【低年级科学课实验教学】 科学实验课
低年级科学课实验教学
我们都知道实验是儿童获得感性认识的一个基本途径，做实验也是小学科学课的一个最显著的特征，更是小学生学习科学的一个基本方法。小朋友们通过做实验认识事物获得知识，通过做实验掌握各种实验方法，提高自己的动手能力，形成各种技能，发展他们的智力。
接下来我来谈一谈实验在低年级教学当中的作用。从自然科学的性质来看，自然学科研究的是学生周围的一些自然事物，而自然事物里面的奥秘在实验中比在其他自然活动当中更容易被揭露出来。因此，科学的性质就制约了学生学习科学的方法必须要通过实验，学生参加实验动手去做就能够揭示事物的奥秘，提供学生最直接的感知的基础。从科学课的内容来看，科学课里面选择让孩子们动手研究的、探究的都是自己周围的自然事物，是自然界实实在在的客观存在体，他们与人们的生产生活息息相关、密切联系。因此学生参加探究活动所做的实验通常是看得见摸得着的，能够从实验中获得最具体的、最直观的和最生动的知识。从科学课的教学过程来看，实验的教学方法其实与观察差不多的，是完成教学中必不可少的。我们现在都知道课堂要做中学，学生要认识广泛的具体的自然事物就必须亲自参加实验，而实验是学生实践活动的一个重要的方面，我们现在都提倡一个词，叫做“实践”，学生必须亲自参加实践，而实验就是实践。
所以从自然学科的特征，从科学课的特点，从科学教材的内容结构，从科学探究的过程这几个方面来看都是具有“实践”的特征的。加上低年级的学生认识自然事物的规律就是从具体到一般，从直观到
抽象，从感性到理性这样一个规律。遵循学生认知的心理特征在科学教学当中必须十分重视，让学生参加做各种各样的小实验。而且从我的经验来看，学生在实验课上是最遵守纪律的，恰恰和老师们的一些印象是非常相反的，我们的老师都以为一做实验学生的纪律就难以把控，实际上学生在做实验的时候是最乖的。
低年级做的这些实验有什么特点和要求呢？就一个词“简单”，其实低年级的实验都是一些简单的操作、简单的实验、简单的器材，这些做实验的器材大多数都是非常容易收集的，容易准备的，也是学生身边经常看到的一些东西，这些东西就容易激发学生科学探究的兴趣，就是会让他感觉到科学探究并不神秘。目前小学科学教材中设计的实验，主要让学生进行一些简单的实验操作，比如操作酒精灯、拆个玩具、研究树叶等等，这样可以培养他们的操作能力。
小学低段的实验要求和小学中高年级的实验要求相比，有下面几个特点：第一，低年级的实验要求水平层次比较低，绝大多数是让学生初步掌握，简单的会做就行了，而且是在教师的具体指导之下。请注意小朋友做实验的时候一定是在教师的具体指导之下，是以收获成功为一个重要的标志，品尝失败是中、高年级更多的去体验，因为低年级的小朋友对实验成功的渴求非常大，如果总是做不成功，他们会感觉到很失望，他们会放弃的。所以教师一定要在这个过程中有适当的帮助，哪怕是手把手的教，让学生模仿着做也是行的。高年级的实验要求相对水平就要高一些了，在实验方法上要学会做对比试验。低年级基本上只是简单的观察实验，简单的操作实验，简单的验证实验
就可以了。而到高年级的时候除了会做对比实验，还要需要会做模拟实验，并且会简单的设计实验来做。当然低年级也在尝试着让他独立的设计实验来证明自己的想法，虽然有，但要求相对来说比较低。而中、高年级的实验要求是在低年级的基础上逐步提高的，因此低年级参加的实验就是最基础的、最根本的实验。
