小學(xué)科學(xué)課程里的實(shí)驗(yàn)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)

小學(xué)科學(xué)課程里的實(shí)驗(yàn)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)晉江市金井鎮(zhèn)毓英中心小學(xué)一、小學(xué)科學(xué)教育改革的國(guó)際趨勢(shì)提高小學(xué)科學(xué)教育的地位，重新認(rèn)識(shí)小學(xué)科學(xué)教育的作用，把中小學(xué)科學(xué)教育統(tǒng)一起來；既注重科學(xué)教育的普及，又強(qiáng)調(diào)科學(xué)教育質(zhì)量的提高；更新科學(xué)教學(xué)目標(biāo)，提高小學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)；重視以科學(xué)教育理論指導(dǎo)小學(xué)科學(xué)教育改革；強(qiáng)調(diào)探究式科學(xué)教學(xué)，提高小學(xué)生進(jìn)行科學(xué)研究的能力。二、何謂科學(xué)素質(zhì)（素養(yǎng)）了解重要的科學(xué)事實(shí)、概念、原則和理論；把有關(guān)科學(xué)知識(shí)應(yīng)用于日常生活情境中的能力；具有利用科學(xué)探究過程的能力；理解科學(xué)性質(zhì)的一般原理和關(guān)于科學(xué)、技術(shù)與社會(huì)的相互作用；具有明智的對(duì)待科學(xué)的態(tài)度以及具有與科學(xué)有關(guān)的事物的興趣?？茖W(xué)素養(yǎng)是指了解必要的科學(xué)技術(shù)知識(shí)及其對(duì)社會(huì)個(gè)人的影響，知道基本的科學(xué)方法，認(rèn)識(shí)科學(xué)本質(zhì)，樹立科學(xué)思想，崇尚科學(xué)精神，并具備一定的運(yùn)用它們處理實(shí)際問題、參與公共事務(wù)的能力。（《科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》）三、實(shí)驗(yàn)在這當(dāng)中的地位強(qiáng)調(diào)兒童動(dòng)手實(shí)驗(yàn)尋找答案，而不是由教師提供現(xiàn)成的答案讓他們接受；所有的實(shí)驗(yàn)課程都以探究作為科學(xué)的過程；給兒童提供機(jī)會(huì)理解學(xué)科的結(jié)構(gòu)；所有的實(shí)驗(yàn)課程都有助于兒童拓寬對(duì)環(huán)境的理解期望通過科學(xué)教育改革兒童的行為。四、幾個(gè)概念的厘清觀察與實(shí)驗(yàn)：觀察≠實(shí)驗(yàn)，觀察：借助于人的各種感覺器官（視覺、觸覺、味覺、聽覺、嗅覺）對(duì)周圍環(huán)境有意識(shí)的感知，我們稱之為觀察?？茖W(xué)觀察：科學(xué)觀察是有目的、有計(jì)劃的一種研究方法。是通過人的感覺器官或借助科學(xué)儀器對(duì)自然發(fā)生的現(xiàn)象或變化進(jìn)行考察、記錄和分析從而解決一個(gè)科學(xué)問題或驗(yàn)證一個(gè)科學(xué)假說，是有理論指導(dǎo)的觀察。實(shí)驗(yàn)：根據(jù)科學(xué)研究的目的，盡可能地排除外界的影響，突出主要因素并利用一些專門的儀器設(shè)備，而人為地變革、控制或模擬研究對(duì)象，使某一些事物（或過程）發(fā)生或再現(xiàn)，從而去認(rèn)識(shí)自然現(xiàn)象、自然性質(zhì)、自然規(guī)律的過程。通常進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)要先辨認(rèn)變量并做適當(dāng)?shù)目刂?，作好操作性定義，收集及解釋數(shù)據(jù)，必要時(shí)修正被試驗(yàn)過的假設(shè)。實(shí)驗(yàn)與探究：實(shí)驗(yàn)≠探究。科學(xué)過程技能就是在科學(xué)探究中必須具備的一些最基本的思維方法和操作技能。美國(guó)科學(xué)進(jìn)步協(xié)會(huì)科學(xué)教育委員將過程技能分為初級(jí)過程技能和綜合過程技能，8個(gè)初級(jí)過程技能為：觀察、分類、測(cè)量、傳達(dá)、預(yù)測(cè)、認(rèn)識(shí)空間—時(shí)間聯(lián)系、應(yīng)用數(shù)字、推理，5個(gè)綜合過程技能為：形成假設(shè)、控制變量、解釋數(shù)據(jù)、下操作定義、實(shí)驗(yàn)。美國(guó)國(guó)家科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)中涉及科學(xué)與工程實(shí)踐的內(nèi)容：提出疑問，定義問題；構(gòu)建并使用模型；計(jì)劃并進(jìn)行調(diào)查；分析并解釋數(shù)據(jù)；運(yùn)用數(shù)學(xué)和計(jì)算思維；建立解釋，設(shè)計(jì)解決方案；用事實(shí)進(jìn)行論證；獲取、評(píng)估并交流信息。試驗(yàn)與實(shí)驗(yàn)：試驗(yàn)≠實(shí)驗(yàn)（舉例小蘇打）思考：這是實(shí)驗(yàn)嗎？