优化演示实验培养学生观察习惯

时间：2024-05-07

◇黄泽荣（四川：中江县实验小学南渡校区）

演示实验是小学科学教学的重要组成部分，其实验质量关系到科学教学的成效，所以做好演示实验，激发学生学习兴趣，提升科学素养是每位科学教师需深入思考的问题，对此，本文从多方面分析演示实验在小学科学教学中发挥的作用，并在此基础上提出优化措施，希望给予相关教育者提供一些参考。

科学是学生了解、掌握以及运用客观知识的重要途径之一，其中实验是科学学科不可缺少的组成部分。尤其是演示实验，发挥着不可小觑的作用，可以说，演示实验的质量关系到学生科学素养的形成。小学科学教师需结合学生学情和学科特征，分析演示实验的作用以及优化策略，激发学生潜在的探究知识的兴趣，切实提升实验教学质量与学生综合素质，实现预期的课程目标。

一、演示实验在教学中的作用

（一）激发学生学习兴趣

毫无疑问，兴趣是调动学生参与学习活动的最佳驱动力，也是促使学生集中注意力的最佳途径。当学生对所学知识产生探究兴趣后，便会进入高度集中状态并产生积极愉悦的情感体验。科学课是学生步入小学阶段首次接触的课程，学生对一切科学知识都具有强烈的好奇心，迫切想从该门学科了解不在自己认知范围内的事物。引入演示实验可清晰直观地为学生演示未知景象，激发学生潜在的学习兴趣以及对科学学科的喜爱。若教师忽略演示实验或单纯运用文字讲述实验，则不利于学生理解实验内容，激发学习兴趣更不知从何谈起。这会大幅度降低科学教学效果，甚至影响学生后续的学习和发展。

（二）降低学生理解难度

小学科学教材收录的部分知识具有一定抽象性，借助生动直观的演示实验可突破这一难点。学生在观察教师实验操作以及聆听辅助性语言讲解时，会加深对所学知识的理解。例如，在讲解人体消化系统的相关知识时，小学生因年龄小，并不熟悉消化系统知识，若教师依旧运用语言讲解，则不利于学生深入理解。若教师借助实验室人体消化系统模型，对食物在身体内的消化过程进行演示，或将此过程制作为动画，不仅能简化学生理解，更能加深学生印象。

（三）培养学生观察习惯

学生只有学会如何做实验才能更好地理解知识内涵，在此过程中，凸显学生观察教师演示实验的重要性。良好的实验能力不能缺少良好的观察品质，尤其在实验过程中，该品质集中体现在观察的理解性、整体性、目的性、客观性、精确性、选择性等不同层面。其中，观察的理解性，即一边观察实验现象一边开动大脑思考，明确实验现象以及原理；整体性，即学生调动口、鼻、耳、眼等多重感官，全面系统地观察实验现象；目的性，即学生有计划、有目的地观察实验现象；客观性，即学生基于客观层面，对所观察到的实验现象进行阐述，真实记录观察结果；精确性，即学生精细观察教师在演示实验中的细微变化；选择性，即学生在观察过程中，能结合实验要求，选取实验范围，并在此基础上明确实验层次，从而有条理、有顺序地开展实验。

（四）强化学生实验意识

小学科学有很多，如物质溶解与分离、固体质量测量、气温测量等学生实验。学生通过实验能进一步了解和感知世界，形成良好的实验操作能力，提升科学探究水平。若学生未形成良好的实验意识与习惯，或未接受正确且规范的实验操作指导，必然会在实验过程中出现较多问题，对实验结果产生影响。最重要的是，难以理解实验现象。长此以往，实验就演变为一种流程，消磨学生探究知识的兴趣，不利于学生未来的学习和发展。所以，教师要通过科学实验为学生讲解实验操作方式以及相关注意事项，例如，在演示固体质量测量实验操作时，可先明确说明正确使用托盘天平的方式，并在此过程中，规范操作，清晰讲解操作步骤，以便于学生理解。

（五）增强学生应用能力

学习知识目的在于应用，若脱离这一目的，所学知识只能是教材或大脑印象的知识。科学不同于其他学科，需要教师引导学生将所学的知识应用于实际。例如，当学习将固体物质分离后，需引导学生思考如何正确分离现场的生活污水；明确哪些因素影响物体沉浮，可尝试阐述为何轮船重量大，但却能漂浮在水面；等。当学生将所学科学知识与现实生活相结合就可发现该学科的神奇与奥妙，从而激发对科学知识的热爱。

