引导小学生自主实验探究

小学生在学习科学知识时，只有通过进一步的亲身探究，让他们亲自发现自己的已有经验与新发现的现象或事实之间的不一致甚至矛盾冲突之处，他们才会心服口服地审视、反思并修正自己的经验认识，提出或接受或重建“更为科学”的新解释、新假设、新概念。据此，笔者认为，在科学课堂教学中要创设条件，留给学生自主探究科学的空间。以学生为本，让学生在玩、说、议、实验中自主学习，自主合作，自主制定实验计划，自主操作实验探究。这样才能使学生热情高涨，积极主动地投入到科学探究中，才能使科学课堂焕发生命活力。

一、了解实验计划的内容及形式

首先，了解实验计划的内容。实验计划应是重点解决以下几方面的问题：一是做什么、二是怎么样做、三是注意事项。一是做什么：即应该解决探究方面的什么问题；二是怎么样做：即用什么样的方法来证明我们的猜想与假设，需要用那些材料、工具等，这比做什么更具体；三是注意事项：包括安全、分工、记录等一系列的问题。以教科版《科学》六年级上册《电磁铁的磁力》一课的教学为例子，问题是：电磁铁的力大小与那些因素有关，学生作了假设：与导线缠绕的圈数，电池的节数，铁钉的大小等因素有关，接下来就是引导学生制定探究计划：首先，要解决的问题是做什么，就是要求学生明确要搜集的证据是两次磁力大小的对比。即要做的实验是对比实验，然后要解决是怎样做的问题，包括用什么方法来做实验即实验中需要改变的条件有哪些？保持不变的条件有哪些？需要哪些材料？等。三是注意事项：如电池之间的连接，小组分工等系列问题。

其次，了解实验计划的形式。课程标准中“科学探究”的具体内容标准部分对于制定计划的具体内容标准有两条描述：一是能提出探究活动的大致思路。二是能对自己或小组提出的探究问题作出书面计划。由此可见，计划的形式主要分为两种：一种是书面计划，一种是口头计划。

在教学中，首先用的是口头计划，似乎很少用到书面计划，但是《科学》教材从四年级，就已经在给学生提供书面计划的范例，如四年级上册《溶解》这一单元中《100毫升水能溶解多少克食盐》要求小组讨论，制定一个研究计划并且提供一个研究计划范例，其中有研究的问题、研究的准备、研究过程等。到了五年级上册，如《生物与环境》中《种子发芽实验》一课，在活动记录部分要求学生作出一个比较完整的书面计划，内容包括以下方面：1、我们提出的问题：绿豆种子发芽必须要有水吗？2、我们的推测：绿豆种子发芽可能须要水；3、需要改变的条件，保持不变的条件；4、实验方法5、记录表：包括改变的条件、实验的现象；5、我的结论。

二、教师主导制定计划为学生示范

教师给出实验计划由学生按照计划进行实验探究。教师给出实验计划有两方面的原因：一是学生对所要研究的问题及研究问题的方法缺乏了解。二是要向学生渗透某种科学的方法，这里教师给出的实验计划起渗透、示范及迁移的作用。按照教师给出的时机不同，可分为全盘托出型和分步给出型。全盘托出，就是把实验的方法、步骤等，在学生开展观察、实验、制作、调查等活动前，全部告诉学生，让学生依此计划进行实验。如三年级《科学》上册《水和空气》这一单元中《谁流得更快一些》一课，教师在带学生复习前一课教学内容后，告诉学生本课的活动内容：比较洗洁精、食用油和水谁流得快些。此部分内容就是实验计划因为学生对实验内容和方法不熟悉，因此，由教师全部给学生，让学生按计划进行实验。

再如教科版三年级《科学》下册，《我们周围的土壤》一课，有一项拓展性活动：调查我们家乡的土壤。教材上写着这样一句话：先制定实验计划，然后再做实验。在这句话的下面有一个表格，分为两栏。第一栏为观察方法，有这样几个项目，用放大镜看、用手捻、在纸上涂抹、放进水里搅动等；第二栏是观察结果，这份表格也是调查前提供给学生的一个探究计划。因为三年级学生还不知道怎么去制定探究计划，因此，这里出示的计划应启到示范渗透和迁移的作用。

三、实验设计的主动权交给学生

教师不失时机提供机会让学生自主设计实验并自己操作.观察现象.分析探究问题，从而学习科学知识。在学生设计实验时，教师不要进行多余的干预，更不能让学生照图索骥。实事证明让学生像科学家那样自己设计一些实验，是的确有成效的。如：教《磁铁游戏》一课，在探究磁铁能隔着东西吸铁这一性质时，当教师要学生想办法用磁铁和桌上的大头针把纸吸起来，有的学生用纸把大头针包起来.有的学生把纸盖在大头针上把纸都吸起来了；当教师要求学生试一试磁铁隔着别的物体看能不能吸铁时，有的学生隔着玻璃，有的学生隔布或衣服，有的学生隔塑料板，还有的学生隔书，都将大头针或小铁钉吸起来了。学生运用常见的材料自己设计实验主动地探索出了磁铁的有关的性质。又如《轮轴》一课，围绕轮轴是否省力，让学生自由设计实验。有的小组设计新颖；在两个轴心同一条水平线上在轮的右边和轴的左边分别系上一根细线，垂下的长度相同，并各系上形状.大小相同的砝码，左边相当于重物，右边相当于拉力，同时松手看有什么情况发生，就能推断轮轴是否省力了。这个设计具有创造性，如果把学生禁锢在书本上，是不会想到这些方法的。

