注重實驗探究 培養科學素養
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[摘要]科學教育的最終目標是培養學生的科學素養。小學科學課是小學階段對學生進行科學啟蒙教育的基礎學科，對培養學生的科學態度、科學精神、科學能力、科學素養具有重要的意義。尤其在新課程改革的大背景下，科學探究被提到前所未有的重要位置，這就要求教師在小學科學教學中以科學探究為核心，讓學生通過親身參與實驗，增強愛科學的信心，提高用科學的能力，最終獲得科學知識和道理。
[關鍵詞]科學探究;實驗;科學素養;三維目標
引導小學生參與科學活動、經歷科學探究的過程，是教科版小學《科學》教材“科學性與教育性并重”的宗旨?！缎W科學課程標準》提出：“科學教學要以探究為核心?！边@就將科學探究、情感態度價值觀和科學知識三個領域的目標和內容，通過科學實驗活動這一載體有效地融合在一起，達到提高學生科學素養的目的。
一、實驗探究對于科學素養的重要性
在小學科學教學中，實驗是進行科學探究的最基本方式，是對學生進行科學啟蒙教育，培養科學素養最有效的途徑。其重要性主要體現在：
1.實驗能激發學生的探究興趣
教師要利用小學生對新奇事物充滿興趣的這一特點，結合小學科學內容豐富、生動的特點，激發他們愛科學、學科學、用科學的興趣，把他們的好奇心引導到科學探究中來，引導學生將科學理論與實踐相結合，在實驗中培養學生的科學精神，掌握一定的科學方法，進而培養科學素養。例如：教科版“辨別食物的營養成分” 教學中，教師可以事先讓學生準備實驗材料：花生米、瓜子、饅頭、土豆等。如做辨別脂肪的實驗，可以讓學生先將花生米的種皮或瓜子的皮去掉，把它們在白紙上擠壓、滑動，然后觀察，如果在白紙上留下油漬，說明含有脂肪。這樣的實驗能滿足學生的好奇心，調動學生學習的主動性和創造性，從而將興趣更好地轉化為探索科學知識的動力。
2.實驗是科學探究的基本形式
一切自然科學知識和經驗的獲得，都來源于生產實踐和科學實驗。實驗探究是通過動手做實驗的方式來進行的。在小學科學探究課上，幾乎每一課都要求學生先進行觀察、實驗或調查，在了解和研究客觀事實的基礎上，進而總結、歸納出規律，在面對實際問題時，能很快地調動起自身的經驗認知，靈活地運用科學知識解決問題。小學科學課程的特點，決定了科學教學要以實驗為探究的基本形式。因為小學科學教材的特點就是從問題出發，通過問題的探究和解決，指導學生在實驗中經歷探究的過程，尋找自然科學的規律，最終得出結論。
3.實驗有助于學生掌握科學知識
實驗是科學課程的重要組成部分，它能揭示事物現象的本質和規律，讓學生觀察科學現象產生的全過程，然后通過探究掌握一定的科學概念和規律，并內化為自己的科學技能。因而，實驗能幫助學生主動探索知識，獲取科學知識，進而將這種知識遷移到生產和生活實踐中，形成基本的科學素養。例如：教科版“材料在水中的沉浮”實驗中，學生猜測物體的沉浮可能與物體的大小和輕重有關系，教師可給出木塊、石頭、泡沫塑料、回形針、牙簽、橡皮泥等材料，學生通過實驗，發現結論與自己猜想的不相符，即物體的沉浮與其大小、輕重可能沒有關系，產生認知的沖突。在學生疑惑時，教師再提供一組大小相同的鐵塊、鋁塊、塑料塊、木塊等材料，學生在實驗中獲得新知識 —— 輕的易浮重的易沉。接著，教師再提供重量相同、大小不同的物體：鋁塊、胡蘿卜塊、木塊、塑料塊等材料，學生發現在物體輕重相同的情況下，大的上浮、小的下沉。三組不同材料的實驗，理清了學生認識上的偏差，對實驗現象有了更深的理解，較好地掌握了科學知識。
4.實驗有助于養成科學的思維方式
科學思維是實踐活動的產物，是基于事實和邏輯基礎上的理性思考，即用科學的方法進行思維，是科學方法在個體思維過程中的具體表現。它形成于人的科學認識活動中，最終服務于科學和實踐。小學科學課程中的實驗探究，也是學生運用科學思維方式獲取知識的過程。例如：教科版“水能溶解一些物質”的實驗中，教師提出如何能讓食鹽在水中溶解得更快，學生馬上聯系自己的經驗出招：用筷子不停地攪拌，水的溫度要高，用兩個杯子來回折……基于生活情景的小實驗，讓學生經歷了一個個思維發散的過程，教師通過引導學生對實驗的不同方法進行歸納，找到實驗現象和實驗結果的關系，養成用科學的思維方式進行思考的習慣。
