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摘 要：科学课程强调探究式学习，文章以教育科学出版社小学科学教材为例，从设计教学中的实验操作入手，探索如何提高学生的科学探究与实践能力，帮助学生建立正确的科学概念，树立科学精神，掌握科学方法，激发学生对科学探究与实践的兴趣，以实现培养学生科学素养的总目标。
关键词：科学教学;探究学习;实践技能;提高策略;科学素养
中图分类号：G623.6 文献标志码：A 文章编号：1008-3561（2021）30-0076-02
科学是一门基础性、实践性和综合性课程，也是对学生进行科学启蒙教育的课程，其总目标是培养学生的科学素养。而科学素养的形成是长期的，只有通过连贯、进阶的学习与实践才能达成。教育部2017年颁布的《义务教育小学科学课程标准》（以下简称“新课标”）指出，探究式学习是学生学习科学的重要方式。小学科学教学强调探究式学习，重在引导学生动手、实践和体验，充分体现学生的主体性，让学生体会探究的乐趣，这对学生智力开发、思维能力的培养有着重要的启迪作用。
一、创设易于动手操作的实验情境，提高学生科学探究兴趣
具有趣味性的学习内容，能迅速唤起并激发学生学习热情。因此，教师要从学生喜欢的活动入手，有意识地创设易于动手操作的实验情境，提高学生科学探究兴趣。例如，在“食物中的营养”一课中，我们根据教科书内容，设计了两个容易且有趣的实验。一个是在米饭、面包等食物上滴碘酒，观察食物会不会变成蓝色，这是检验淀粉的方法;另一个是用食用油和一粒花生在白纸上擦一擦，压一压，观察白纸上有没有留下油渍，这是检验脂肪的方法。学生动手完成实验后，会发现有些食物含有较多淀粉，有些食物几乎不含淀粉，常见的花生、芝麻等食物中含有较多脂肪。在探究活动中，教师要提供种类丰富的食物供学生进行检验，让学生感受、体验更多的实验现象。同时，在实验操作中，教师要提醒学生进行规范操作。比如，滴碘酒时，要与食物保持一段距离，滴一滴或几滴。还要让学生及时记录检测结果，以便对实验现象进行有效分析，从而得出科学结论。
操作趣味性强的实验，能够吸引学生的注意力，激发学生的探究欲望，能把教科书中的实验操作由文字转化为生动有趣的实验。
二、设计课堂不易完成的实验，提高学生实验操作技能
教科版小学科学教材结构性强、容量大、实验多，强调提高学生的实验操作技能。因此，我们积极思考并精确设计一些难度较大的创新实验，以激发学生探索思考的主动性，培养学生的实验操作能力。例如，食物中蛋白质的检验方法难度较大，需要用到化学试剂双缩脲（A/B）。考虑到实验的安全性，教师可利用多媒体演示实验过程。“检测食物的蛋白质”实验需要用到的材料有蛋清稀释液、双缩脲试剂A、双缩脲试剂B、量筒和滴管。具体的实验操作过程如下：用量筒量取2毫升蛋清稀释液，再用量筒量取2毫升双缩脲试剂A，先将两种液体倒入同一支试管中振荡均匀，此时液体为无色。再用滴管往试管中滴加3滴～4滴双缩脲试剂B，振荡均匀，可以看见试管内出现紫色。实验现象表明，蛋清溶液中含有蛋白质。实验演示过程结束，教师要告诉学生，用同样的方法还可以检验其他食物中是否含有蛋白质。
这种通过多媒体演示科学实验现象的教学方式，能直观地呈现实验过程，易于学生理解和接受，有利于提高学生的实验操作技能。
三、利用科学实验记录表，培养学生数据分析能力
为了促进学生在科学探究活动中主动思考，我们根据实验要求设计了实验记录表。实验记录表是实验过程和实验现象的真实记录，能把学生在实验探究中各环节的思考点连接起来，充分体现科学知识的完整性，有效培养学生思维的缜密性。在实验过程中，学生通过记录表来规范实验过程，以此验证自己的预测。例如。“导体与绝缘体”一课中用到的“物体导电性检测记录表”，需要学生在实验之前对实验结果进行预测，然后再通过实验验证自己的预测。实验操作活动结束，教师要启发学生对实验数据进行分析，寻找其中的规律。
