□ 江蘇省南通市八一小學(xué) 孫慶慶

在多數(shù)科學(xué)教師心中，認(rèn)為實(shí)驗(yàn)教學(xué)非常簡(jiǎn)單輕松，只是帶領(lǐng)學(xué)生動(dòng)手做做，看看實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、記錄記錄數(shù)據(jù)。許多教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，一般都是把實(shí)驗(yàn)步驟和要求投影在電子白板上，讓學(xué)生跟著指定的步驟一步一步地操作。也有的教師采取演示實(shí)驗(yàn)，先給學(xué)生演示，然后讓學(xué)生自己再做一遍。這種方式便于教師組織教學(xué)，實(shí)驗(yàn)過程中規(guī)中矩，一般不會(huì)出什么意外。有些實(shí)驗(yàn)教學(xué)知識(shí)比較零散，實(shí)驗(yàn)探究不夠深入，科學(xué)思維不見蹤影。這樣的實(shí)驗(yàn)教學(xué)過于封閉，缺少教學(xué)的深度，顯得比較膚淺，有違“自主發(fā)展”“素養(yǎng)導(dǎo)向”理念，學(xué)生少了自主設(shè)計(jì)與探索的機(jī)會(huì)，學(xué)生的實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力等核心素養(yǎng)得不到有效發(fā)展。如何提高科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的深度，促進(jìn)學(xué)生科學(xué)核心素養(yǎng)的發(fā)展？圍繞大概念組織實(shí)驗(yàn)教學(xué)，能夠提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的深度，助推學(xué)生核心素養(yǎng)發(fā)展。

一、立足大概念設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)

科學(xué)大概念從整體層面架構(gòu)，指向概念的本質(zhì)屬性、事物的內(nèi)在規(guī)律、核心的思想觀點(diǎn)，具有極強(qiáng)的概括性、抽象性以及廣泛的適用性?？茖W(xué)大概念是深度教學(xué)的抓手，大概念統(tǒng)領(lǐng)下的科學(xué)教學(xué)，讓教學(xué)富有結(jié)構(gòu)性與深刻性，有助于培養(yǎng)學(xué)生的系統(tǒng)知識(shí)、邏輯思維，有助于發(fā)展學(xué)生的科學(xué)核心素養(yǎng)。

要使科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)富有深度，高瞻遠(yuǎn)矚，聚焦核心，必須以科學(xué)大概念為導(dǎo)向?？茖W(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師要立足科學(xué)大概念，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)問題、教學(xué)情境、活動(dòng)任務(wù)等應(yīng)指向大概念。大概念引領(lǐng)下的實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)，包含了科學(xué)知識(shí)與科學(xué)技能、實(shí)驗(yàn)過程與實(shí)驗(yàn)方法、科學(xué)情感與科學(xué)態(tài)度。大概念指向的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，不僅要關(guān)注學(xué)生的動(dòng)手操作與動(dòng)腦思考，更要關(guān)注學(xué)生的科學(xué)思想與科學(xué)探究活動(dòng)經(jīng)驗(yàn)培養(yǎng)等。只有立足大概念，科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)才能系統(tǒng)完整，學(xué)生才能自主探索，獲得全面發(fā)展。例如，在“蛋殼與薄殼結(jié)構(gòu)”一課的教學(xué)重點(diǎn)之一是研究蛋殼和拱的承重能力。在該課教材中，設(shè)計(jì)了幾組實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生通過握、戳、壓等方法破壞蛋殼結(jié)構(gòu)，從而探究蛋殼的精美之處。在該實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師應(yīng)當(dāng)以“技術(shù)的發(fā)明蘊(yùn)含著科學(xué)原理”這一大概念去設(shè)計(jì)和實(shí)施實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生動(dòng)手做一做，直觀感受蛋殼的穩(wěn)固，還要幫助學(xué)生打破蛋殼易碎的慣性思維，引導(dǎo)學(xué)生探秘蛋殼與拱的關(guān)系，揭開蛋殼之所以抗壓能力強(qiáng)的奧秘，更要幫助學(xué)生弄清科學(xué)與技術(shù)的關(guān)系。

二、借助大情境實(shí)施實(shí)驗(yàn)活動(dòng)