学生对所要实验的对象及实验的方法比较熟悉，而且学生对如何制定计划已经有所了解，只需要教师稍加点拨，引导学生就能自己制定实验计划。如三年级上册《比较水的多少》一课，要比较三个不同大小的瓶子里水的多少，学生也作了猜想和假设，在制定计划阶段，教师说：用什么方法证明自己的观点是正确的？请同学们设计方案好吗？于是学生开始分组设计实验方案，于是形成了：倒入同样的瓶中、画刻度、称重量、比杯数四种方案，然后，教师按照研究问题的不同让学生自由组合成小组按照小组的探究计划进行实验。 （下转第117页）

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四、实验操作的主动权交给学生

学生在能熟练掌握操纵并懂得自我确定实验目标的情况下，由学生确定研究的问题，做出猜想与假设，自己制定实验计划。学生能够自主制定实验计划也是我们科学课的培养目标，也正是我们所要追求的。

例如四年级下册《岩石和矿物》这一单元，设计以开展“岩石（矿物）博览会”为主要形式的展示活动，目的是让学生相互展示自己的岩石（矿物）百宝箱，并认真分析和讨论，表达自己的见解或小组的探究共识。同时为他们提供机会表达制作过程的愉受、亲自动手成功后喜悦心情。在这样的基础上，再让学生做“剪贴报”，让学生利用自己收集的资料和本单元所学的知识，以有关岩石文化、矿物用途、矿物资源保护等为主题设计制作一份剪贴报，并进行交流，可以使学生进一步了解岩石、矿物的用途，认识到人类在发展的同时也破坏了环境，消耗了资源；认识到人类应该注意开发新能源，保护好岩石资源。

五、改教师演示实验为学生实验

“百闻不如一见”。学生亲自实验比教师演示观察到的现象更清晰，更深刻。为此对一些操作简单，耗时短的演示实验可以让学生上台演示。在实验过程中我们要注意两点：第一，不怕出错。在不经意的情况下自然显露出来的错误，有时能达到更好的教育效果。第二，强调过程。不论实验的难易，不论结论正确与否，只要学生动手做了，这种参与的过程最重要。只有这样才能使学生更大限度地动手，动口和动脑，主动地参与到实验探究活动中去，通过做实验让学生掌握操作要领及原理，学会观察、分析、归纳、总结与思考。如教学《传热比赛》这课时，我就是先让学生自由讨论，设计操作过程，然后汇报，其余学生讨论补充。也可以这样设计：先请一位同学上台演示，其余观看，再讨论应该改进的地方，这样就能使学生对这一实验过程印象深刻。在教学时，我还把实验中影响实验的关键步骤和注意点板书，避免实验的盲目性。当然，我们更赞成学生能用别的实验来研究同一问题，利用生活中的例子或实验就更好不过了。这些实验就可以延伸到课外跟学生一起做做，激发他们的兴趣。

六、开放科学实验器材室培养兴趣

由于种种原因，很多学生根本没有做过实验，甚至连一些最基本的实验器材都没有见过，问题根源在于如何进行实验教学，是不是从理论上分析一下就可以了？如果这样实验就失去了意义，更不要说发挥其主导作用了。针对这种情况，老师应该带领学生走进实验室，不仅仅是让学生熟悉实验器材，更是培养学生亲自动手做实验的兴趣，在必要的情况下，开放实验室，让学生体会做实验的乐趣。如“探究浮力的大小与哪些因素有关？”时，让学生走进实验室，组织他们进行实验竞赛：用一张牛皮纸折一只小船，看谁的小船承载的重量最大？。然后我出示第一个水槽把一团橡皮泥放到水中，沉到槽底。这时进行谈话，提出问题“怎样才能使这团橡皮泥浮在水面？”激起学生的好奇心，然后通过实验把这块橡皮泥做成船形，则浮在水面上。再让学生用小铁皮和小铁皮做的不漏水的小船进行操作试验。通过实验和老师引导学生进行比较，懂得物体浮力大小与物体在水中的体积有关，同时也体验到了实验的乐趣。

总之，科学知识不是通过教师传授得到，而是学习者在一定的情境即社会文化背景下，借助获取知识的过程其他人（包括教师和学习伙伴）的帮助，利用必要的学习资料，通过制定实验计划并按计划进行操作实验探究而获得。

【作者单位：金湖县前锋镇淮胜小学 江苏】