科学课程实验教学设计优化策略探究
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作者:李润娣
摘要：开展科学实验教学，可以锻炼学生实操能力，增强学生协作意识，培养学生学习兴趣。文章从科学实验教学的重要性分析、科学实验教学中存在的突出问题、科学实验教学设计的优化策略、科学实验教学设计中需要注意的事项等方面，对科学实验教学设计的优化策略进行探究，旨在激发学生参与科学实验的热情，调动学生学习的积极性和主动性，提高教学效率和教学质量，提升学生科学素养。
关键词：小学科学；实验教学；教学设计；优化策略；科学素养
中图分类号：G623.6文献标志码：A文章编号：1008-3561（2022）18-0124-03
科学实验不仅可以传授丰富的科学知识，还可以为学生提供动手操作的机会。对于学生来说，科学实验应该是充满趣味性、充满思辨性的。但在实际教学中，由于教学设计不合理，学生很难感受到科学实验应有的魅力。作为科学教师，当学生不感兴趣、不配合时，就会陷入一系列困境。比如，学生参与意愿不高，缺乏创新意识，课堂秩序混乱等。要避免这些问题的出现，教师就要对教学设计进行优化，结合新时代科学领域发展趋势，重新整合科学实验内容，制定实验方案，重点突出科学实验的前瞻性、人文性以及社会价值。
1.锻炼学生实操能力
科学实验能激发学生行动意识，锻炼学生实操能力。具体而言，科学课程实验教学不只是让学生学习一些科学理论，还要让学生进行实际操作，如观察容器、测量物体、计量重量、清洗试管等。这些看似简单的动手操作，可以培养学生动手操作能力，为学生在科学领域的学习做铺垫。科学实验课堂比较开放，学生不必受条条框框的限制，可以以自己擅长的方式，探究感兴趣的科学知识，无论最终结果如何，都能积累一定的实践经验。更重要的是，通过一次次实验操作，学生会逐渐形成独立操作的意识，这符合素质教育所提倡的育人理念。
2.增强学生协作意识
教师有计划地开展科学实验教学，可以传达合作理念，增强学生协作意识。具体而言，一方面，能增强学生与学生之间的协作。为了高质量完成科学实验任务，学生需要进行合作，展现集体力量和智慧。在这个过程中，学生认知观念会发生很大变化，不会再以自我为中心，而忽略他人感受，忽略集体需求。这是协作意识的萌芽，有利于学生健康成长。另一方面，能增强学生与教师之间的协作。在科学实验课堂上，教师主要发挥的是引导作用，学生才是课堂教学的主体。基于此，“教”与“学”之间，不再是一种彼此独立的关系。无论是教师，还是学生，都要以平等的合作意识进行协作，共同探究每一项科学实验的原理，齐心协力构建高效科学实验课堂。
3.培养学生学习兴趣
开展科学课程实验教学，可以培养学生学习兴趣。首先，从自信心的角度矸治觯在科学实验课堂上，学生可以通过自己的努力，探索未知的科学领域。这对学生来说，不再是抱着考试的目的去学习，而是带着责任感、使命感去学习。尤其当实验成功后，学生会感到非常满足、自信。正是这种满足和自信，推动着他们不断探索科学世界。其次，从社会价值的角度来分析，科学实验包括众多生活类小实验，如分析水蒸气的变化、观察动植物生长、计量生活物品等。这些生活类小实验，可以让学生从传统课堂中走出去，进行更广阔的学习，主动建立学习与生活、社会之间的关联性，从科学改变生活、科学改变社会等视角出发，体会科学实验的意义和价值。总体来说，无论是从自信心的角度进行分析，还是从社会价值的角度进行分析，科学实验都是培养学生兴趣爱好、发展学生兴趣爱好的有效途径。
1.学生参与意愿不高
如果学生不积极融入科学实验，教师就很难实现既定的教学目标。学生为什么不愿意参与科学实验呢？具体而言，有些学生心理比较脆弱，缺乏独立意识，想法远比行动多，长期习惯当科学实验的“观众”，不愿意主动参与到实验中来。这些学生没有充分意识到个体价值，将科学实验完全视作教师的任务、其他同学的任务，反正不是自己应该完成的学习任务。有些学生害怕犯错，面对从未接触过的实验活动，内心充满紧张、不安，不相信自己有能力完成。这些学生看似没有兴趣参与实验，但实际上，并不只是存在兴趣方面的问题。对于这些学生来说，迫切需要进行心理辅导，帮助他们找到自信，提高他们参与科学实验的意愿。
2.学生缺乏创新意识
在科学课程实验教学中，学生缺乏创新意识的表现主要有以下两方面。第一，习惯直接模仿。教师布置实验任务后，有些学生不愿意发散自己的思维，不愿意另辟蹊径，习惯直接模仿他人，将他人成熟的实验照搬过来。这是一种缺乏创新意识的表现。学生如果满足于这种学习方式，就会越来越被动，找不到真正的规律和方法。第二，习惯复制结论。每一次实验活动结束后，教师都会进行相应的总结，但总结的内容未必全面，未必是每一个学生都真正认可的结论。然而，有些学生缺乏勇气和信心，宁愿压抑自己真实的想法，直接复制结论，也不敢说出自己与众不同的观点。
3.学生学习态度不够端正
当前，在科学实验中，学生存在两种比较极端的现象。第一，面对新奇的实验器材、有趣的实验现象，非常兴奋，完全沉浸在自己的世界里，迫不及待想要去尝试，“玩”的心态远远胜过“学”的心态。在这种情况下，学生很容易遗忘学习目标。等到科学实验课堂快要结束时，才会想起自己的学习任务是什么。第二，与这种现象相反，有些学生则过于平静，不愿意与人交流，不愿意主动研究实验器材、实验项目。即使遇到自己不懂的问题，也不愿意向他人请教，无法融入集体。学生如果长期处在这种封闭自己的状态，就无法从科学实验中收获知识。以上两种情况，无论是过于兴奋，还是过于平静，都会影响科学实验的开展。
1.从学生兴趣切入
对科学课程实验教学设计进行优化，教师要从学生兴趣切入，打造有吸引力的探索型课堂。举例来说，在“制作风车模型”实验中，教师可先借助多媒体工具，播放国内外风车发电小视频，简要介绍风车发电的原理、优势，让学生直观地了解风车的实际应用价值，意识到实验与生活之间的关联性，从而产生浓厚的探索兴趣。在这个过程中，为了更好地调动学生的积极性，帮助学生进行实验，教师可制作“动画版风车模型制作流程”，将其作为一种生动的课堂背景，给学生以提示。学生如果遇到实验关卡，难以继续完成实验任务时，可以从“动画版风车模型制作流程”中获得一定的启发，从而完成实验任务。
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