〔摘""要〕"本文以陶行知“教學(xué)做合一”理論為指導(dǎo)，在科學(xué)實驗中實施優(yōu)化導(dǎo)入實驗、優(yōu)化實驗順序、優(yōu)化實驗細節(jié)以及優(yōu)選拓展實驗等策略，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)效率，保障實驗安全，提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)，更好地實現(xiàn)教師在“做中教”、學(xué)生在“做中學(xué)”的目的。〔關(guān)鍵詞〕"小學(xué)科學(xué)；“教學(xué)做合一”；實驗教學(xué)；優(yōu)化策略陶行知先生的《教學(xué)做合一》一文指出：事怎樣做就怎樣學(xué)，怎樣學(xué)就怎樣教；教的法子要根據(jù)學(xué)的法子，學(xué)的法子要根據(jù)做的法子。而科學(xué)課程標準也倡導(dǎo)以探究和實踐為主的多樣化學(xué)習(xí)方式，讓學(xué)生主動參與、動手動腦、積極體驗，經(jīng)歷科學(xué)探究以及技術(shù)與工程實踐的過程。因此，陶行知先生的“教學(xué)做合一”理念與科學(xué)課程標準的課程教學(xué)理念高度契合，均強調(diào)了“做”在教學(xué)中的核心地位。教與學(xué)都要與“做”相結(jié)合，教師的教不是簡單地傳授知識而是在“做中教”，學(xué)生的學(xué)也不是被動地接受知識而是在“做中學(xué)”。因此，科學(xué)教學(xué)活動中最能體現(xiàn)“做”的科學(xué)實驗就必須被重視起來，放到核心的位置。由于時代在不斷發(fā)展，教材中的科學(xué)實驗也往往會出現(xiàn)滯后性，不能勝任科學(xué)教學(xué)活動。因此，對科學(xué)實驗進行優(yōu)化，使其更好地實現(xiàn)“做中教”“做中學(xué)”的作用，就應(yīng)成為科學(xué)教師的教科研目標。筆者通過多年的教學(xué)實踐，認為可以從多方面優(yōu)化科學(xué)實驗。下面就以教科版科學(xué)六年級下冊《發(fā)現(xiàn)變化中的新物質(zhì)》一課為例，具體闡述。一、優(yōu)化導(dǎo)入實驗，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣（一）引入生活實例《義務(wù)教育科學(xué)課程標準（2022年版）》倡導(dǎo)設(shè)計學(xué)生喜聞樂見的科學(xué)活動，創(chuàng)設(shè)愉快的教學(xué)氛圍，保護學(xué)生的好奇心。而引入與學(xué)生生活密切相關(guān)的科學(xué)現(xiàn)象或?qū)嵗钅芗ぐl(fā)學(xué)生的好奇心和探究欲望。比如在教學(xué)教科版科學(xué)六年級下冊《發(fā)現(xiàn)變化中的新物質(zhì)》一課時，教材原聚焦導(dǎo)入環(huán)節(jié)是觀察火柴燃燒的圖片，分析其是否產(chǎn)生新物質(zhì)，發(fā)生了怎樣的變化。但在現(xiàn)實生活中，現(xiàn)在的學(xué)生已經(jīng)接觸不到火柴了，缺少使用火柴的生活經(jīng)驗。該如何讓學(xué)生進行火柴燃燒的變化分析呢？于是，筆者在教學(xué)時將聚焦導(dǎo)入部分優(yōu)化為讓學(xué)生利用棉花糖機進行制作棉花糖的實驗。這個實驗過程是每個學(xué)生都接觸過且喜聞樂見的生活實例，教學(xué)氛圍立刻變得愉快歡樂起來，因為喜歡“做”，所以學(xué)生的好奇心和探究欲望大大增強，學(xué)得也更認真。