這不是嚴(yán)格意義上的“實(shí)驗(yàn)”，而是“試驗(yàn)”。“實(shí)驗(yàn)”是用來檢驗(yàn)?zāi)撤N新的假說、假設(shè)、原理、理論或者驗(yàn)證某種已經(jīng)存在著的假說、假設(shè)、原理、理論而進(jìn)行的明確、具體、可操作、有數(shù)據(jù)、有算法、有責(zé)任的技術(shù)操作行為。“試驗(yàn)”指的是在未知事物，或?qū)e人已知的某種事物而在自己未知的時(shí)候，為了了解它的性能或者結(jié)果而進(jìn)行的試探性操作。演示實(shí)驗(yàn)與分組實(shí)驗(yàn)：按照實(shí)驗(yàn)中的主體地位分為教師（演示）實(shí)驗(yàn)和學(xué)生（分組）實(shí)驗(yàn)，教師演示實(shí)驗(yàn)教師示范，特點(diǎn)：直觀.規(guī)范.清晰，學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)學(xué)生動(dòng)手，特點(diǎn)：親歷.主動(dòng).生成驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)與探究性實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)已知結(jié)論（現(xiàn)象）重演、再現(xiàn)。探究實(shí)驗(yàn)未知結(jié)論，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探索。對(duì)比實(shí)驗(yàn)與模擬實(shí)驗(yàn)：模擬實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，一定要把握模擬者與被模擬者的關(guān)聯(lián)點(diǎn)，也即兩者的相似程度，相似程度、關(guān)聯(lián)程度越高，則模擬實(shí)驗(yàn)的結(jié)論越容易被實(shí)際情況所接受。要將模型置于與原型相似的條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；要講清楚模型與原型上存在的異同；要將模擬實(shí)驗(yàn)的結(jié)果外推到原型中；要通過模擬找出原型的規(guī)律性。對(duì)比實(shí)驗(yàn)一定要注意控制變量。變量：在科學(xué)實(shí)驗(yàn)中數(shù)據(jù)會(huì)隨外界環(huán)境變化而變化的一種量。自變量（操作變量）：實(shí)驗(yàn)者可以自由操作的變量，即實(shí)驗(yàn)者有主動(dòng)權(quán)任意改變這個(gè)變量的數(shù)值。應(yīng)變量：隨著自變量改變而改變的一種變量。它的變化只是對(duì)自變量變化的一種反應(yīng)。它沒有改變的主動(dòng)權(quán)?？刂谱兞浚何覀円箲?yīng)變量的改變完全是因?yàn)樽宰兞康母淖冊(cè)斐傻?，我們就要把其他影響?yīng)變量的變量“控制”起來，保持不變。這些變量就稱為控制變量。實(shí)驗(yàn)教學(xué)的注意點(diǎn)加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)?zāi)康男缘恼J(rèn)識(shí)，提高實(shí)驗(yàn)探究針對(duì)性在實(shí)驗(yàn)前，讓學(xué)生明白我們?yōu)槭裁匆鲞@個(gè)實(shí)驗(yàn)?做這個(gè)實(shí)驗(yàn)是為了證明什么問題?實(shí)驗(yàn)中可能會(huì)出現(xiàn)什么結(jié)果?怎樣才能讓實(shí)驗(yàn)更準(zhǔn)確?怎樣才能讓我們看得更加清楚現(xiàn)象?感悟：做科學(xué)實(shí)驗(yàn)很有趣但卻是一件非常嚴(yán)肅的事，來不得半點(diǎn)馬虎，我們的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)是有目的有計(jì)劃的，是一項(xiàng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)研究活動(dòng)。提供有結(jié)構(gòu)的材料，提高實(shí)驗(yàn)的實(shí)效性材料的種類和組合以及交給孩子們的次序就是材料的結(jié)構(gòu)。所謂結(jié)構(gòu)嚴(yán)密指的就是各個(gè)材料之間、材料與教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)目標(biāo)之間具有緊密的聯(lián)系。因此，具有這種功能的材料叫具有嚴(yán)密結(jié)構(gòu)的材料，簡(jiǎn)稱有結(jié)構(gòu)的材料。感悟：結(jié)構(gòu)性的材料暗示著一節(jié)課的研究主題，主導(dǎo)著學(xué)生的研究方向，引領(lǐng)著孩子們的探究過程，材料的出示直接影響到科學(xué)探究的深入程度，所以教師在進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，第一需要準(zhǔn)備的就是備結(jié)構(gòu)性的材料，如果材料準(zhǔn)備得當(dāng)了，一節(jié)課的教學(xué)設(shè)計(jì)也就成功一大半了。