所謂大情境，是指以宏觀的大概念為觀照，用一個(gè)大場(chǎng)景將若干個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)內(nèi)容融為一體，從而把各個(gè)科學(xué)知識(shí)點(diǎn)完整關(guān)聯(lián)起來?；诖笄榫车膶?shí)驗(yàn)教學(xué)，將科學(xué)知識(shí)與真實(shí)世界相關(guān)聯(lián)，把科學(xué)教學(xué)內(nèi)容有機(jī)整合，讓實(shí)驗(yàn)探究更為聚焦，讓科學(xué)學(xué)習(xí)有效發(fā)生。例如，在教學(xué)“認(rèn)識(shí)工具”一課中，聯(lián)系生活實(shí)際，創(chuàng)設(shè)了“我的爸爸是木匠”這樣一個(gè)大情境：小強(qiáng)的爸爸是個(gè)木匠，每天出去都拎著一個(gè)工具箱。有一天，小強(qiáng)趁著爸爸休息，打開了他的工具箱，里面露出各種各樣的工具。可是，這些工具小強(qiáng)都不認(rèn)識(shí)，好奇心強(qiáng)的小強(qiáng)叫醒了爸爸，向爸爸請(qǐng)教。接著，教師邊出示爸爸使用不同工具的場(chǎng)景，邊引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)各種工具的名稱，了解不同工具的作用，讓學(xué)生嘗試選擇工具完成任務(wù)。大情境如同為大概念披上了外衣，使得大概念更加形象生動(dòng)，大情境避免了情境創(chuàng)設(shè)的碎片化，防止了知識(shí)結(jié)構(gòu)與思維體系的碎片化，有助于形成結(jié)構(gòu)化的知識(shí)和系統(tǒng)化的思維。

三、讓學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案

古人常說：“凡事預(yù)則立，不預(yù)則廢?！备咝У膶?shí)驗(yàn)教學(xué)需要精心準(zhǔn)備，如設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)、準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)器材等。實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備包括教師的準(zhǔn)備，也需要學(xué)生做好準(zhǔn)備?？茖W(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是一個(gè)完整的過程，由若干個(gè)連貫的環(huán)節(jié)構(gòu)成，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案是其中重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。部分科學(xué)教師，往往忽視這個(gè)環(huán)節(jié)的教學(xué)，把實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)作為自己的任務(wù)，直接把教師設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案提供給學(xué)生。

深度的科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，需要抓住實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)這一環(huán)節(jié)，讓學(xué)生做實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的主人，自己思考設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)方案，形成積極的科學(xué)思維意識(shí)?？茖W(xué)實(shí)驗(yàn)方案是對(duì)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的規(guī)劃，包含了實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)假設(shè)、材料準(zhǔn)備、實(shí)驗(yàn)裝置、實(shí)驗(yàn)步驟等方面的設(shè)計(jì)。具有深度的科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，教師不應(yīng)當(dāng)全部替代學(xué)生，應(yīng)當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生自己去設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，讓學(xué)生自己猜想、假設(shè)，自己探尋問題解決的思路和方法，自己選擇實(shí)驗(yàn)材料、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟。在小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師應(yīng)賦予學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的權(quán)利，以學(xué)生的自主探究為核心，讓學(xué)生自主思考、探究、設(shè)計(jì)，充分發(fā)揮學(xué)生的主體性和內(nèi)在潛能，促進(jìn)學(xué)生思維能力和創(chuàng)新能力發(fā)展。在學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案時(shí)，教師要發(fā)揮組織引領(lǐng)作用，要引導(dǎo)學(xué)生圍繞科學(xué)大概念進(jìn)行設(shè)計(jì)，保障實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的科學(xué)合理，以免學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)偏離中心。例如，“冷熱與溫度”一課的重頭戲是“探究一杯熱水降溫過程中的溫度變化規(guī)律”，在教學(xué)該內(nèi)容時(shí)，先引導(dǎo)學(xué)生猜測(cè)熱水降溫的規(guī)律，接著讓學(xué)生分組討論如何實(shí)驗(yàn)，自行制定實(shí)驗(yàn)活動(dòng)方案。學(xué)生經(jīng)過小組研討，對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置、間隔時(shí)間、讀數(shù)方法、實(shí)驗(yàn)方法步驟等都有了明確認(rèn)識(shí)，為提升實(shí)驗(yàn)操作的有效性奠定了基礎(chǔ)。

四、有度導(dǎo)讓中提升實(shí)驗(yàn)效度

實(shí)驗(yàn)操作是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，也是學(xué)生最為活躍的時(shí)刻。許多教師在實(shí)驗(yàn)操作環(huán)節(jié)，不是采用“放養(yǎng)式”，就是采取“主導(dǎo)式”。多數(shù)教師親自為學(xué)生示范操作，教師講一步，學(xué)生跟著做一步，教師“牽著學(xué)生的手”把整個(gè)實(shí)驗(yàn)做完。這種“主導(dǎo)”式實(shí)驗(yàn)教學(xué)，看似比較順暢，課堂中不會(huì)發(fā)生什么意外，實(shí)驗(yàn)任務(wù)也能圓滿完成，但是顯然不符合現(xiàn)如今的教學(xué)理念，教師主導(dǎo)性過度，是對(duì)學(xué)生主體性的不尊重、不信任，同時(shí)限制了學(xué)生的自由，不利于學(xué)生的自主發(fā)展。

