优化科学实验教学，培养学生的科学素质

　　摘要：在科学实验教学中，充分发挥学生的主体作用，让学生亲历科学过程。让学生自己去发现问题，提出实验设想，设计实验进行探究，通过研讨得出结论，提高学生的科学素养。

　　关键词：科学 实验教学 自行探究 科学素养科学实验是一种“探求意义的经历”，也就是在教师的精心指导下，让学生自己去研究，去发现，让学生“真刀实枪地搞科学”。科学素养的核心是科学精神、科学态度和科学价值观。这些东西不是靠外部灌输得到，它是通过学生动手动脑，亲自实践，在感知、体验的基础上内化而成。那么，怎样优化科学实验教学过程，培养学生的科学素质呢？

　　根据实验性质的不同，科学实验可分为探究型和验证型两类。探究性实验教学过程一般分为：提出问题——实验探究——集体研讨——概括总结四个环节；验证性实验教学过程一般分为：提出问题——进行假设——实验验证——得出结论四个环节。在这两种类型的实验教学中，教师要充分发挥学生的主体作用，让学生经历“过程”，参与教学活动，让学生去发现问题，让学生提出实验设想，让学生独立去实验，让学生去得出结论。

　　一、问题让学生自己去发现爱因斯坦说过：“提出一个问题往往要比解决一个问题更重要。”学生探究的动机往往来自对事物产生的好奇。苏霍姆林斯基曾说：“如果没有兴趣，我们的一切探索计划就会落空。”问题有兴趣，能激活学生的求知欲望，调动学生的积极性。教师要充分利用观察、实验、游戏、竞赛、魔术等手段，让学生或从已有的知识积累和生活体验中发现问题，或从事物矛盾处发现问题，或从旧知识的类比演绎中发现问题。如上《电磁铁》一课，开始我让每个实验小组利用前一课学到的电磁铁的制作方法进行电磁铁吸引大头针的比赛，看哪一小组制作的电磁铁吸引的大头针多。学生从比赛中就会发现各自的电磁铁吸引大头针的数量有多有少，他就会去思考其中的原因，从各自制作的电磁铁不同之处去提出假设。有一个教师在上《轮轴》一课时，先让同学们玩一个游戏，让一个大个子男生用力握住啤酒瓶的颈部，让一个小个子女生用力握住瓶身，两人用力向相反的方向扭动，结果试了几次，大个子男生都“败下阵来”。问题自然从中产生了出来，为什么个子小的女生手劲比大个子男生要大呢？学生就从这一“矛盾”处产生强烈的探究兴趣。

　　二、猜想让学生自己去提出猜想和假设是一切发明和创造的前奏，只有提出了符合一般规律的假设或猜想，才能通过具体的实验进行探究、验证。学生在对一个问题提出猜想或预测时，肯定会根据以往的知识和经验进行积极思考。在上《水的凝结》这部分内容时，我就鼓励学生大胆猜想“露”的成因，学生提出了以下几种性：

　　①是天上落下的雨水；②是物体内部渗出的水；③是空气中的水蒸气变成的水。

　　然后引导学生对几种猜想进行分析、讨论，得出合理的假设：露是空气中的水蒸气受冷变成的。一次在上乡土教材《家乡的甘蔗》时，有学生提出春天埋在苗圃里的甘蔗种（实际是甘蔗的茎切成的小段）出苗时间有先有后，有多有少，有的蔗段甚至不出苗，只好白白扔掉。我就启发学生思考：甘蔗的各个部位有什么不同？学生猜测可能是由于做种的蔗段不同导致的出苗不同。我肯定了他的假设并鼓励他自己去研究。这个学生采用书上学到的对比实验的方法，果真找到了甘蔗出苗不齐的原因，并写成了小论文发表。

　　三、实验让学生自己去设计科学实验的最终目标是要让学生达到能依据已有的经验和实验能力去进行研究和探索。实验教学中要特别注意鼓励和扶助学生自己动脑动手，自我设计实验。如教学《雨和雪》一课，在学生推断出雨是空气中的水蒸气受冷凝成的之后，要设计一个模拟实验验证推想。我引导学生思考：由于雨是水蒸气受冷凝结的，那么怎样得到充足的水蒸气？怎样使水蒸气受冷？怎样使水蒸气凝结成的小水点不断增大而从空中降落下来？学生讨论后，很快设计出了各种“下雨”的方案。     再如在探究根的吸水作用时，我是这样引导：

