“了然于胸”才能“灵活驾驭”
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摘要：科学教师是实验教学的具体实施主体，实验教学工作的正常开展直接影响课堂教学的质量。实验教学前准备充分，了然于胸，课堂上才能得心应手，取得事半功倍的效果。实践证明，在实验教学的课前准备做到优化实验操作、优化实验过程、优化实验效果，能够有效地使学生达到预期的教学目标。
关键词：现状思考；课前准备；优化实验
中图分类号：G623 文献标志码：A 文章编号：1673-9094（2017）01B-0039-03
一天，听一位老师执教《吸热和散热》一课。在探究比较“水和油吸热和散热谁快”时，学生的发现截然相反：一些学生通过实验得出了油的升温速度比水快，在停止加热的情况下，水的降温速度比油快的结论，而另外一些学生得出了油的降温速度比水快的结论。教师听完之后不知怎么办才好，只是确定了油的降温速度比水快，对为什么油降温快和为什么会出现两种结果不做研究。
这样的课堂上，学生获得的往往只是些浅表性的东西，这样的实验教学不仅贻误时间，影响教学效率，而且会引起学生对科学知识的怀疑及理解上的偏差。这样继续下去就会背离科学课的宗旨并越走越远。
在平时的实验教学中，这种现象不在少数。这不禁引起我们的关注和思考：是什么原因导致了此类现象的发生？在与这位老师交流中，我们发现了最关键的原因：
教师课前材料准备不充分。本课中，教师没有很好地利用铁架台及线绳悬挂温度计，而是采取手持式，测量时间前后持续十几分钟，对于四年级学生来说，难度不小，一定程度上造成了实验数据的不准确。而有一组学生因为温度计坏了，老师没事先检查，温度计的液柱升温、降温现象不明显，学生很无奈，只能看旁人做实验。
教师课前未做“下水试验”。像本课中，教师事先没有亲自动手去做一做，对实验过程会遇到什么问题，产生什么现象就没能做到心中有数，就没能给予学生正确规范的引导。学生操作时不恰当，导致实验结果与预期目标背道而驰。只有教师课前先自己尝试实验过程，发现可能出现的问题，才能避免有可能出现的实验误差。
教师课前对指导细节考虑不周。按照对比实验的单一变量原则来看，是得水跟油的温度一样时开始做散热实验比较科学，如果确实条件不允许，比较油和水的散温速度，应比较降温幅度，因为油和水降温时的起始温度差异很大。
科学教师是实验教学的具体实施主体，实验教学工作的正常开展直接影响课堂教学的质量。实验教学前准备充分，了然于胸，课堂上才能得心应手，取得事半功倍的效果。
一、从实验材料着手，优化实验操作
“实验材料”是指应用到课堂教学的经过精心设计的典型材料的组合。根据一堂课的教学目标，精心选择，精心设计，为学生的探究活动提供典型的教学材料，这样的有机组合，便称为“有结构的材料”。[1]
实验材料的选择是重要的环节，有关小学科学学习活动材料方面的诸多成功经验，有助于我们更深刻地思索。
1.根据教学需要确定材料
为了使实验获得更大效益，按照科学性、趣味性、易操作性的原则，对教材中建议材料可以根据需要进行替代或改进。《纸的认识》一课，教材只提供了几种范例。有一位老师准备的纸样本，比较有独特、典型性，将多种多样的纸样标本装订成册，供学生探究。
实际教学时，先让学生尝试逐一认一认，不认识的提出来，大家共同讨论，在交流中提升自己的认识。学生提出的比较典型的有：宣纸、复写纸、皱纹纸、砂纸，表示出浓厚的探究兴趣。学生发现自己不知道几种纸的用途：宣纸（写毛笔字）、复写纸（复写）、皱纹纸（做手工）、砂纸（磨平）。这时让学生思考：纸有很多品种，你认为有哪些不同地方？学生想不出来，适当提醒：比如皱纹纸做袋子，行不行？为什么不行？
当学生提出以下几个方面不同时：光滑度、颜色、厚度、吸水性、柔软度、结实程度……教师又适当提醒：哪些是眼看、手摸就知道的？从而筛选出有价值的、本节课能探究的问题：结实程度、吸水性。在此基础上，指导学生用科学的研究方法研究的结实程度、吸水性。
2.根据实际条件确定材料
有时候实验材料不易准备，要根据实际情况，做好两手准备，准备好替代方案。比如在《变色花》一课中，学生经常买不到紫甘蓝，很多时候就会影响实验探究效益。如果没有紫甘蓝，可以用紫色的牵牛花代替。做法是：把牵牛花的花冠切碎，放在温水中浸泡，过一段时间，水就变成紫红色了，这是因为花青素从细胞里渗出进入水中。如果找不到牵牛花，用紫心水萝卜、苋菜代替也行。
二、从实验步骤着手，优化实验过程
教材中的实验操作步骤一般都比较常规，如果我们教师课前准备充分，对教材中的实验预见性就会增强，对操作步骤进行稍稍调整或衍生，看似一点小小的改变，往往能大大提高实验效益。[2]
1.另辟实验蹊径
