聚焦核心素养 开展科学实验

一、丰富实验材料，发展学生科学思维

为培养学生科学思维、锻炼学生思维品质，在组织开展科学实验过程中，教师要改变过往单纯使用教材当中实验素材、实验计划的教学模式，尽量围绕教材提供的科学实验案例，规范合理分析实验材料，遵循创新性、多元性原则，为学生提供充足实验材料，改革实验材料类型，拓展实验教学范围，发展学生科学探究思维。

（一）立足不同实验步骤，创新选择实验材料

实验材料是实验教学质量的重要影响因素，部分实验材料存在一定局限性，实验过程中容易出现各类问题，浪费学生实验时间。因此，在科学实验中，教师需要结合实验操作步骤、实验流程，引领学生灵活选择实验材料，改善材料类型，缩短实验时间，节省实验精力。例如，科教版五年级上册《摆的快慢》实验教学中，教材提供的案例要求学生不断调整实验装置，选择不同的实验器材，最终改变摆动幅度或者重量、绳子长度等。在实验中，经常出现摆绳下端与铁架缠绕，或者无法固定摆绳悬挂点位置，并且在为摆锤配重过程中，配重设施也容易脱落，使得实验效率与精准度降低。对此，教师可以与学生交流沟通，逐步改善实验操作装置、实验器材，不断提升实验效率，如为固定摆绳悬挂点，抛弃绳子打结这一操作，准备阑尾夹牢固摆绳最上端，以此来提升固定效果，为后续绳子调节提供便利。也可抛弃铁架当中的铁圈，设置长木棍或者长筷子，有效延长单摆与铁架立柱之间的垂直距离、悬挂点，用抽奖所用的开口球，改善摆锤的外观状态，通过为开口球添加不同重物，合理改善摆锤的重量，再使用蓬松的棉花填充开口球剩余区域，避免出现开口球内部配重左右晃动或者配重脱落等各类问题。通过改革实验材料，选择不同的实验材料，可以有效提升实验效率，提升实验规范合理性。

（二）立足实验需求，有机组合实验材料

准备多元性、开放性科学实验素材是提升实验教学质量的关键举措，能够助力学生迁移应用课堂所学的理论知识与实验技巧，锻炼学生自主探究能力，培育学生科学思维，有着十分重要的促进作用。小学科学教师在实验教学中，需要打破过往思维定式，结合实验所学的材料类型，调查研究实验材料，为学生提供开放、多元的实验材料选择清单，帮助学生设计创造性、创新性实验方案，培养学生发散思维、创新思维等。例如，传统“摆的快慢”实验研究中，教师可根据科学实验要求、实验特征提供材料。如，根据“只改变摆锤重量、只改变摆绳的长度”等要求，在传统器材基础上，为学生提供丰富多元的材料清单，如：铁珠、秒表、开口球、棉线、马克笔、燕尾夹、橡皮泥、量角器、玻璃珠（实心直径 10mm、 20mm ）、橡胶球（直径 10mm 、 20mm ）、泡沫球（直径 10mm 、 20mm 、30mm ）等，以“材料超市”的模式展示，引导学生实验前合作分析，设置个性化实验方案，选择不同的实验材料。通过多元化、开放性的实验材料，可以为学生提供科学探究空间，进一步培养学生科学思维。