　　师：怎样证明植物是由根吸收水分的？

　　生1：可以把植物的根放在水里，水减少了就说明是被吸收了。

　　生2：这样不行，因为水要蒸发，也会减少，不能完全证明都是被根吸收的。

　　师：那么怎样阻止水分蒸发呢？

　　生1：可以给瓶子加个盖。

　　生2：加个盖，植物又怎么放呢？

　　生1：可以在盖子上打一个和茎差不多大的洞，把茎夹住。

　　师：洞和茎之间还有空隙，水分还会蒸发，不够严密。

　　生：可以在空隙处滴上蜡烛油把它封住。

　　师：好主意，谁还有好办法？

　　生：我认为可以在水面上加一点菜油，因为油比水轻，浮在水面上，可以把水和空气隔开，阻止水分从水面蒸发。

　　师：不错，那么，怎样才能使根吸收的水看起来明显一点呢？

　　生：选一棵叶子多的植物。

　　生：用细一点的瓶子。

　　至此，植物的根吸收水分的实验就设计出来了。这种由学生自己想出的方案，比教师直接“教给”他要好，由于是他们自己动脑筋设计出来的，实验起来才不会“丢三落四”，肯定会认认真真，一丝不苟，而且让学生自己想办法，是启发学生运用科学方法，培养学生创造精神，发展学生科学能力的重要手段。

　　四、实验让学生自己去做科学课的课堂实验除了一些非常复杂、难度较大、有一定危险性的需要教师做演示之外，要尽可能创造条件让学生动手，让学生自由地去摆弄，去尝试。在教学《滑轮》一课，学生通过实验探究弄明白动滑轮和定滑轮各自的作用之后，我就放手让学生去试一试，看能否把两种滑轮组合起来，达到既能省力又能改变用力方向的目的。学生马上动手组装。在经历多次失败之后，学生终于组装成功了。试想，如果这一步由教师来完成，或者由教师讲清组装方法，再由学生组装，就比让学生自己去摸索要逊色得多。

　　教师在教学中，要放开学生的手脚，不能充当指挥者，要求学生按着教师的口令“一、二、一”齐步走，这样做学生只动手不动脑，没有独立性和创造性。教师要舍得花时间，鼓励学生多角度探索。如上《摩擦起电》一课，让学生探究“摩擦起电现象”，我把尽可能多的材料交给学生，让他们自由地去摆弄。结果学生设计出十几种实验方法：如用手摩擦塑料包扎带，使包扎带向四面散开，摩擦吹塑纸使之“粘”在手心不掉下来，摩擦气球去吸引女同学的长头发，摩擦泡沫塑料粘在身上像雪花，摩擦塑料笔杆去吸引粉笔灰等等。学生在获取知识的同时，也尝到了成功的快乐，创新精神和科学兴趣也得到了培养。

　　五、结论让学生自己得出学生经过实验探究，收集事实和数据后，就必须采取师生研讨或小组研讨的方式，对收集的信息进行加工整理，或类比推理解释现象，或分析概括得出结论，让学生经历一个由此及彼，去粗取精，去伪存真，从感性认识到理性认识的思维升华过程。比如在学生完成“风的成因模拟实验”后，知道了是蜡烛的热量使箱内空气流动成风的。然后启发他们进行类比思考：自然界的环境和“箱子”一样吗？有什么相似的地方？学生经过讨论得出：因为太阳的热量使地球上各个地方的温度不一样，有的地方温度高，有的地方温度低。温度高的地方，空气受热上升，压力减小，其它地方温度低、压力大的冷空气就会流过来补充，从而形成风。并由此顺利地解释了海陆风、季风、山谷风形成的原因。学生的类比推理和想象能力也在这一环节得到了培养。

　　总之，优化科学教学，就是要实现教师角色的转变，使教师成为学生进入科学大门的引路人和指导者，少一些束缚，多一些自由，少一些说教，多一些指导，把学习科学的过程变为学生主动参与和能动的过程，使学生真正成为学习科学的主人。