（二）注重內(nèi)在關(guān)聯(lián)導(dǎo)入實驗的作用是要將學(xué)生最大限度地吸引到本課的教學(xué)中來，因此對它的選擇一定要和教材有著密切的內(nèi)在關(guān)聯(lián)，這樣才能將學(xué)生引導(dǎo)到正確的探究方向上。比如教學(xué)《發(fā)現(xiàn)變化中的新物質(zhì)》一課時，為什么要選擇“制作棉花糖”而不用“點燃火柴”作為導(dǎo)入實驗?zāi)兀砍酥谱髅藁ㄌ鞘菍W(xué)生喜聞樂見的生活事例外，還因為制作棉花糖和本課的主要探究實驗“加熱白砂糖產(chǎn)生新物質(zhì)”有著密切的內(nèi)在關(guān)聯(lián)。通過相互關(guān)聯(lián)的兩個實驗，可以讓學(xué)生更深刻全面地觀察到糖由物理變化到化學(xué)變化的現(xiàn)象，更利于教師在“做”中教。（三）引發(fā)認知沖突科學(xué)課程標準要求突出學(xué)生的主體地位，利用學(xué)校、家庭、社區(qū)的各種資源，創(chuàng)設(shè)良好的學(xué)習(xí)情境，設(shè)計適宜的探究問題，引發(fā)學(xué)生的認知沖突，激發(fā)其積極思考。因此，優(yōu)秀的導(dǎo)入實驗必定會帶給學(xué)生適當?shù)恼J知沖突，從而激發(fā)學(xué)生的思維活力。讓學(xué)生既動手又動腦才是一種積極體驗，才是真正經(jīng)歷科學(xué)探究。比如在制作棉花糖這個導(dǎo)入實驗中，大多數(shù)學(xué)生對于實驗產(chǎn)生的棉花糖是否屬于新物質(zhì)就有著一定的認知沖突。教師于是提出了“在實驗中你看到什么現(xiàn)象？有沒有新物質(zhì)產(chǎn)生？”的簡單問題。學(xué)生帶著問題做實驗，任務(wù)明確，思維活力被激發(fā)出來，學(xué)習(xí)熱情更加高漲。二、優(yōu)化實驗順序，提高實驗教學(xué)效率（一）理順邏輯關(guān)系合理的實驗順序能夠遵循科學(xué)研究的邏輯，使各個實驗環(huán)節(jié)之間的關(guān)系更加清晰有序，有助于學(xué)生更好地理解和解釋實驗結(jié)果。比如《發(fā)現(xiàn)變化中的新物質(zhì)》一課，按照教材的原有教學(xué)順序是：首先聚焦導(dǎo)入實驗“火柴的燃燒”，然后是“蠟燭燃燒產(chǎn)生新物質(zhì)”實驗，最后是“加熱白砂糖產(chǎn)生新物質(zhì)”實驗，知識點的連貫性差，割裂感強。筆者將聚焦導(dǎo)入實驗改為制作棉花糖，把第二個實驗調(diào)整為“加熱白砂糖產(chǎn)生新物質(zhì)”，最后安排“蠟燭燃燒產(chǎn)生新物質(zhì)”的實驗，由探究白砂糖的物理變化到探究白砂糖的化學(xué)變化再到探究加熱糖的蠟燭燃燒時的變化，這就更符合知識的邏輯順序，使實驗做得更加緊湊有序，關(guān)系更加清晰，便于學(xué)生理解和掌握。（二）節(jié)約時間成本恰當?shù)膶嶒烅樞虬才趴梢允寡芯窟M程更加緊湊和連貫，減少因等待或重復(fù)準備而浪費時間，加快實驗探究的進度。比如在《發(fā)現(xiàn)變化中的新物質(zhì)》一課中將“加熱白砂糖產(chǎn)生新物質(zhì)”實驗提前，然后安排“蠟燭燃燒產(chǎn)生新物質(zhì)”的實驗，就是根據(jù)本課實驗多、時間少的具體情況來調(diào)整的。