学生通过对实验数据进行深层次分析，能从感性认识上升到理性认识，逐步形成从科学视角认识客观事物的本质属性、内在规律及相互关系的思维方式，加深对科学概念的理解和掌握，提高数据分析能力。
四、选择恰当的科学探究方法，促进学生思维梯度发展
在科学探究过程中，不同的科学素养要通过不同的实践活动加以培养。而多种教学方法的运用，能激发学生的学习兴趣，调动学生学习的积极性和主动性。因此，教师选择符合学生认知规律的、恰当的探究方法尤为重要。例如，在“声音的高与低”一课的学习中，学生可通过观察铝片琴、口琴以及钢尺发出高低不同的声音时振动频率的变化，探索音高的变化规律，通过分析柱状图，发现振动频率与声音高低之间的联系。敲击铝片琴和吹奏口琴都可以发出高低不同的声音，基于对这些现象的观察，学生可以猜测到音高的变化与物体的长短、薄厚等外部特征有关。但对于音高变化产生的原因，学生的判断大多基于以往生活中的一些记忆表象，或者对物体外部特征的观察，很少将音高的变化与振动状态的改变联系起来。因此，教师可让学生尝试让钢尺发出高低不同的声音，探究音高变化的内在规律。学生通过对柱状图进行分析，将尺子不同长度的振动与声音变化联系起来，从而发现声音的高低与物体的振动有关。物体振动得越快，发出的声音就越高，物体振动得越慢，发出的声音就越低。
针对这些常见的有趣的实验现象，教师选择恰当的科学探究方法，能取得事半功倍的教学效果，促进学生思维梯度发展。
五、利用实验解释科学现象，发展学生的理性思维
在日常生活中，科学现象很常见，学生可以利用已有的生活经验，先通过假设或猜想进行预测，再开展实验和观察，收集、记录实验数据和相关信息，验证预测是否正确。例如，在“让小车运动起来”一课学习中，学生基于生活经验，知道力能够改变物体形状，但不容易理解“力”的抽象概念，对运动变化背后的原因也难以透彻理解。为帮助学生理解，教师可提出这样的问题：用氣球和橡皮筋能驱动小车吗？问题提出了两种能让小车动起来的力。学生通过小组合作，先组装利用气球驱动的小车，思考气球是怎样使小车向前运动的，探究气球的运动方向与气体喷出方向的关系，探究气球大小与小车运动距离的关系。接着，再组装用橡皮筋驱动的小车，探究橡皮筋缠绕的圈数与小车行驶距离的关系，从而得出“橡皮筋的弹力越大，作用时间越长，小车运动的距离越远”的结论。
学生在实践操作后，通过对实验过程和现象进行分析得出实验结论，能把好奇心自觉转化为理性思考。利用实验解释科学现象，能发展学生的理性思维，培养学生的科学素养。
总之，我们在进行教科版小学科学教材的配套实验视频资源开发时，以“让科学家参与科学教育”的理念为指导，其内容紧扣教材，贴近学生的生活实际，直观形象地呈现生动有趣的科学实验和典型的科学探究活动，加深学生对事物和现象的理解，进一步让科学课堂在学生参与科学实践的过程中更加生动和丰富多彩。这些实验视频资源既能帮助一线教师解决教学过程中遇到的困难和挑战，极大改善科学课程教学现状。同时，也能够帮助学生建立正确的科学概念，树立科学精神，掌握科学方法，引起他们对科学探究与实践的强烈兴趣，提升学生的科学创新能力与科学素养。
参考文献：
[1]郁波.科学教师教学用书：四年级：上册[M].北京：教育科学出版社，2020.
[2]郁波.科学学生活动手册教师教学用书：四年级：上册[M].北京：教育科学出版社，2020.
[3]詹炳.在探究学习中体验科学[J].小学科学，2020（05）.