二、创新实验教学形式，培养学生科学素养

（一）创设实验情境，融合落实科学观念

小学生年龄相对较小，课堂学习动力将会受到环境的限制与影响。若是课堂环境乏味枯燥，不符合学生需求与特征，学生学习积极主动性将会显著降低。因此，在小学科学实验教学中，教师要结合学生性格特征，营造轻松愉快的课堂环境，创设趣味实验情境，为学生给予真实、沉浸式的学习体验和感受，刺激学生探究欲望，提升学生科学实验活动参与积极性。例如，教科版四年级上册《让弦发出高低不同的声音》实验教学中，首先，利用多媒体、信息技术，为学生展示尤克里里乐器演奏视频，并以此为基础引导学生探究“尤克里里如何发出声音”这一问题，通过此类模式刺激学生视觉和听觉，让学生对于弦的拨动产生正确的认识。其次，为学生提供尤克里里乐器，要求学生分组展开“发声实验”，教导学生拨动琴弦，设计记录单。在实验过程中，学生可以发现弦的音高与粗细有着密切的关系。最后，以此为基础，继续使用多媒体播放吉他、二胡、古筝等乐器演奏视频，让学生尝试使用所学知识赏析乐器，明确弦的粗细等。再例如，在“声音是怎样产生的”实验教学。在课前教师可借助多媒体为学生播放不同的声音，包括雨水声、音乐声、鸟叫声等，吸引学生注意。其次让学生采取小组合作形式，谈论自己认识的声音类型，分析不同声音形成的原因。最后指导学生结合自身认知、简洁等，设计实验方案，验证观点。通过此类情景式实验教学模式，可以改善学生学习体验、优化学生科学观念，让学生主动展开实验探究，提升实验教学有效性。

（二）创设探究问题，培养学生科学探究意识

小学生由于社会阅历欠缺，面对新知识，只能从浅表层面思考分析，难以深入掌握当中内涵。在科学实验教学中，教师需要明确学生此类特征，创设一系列实验探究问题，循序渐进引导学生，让学生深度思考，主动参与到科学实验活动中，提升实验探究能力。例如，四年级上册《弹簧测力计》实验教学。首先，为学生示范弹簧测力计使用，展示弹簧测力计使用过程中读数方法、注意事项、手持位置等。其次，提出问题：“弹力是如何形成的？弹簧测力计测量力大小是什么？弹簧测力计组成部件是什么？”让学生结合前期观察，表达观点。最后，要求各个小组结合自身观点，自主制作弹簧测力计。在这一过程中，鼓励学生积极寻找能替代核心部件的物品。如，有学生想到可以使用曲别针替代传统挂钩，用橡皮筋替代原本的弹簧等。通过提出问题、合作交流、探究实验、处理问题等，可以助力学生深入思考新知，主动进行探究实验，发展科学思维。

（三）创设游戏活动，激活学生探究积极性

小学生性格活泼，动手能力较强，对于游戏活动参与积极性较高。因此在实验教学中，教师可以结合学生性格特征，组织开展趣味性、实践性游戏活动，将游戏当作实验教学载体，调动学生实验活动参与动力，提升学生活动参与专注力。同时，利用游戏为学生营造有趣的互动氛围，激活学生实验探究热情以及欲望。例如，五年级下册《给船装上动力》的实验教学，教师可以构建“喷气快艇”游戏活动。首先，为学生提供空铁筒、金属铁盒、蜡烛头、铁丝等实验道具，让学生在铁筒内部装入一定量清水，封住开口位置，并在盖上预留一个孔洞。其次，用铁丝在铁盒上方固定铁筒，铁筒下放入点燃的蜡烛头。用蜡烛加热固定在铁盒上端的铁筒，烧开里面的清水，让其转变成水蒸气，从盒子空洞中喷出，助力小船前行。最后，组织实施赛船游戏，比一比哪个小组小船前行速度快、行驶的距离较远。在活动过程中，鼓励学生分析与研究小船前进的影响因素，如：“铁筒当中装多少水比较合适？小孔留多大能够提升小船前进速度？多设置蜡烛头是否能够让水蒸气喷得更加猛烈？”游戏活动趣味性较强，符合小学生特征以及需求，可以有效培养学生实验探究能力、实验素养。

三、优化实验步骤，促进学生科学素养成长

小学科学教材当中部分课时设计了多个实验，这些实验的教学功能与作用各不相同，在思维成长与发展层面是递进关系，但是也有部分实验处于相同层级。对于此类实验，教师可有效调整实验活动，改善实验先后顺序，创新实验步骤，保证实验教学效果与质量。由于实验教学中涉及较多探究要素，教师需要合理设计，让各个探究要素有效关联、环环相扣，循序渐进引导学生，才可以最大程度提升实验教学质量，保证实验教学规范合理性。