从投入看优化实验教学策略

课堂教学质量一直是公众瞩目的焦点，其有效性与高效性更是值得探讨的。课堂教学效率是衡量教师与学生的共同努力（教学投入）与所实现的教学成果（教学产出）之间关系的重要指标。

课堂投入主要是指作为教学主体的教师和学生的投入。为达成既定的教学目标，实验教学活动势必伴随相应的人力、物力、财力的综合投入，这涵盖了先进的教学设施与技术装备的配置，以及师生在体力与智力上的双重付出。在实验教学的情境中，教学投入主要体现在教师的精心备课、实验材料的周全准备以及生动授课过程；教学产出则丰富多样，既涵盖了学生的实际收获，如通过实验实践所掌握的科学知识、操作技能，以及提升的问题解决能力、情感态度与价值观的培养，也包含了教师的积极成果，如教学技艺的精进、教学艺术的领悟，乃至赢得学生的喜爱与尊重。从教学实践看，实验教学投入过多且低效的情形依然存在，主要表现为以下方面。

1.实验材料投入过杂

在实验操作中，提供有结构的、恰当的实验材料是学生进行动手实验的基础和关键。关注目前的小学科学教学，我们发现课堂中有些教师在器材准备上的投入很多却是低效甚至是无效的。例如，在研究空气的性质时，教师在教室前端精心布置了一个多样化的材料区，其中包括塑料袋、水槽、彩色气球、透明塑料瓶、医用注射器以及平衡架等，旨在为学生提供一个丰富的实验资源环境。虽然表面上看似是在尊重学生的自主选择与决策，但在实际操作环节中，有的学生因争夺同一件实验器材而引发了冲突；有的小组成员不管自己的方案里需不需要，把每样材料都领了回来；有的学生干脆到前面选择自己想玩的材料，独自玩了起来；有的学生把气球吹大了就松手，任由气球在教室里“发射”……教师课前准备的材料成了一种低效劳动。

2.电教设备投入过多

近些年，电子白板、AR、全息影像等现代化教学设备已经广泛应用于小学科学课堂。电化教育凭借其声音、图像、光影等多元表现方式，巧妙地营造出一种愉悦且直观的学习环境，深受教师青睐，被广泛应用于实验教学中。合理且恰当地运用电化教育技术，不仅能够显著提升实验教学的效率，还有助于激发学生的学习潜能，促进其学习能力的全面发展。我们在教研活动中却发现了这样的现象：在探究《摆的秘密》一课，教师在课前就打开了电脑、电子白板、实物投影等电教设备，结果整节课只用了电子白板笔在白板上画了一个摆，其他的器材就这么“待命”了一节课，令听课的教师深感困惑。

3.实验材料耗费过大

实验教学的成功实现预期效果，受限于实验材料的数量是否足够，更关键的是实验材料选择的科学性，以及它们之间的搭配是否精当。教研活动中，我们发现有些教师为了让学生“有效”认识一些现象，不惜“重金”购买实验材料。例如，在认识热传递现象时，为了让学生认识保温瓶保温的原理，教师准备了一个完整的保温瓶现场进行“解剖”，试想每位科学教师都带几个班的科学课，那得耗费多少个保温瓶！

如何进一步提升实验教学的效率，确保教学投入都能转化为高质量的教学产出，成为亟待解决的重要课题。

一、用情感投入为实验教学热身

实验是教师教与学生学的双边活动。要使实验教学获得成功，不仅依赖于教师丰富的理论知识、过硬的实验技能和合理的教学设计，而且依赖于师生双方以及家长在实验探索过程中体力、智力与情感的全面投入与深度参与。

1.教师情感投入是开展实验的“兴奋剂”

实验教学过程实际上是语言信息和动作信息传递的过程。教师在向学生传递新的实验知识和操作要领时，要充分调动自己的情绪感染力，来激发他们愉快的情绪体验，让自己的主张和意见引起他们的共鸣，并起到潜移默化的作用。这样，学生才会“亲其师，信其道”，并把对教师的热情和尊敬转移到实验中。因此，在实验教学中，教师应巧妙施展情感感染的艺术，激发学生对探究实验的浓厚兴趣与无限好奇，进而引导他们自发地深入探索实验现象背后的奥秘，积极投身于实验任务之中。这一过程中，教师不只是知识的传递者，还通过情感的纽带有效提升实验教学的成效。

2.学生情感投入是顺利实验的“催化剂”

教师的教与学生的学是相辅相成的。学生的探索不应局限于对实验现象的初步观察和理解，更应深入到对这些现象的剖析与持续关注之中。学生的情感投入、兴趣激发、个人需求与愿望均与实验探究的内容紧密相连，共同推动着教学进程的深入。学生在教师的指导下进行实验，也会对教师的教学给予积极的反馈，提出自己的期望与建议。这种双向的沟通机制如同催化剂一般，不仅点燃了学生的学习热情之火，还激发了教师持续自我反思与成长的动力。教师根据反馈不断调整、充实并优化教学内容、教学策略与方法，形成了一个良性循环，共同推动着实验教学质量的稳步提升。

3.家长情感投入是完成实验的“固化剂”