因為在用蠟燭加熱白砂糖實驗的同時，學(xué)生可以明顯地觀察到蠟燭發(fā)光發(fā)熱、蠟燭熔化變短、產(chǎn)生炭黑等一系列“蠟燭燃燒產(chǎn)生新物質(zhì)”實驗中的現(xiàn)象，稍加整理分析就可以順勢得出實驗結(jié)論，這些實驗就不必再次重復(fù)進行，從而大大節(jié)約了時間成本，提高了教學(xué)效率。（三）實驗由扶到放實驗順序的調(diào)整，一般先從相對簡單、易于操作和控制的實驗開始，讓學(xué)生掌握基本的實驗方法，再逐步過渡到更復(fù)雜和精細的實驗。這樣有助于學(xué)生積累經(jīng)驗和建立信心，在“做”中學(xué)得更扎實。比如，將“加熱白砂糖產(chǎn)生新物質(zhì)”實驗調(diào)整在“蠟燭燃燒產(chǎn)生新物質(zhì)”實驗之前，還有一個原因就是“加熱白砂糖產(chǎn)生新物質(zhì)”實驗比較簡單，就是單獨觀察白砂糖被加熱時的變化現(xiàn)象。在教師指導(dǎo)下，學(xué)生可以輕松有序地觀察、記錄實驗現(xiàn)象，判斷有無新物質(zhì)產(chǎn)生。當學(xué)生掌握了實驗的方法流程后，教師再由扶到放，讓學(xué)生獨立完成復(fù)雜的“蠟燭燃燒產(chǎn)生新物質(zhì)”的系列實驗：蠟燭燃燒變短、蠟燭燃燒發(fā)光發(fā)熱、蠟燭燃燒產(chǎn)生炭黑、蠟燭燃燒產(chǎn)生水、蠟燭燃燒產(chǎn)生二氧化碳、蠟燭燃燒產(chǎn)生“白煙”。由于學(xué)生有了實驗基礎(chǔ)，雖然后面的實驗難度有所提升，但他們也能夠有序完成，提高了自主實驗的能力。三、優(yōu)化實驗細節(jié)，使實驗更快更安全更簡化（一）優(yōu)化實驗裝置，縮短實驗時間在有限的教學(xué)時間內(nèi)，為了加快探究實驗的時間，我們往往可以采用更便捷的實驗裝置。比如在“加熱白砂糖產(chǎn)生新物質(zhì)”實驗中，教材讓學(xué)生使用蠟燭加熱不銹鋼勺子中的白砂糖。由于不銹鋼勺子比較厚，加上學(xué)生手持加熱，勺子總是晃動，不能準確地落在蠟燭的外焰上。所以，加熱讓白砂糖發(fā)生變化直到最后變成黑色固體，實驗的時間會變得很長，直接影響到了教學(xué)進程。針對實驗的不足，筆者對實驗裝置進行改進優(yōu)化，創(chuàng)新性地用一根鋁絲，將其一端做成一個圓環(huán)，蒙上一層鋁箔紙代替不銹鋼勺子；將鋁絲的另一端插在木質(zhì)底座上，變成一個可以上下調(diào)節(jié)高低的獨腳架（見右圖）。實驗時，把白砂糖放在鋁絲圓環(huán)的鋁箔紙上，將蠟燭放在木頭底座上，調(diào)整獨腳架的高度，確保蠟燭火焰的外焰在鋁箔紙上加熱。使用這個改進裝置，實驗時間只需原來的三分之一，使實驗更快速，易操作。（二）選用安全材料，保障學(xué)生安全實驗材料的選擇，不單單要考慮到實驗的成功率，保障學(xué)生的安全性更是教師首要考慮的因素。比如在“加熱白砂糖產(chǎn)生新物質(zhì)”實驗中，教材讓學(xué)生使用蠟燭加熱不銹鋼勺子中的白砂糖，就存在著安全隱患。首先，不銹鋼勺子容易導(dǎo)熱，長時間加熱會使勺柄燙傷實驗的學(xué)生；其次，學(xué)生手持加熱的勺子很容易燙傷組員，燙壞桌上的實驗器材；第三，學(xué)生在點燃蠟燭時，由于沒有經(jīng)驗，拿著普通打火機頭朝下點燃蠟燭，打火機的火苗上揚，燙痛了好幾個學(xué)生的手，嚇得他們不敢再用打火機了。這些看起來很小的細節(jié)問題往往存在著隱患，阻礙著實驗的正常進行。因此，筆者選用鋁箔紙和鋁絲做成獨角支架作為實驗材料加熱白砂糖，同時，為了防止普通打火機往下點燃蠟燭時燙傷手，改用了噴射式的防風打火機來點火，使學(xué)生實驗時的安全性得到保障。（三）簡化實驗步驟，減輕師生負擔去除煩瑣的操作環(huán)節(jié)，減少不必要的實驗準備工作，可使實驗更方便高效。