小学科学教学中培养学生实验操作能力的有效方法

前言：

实验操作能力是科学知识的实践载体，也是培养学生逻辑思维、创新意识、问题解决能力的重要途径。科学实验在物质科学、生命科学、地球与宇宙科学等多个领域都有应用，怎样利用情境创设来激发学生的探究欲望呢？如何在课外拓展实践空间呢？此类问题迫切需要通过一种体系来予以回复。

一、分步示范与错误预判

一些小学生对实验操作步骤衔接存在空白区，教师要一边分步做，一边把不抽象的操作具体出来，还要预估一些会出的错，免得试验时反复试错[1]。在橡皮筋动力小车制作过程中，教师可以将整个过程分为车架组装、轮轴安装、橡皮筋固定这三个部分，每一个部分都是慢动作演示加上关键点强调的方式。比如组装车架的时候，教师可以示范用指尖按住木条的两端和中心连接点，这样形成三点定位，保证车架的稳定；安装轮轴时，教师可以示范如何用铅笔在车轮中心轻轻打孔，控制孔径大小，避免轮子晃动；固定橡皮筋时，教师要重点示范缠绕的方向和圈数对动力的影响，顺时针缠绕三圈给小车提供稳定的推力，逆时针或者缠绕过密会使小车偏航。

实操过程中教师要巡视并针对错误纠正，然后问：橡皮筋的作用力是通过什么结构传给车轮的呢？通过对比可以看出，只有把橡皮筋缠绕在轮轴上，才可以利用弹性形变转化为旋转动能。教师还可进一步追问：如果橡皮筋缠绕五圈的话，小车是跑得快一些还是慢一些呢？

而且教师还要注意操作过程是否规范。再比如固定橡皮筋的时候，学生用力太狠就把木条弄断，教师演示的时候，拇指和食指夹着橡皮筋两端，慢慢拉直，拉到合适长度，再缠起来，不要一下子用力拉。对动手能力比较弱的同学可以给与适当的帮助，用带有刻度的缠绕架去帮助同学们掌握圈数与松紧度。这样可以分层指导不同水平的学生，实验由“少数人成功”变为“人人都可参与”。

二、对比观察与变量控制

小学生理解抽象的物理现象要依靠直观比较，教师既要设计对照实验，又要引导学生从现象里总结出规律。在物体热胀冷缩实验中，教师可以同时准备铜球、铁环、气球和烧瓶这四组材料，从不同角度对比：把加热过的铜球放到常温铁环上，观察不能通过的现象；冷却后再试，记录可以顺利通过的情况；把气球套在烧瓶口上，加热烧瓶，观察气球膨胀，冷却后观察收缩；用酒精灯加热铜棒的一端，另一端用凡士林粘住火柴，观察火柴掉落的顺序。这样的多材料比较，可让学生形成温度变化引起物体体积改变的共同印象，而不是死记某一材料的特征。

实操时教师要提高变量控制的意识。有一次，小张同学在实验的时候，他把铜球和铁环都给加热了，结果不知道是铜球膨胀了，还是铁环膨胀了，所以穿不过去。教师可以引导学生展开讨论：如何设计实验才能知道铜球受热后变大，而不是铁环受热后变小？通过讨论得出结论：要固定铁环大小，只改变铜球的温度。教师可进一步追问：如果用冰水冷却铜球，再去试着穿过铁环呢？这种逆向思维训练可加深学生对于热胀冷缩双向性方面的体会。也可以设计延伸实验，把铜球换成木球加热，看它是否会发生明显的膨胀。学生发现木球的膨胀幅度比铜球小很多，推测不同材料导热性和膨胀系数有差异，把实验从观察现象推向探究本质。

三、生态模拟与长期记录

生命科学的实验要经过生态模拟来还原真实的环境，还要依靠长时间的记录来培养持续的观察力[2]。在植物需要什么实验中，教师可以设计三个对比实验：A 组植物放在阳光下并且定期浇水，B 组植物放在阴暗处但是浇水，C 组植物放在阳光下但是不浇水。经过三周的观察，学生可以直观的看到 A 组生长旺盛，茎秆粗壮，叶片翠绿；B 组茎秆细长，叶片发黄，部分叶片出现斑点；C 组叶片枯萎，卷曲，土壤干裂。这样一种多因素对比可以让学生知道光照和水分对于植物生长是相互作用的，而不是单一的因素。

实操过程中教师指导学生形成系统的记录方式。一次实验里，学生小组只写了植物长高了，但没写高度和叶子数目这些信息。教师可以提供观察记录表，要求学生每天记录，还要设计延伸的观察任务。让学生在周末把 A 组植物移到阴暗处两小时，看叶片会不会下垂来验证“植物向光性”短期反应；或者让 C 组植物恢复浇水，记录植物叶片恢复原状所需要的时间。这样的动态观察可以把实验从静止的结果推向过程。教师还可以引导学生把实验的结果联系到生活中来：为什么阳台上的花卉要经常转花盆？学生能够从类比实验中的光照不均匀问题中去体会植物的向光性，甚至会产生“在室内种植的时候要使用补光灯”的创新建议。

总结：

培养小学科学实验操作能力需构建“目标-过程-延伸”三位一体的培养框架，课前通过规范仪器使用培训、明确实验目的与操作流程，奠定学生实践基础；课中通过分组协作、观察习惯培养与教师动态指导，强化过程性能力发展；课后通过趣味实验延伸、成果展示与反思，巩固兴趣并拓展思维深度，真正实现从“操作模仿”到“能力内化”的跨越。

参考文献：

[1] 卢 明 强 . 新 课 标 背 景 下 小 学 科 学 实 验 教 学 策 略 探 究 [J]. 新 课 程 导学,2025,(15):33-36.

[2]张梅.小学科学实验操作能力的有效培养策略[J].山西教育(教学),2024,(10):57-58.