第二个特点，低年级的实验器材相对来说是简单的，容易找到的。比如证明空气的存在，我们只需要水杯、水槽、手帕、塑料袋、泥土等普通的材料；比如玩转小水轮，我们只需要一个软木塞、几个塑料片、一根金属丝就可以制作一个小水轮；比如玩纸风车、观察风，这些材料都是普通的、普遍的、容易找的、携带很方便的，这样就能保证教学工作的顺利进行。而到了中、高年级做实验的时候就需要专门的实验器材，标准化的器材就使用的比较多，比如研究热胀冷缩、研究电路，就需要用到酒精灯、电路的对比、组装电路，这就有一定的难度。低年级研究把小灯泡点亮，只需要电池、导线、小灯泡就可以了，很简单的。中、高年级的实验一般会有一定的难度，并且会有一定的实验操作技能要求，而低年级的实验和中高年级的实验相比应该是最简单的器材做最简单的实验。
第三个特点，低年级的实验虽然是比较简单的，但也需要精心设计。一是我们要求实验的顺序符合知识的逻辑顺序，同时也要符合学生的认知操作顺序。例如，上“小叶轮”这个实验，我一开始让学生验证水流能够冲动小水轮，说明水流是有力量的。接下来我就让学生来讨论怎么样让小叶轮转得更快一点？就要去研究水位高、水位低是
怎么样快一点，一般对小学生说让它快一点，他第一反应就是让水流冲得多一点，把水杯下面、纸杯下面或者塑料杯下面的那个孔搞得大一点。然后我要求水流只能这么多，能不能更快一点，这样学生于是就会想到让水位高一点。然后我再提出要求，水流也是这么多，高度也是这么高，能不能让小水轮快一点？你看，老师在一步一步的扶，一步一步的提出更高的要求。学生就知道了：水流冲中间的位置，小水轮就慢；冲叶轮的边缘就转得快。接下来，我就问：能不能用一根水柱带动两个小叶轮？这个时候，他们就知道了叶轮可以带动另一个叶轮。这些实验设计其实都是在上课的时候学生自己能够操作出来的。这样的实验设计符合知识的结构设计，在实验中由浅入深，由易到难，由简单到复杂，很符合的低年级小朋友的认知特点。
上《发条玩具》——孩子玩的弹簧的发条的玩具一课时，我第一个发给他们研究的任务是：玩发条玩具，思考为什么会动？接下来就让学生去观察研究，寻找使玩具会动的零件。这些零件是怎么样子的？我们打开这个玩具之后观察。接下来继续研究发条这个装置为什么能使这个玩具会动？这时候我拿了一个大的金属弹簧片。体会弹簧片的力量，为什么松开了弹簧就不动了，拧紧了发条就动了。每个学生玩这个有点危险，我就发了一个纸做的发条，让他们感受到纸发条拧紧了有力量，松开了没有力量，再卷紧又有力量了。这时候我们再来观察发条玩具的原理，原来是上紧发条时它能储存能量，储存的能量使玩具动，发条松开就没有能量，玩具就不动了。因此，在这个过程中，我们让小朋友做研究的时候用纸发条做模拟实验就比较简单。当然，
我们也可以用橡皮筋来做，当橡皮筋松开时就没有力量，拧紧时就有力量。高年级学生我们允许设计实验，实验过程和步骤有逻辑性和发散性，低年级时候我们强调逻辑性，一步步去做，才可能做成功。只有符合逻辑，孩子的思维才能在实验过程中得到发展。
二是低年级做实验的时候需要老师的指导。低年级的做实验时，教师的指导第一个就是示范——做给孩子看，让孩子模仿。大家可千万不要认为这是一个很过时的看法。让学生跟着你做的话，他会体验成功的快乐。不要认为这个是限制学生的思维，我们的示范是这样子的，不是我做一步学生做一步，而是教师先演示，学生去模仿。我们做了示范以后让学生去做，这个过程中孩子需记住我们做的过程，再自己做，这个过程是有意义的。