比如在“蠟燭燃燒產(chǎn)生新物質(zhì)”的實驗中，有一個將玻璃片放在蠟燭火焰上加熱得到炭黑的實驗環(huán)節(jié)。按照教材的安排，這個環(huán)節(jié)是要單獨準備的，需準備載玻片，為了防止燙傷還要準備試管夾。但這個實驗操作步驟其實是可以簡化的。當學(xué)生進行“加熱白砂糖產(chǎn)生新物質(zhì)”實驗結(jié)束時，鋁箔紙支架的背面就有了蠟燭燃燒產(chǎn)生的炭黑。此時教師只要把支架翻轉(zhuǎn)過來，提問：“鋁箔紙背面的黑色物質(zhì)是怎么產(chǎn)生的？”再提示學(xué)生用餐巾紙擦一下再觀察，學(xué)生馬上就可以知道這些炭黑是蠟燭燃燒產(chǎn)生的新物質(zhì)，因為鋁箔紙被擦過后又恢復(fù)了鋁箔的銀白色。這樣就可以簡化一個實驗環(huán)節(jié)，而且實驗結(jié)束時只要把鋁箔紙取下扔掉即可，省去了清洗勺子的麻煩，在提高實驗效率的同時，又減輕了教師的負擔。四、優(yōu)選拓展實驗，提高學(xué)生素養(yǎng)（一）深化對知識的理解優(yōu)化選擇拓展實驗作為課堂實驗的補充，可以讓學(xué)生在面臨新的問題和挑戰(zhàn)時，運用已有的知識化解，并嘗試采用新的方法和思路來解決。這種積極的探索過程，能夠培養(yǎng)學(xué)生獨立思考、創(chuàng)新解決問題的能力，促使他們不是被動地接受知識，而是主動地深化對課堂知識的理解。比如在“蠟燭燃燒產(chǎn)生新物質(zhì)”的實驗結(jié)束后，學(xué)生對實驗過程中是否產(chǎn)生了新的物質(zhì)已經(jīng)能夠很輕松地進行判斷和分析。為了能深化學(xué)生對這方面知識的理解，筆者特意為學(xué)生準備了一個“隔空點火”的拓展實驗：蠟燭在熄滅的瞬間，產(chǎn)生了一股“白煙”，馬上用打火機的火苗靠近“白煙”，火苗就順著白煙又把蠟燭芯點燃了。教師順勢提出問題：“白煙是蠟燭燃燒產(chǎn)生的新物質(zhì)嗎？”學(xué)生對此展開了激烈的爭論，都嘗試用自己所學(xué)的知識解釋這個有趣的現(xiàn)象，使學(xué)習(xí)熱情達到了高潮。最后，筆者通過視頻介紹讓學(xué)生知道，“白煙”其實是氣體的蠟受冷凝結(jié)成微小顆粒飄浮在空中而形成的，并不是新物質(zhì)，這才讓學(xué)生停止了爭論。這個拓展實驗既開闊了學(xué)生的眼界，又深化了他們對知識的理解，讓學(xué)生永生難忘。（二）發(fā)展學(xué)生思維高年級學(xué)生在教師指導(dǎo)下已經(jīng)具有一定的辯證思維能力，認識到事物是不斷發(fā)展和變化的，不能用靜止、孤立的觀點看待，而要以動態(tài)、發(fā)展的眼光分析和理解。精心選擇的拓展實驗往往可以補充課本實驗在思維發(fā)展上的不足。比如在《發(fā)現(xiàn)變化中的新物質(zhì)》一課最后的研討環(huán)節(jié)，學(xué)生通過研討知道變化產(chǎn)生的新物質(zhì)有的對生活有益，有的對生活有害。他們一致認為鋼鐵生銹對生活只有害處，于是教師給學(xué)生優(yōu)選了一個解剖暖寶寶的拓展實驗。通過實驗，學(xué)生了解到暖寶寶就是利用鐵粉快速生銹產(chǎn)生熱量的，從這個角度看，鐵生銹對生活也是有益的，這樣學(xué)生的思維就產(chǎn)生了矛盾。在此基礎(chǔ)上，教師順勢引導(dǎo)學(xué)生：“變化產(chǎn)生的新物質(zhì)對生活有益還是有害是相對的，我們更應(yīng)該用辯證的思維看待事物。”這樣的安排，相比教材的要求更科學(xué)，也更能使