浅议小学科学高段实验教学的一般方法

浅议小学科学高段实验教学的一般方法
【内容摘要】科学实验是从生产实践中分离出来并逐渐发展成熟的一种特殊的社会实践活动，并成为科学研究的基本手段和科学发展的基础。《小学科学课程标准》对“探究”是这样阐述的：“探究既是科学学习的目标，又是科学学习的方式。亲身经历以探究为主的学习活动是学生学习科学的主要途径。科学课程应该为儿童提供充分探究的机会，使他们在像科学家那样进行科学探究的过程中，体验科学学习的乐趣，增长科学探究的能力，获取科学知识，形成尊重事实、善于质疑的科学态度，领悟科学的真谛。”。所以，在小学科学教学中，科学实验教学是其重要组成部分。因此，在科学课中，需要有效地进行实验教学，把握住实验在科学课中的功能和作用，通过不断完善地设计教学过程，充分发挥实验在科学学习中的功能和作用，启发学生通过认真观察实验，才能达到自行探求和应用知识的目的。
【关键词】小学科学 实验设计 比较实验法 综合性
随着课程的研究与发展，科学实验教学研究出现了许多新成果、新途径、新方法。但对于小学高段的学生来讲，主要还是以下面两种实验方式为主：比较实验法（也称对比实验法）和综合性实验法。如果说实验操作重在培养学生的实验操作技能和观察能力，那么实验设计重在让学生掌握如何科学地进行实验的方法和培养学生缜密的思维能力。以上两种实验方式，对培养小学生科学兴趣和科学精神,建立科学概念,初步掌握科学方法具有十分重要的意义,是培养小学生科学素养最重要的教学方法和最有效的教学手段之一。以下就这两种实验方法在课堂上的开展来谈谈我的一些初浅认识。
一、比较实验法
比较是实验教学的基本方法，也是探究自然事物变化规律的一种有效的方法。比较是确定研究对象之间差异和共性的思维过程和方法，而实验现象和过程通常是通过比较来确定它们的差异和共性的。
1、 对实验条件中变量（改变的条件）与常量（不改变的条件）等因
素的控制是比较实验能否有效展开的关键与难点。比较实验也叫对比（照）实验，它是运用比较的方法来揭示事物的性质和变化规律的一种实验方法。其具体方法是把实验分成两个或两个以上的相似组群进行，其中一个是对照组，作为比较的标准，另一个（或几个）是实验组。实验时需要把对照组与实验组的结果进行比较，从而确定对比因素对事物性质和变化的影响。由此可知，对比实验的方法是进行单因素比较，即实验前对变量的选择。要进行单因素比较，则必须设法控制其它可能有影响的诸多因素，尽量使这些因素完全相同。这是比较实验的基本要求，也是比较实验过程中自始至终要遵循的重要原则。例如：五年级科学上册第一单元《生物与环境》第一课就是《设计种子发芽实验》，在这节课中，需要让学生接受的是，不能改变的条件是“水”和“空气“这两个因素，而其它的条件如“阳光”、“合适的温度”、“土壤”等都是可以作为可改变的条件来进行实验的，但这众多可改变的条件中，只能改变其中一项，一旦其中一项因素或条件改变了，其他的条件和因素就不能再有改变，且需要保持一致。这样的比较实验方式，条件的可选择性及出现在设计对比实验中是非常重要的。因此教师必须，在实验中要使学生明确什么是对比因素，哪些条件必须相同，为什么相同。此外，在实验操作中还需反复强调原则，并要贯彻始终。总之，条件的选择必须遵循对比实验的原则，否则原则操作的好坏将直接影响实验结果的准确性和可信度。有时候，尽管教师精心准备，反复强调，但个别学生在对比实验中恰恰容易忽视的还是这个重要原则：往往容易同时改变多个条件。这是由学生的心理特征决定的。儿童容易被一些次要的因素或有趣的细节所吸引，而忽略应该注意的因素，或是往往只注意事物外在的明显的变化，而对不变化的前提条件往往视而不见，因而在分析结果时误入歧途。所以，教师如何在教学中使学生明确对比实验的原则并在实验操作和分析结果时自觉地运用这个原则就成了教学对比实验的重点和难点所在。
2、对比实验中仪器和材料准备也非常的重要。合适的、有结构的实验材料是学生进行探究学习的基础和关键。但在实施中我们发现由于材料的问题给科学课的教学造成很大的不利影响。例如：教学《溶解》这一单元《怎样加快溶解》这一课时，需要选择同样大小，同样重量、同样数量的物质分别在热水和较冷的水中进行溶解速度的比较。教材中提供的是让学生自己动手切相同大小的肥皂块，实际上，要切成同样大小，或者说接近完全一样的两块肥皂块还是很难做到的。而且，考虑到肥皂在水中溶解的时候会产生一些泡沫，从而影响学生的观察活动。这个时候，就需要我们找出更好的材料来替代教材中所给出的肥皂这种材料。后来，在一次交流中，有教师给出了一个很好的替代方法：用瓶装的维生素片来替代原来的材料。这样，在实际操作中，既安全又可以做到比较的条件基本相同。
3、 教师的引导是学生能将比较实验顺利进行的基点。学习一种新的
实验方法同掌握任何一门技能一样，需要经过一个由易到难、由扶到放、循序渐进的过程。新课程理念下的教学就是要构建以学生自主活动为基础的教学过程。这是一个以学习者为中心，以学生的主体实践活动为基础，以学生的探究学习为主体，以学生素质整体发展为目标的教学过程。教师在教学过程中应与学生积极互动，共同发展，注重学生的独立性和自主性，引导学生质疑、调查、探究，在实践中学习。所以，在进行比较实验教学的时候，教师不但要做到合作者，学习者，更要做一个合格的“学习促进者“。例如：六年级上册《能量》单元，研究“电磁铁的磁力大小与哪些因素有关”的时候，学生的兴趣一般只局限于通过自己动手制成的简易电磁铁上，会去尝试吸引不同的金属物体。此时，若能设计一个小游戏，让学生参与“比比谁的电磁铁磁力强”，就很容易将学生的兴趣引领到“电磁铁的磁力大小与哪些因素有关”上面。接着，组织学生通过猜想，让学生例举可能影响电磁铁磁力大小的一些条件，从而选择改变个条件，控制哪些不改变的条件，一步一步，使得将“玩”电磁铁的兴趣逐步转移到比较电磁铁磁力大小上面，而且，整个过程都由教师参与引导，这样就使得学生的实验探究活动变得有效与自然。
二、综合性实验法
小学的科学课程打破的传统的物理、化学、生物、地理等学科界限，把自然科学作为一个统一的整体来构建学习的目标和内容体系。所以，它的特征体现在“综合”这一个根本上。综合性实验因综合科学课程的发展而得以发展。一般认为，综合性实验不应局限于实验内容的综合，还应包括实验内容、实验方法、实验手段的综合。也可以把综合性实验理解为实验内容涉及相关的综合知识或运用综合的实验方法、实验手段、对学生的知识、能力、素质形成综合的学习与培养的实验。综合性实验的特征应体现在：实验内容的复合性、实验方法的多元性、实验手段的多样性、人才培养的综合性。它具有以下特点：