我在教学“电路”单元时出现的现象引发了我的思考。在利用电池、小电珠和导线组成一个简单电路探究活动中，往往我们认为很简单的、学生一下就能做到的，在实际教学中却迟迟达不到预期的效果。不是导线出问题，就是灯泡接触不良，甚而至于连电池正负极接法，也有很大一部分女生不了解。
学生在发现自己小组的小电珠不亮时，不是积极地逐一排除、寻找小电珠不亮的原因，而是纷纷叫嚷，请求老师帮忙。因此我想仅仅动手是不够的，如能在动手之前，从学生的角度，考虑实验中可能出现的状况，那么在实际教学中的引导就会越明确。
为此，我在实验前增加了一个环节：认识小电珠、电池的结构和用途，特别是小电珠有上下两个连接点，导线分别要连接在两个接点上，才会形成通路。再放手让学生利用电池、小电珠和导线组成一个简单电路，实际效果明显不同。
2.仔细斟酌实验细节
学生从四年级开始，具备了一定的实验能力，但是往往由于对实验细节考虑不周，影响了实验效益。这就需要教师事先预料到，在课堂上适当提醒与指导，确保实验科学高效。比如《摆的秘密》一课，“摆线如何拉直”“一次完整的摆如何‘计算’”“秒表如何使用”“怎样改变摆线的长短、摆锤的重量、摆角的大小”等等问题都是直接影响实验结果的细节。改变摆锤重量时，特别注意钩码不能一个接一个往下挂，在改变摆锤重量的同时也改变了摆线的长度，这样是不科学的。如果没有事先考虑到，实验时学生的探究就会失去科学性，更谈不上实验的价值了。
三、从实验装置着手，优化实验效果
我们在改造装置、创造装置的时候，使用这些装置进行实验要比使用常规装置做实验，更易于对科学问题的研究，更能调动孩子们的探究热情，实验数据更加有价值，更易于得出结论。
1.提高实验的效果
有些实验装置效果不是太明显，改造后，可以使实验现象更加明显，更能凸显出独特的实验效果。
如《空气的性质》一课指导学生认识“空气占据空间”，教材中使用的是塑料瓶口扣一个气球，气球吹不大，将塑料瓶扎一个孔，气球就吹大了。这个实验课上时间花费不少，由于塑料瓶空间的限制，扎过孔的塑料瓶中的气球吹得并不大，对比效果并不十分明显。
采用塑料杯及活塞，将杯子倒立竖直压入水中，直至杯子完全被水浸没，由于杯中的大部分空间被空气占据着，水就进不来；把活塞拿掉以后，杯中的空气被水从小孔中挤出来，腾出了空间，水就哗地一下进来了。这种强烈对比使学生一下就明白了其中的道理。
2.提高学生参与度
利用身边的物品做成的实验装置进行实验，这本身就能激发和调动学生参与课堂实验的积极性。我们可以建立一个实验器材箱，将平时生活中常见的物品，如矿泉水瓶、小药瓶、胶卷盒、注射器、橡皮筋、小平面镜等收集进来。等到需要改造装置、创造装置的时候，信手拈来。
在《加热和冷却对物体的影响》一课中，在研究加热和冷却对气体的影响时，就可采用瓶子吹泡泡的装置。具体方法：找一个带软塞（可插管）的玻璃小药瓶，在（插在软塞上）小吸管中滴上1～2滴肥皂液，放入热水中。过一会儿，由于瓶内的空气受热膨胀，小吸管就会吹起小泡泡。学生实验探究的热情空前高涨。
科学课实验教学是科学教学的重要环节，是培养学生科学素养、提升学生创新能力不可缺少的重要途径。[3]由于科学学科特有的特点，课前没有一番充足的准备，实验探究效率也就不会高。作为科学教师，应采用多种策略优化实验教学，提高实验探究效率，使实验教学真正成为培养学生科学素养的重要环节。
参考文献：
[1]喻伯军.小学科学教学案例专题研究[M].浙江：浙江大学出版社，2006.
[2]张红霞.小学科学课程与教学[M].北京：高等教育出版社，2006.
[3]袁维新.基于概念重建的教学模式与策略研究论[J].n程 教材 教法，2007（11）.
Abstract： Science teacher is the implementer of experimental instruction and the normative implementation of experimental teaching has a direct effect on the quality of classroom teaching. Only by making sufficient preparation can teachers be skilled at classroom teaching and achieve higher efficiency. Practice shows that pre-class preparation can help students attain the expected teaching objectives by optimizing experimental operation， process and efficiency.
Key words： current situation； pre-class preparation； optimizing experiment