在小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師應(yīng)當(dāng)采取讓導(dǎo)式教學(xué)，既要讓學(xué)，又要導(dǎo)學(xué)。既要給學(xué)生讓出自主探究時(shí)空，又要指導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)方案、動(dòng)手操作。教師要做到讓引結(jié)合、導(dǎo)讓有度，指導(dǎo)要適度，不必事無巨細(xì)、面面俱到，也不能當(dāng)甩手掌柜、不聞不問。教師可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)的難易程度和學(xué)生的年齡特點(diǎn)，對(duì)學(xué)生進(jìn)行不同程度的指導(dǎo)，對(duì)學(xué)生不熟悉的實(shí)驗(yàn)儀器的使用方法可以適當(dāng)進(jìn)行講解和演示。學(xué)生能夠自主操作的實(shí)驗(yàn)，教師則可以充分放手，讓學(xué)生大膽操作。例如，教學(xué)“冷熱與溫度”一課中，在學(xué)生對(duì)“連續(xù)測(cè)量一杯熱水的降溫過程”形成明確方案后，教師給學(xué)生提供了溫度計(jì)、鐵架臺(tái)、熱水等儀器材料，讓學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)。雖然該實(shí)驗(yàn)比較費(fèi)時(shí)，但在學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程中，教師要保障學(xué)生操作的自由。教師多讓一些，學(xué)生就會(huì)自由輕松，能夠開展沉浸式探究，能夠更好地觀察和發(fā)現(xiàn)，或許會(huì)收到意外的驚喜，即便有時(shí)發(fā)生操作錯(cuò)誤，那也是學(xué)生真實(shí)的經(jīng)歷，必定讓學(xué)生獲得深刻體會(huì)，積累一定的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)經(jīng)驗(yàn)，成為學(xué)生寶貴的財(cái)富。讓導(dǎo)結(jié)合式實(shí)驗(yàn)教學(xué)，有效提高了實(shí)驗(yàn)的效度和深度，促進(jìn)了學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作能力與創(chuàng)新能力的發(fā)展。

五、實(shí)驗(yàn)結(jié)束后引導(dǎo)剖析反思

實(shí)驗(yàn)分析是科學(xué)實(shí)驗(yàn)的最后一環(huán)，該環(huán)節(jié)需要教師引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)中看到的現(xiàn)象或搜集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、推理，從中發(fā)現(xiàn)規(guī)律，得出結(jié)論。教師在科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，應(yīng)當(dāng)抓住實(shí)驗(yàn)結(jié)束環(huán)節(jié)，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行深入剖析，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)分析能力、推理能力，提高思維的深刻性。教師可以引導(dǎo)學(xué)生從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)科學(xué)本質(zhì)，在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析與加工中得出科學(xué)結(jié)論，進(jìn)一步探尋事物隱藏的深層原理，探究實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中所涉及的知識(shí)、方法、策略等。例如，教學(xué)“冷熱與溫度”一課中，在學(xué)生實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，引導(dǎo)學(xué)生觀察比較水溫?cái)?shù)據(jù)，尋找熱水變涼過程中水溫變化的規(guī)律，為了幫助學(xué)生有效分析，筆者指導(dǎo)學(xué)生繪制曲線圖，借助曲線圖的直觀性發(fā)現(xiàn)水溫下降的趨勢(shì)，找出熱水變涼的規(guī)律。接著引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步討論“為什么會(huì)出現(xiàn)這種規(guī)律？”使學(xué)生知道是“溫度差比”造成了熱水降溫先快后慢。在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，教師還可以引導(dǎo)學(xué)生回顧實(shí)驗(yàn)過程，對(duì)自己的思考過程、思維結(jié)果進(jìn)行再認(rèn)識(shí)，反思實(shí)驗(yàn)操作中的不足，總結(jié)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中的收獲，積累實(shí)驗(yàn)活動(dòng)經(jīng)驗(yàn)。

科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是科學(xué)核心素養(yǎng)形成與發(fā)展的重要途徑，科學(xué)大概念引領(lǐng)下的科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，提高了科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)深度，催開科學(xué)核心素養(yǎng)之花。