”實(shí)驗(yàn)教學(xué)是探究式學(xué)習(xí)的主要方式之一。學(xué)生只有親身經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)探究過程，才能真切感受“紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行”的道理，在獲得充分的證據(jù)的基礎(chǔ)上，真正相信實(shí)驗(yàn)結(jié)論，從而自主建構(gòu)科學(xué)知識(shí)體系。如果教師只通過講解實(shí)驗(yàn)，甚至讓學(xué)生背實(shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象以及實(shí)驗(yàn)結(jié)論，那么學(xué)生即使記住了新知識(shí)，也只是停留在機(jī)械記憶的層面，常常是半信半疑，學(xué)習(xí)索然無味。

（一）改變觀念，實(shí)驗(yàn)激發(fā)興趣

教師通過改變觀念，重視科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，利用實(shí)驗(yàn)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，不僅能夠保護(hù)學(xué)生的好奇心和求知欲（即科學(xué)興趣），而且通過引導(dǎo)學(xué)生觀察有趣的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，培養(yǎng)其透過現(xiàn)象了解科學(xué)本質(zhì)（即科學(xué)知識(shí)）的能力。科學(xué)興趣與科學(xué)知識(shí)是科學(xué)素養(yǎng)的重要組成部分，科學(xué)興趣的激發(fā)將激勵(lì)學(xué)生進(jìn)一步認(rèn)識(shí)科學(xué)本質(zhì)，最終全面提升科學(xué)素養(yǎng)。學(xué)生在觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并認(rèn)識(shí)科學(xué)本質(zhì)的過程中，形成尊重實(shí)驗(yàn)事實(shí)、尋找證據(jù)的理性思維方式。

例如，小蘇打和白醋這兩種材料均是廚房中常見的物品，在《小蘇打與白醋的反應(yīng)》實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，首先，以“瓶子吹氣球”的實(shí)驗(yàn)導(dǎo)入，吸引學(xué)生的目光，有趣的現(xiàn)象立馬激發(fā)了學(xué)生的興趣；其次，讓學(xué)生思考“為什么氣球會(huì)鼓起來呢”；再次，引導(dǎo)學(xué)生觀察小蘇打與白醋的特點(diǎn)；接著，將小蘇打與白醋按1：3 的比例倒入瓶子中反應(yīng)；最后，驗(yàn)證產(chǎn)生的氣體性質(zhì)。

教師通過改變觀念，利用身邊常見物品設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，以“瓶子吹氣球”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的興趣，興趣是求知的最大動(dòng)力。［3］習(xí)近平總書記說：“科學(xué)興趣要從娃娃抓起?！睂W(xué)生通過觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，結(jié)合自身已有知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)過分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，運(yùn)用邏輯推理得出實(shí)驗(yàn)初步結(jié)論，從而有條理地提出科學(xué)問題。提出科學(xué)問題正是基于尊重實(shí)驗(yàn)事實(shí)和證據(jù)，運(yùn)用邏輯推理的理性思維方式。其往往比解決問題更重要，是進(jìn)行科學(xué)探究最關(guān)鍵的一步，為后面實(shí)驗(yàn)探究的學(xué)習(xí)指明了方向。

（二）明確目的，發(fā)展理性思維

皮亞杰認(rèn)知發(fā)展理論指出，小學(xué)生正處于具體運(yùn)算階段。［4］正是小學(xué)生這種認(rèn)知發(fā)展特點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)時(shí)容易受到其他事物的干擾。若不事先明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，看似氛圍很活躍的課堂，往往達(dá)不到預(yù)期效果：學(xué)生抓不住實(shí)驗(yàn)的重點(diǎn)，匯報(bào)內(nèi)容五花八門。因此，在實(shí)驗(yàn)之前時(shí)要明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖鞘裁?，以任?wù)驅(qū)動(dòng)為導(dǎo)向，讓學(xué)生有目的、有針對(duì)性地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，這樣做實(shí)驗(yàn)往往能事半功倍，既提高實(shí)驗(yàn)效率，又確保每位學(xué)生“跳一跳”就能體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)的成功，這樣的成功是建立在學(xué)生科學(xué)地運(yùn)用邏輯推理的理性思維方式，歸納和總結(jié)得出基本的科學(xué)原理之上的。

例如，《神奇的紙》一課包含三個(gè)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖钦J(rèn)識(shí)紙經(jīng)過折疊后，可以改變它的性能，知道不同性能有不同的用途。首先，在“按一按”實(shí)驗(yàn)時(shí)，教師指導(dǎo)學(xué)生充分感受改造紙前后手按壓的彈力變化，觀察紙張折疊前后發(fā)生變化的現(xiàn)象，知道瓦楞紙是有彈力的；其次，在“放一放”實(shí)驗(yàn)時(shí)，教師指導(dǎo)學(xué)生觀察普通紙和瓦楞紙各自的承載力，并分析兩種紙承載力的差異；最后，在“摸一摸”實(shí)驗(yàn)時(shí)，教師指導(dǎo)學(xué)生對(duì)比兩種紙的隔熱能力，感受瓦楞紙的隔熱效果，為學(xué)生后面的拓展實(shí)驗(yàn)“在不同紙上滴油”搜集實(shí)驗(yàn)信息，為后面的對(duì)比、分析、歸納奠定基礎(chǔ)。

通過教師的指導(dǎo)，學(xué)生明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，知道行?dòng)方向，了解重點(diǎn)觀察實(shí)驗(yàn)中的種種現(xiàn)象；通過對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的比較、討論，分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的形成原理。明確目的能讓學(xué)生在經(jīng)歷觀察、比較和分析的理性思維發(fā)展過程中，通過邏輯思維推導(dǎo)并證實(shí)結(jié)論，增強(qiáng)實(shí)證意識(shí)，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，最終形成理性思維。