比如我上过的《沉和浮》这样的课，教师先示范，第一步将准备好的材料一个一个地稳稳地放入水槽中，观察哪些是浮在水面上的，哪些是沉到水底的。将浮在水面的物体归为一类，将沉没在水底的物体归为另外一类，然后我在黑板上画一个大大的表格，将实验的结果填写在这个表格中。通过我这个示范，学生知道了实验的步骤是怎么样子的。学生按照这个顺序去做，他就能获得知识，知道什么是浮？什么是沉？认识到哪些物体是浮？哪些物体是沉？实验记录中他们学会用符号来记录，打勾、打叉、向上、向下的箭头来表示对具体物体的沉浮的认识。实际上，就是从具体的认识上升到对语言文字的描述，就是从具体思维到抽象思维的训练。当我做完的时候，我发给孩子的材料和我演示的材料是不完全一样的，但是我做的方法学生是掌
握了的。接下来，当学生做完之后我再来演示——怎样让浮的物体沉下去，怎样使沉的物体浮上来。学生通过我做之后他们已经获得了沉和浮的知识，这时候他们可以运用这些知识了，接下来这个是属于游戏性质的。这个过程中，我们不仅仅是让学生仿照老师的方法做，更鼓励他想出老师没做过的方法你能不能也做出来。
“小水轮”这个实验很简单，但是我在做之前，首先要交代清楚操作的程序和要领。低年级的学生虽然简单，但是程序、要点、实验步骤、注意事项必须一一交代清楚，尤其是任务必须交代清楚。在实验中学生要观察什么，观察的要点我们要提示明确。比如小水轮实验，尤其一开始的时候，水流的流量大小与水流的力量关系这是学生自己提出来的，于是我就要提醒他们：一个杯子洞眼很小流量很小，一个杯子洞眼很大流量很大，这是我得告诉他们在冲击小水轮的时候得在同一高度。什么叫同一高度呢？就是同一个小朋友同时拎起来在同一高度。当进行第二个环节时，我们探究水位高低与水流流量大小，这时我们必须保证水的流量相同。这时，我们需要把孩子粗孔的水流杯子换成细水流的杯子，要求他们用细细的水流也能达到刚才相同的转速，要保证同一个杯子，同样的水流，但是高度不同。我们要求的他们观察的是水流流量大，小水轮转动有什么变化? 水位有高有低，水轮转动有什么变化? 水轮转动的快慢与水量水位有什么关系? 这样的话学生在分组实验的时候就能把老师的意图变成他们自觉获取的知识和他们的技能了。
三是要帮助学生作总结。低年级的学生不是为了做实验而做实验的，而是通过做实验来获得最直接的知识。教师应该帮助学生总结语言，因为学生们语言能力相对较弱，帮助他们梳理得出实验结论，只有这样的话，学生才可能对事物的本质属性有所认识，尤其是一些实验目的，我们先要由学生在一个小组的同学来进行汇报。汇报获得的事实，然后我们可以让全班的同学帮助他们对实验进行总结概括，获得一个共识。教师这时候再将已经获得的知识得出结论，再去联系我们的日常生活指导他们去应用，这样的话他们的能力就会增强了。
例如另一个实验就是研究光。低年级研究光的话很多人就觉得这是高年级去研究的呀，其实我们就是研究光的时候研究的是看物体，这是要做实验的。我当时做实验的时候给每个孩子一个大大的皮鞋盒，皮鞋盒子上面我扎了一些大大小小的孔，但是在上课的时候我把这些孔都给密封起来了，只有在最前面留了一个孔，我让学生去观察暗盒里面的物体，这个真的是很有意思的一个活动，我在里面贴了一个小熊猫。学生第一次要观察的就是里面有没有东西，第二次观察的是里面有没有光线，第三次观察的是光线和物体之间是什么关系。你看，我每次活动的逻辑是什么，学生一开始是看不到物体的，通过一个小孔看这个盒子里面的东西，明明盒子里面有东西他却看不到，为什么？因为没有光线。这时候呢，我们打开盒子盖子顶上面的一些小孔，当打开孔的时候，这时就有两个孔的一个是观察孔一个是透光孔，他这时候就会明显地看到光线，因为孔的位置不一样，所以物体看到的清晰程度也不一样。这时候我们陆陆续续地打开9个小孔和盖住这些小
