小学科学模拟实验教学的问题及对策

王合建

1 材料选取欠缺科学性

“运动与心跳”一课，模拟心脏收缩与舒张，引起血管的搏动。教材有这样的文字描述：“将一根薄橡皮管套在注射器上，有节奏地推压注射器，让学生用手摸着软管体会变化。”教师在教学时，一般会按教材中的要求去做。其实，这一套模拟材料是不太科学的。人体的心跳动作是“收缩”和“舒张”，而并非像注射器内的推拉运动，用注射器代表心脏就有点不太合适。

“昼夜交替”一课，有许多教师按书本中的要求，用手电筒代表太阳，也存在问题。我们都知道，太阳发出的光是向四面八方照射的，而手电筒的光有很强的指向性。在模拟地球围绕太阳运动时，要使手电筒的光始终面向太阳，增加了实验的难度。

2 模型与原型有本质意义上的相似性

以上案例表明，如果模拟实验的材料选择不当，会影响实验的科学性。模拟实验必须遵循相似性的原理，要求模型和研究对象之间具有相似性、模型所处的实验条件与研究对象所处的实际条件之间具有相似性。上述案例中，如果将注射器换为橡皮球，手一捏一松，和心脏的跳动情况就十分相似了。用手电筒代表太阳，不如用灯泡或蜡烛更合适。选择的实验材料，必须与原本事物有本质意义上的相似性，学生才容易接受，才能更好地呈现实验现象，更有效地类比推理。

3 忽略设计实验能力的培养

有许多教师认为，模拟实验比直接实验更具难度，让学生去设计好像不大可能。于是，课堂上就出现了这样的情景。

“是谁制造了风”一课，模拟实验研究风的形成原因。学生对“自然界里的风是怎样形成的”发表了自己的看法后，教师直接说：“是不是像大家讲的那样呢？我们来做一个模拟实验。”这时，教师出示风的形成自制实验装置，讲解并演示实验的方法，让学生开展分组实验，观察实验现象。这样做，学生根本不清楚实验的目的，只能按教师的要求去做，没有任何思维活动，设计实验的能力无从培养。

4 重视培养设计模拟实验的能力

出现上述案例这种现象的根源在于教师没有认识到模拟实验同样需要学生去设计，对模拟实验的教学策略需要研究，切忌將模拟实验游离于学习方法之外。

4.1 设计模拟实验的前提是学生对问题的推想和假设

模拟实验的材料、方法，源自于学生对科学问题的推想和假设。模拟实验往往是对推想和假设的验证。“是谁制造了风”一课，教师应创设情境，使学生认识到我国各大城市同一天气温的不同以及风向情况。在此基础上，让学生对“自然界的风是怎样形成的”作出自己的推想，然后让学生简单的设计模拟实验。通过引导，学生不难想到要制造出气温高和气温低的环境。在此基础上，出示实验装置，再启发学生设计。在教师悉心引导下，学生有了思维活动，设计实验的能力得以培养。

4.2 设计模拟实验需要择优选择方案

让学生设计实验方案，肯定有不同的声音。此时，教师需要指导学生去评价，择优选取。“昼夜交替”一课，让学生设计模拟实验，证明假设的几种运动方式能否出现昼夜交替，学生可能会选择用手电筒代表太阳，也可能会选择蜡烛代表太阳。这时，可以让全班学生来评价，选择哪一样材料更科学。此外，让学生自己去思考实验中需要注意的问题，比教师直接告诉他们要有意义得多。

5 忽视类比推理能力的培养

只要是模拟实验的教学内容，一般都会涉及类比推理能力的培养。因为我们要引导学生将模拟实验的过程和结果转化到现实研究对象中，让学生去类比推理现实事物变化的过程和结果。这是训练学生类比、迁移思维能力的绝好时机，也是模拟实验的最终目的。然而现实教学中，大多数教师会包办代替，直接将“结论”讲述给学生，少数教师虽然给了学生思考的机会，但往往是浅尝辄止，并未使学生的思维深度进入其中。

6 注重类比推理，发展学生思维能力

在所有的能力之中，思维能力是核心能力。类比推理就是一种典型的思维能力，教师应该抓住模拟实验内容着力进行培养。在模拟实验做完后，教师应该让学生来描述实验的过程和结果。在此基础上，让学生对现实问题进行推理，从而得出科学认识。比如《水结冰了》一课，可以让学生在教室里制造出“霜”。

模拟实验是一种“了解原型、提出假设——建立模型、进行实验——明确结果、认识原型”的解决问题的过程。不同的教学内容，教学策略可能会有差异。要注重材料的选择，注重学生能力的培养，要让学生在实验前明白实验目的，明确“在用什么模拟什么”，实验后要让学生关注实验现象，并能把模拟实验与自然界中存在的现象联系起来思考。最终达到培养学生科学的思维习惯，能用科学的方法解决问题的目的。