（三）精準(zhǔn)記錄，構(gòu)建理趣課堂

1.有效記錄，理中生趣

實(shí)驗(yàn)記錄既是認(rèn)識(shí)客觀事物的科學(xué)方法之一，又是得出科學(xué)原理的直接證據(jù)，它有利于發(fā)展學(xué)生尊重事實(shí)和證據(jù)的理性思維。實(shí)驗(yàn)記錄是學(xué)生將在實(shí)驗(yàn)中觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象以及測量的數(shù)據(jù)，進(jìn)行客觀、及時(shí)和準(zhǔn)確的記錄。一方面，有效的實(shí)驗(yàn)記錄需要學(xué)生有敏銳的觀察能力，能及時(shí)夠捕捉關(guān)鍵現(xiàn)象；另一方面，需要學(xué)生有邏輯性和條理性的思維能力，才能快速將看到的關(guān)鍵信息轉(zhuǎn)換為科學(xué)語言，簡潔地記錄下來。這需要教師進(jìn)行科學(xué)的指導(dǎo)，幫助學(xué)生事先厘清實(shí)驗(yàn)中的關(guān)鍵點(diǎn)，以及訓(xùn)練學(xué)生的科學(xué)實(shí)驗(yàn)代語言符號(hào)，從而減少記錄和整理所耗費(fèi)的時(shí)間，從無序記錄轉(zhuǎn)變?yōu)橛行蛴涗洝?/p>

例如，教科版三年級(jí)上冊(cè)《空氣占據(jù)空間嗎》的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，一方面，教師應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生了解此實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵：第一要觀察記錄“紙團(tuán)”是否變濕，第二是觀察記錄杯子中空氣是怎樣運(yùn)動(dòng)的；另一方面，記錄時(shí)可采用表格記錄法對(duì)“紙團(tuán)”是否變濕進(jìn)行“√或×”的簡單記錄，還可采用畫圖法對(duì)杯子中的空氣用畫圈來代替，空氣的運(yùn)動(dòng)軌跡用箭號(hào)來表示，這樣的實(shí)驗(yàn)記錄既節(jié)省了記錄所耗費(fèi)的時(shí)間，又直觀形象。

教師通過有效指導(dǎo)學(xué)生及時(shí)、準(zhǔn)確的記錄，使學(xué)生不僅是玩了一場實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)游戲。而是懂得實(shí)驗(yàn)記錄是學(xué)習(xí)科學(xué)的重要方法，促進(jìn)學(xué)生尊重實(shí)驗(yàn)事實(shí)和證據(jù)的理性思維的發(fā)展，培養(yǎng)學(xué)生敢于質(zhì)疑的科學(xué)精神，達(dá)成理趣共生的實(shí)驗(yàn)課堂。

2.交流研討，趣中長理

交流研討是實(shí)驗(yàn)探究后的信息處理與加工、分析與整理、歸納與推理的過程。教師通過組織學(xué)生開展組內(nèi)、組間交流以及全班互動(dòng)研討，通過分析與整理、歸納與推理讓科學(xué)實(shí)驗(yàn)探究真正發(fā)生，在研討交流中思想和觀點(diǎn)不斷碰撞。交流研討不僅能促進(jìn)生生、師生之間邏輯推理能力發(fā)展，而且有助于打破沉悶的課堂氣氛，構(gòu)建活潑熱情的課堂氛圍，營造融洽的人際關(guān)系，形成“理”和“趣”共同增長的現(xiàn)象。

例如，在《設(shè)計(jì)制作一個(gè)保溫杯》教學(xué)時(shí)，當(dāng)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)記錄單中各項(xiàng)數(shù)據(jù)（如無蓋、加蓋、加蓋加毛巾、加蓋并用泡沫包裹）進(jìn)行處理與加工，發(fā)現(xiàn)2 分鐘、4 分鐘、6 分鐘溫度都不相同。學(xué)生通過分析與整理，發(fā)現(xiàn)杯子無蓋、加蓋、加毛巾、用泡沫等情況，降溫速度不同，還發(fā)現(xiàn)個(gè)別小組數(shù)據(jù)有差別，這是為什么呢？學(xué)生們對(duì)此產(chǎn)生很大的疑惑，生生、師生之間經(jīng)過激烈爭辯，才發(fā)現(xiàn)原來是因?yàn)槌跏妓坎煌斐傻?。最終，學(xué)生通過歸納與推理，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論：熱的良導(dǎo)體——散熱快。

教師為學(xué)生搭建展示交流平臺(tái)，并引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理與加工，形成事實(shí)證據(jù)；通過分析與整理，提出質(zhì)疑；通過歸納與推理，形成基本的科學(xué)知識(shí)。通過交流研討，達(dá)成理趣共同增長點(diǎn)的策略，能促進(jìn)批判性思維的發(fā)展，從而為“理趣”實(shí)驗(yàn)課堂奠定基礎(chǔ)。

綜上，在小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，教師應(yīng)改變教學(xué)觀念，從小學(xué)生認(rèn)知發(fā)展水平出發(fā)，以實(shí)驗(yàn)導(dǎo)入，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康模龠M(jìn)理性思維的發(fā)展，指導(dǎo)學(xué)生及時(shí)、準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)記錄，并在研討交流中比較分析并整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，歸納推理得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。整個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程，學(xué)生親身經(jīng)歷了觀察、比較、分析、歸納和推理的理性思維發(fā)展過程，培養(yǎng)了學(xué)生實(shí)證意識(shí)和質(zhì)疑的科學(xué)精神，從而構(gòu)建了小學(xué)科學(xué)“理趣”實(shí)驗(yàn)課堂。