5.實驗有助于提高動手操作能力
科學知識的獲得以動手、動腦能力為前提。學生的動手操作能力強，有助于實驗探究過程的順利進行，繼而為形成科學素養奠定基礎，這就要求教師要多讓學生動手做實驗，獨立進行探究和小組討論。實驗中，一些實驗材料來自生活或需要改造，這時教師可以指導學生自制實驗工具，提高他們的動手能力。例如：教科版“聲音的傳播”教學中，在學生掌握了聲音高低變化的規律后，利用發聲原理引導學生自制樂器，如用同樣大小的玻璃瓶，里面分別加入不同量的水，敲擊聽其發出聲音的高低;或用不同尺寸的銅片做成簡易的風鈴等，即變廢為寶，又對所學知識有了更深的了解。學生在動手操作過程中，學會了觀察、分析和思考，體會動手帶來的樂趣，強化了實驗操作意識。
二、實驗探究的基本步驟
小學科學課程中的實驗探究包括提出問題、建立假設、設計實驗方案、收集事實與證據、得出結論、合作與交流等步驟，但又不完全拘泥于此，教師應根據具體的科學探究確定實驗步驟。
1.科學問題的提出
實驗探究屬于典型任務驅動的教學模式，其關鍵環節之一就是提出或發現一個中心問題，以此問題激發學生的探究欲望。因此，教師要創設一定的實驗情境，從中提出探究問題。例如：教科版“磁鐵”教學中，提出磁鐵的形狀是怎樣的，它具有哪些特殊性質，這些性質又是如何被廣泛應用等問題。
2.對問題作出猜想或假設
在實驗探究的過程中，教師要引導學生從自身已有的生活經驗入手，讓學生進行大膽的猜想和假設。例如：教科版“杠桿的科學”教學中，教師拿出一盒鐵罐奶粉，讓學生根據已有的經驗猜想怎樣打開更省力，大多數的學生會猜想用水果刀、螺絲刀撬開。 3.制定計劃
在學生猜想或假設的基礎上，師生共同討論、制定較詳細的實驗計劃，準備實驗材料，研究實驗方法。
4.開展實驗
根據教師所提問題和實驗計劃，開展觀測、實驗、調查、制作等實驗探究活動。如教科版“斜面的作用”教學中，教師可以讓學生自己動手搭建斜面，在不同的斜面上拉動小車進行實驗，然后觀察記錄，對數據進行分析，讓學生從實驗中了解斜面省力的特點。
5.科學分析
在觀察實驗等探究活動的基礎上，通過查閱文獻或上網、看相關視頻等形式對相關知識進行鞏固和延伸，對所搜集的信息進行篩選、歸類、統計和列表，驗證已知的科學結論。
6.總結交流
通過小組發言、個人口頭表達、撰寫小報告等形式，學生間交流、分享實驗探究結果，對于實驗中的不正確操作進行反思，吸取他人科學的實驗方法，提高實驗操作能力。例如：教科版“陽光下的影子”教學中，以校園的旗桿為實驗對象，讓學生觀察、分析、統計一天中太陽的位置變化及校園旗桿影子的位置變化，交流匯報陽光下影子的變化。
三、實驗探究應注意的問題
實驗探究強調的是科學知識、科學思想和科學方法的融合與滲透，需要教師注意以下問題。
1.注重學生的探究
實驗探究式的核心是探究，重在學生對探究過程的體驗、感悟，以及學習方法的積累運用。因此，教師要選擇適宜的實驗內容，從學生已有的知識經驗出發，引導學生觀察、探究自然現象和事物，讓他們親歷完整的科學探究過程，而不是教師代替學生探究。
2.重視合作交流
小組實驗探究是常用的教學形式，這就要求教師要分組制定實驗計劃，開展分組實驗，學生分組觀察、調查，最后合作交流實驗結果，有助于學生發現實驗中問題的不同側面，對自己或他人的觀點進行反思或批判，加深對科學知識的理解，增強彼此間的合作意識，形成集體主義精神。
3.注重實驗探究的開放性
小學科學教學不應以傳授科學知識為唯一目的，應該把科學素養的培養放在首位，這就要求教師所設計的實驗要具有開放性。這種開放性表現為實驗的內容、組織、場地、形式都有供學生選擇和創新的空間，以滿足不同個性差異的學生的科學需求。例如：“光的反射” 教學中，用幻燈機的燈光作光源替代陽光做彩虹實驗，比在太陽光下的效果要好。這種不拘泥于實驗地點的教學，更適合學生觀察探究，學生也興趣盎然。
總之，培養小學生的科學素養是全面實施素質教育的要求，是時代和民族發展、科學技術飛速發展對未來人才素質的需要。教師要以新課程改革為契機，發揮課堂教學主渠道的作用，認真準備，認真上課，認真實驗，創新小學科學實驗教學，讓科學課變得更加生動和精彩。
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