孔去观察，通过光线的变化，看到物体的清晰程度。因此，学生的每一次注意力是不一样的，第一次学生的注意力在有没有物体上面，第二次学生的注意力在有没有光线上面，第三次学生的注意力就在慢慢地打开透光孔盒子里面光线的强弱变化上面。这样的话，学生就能够把看到的现象和本质联系起来，而且这三个实验活动层层推进、一环扣一环。
我们在上课的时候尤其是做实验的时候要特别善于揣摩学生的心理，了解学生的想法，只有这样的话，我们才能有的放矢地进行教学，你要了解学生的想法就要善于观察学生在探究活动过程当中的表现，想办法让学生的思维过程在各个探究活动过程当中们展现出来。所以，当学生正在做实验的时候，我们要积极地看、认真地听、设身处地地感受儿童的所作所为、所思所想，密切关注学生在探究过程中产生的问题和特殊的表现，思考下一步该如何引导儿童的思维。还是以看物体需要光的实验为例。第一次观察发现学生有三种行为，乖的学生通过孔往里面看，稍微灵活一点的学生拿起盒子把孔对着外面的光来看，第三组孩子他们就特别厉害了，有个别的孩子，他就直接冲过来问我，我要看看里面很简单，打开盒盖就行了，于是重点我就在关注于孔对着光线和打开盒盖的学生，让他们说说你们为什么要这么做？学生就说：“开始我什么也看不到，因为里面黑洞洞的，所有我就想打开盒子盖了，因为我只有打开盒子盖才能看到里面那个熊猫图案”学生的想法就展现出来了，于是呢，我就为第二次活动就提供了资源，我就跟学生说了，我们现在不一定打开盒盖，因为我在盒盖上
打了一些小孔，这个小孔为我们可以随便揭掉一个，但是我们每次只能揭掉一个，我们看看每次揭掉的时候我们看到了什么？于是学生就揭掉一个孔再揭掉一个孔慢慢地打开，当然最后我们可以把盒盖完全打开，当把盒盖打开的时候，我们把里面的熊猫卡片最后是送给学生的。通过这样的活动，学生的思维就不断地撞击，不断地升华。
关于这个光，我还有一个活动就是研究物体的透明，当我们发现光可以透过一些物体之后，我就可以让学生来讨论，哪些物体可以让光透过，学生说，玻璃窗，我这时就问学生：“假如我们把窗户用砖砌上，我们整个教室会变成什么样子的？”学生说：“教室里是一片漆黑。”然后我说：“真的吗？当晚上的时候，外面一片漆黑的时候，我们在教室里面照样干活。”学生说：“打开灯光”。这时候他就知道了光跟我们的生活是有密切联系的，这是他的一个正常的延伸啊。
最后我们总结一下，第一个我们要帮助学生，我们要让学生能够感觉到品尝到实验的成功；第二个就是我们要指导学生，我们帮助学生的时候尽量是做给他看，让他模仿我们去做，而指导学生的时候我们就是要让他去观察到关键的地方或重要的部位；第三个，我们要帮助他们去提升结论。低年级的儿童他是以具体的思维形象的思维为主，所以我们的探究体验活动有很多，比如观察、分类、实验和测量这些，那么在这些活动当中，实际上所有的活动，尤其是实验活动我们必须要贴近低年级儿童的思维，比如研究玩具的时候，当我们发现发条完全松开了，他就停止了。学生是不能理解发条是储存能量的，但是通过玩纸发条它就能使抽象的概念，有了具体形象地感知了。