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“精进实验教学艺术:探索科学素养与探究能力提升的策略案例深度剖析”
——以粤科版六年级下册神奇的电磁铁《探究技能:控制变量》为例
摘要:小学科学实验是理论与实践的关键纽带,对激发学生好奇心和探索欲意义重大。本研究以粤科版六年级下册神奇的电磁铁《探究技能:控制变量》为案例,深入探讨创新教学策略,助力学生科学素养与探究能力协同发展,为优化小学科学实验教学提供参考。
关键词:小学科学;实验教学;科学素养;探究能力
小学科学实验是科学探究的核心环节,在培育学生科学素养方面起关键作用。依《义务教育科学课程标准》(2022 年版),强化实验教学、提升学生实验科学素养至关重要。学生经亲手操作,于实践中验证书本理论,将抽象知识具象化,深化理解、筑牢知识基础,在观察、思考与实践中迈向科学殿堂,收获知识与成长。
一、精心筹备实验
(一)教师预演实验
教师讲授 “控制变量的探究技巧” 前,需反复自我实验。此举能精准定位实验难点、安全隐患与误差源,如掌控电源连接时长,防电线过热、电池过快耗电,凸显及时断电重要性。教师借此总结经验,指导学生规范操作,保障实验安全、高效开展,提升课堂教学实效。
(二)精选实验材料
小学科学实验材料应贴近生活、易于理解。在 “控制变量探究” 中,选用 1 号电池、粗导线与大头针替代 7 号电池等常规材料,可显著增强变量对实验结果的影响,如凸显线圈圈数对电磁铁磁力的作用。这既提升实验可观性与数据对比度,又助力学生直观领会科学原理,切实提高实验技能。以“控制变量探究”为例,教师通过实践甄选,确定使用1号电池替代7号电池,以及更粗的导线和大头针,有效突显变量变化对实验结果的影响,如线圈圈数对电磁铁磁力的显著作用。此举不仅提升了实验的可观察性和数据对比度,还极大地增强了学生对科学原理的直观认识,促进了实验技能的实质提升。[3]
二、情境创设与问题驱动教学
(一)情境唤醒求知欲
利用小学生好奇心强的特点,教师借助多媒体展示磁悬浮列车奥秘、大型电磁铁吸钉演示等,营造充满想象与探索的氛围。此类展示能瞬间抓住学生注意力,激发其好奇与求知欲,为后续探究筑牢兴趣根基,使学生更积极投身科学探索。
(二)问题深化思考
教师围绕电磁铁磁力设计问题,如 “为何电磁铁有强大吸引力?磁力受哪些因素影响?” 引导学生突破课本局限,主动探寻答案。学生从电磁铁结构原理剖析变量影响,自主设计实验深入探究,锻炼逻辑思维与探究能力,增强独立思考和解决问题的本领,培养科学思维习惯。
试比较 “电磁铁磁力的大小分别与电池的节数、导线的匝数有什么关系?” 和 “制作一个一次性能够吸引 50 根回形针的电磁铁,成功的要素是什么?” 两道题,后者因具开放性和挑战性,更能激发学生创新思维与探索热情,魅力更大。
(三)情感培育情怀
科学教学紧密联系生活,学生在探究中学会观察、分析,于实验成败间积累经验,深化对科学的热爱与尊重,推动情感态度与价值观发展,助力在科学之路持续前行。
三、强化学生主体性教学
(一)减少示范与增加体验
教学时应削减教师直接示范和视频演示,鼓励学生亲手操作。亲身体验实验全程能激发探索欲,培育对科学现象的敏锐观察与逻辑推理能力,让学生深度参与实验,而非仅作旁观者,切实感受科学探索的魅力与价值。
(二)增强实践与培养素养
小学科学重实践探究。在 “控制变量的探究” 实验中,教师引导学生组装电磁铁、调控变量、记录数据。学生借此锻炼动手、问题解决、观察分析能力,构建科学探究思维框架,学会提出问题、设计实验、收集与归纳结论,提升学科核心素养。
四、优化实验分组策略
(一)合理分组与均衡资源
实验分组应考量学生个性与能力,科学搭配成员,确保分工明确、优势互补。如 “控制变量:探究线圈圈数对电磁铁磁力影响” 实验,设制作者、助手、计数员、记录员等角色,使实验步骤有序、记录精准,强化成员责任意识,提升团队协作成效,保障学习成果。
(二)深化合作与提升能力
小组合作利于学生互动交流,深化科学原理理解,增强问题解决与数据分析能力。实验后,教师组织共同分析数据、研讨结论,培养批判性思维与沟通技巧,形成完整科学探究链,深化学科素养,实现从设计制作到结论分享的闭环学习。
(三)培养思维与促进发展
经系列规划步骤,整合实践、分析、思考与合作要素。学生操作电磁铁实验、分析数据以明变量因果关系,掌握科学方法;依结果得结论、反思过程、剖析误差与改进,锻炼批判性思维;引入应用案例,拓宽科学视野、激发兴趣;借助全面评估与反馈机制,推动学生持续进步与个人发展,全方位提升科学探究能力。
五、结语
在小学科学教育的广阔天地里,实验教学扮演着举足轻重的角色,它不仅是培养学生逻辑思维的沃土,更是激发独立探索精神与创新能力的催化剂。科学教师作为这一过程的引领者,需紧贴教学实际,匠心独运,精心设计教学情境与实验活动,全方位优化课程结构,以科学严谨的方法论为指导,确保学生掌握规范的实验操作,从而在动手实践中增进科学知识,提升实验技能,全面增强科学素养。[7]优化小学科学实验教学是一项系统工程,它要求教师具备高度的教学艺术与创新意识,通过策略性的课程设计与教学实践,有效激活学生的思维活力,培养其独立思考与创新能力,最终在动手实践中提升学生的科学素养与探究能力。
参考文献
[1] 汪正丽。小学科学实验教学存在问题及解决途径研究 [J]. 新课程 (小学),2019 (10):77.
[2] 朱祖华。小学科学实验教学中的小组合作有效性探究 [J]. 新课程 (上),2019 (10):170.
[3] 潘小军。小学科学课 “思维有痕” 的教学策略 —— 以 “加快溶解” 一课为例 [J]. 基础教育论坛,2020 (16):21 - 22.
[4] 曾宝俊 微亦足道 —— 小学科学课堂细节研究
[5] 王庆友 渗透生本理念优化实验教学 小学科学 202203 上
[6] 韩刚。小学科学教学核心素养培养现状研究 [J]. 学周刊,2020 (18):47 - 48.
[7] 李康莉。小学快乐体育教学模式的重构及应用研究 [D]. 成都体育学院,2021.
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