[4]金卫国.谈学生科学自主探究意识的培养策略[J].小学教学参考，2019（30）.
[5]潘霞.小学科学课堂中探究式学习之我见[J].小学教学研究，2018（17）.
关键词：科学教学;探究学习;实践技能;提高策略;科学素养
中图分类号：G623.6 文献标志码：A 文章编号：1008-3561（2021）30-0076-02
科学是一门基础性、实践性和综合性课程，也是对学生进行科学启蒙教育的课程，其总目标是培养学生的科学素养。而科学素养的形成是长期的，只有通过连贯、进阶的学习与实践才能达成。教育部2017年颁布的《义务教育小学科学课程标准》（以下简称“新课标”）指出，探究式学习是学生学习科学的重要方式。小学科学教学强调探究式学习，重在引导学生动手、实践和体验，充分体现学生的主体性，让学生体会探究的乐趣，这对学生智力开发、思维能力的培养有着重要的启迪作用。
一、创设易于动手操作的实验情境，提高学生科学探究兴趣
具有趣味性的学习内容，能迅速唤起并激发学生学习热情。因此，教师要从学生喜欢的活动入手，有意识地创设易于动手操作的实验情境，提高学生科学探究兴趣。例如，在“食物中的营养”一课中，我们根据教科书内容，设计了两个容易且有趣的实验。一个是在米饭、面包等食物上滴碘酒，观察食物会不会变成蓝色，这是检验淀粉的方法;另一个是用食用油和一粒花生在白纸上擦一擦，压一压，观察白纸上有没有留下油渍，这是检验脂肪的方法。学生动手完成实验后，会发现有些食物含有较多淀粉，有些食物几乎不含淀粉，常见的花生、芝麻等食物中含有较多脂肪。在探究活动中，教师要提供种类丰富的食物供学生进行检验，让学生感受、体验更多的实验现象。同时，在实验操作中，教师要提醒学生进行规范操作。比如，滴碘酒时，要与食物保持一段距离，滴一滴或几滴。还要让学生及时记录检测结果，以便对实验现象进行有效分析，从而得出科学结论。
操作趣味性强的实验，能够吸引学生的注意力，激发学生的探究欲望，能把教科书中的实验操作由文字转化为生动有趣的实验。
二、设计课堂不易完成的实验，提高学生实验操作技能
教科版小学科学教材结构性强、容量大、实验多，强调提高学生的实验操作技能。因此，我们积极思考并精确设计一些难度较大的创新实验，以激发学生探索思考的主动性，培养学生的实验操作能力。例如，食物中蛋白质的检验方法难度较大，需要用到化学试剂双缩脲（A/B）。考虑到实验的安全性，教师可利用多媒体演示实验过程。“检测食物的蛋白质”实验需要用到的材料有蛋清稀释液、双缩脲试剂A、双缩脲试剂B、量筒和滴管。具体的实验操作过程如下：用量筒量取2毫升蛋清稀释液，再用量筒量取2毫升双缩脲试剂A，先将两种液体倒入同一支试管中振荡均匀，此时液体为无色。再用滴管往试管中滴加3滴～4滴双缩脲试剂B，振荡均匀，可以看见试管内出现紫色。实验现象表明，蛋清溶液中含有蛋白质。实验演示过程结束，教师要告诉学生，用同样的方法还可以检验其他食物中是否含有蛋白质。
这种通过多媒体演示科学实验现象的教学方式，能直观地呈现实验过程，易于学生理解和接受，有利于提高学生的实验操作技能。
三、利用科学实验记录表，培养学生数据分析能力
为了促进学生在科学探究活动中主动思考，我们根据实验要求设计了实验记录表。实验记录表是实验过程和实验现象的真实记录，能把学生在实验探究中各环节的思考点连接起来，充分体现科学知识的完整性，有效培养学生思维的缜密性。在实验过程中，学生通过记录表来规范实验过程，以此验证自己的预测。例如。“导体与绝缘体”一课中用到的“物体导电性检测记录表”，需要学生在实验之前对实验结果进行预测，然后再通过实验验证自己的预测。实验操作活动结束，教师要启发学生对实验数据进行分析，寻找其中的规律。