精心的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，確保實(shí)驗(yàn)的有序性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)本身要科學(xué)，實(shí)驗(yàn)的過程要科學(xué)，從實(shí)驗(yàn)到結(jié)論要符合推理的邏輯，實(shí)驗(yàn)的科學(xué)性還表現(xiàn)在可重復(fù)性。感悟：動(dòng)手之前先動(dòng)腦，真正的探究不僅僅是發(fā)生在手指上的探究，而是在腦海里的探究。科學(xué)實(shí)驗(yàn)課上要有理性的思維的參與，而不僅僅是在指令或是程序下的動(dòng)手操作。提供充足的實(shí)驗(yàn)時(shí)間，保證有效科學(xué)探究感悟：能讓學(xué)生說的，教師決不說，學(xué)生能觀察到的，教師決不提示，學(xué)生能自己得出的，教師決不告訴。當(dāng)學(xué)生他們的發(fā)現(xiàn)沒有矛盾時(shí)，教師要挑起他們之間的矛盾，讓孩子們?nèi)?zhēng)辯，去發(fā)現(xiàn)。而當(dāng)有了矛盾之后，教師又要選擇適當(dāng)?shù)牟呗匀セ饷?，如采用繼續(xù)探究或發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤的方法，而自己萬不能做矛盾的權(quán)威的終裁者。小組成員分工合作，充分調(diào)動(dòng)探究積極性成員分工：實(shí)驗(yàn)員、材料員、記錄員、記時(shí)員、匯報(bào)員、監(jiān)督員等，定時(shí)輪換。感悟：真正的小組合作更強(qiáng)調(diào)學(xué)生主動(dòng)的、積極地參與，每個(gè)組員都要承擔(dān)各自的角色，每個(gè)人都應(yīng)充分發(fā)揮自己的個(gè)體作用。只有當(dāng)每個(gè)成員都積極地發(fā)揮個(gè)體作用時(shí)，集體的力量才得以充分地顯現(xiàn)出來，合作此時(shí)也就成了一種分享，分享合作的樂趣，分享發(fā)現(xiàn)的成功。6、加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的研討交流，挖掘?qū)嶒?yàn)的思維深度交流=表達(dá)+傾聽與評(píng)價(jià)+評(píng)價(jià)之評(píng)價(jià)。A方有意念，企圖把某一概念、想法告知B方。希望在B方的心中也能形成和自己心中相同的概念、想法。我們把這種“概念、想法”，稱為“思想圖像”。“交流”就是企圖把這“思想圖像”植入對(duì)方心中。根據(jù)每一個(gè)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的參與程度、實(shí)驗(yàn)操作過程、實(shí)驗(yàn)中的表現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)記錄情況、能否有自己的見解、是否還能提出其他問題等內(nèi)容進(jìn)行評(píng)價(jià)。教師可制定量化的評(píng)價(jià)表，也可用定性的語言作出評(píng)價(jià)。同時(shí)在學(xué)生中進(jìn)行自評(píng)和互評(píng)，使評(píng)價(jià)成為學(xué)生學(xué)會(huì)實(shí)踐、反思、發(fā)現(xiàn)自我、欣賞別人的過程。評(píng)價(jià)的幾種方式：心情曲線、個(gè)人貢獻(xiàn)力量比例圖、星級(jí)評(píng)價(jià)表、獎(jiǎng)?wù)略u(píng)價(jià)、坐標(biāo)評(píng)價(jià)等。小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)遇見的其它問題問題一：教材容量大的問題問題二：實(shí)驗(yàn)材料準(zhǔn)備時(shí)間問題問題三：學(xué)生的教學(xué)常規(guī)問題問題四：后10%學(xué)生的參與問題問題五：實(shí)驗(yàn)材料的干擾問題問題六：實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的利用問題問題七：實(shí)驗(yàn)教學(xué)的延伸問題問題八：科學(xué)教師的實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)問題實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)器材的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教室的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)的設(shè)計(jì)理念實(shí)驗(yàn)課程的創(chuàng)新無論是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)或是實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)都必須遵循的原則：1.科學(xué)性原則：實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊鞔_，實(shí)驗(yàn)原理要正確，實(shí)驗(yàn)材料和實(shí)驗(yàn)手段的選擇要恰當(dāng)，整個(gè)設(shè)計(jì)思