（六）提升学生学习效率

所有学习需建立在实事求是的前提下，科学学科更是如此。如果教师在日常教学中随意讲授知识，未能贯彻实事求是原则，不仅会使学生对所学知识产生错误认知，还会潜意识地认为科学知识并没有想象中那么严谨，在后续学习中自然不会抱着认真的态度。教师只有在实事求是的基础上传授知识，才能为学习赋予意义。与此同时，实事求是也是探究学习的重点所在。在学习中，教师需将实事求是的态度与严谨行事的态度相结合，保证科学课堂演示实验顺利开展，切实提升学生学习效率。

二、优化演示实验策略

（一）明确核心问题，注重知识迁移

学生进入课堂之前并非一张白纸，而是带着自身已有的认知和经验。对于新知具有专属于自身的想法与观点，部分经验可能与新知相符或存在冲突，教师在教学中首先要唤醒学生已有的认知经验，再指导学生与新知相结合，形成系统化的学习体系，为后续学习奠定基础。以《空气能占据空间吗？》教学为例，对于小学三年级学生而言，该问题不可避免会存在争议，因为学生在一年级学习和理解形状时，曾运用占据空间，即将木块、螺母放入盒子探究占据空间，基本能理解可观察和触摸到的物体占据空间，然而对于无法触摸和观察却能占据空间的空气则会产生理解困难。教师针对该节课可呈现以下问题：“倒扣于水中的杯子内的纸团会湿吗？”并在此基础上引出核心问题：“空气是否占据空间？”如上述问题未能唤醒学生已有认知和经验，教师则可将沙子（固体）与水（液体）放置瓶中，由此唤醒学生已有的水与沙子可占据空间的认知经验，再提出问题：“该瓶子在未装水与沙子前，何种物质占据空间？”指引学生阐述不同想法。由于每个学生均为独立个体，认知思维均存在差异，各自所阐述的理由均无法说服对方，教师在此过程中引入新知“空气能占据空间吗？”这一核心问题，能促使学生将已有认知“占据空间”与新知相结合。

（二）改进探究活动，凸显学习体验

开展探究实验与观察活动时，想要使学生深入探究实验，则需引领学生经历和体验一系列探究过程，即要求学生明确探究问题后再将其与具体活动相融。所设置活动应做到难度适当，以提升活动效果。教师提出以下探究活动“杯子内放纸团倒扣于水中”（如图1所示），让学生探究杯子中的纸团是否被水浸湿并阐述原因。学生通过实验，发现杯中只有空气，没有水，所以纸团未被水浸湿。从上述教学效果得知，由于三年级学生缺乏动手操作能力，且该实验操作要求相对复杂，以至于学生将更多的注意力放在操作上，而忽略了思考和观察活动。与此同时，纸团放置于杯底，一旦倒扣杯子则容易掉落，部分学生在探究中未留意竖直倒扣这个要求，直接向下倒扣杯子，从而出现纸团被水浸湿现象，难以顺利开展探究活动。对此，科学教师需基于学生的年龄特征，围绕“空气能占据空间吗？”这一核心问题改进探究活动，将“纸团为何不湿”改为“探究小塑料球位置变化活动”（如图2所示），即倒扣杯子，将罩着的小塑料球以竖直方向压入水中。学生通过观察演示实验发现，塑料球位于杯子底部，杯子里只有空气，没有水，由此证实“空间能占据空间”的结论。

图1

图2

（三）内化知识内容，明确知识本质

教师只有让学生经探究明确事物本质，才能实现深度探究目标。通过本质成功推导不同变式，再经变式把握事物属性与本质。但把握本质并非直接告知学生结论，而是需要学生自主探究、思考、质疑以及归纳总结。在上述探究活动后，教师可继续优化演示实验，帮助学生内化所学新知。首先“该如何让小球漂浮上来？”。基于之前研究结论：“水将空气挤出，空气占据杯中空间，塑料球在下方。”有学生认为，只要杯子中有水，塑料球就会漂浮上来；有学生认为，可适当倾斜杯子，放出部分空气，塑料球就会漂浮上来；还有学生认为，在杯底开一个小洞，流出空气，此时水会占据空间，塑料球会漂浮上来。教师在学生讨论完毕后，可指导其对最后一个学生所提出的设想进行验证。其次，第二个探究活动为“如何让漂浮的塑料球落下去？”。学生联想之前的探究活动已猜测到：“只有让杯中水下去才能使小球下去。”或“让杯中水下去，需让空气再次释放于杯子中。”紧接着，有学生运用打气筒、注射器，甚至用嘴巴吹气等不同形式，验证“空气能占据空间”的结论。通过演示实验促使学生将知识内化于认知体系，切实提升了学习效率。