学生通过对实验数据进行深层次分析，能从感性认识上升到理性认识，逐步形成从科学视角认识客观事物的本质属性、内在规律及相互关系的思维方式，加深对科学概念的理解和掌握，提高数据分析能力。
四、选择恰当的科学探究方法，促进学生思维梯度发展
在科学探究过程中，不同的科学素养要通过不同的实践活动加以培养。而多种教学方法的运用，能激发学生的学习兴趣，调动学生学习的积极性和主动性。因此，教师选择符合学生认知规律的、恰当的探究方法尤为重要。例如，在“声音的高与低”一课的学习中，学生可通过观察铝片琴、口琴以及钢尺发出高低不同的声音时振动频率的变化，探索音高的变化规律，通过分析柱状图，发现振动频率与声音高低之间的联系。敲击铝片琴和吹奏口琴都可以发出高低不同的声音，基于对这些现象的观察，学生可以猜测到音高的变化与物体的长短、薄厚等外部特征有关。但对于音高变化产生的原因，学生的判断大多基于以往生活中的一些记忆表象，或者对物体外部特征的观察，很少将音高的变化与振动状态的改变联系起来。因此，教师可让学生尝试让钢尺发出高低不同的声音，探究音高变化的内在规律。学生通过对柱状图进行分析，将尺子不同长度的振动与声音变化联系起来，从而发现声音的高低与物体的振动有关。物体振动得越快，发出的声音就越高，物体振动得越慢，发出的声音就越低。
针对这些常见的有趣的实验现象，教师选择恰当的科学探究方法，能取得事半功倍的教学效果，促进学生思维梯度发展。
五、利用实验解释科学现象，发展学生的理性思维
在日常生活中，科学现象很常见，学生可以利用已有的生活经验，先通过假设或猜想进行预测，再开展实验和观察，收集、记录实验数据和相关信息，验证预测是否正确。例如，在“让小车运动起来”一课学习中，学生基于生活经验，知道力能够改变物体形状，但不容易理解“力”的抽象概念，对运动变化背后的原因也难以透彻理解。为帮助学生理解，教师可提出这样的问题：用氣球和橡皮筋能驱动小车吗？问题提出了两种能让小车动起来的力。学生通过小组合作，先组装利用气球驱动的小车，思考气球是怎样使小车向前运动的，探究气球的运动方向与气体喷出方向的关系，探究气球大小与小车运动距离的关系。接着，再组装用橡皮筋驱动的小车，探究橡皮筋缠绕的圈数与小车行驶距离的关系，从而得出“橡皮筋的弹力越大，作用时间越长，小车运动的距离越远”的结论。
学生在实践操作后，通过对实验过程和现象进行分析得出实验结论，能把好奇心自觉转化为理性思考。利用实验解释科学现象，能发展学生的理性思维，培养学生的科学素养。
总之，我们在进行教科版小学科学教材的配套实验视频资源开发时，以“让科学家参与科学教育”的理念为指导，其内容紧扣教材，贴近学生的生活实际，直观形象地呈现生动有趣的科学实验和典型的科学探究活动，加深学生对事物和现象的理解，进一步让科学课堂在学生参与科学实践的过程中更加生动和丰富多彩。这些实验视频资源既能帮助一线教师解决教学过程中遇到的困难和挑战，极大改善科学课程教学现状。同时，也能够帮助学生建立正确的科学概念，树立科学精神，掌握科学方法，引起他们对科学探究与实践的强烈兴趣，提升学生的科学创新能力与科学素养。
参考文献：
[1]郁波.科学教师教学用书：四年级：上册[M].北京：教育科学出版社，2020.
[2]郁波.科学学生活动手册教师教学用书：四年级：上册[M].北京：教育科学出版社，2020.
[3]詹炳.在探究学习中体验科学[J].小学科学，2020（05）.
[4]金卫国.谈学生科学自主探究意识的培养策略[J].小学教学参考，2019（30）.
[5]潘霞.小学科学课堂中探究式学习之我见[J].小学教学研究，2018（17）.