在实验教学的推进过程中，家长对实验的兴趣、掌握的科学知识以及具备的探究能力，对学生科学概念的学习、实验操作技能的提升以及情感、态度、价值观塑造等方面起着关键作用。从时间连续性和空间广泛性的维度考量，家长的参与如同一座桥梁，有效填补了学校实验教学可能难以全面覆盖的空白区域，确保学生的科学学习路径更为连贯和完整。例如，在“养蚕”单元中，在考虑如何顺利完成探究任务的同时，教师还要想办法取得家长的认同，并将教学各个阶段的探究要求通过电话、家校通告诉他们。在每一个周期的步骤完成后，有针对性地与家长交流，以便丰富延伸实验的内容与方式，使家长保持较高的兴趣。家长参与实验教学不仅增进了亲子关系，延伸了实验活动，还节省了教师教学准备的时间，保证了实验教学的质量。

二、用材料投入为实验教学导向

以材料为核心来构建教学流程，既契合了儿童认知发展的自然规律，也体现了对物质世界本质属性的深刻理解。在实验教学情境下，观察与比较是两大基石，它们紧紧依赖于师生携手准备的、具有内在逻辑结构的材料。教师在设计实验教学时，应精挑细选实验材料，引导学生在解决实际问题中探索科学奥秘、积累科学知识、磨砺探究技能，体会科学与生活的紧密联系。

1.控制实验材料的投入数量

在实验筹备阶段，材料的选择与分配是一门精细的艺术，关键在于实现种类与数量的平衡。过于单一的材料可能会限制学生思维的广度，阻碍发散性思考；过于繁杂的材料可能会使学生分心，偏离实验研究的初衷与方向。教师提供适度且具有代表性的材料，有助于学生顺利开展实验。例如，《食物中的营养》一课要求学生通过实验发现食物中所包含的营养成分，教师可以为每个小组准备这样的材料：少量的米饭、一小片馒头、一小片马铃薯、半粒花生米、一小块蛋白。这样不仅可以让学生很快就掌握如何检验食物营养的方法，还节省了材料的投入。

2.控制实验材料的投入成本

实验的多数材料可以通过实验室统一配备，但是仍有部分材料需要师生共同从生活中准备。在选择有结构的材料时，教师应该从节省资源的角度出发。例如，在引导学生认识溶解现象时，教师可以选择价格相对便宜的食盐，在学生完成实验后，将每个小组的盐水用小桶收集起来，在下一课认识盐水分离实验时再使用。这样不仅顺利地完成了实验的任务，还节约了教学投入的成本。

3.控制实验材料的投入时机

在实验的探索过程中，恰当地提供关键材料可以促进学生探究活动顺利进行。面对纷繁复杂的实验器材，教师需依据实验的具体目标与操作流程，精准把控材料的呈现顺序与最佳引入时机，从而保障实验活动能够有条不紊、高效顺畅地进行。例如，在探究“声音是怎样产生的”实验中，教师先让学生利用周围的物体制造出声音，猜想声音是怎样产生的。然后，呈现饮料瓶、橡皮筋、塑料袋等材料让学生制造声音进行探究。最后，呈现音叉、三角铁、大鼓、镲等物体进一步验证猜想并得出实验结论。教师通过有序、有层次地出示实验材料，逐步深化学生的思维活动，激发他们的好奇心与探究热情，从而驱使其主动深入探索。

三、用电教投入为实验教学添色

在实验教学中，面对诸多实验现象因变化微妙或需长期监测而给学生实践带来的挑战，电教设备的适时引入可以破解难题。电教设备凭借其丰富多元、视听结合的独特优势，打破了时间与空间的束缚，实现了从宏观到微观世界的无缝跨越，以直观且生动的方式展现客观事物的全貌，助力深入剖析其内在本质。这一过程不仅促进了学生观察力与逻辑思维的发展，而且使实验教学的趣味性倍增，实践广度得以拓展。

1.实现设备最简化投入

在实验教学中，教师应该根据不同实验内容中难以解决的关键环节，通过选择最合适的电教设备解决问题，达到教学效果，从而实现教学设备的最简化投入。例如，关于“认识彩虹是怎样形成的”，教材设计的实验是通过将镜子斜插入水盆中，利用阳光在水面镜上的反射来尝试制造彩虹，但实际操作中这一方法的成功率往往不尽如人意。为了提高实验的成功率和趣味性，教师可以采取以下替代方案：利用幻灯机作为光源，将其光线投射至天花板，随后将三棱镜置于幻灯机与天花板之间，调整三棱镜的位置，直至在天花板上清晰地呈现出绚烂的七色彩虹。这种方法不仅提高了实验的成功率，还通过变换实验器材和方式，为学生提供了更加直观且富有成效的探索体验。

2.实现功能最大化投入

将电教设备融入实验教学，其初衷在于优化解决那些传统教学手段难以克服或无法有效应对的教学挑战，但并非意味着所有的实验课运用电教设备都能有效开展。在实验教学中，教师要正确处理手段和目标的关系，围绕实验内容，最大限度地发挥电教设备的作用，使其能更好地服务于教学。例如，在“探索北极星之旅”教学中，教师可以运用多媒体教室资源，引导学生借助星座探索软件率先定位北斗七星，以此为导航寻找北极星。通过多媒体教室的控制软件，学生分享各自独特的寻找策略，相互启发，共同进步。学生熟练掌握定位北极星的方法后，再通过动手拓印星座图，进一步巩固所学知识。将电教设备融入实验教学，不仅有效突破了实验条件的局限性，使演示更加清晰直观，还强化了实验操作的准确性。

3.实现效果最优化投入

不同的电教设备具有各自的基本特性和专项功能，虽有其适用的地方，但存在着一定的局限性。为达到实验效果的最优化，教师要针对不同的实验教学目标、不同的实验内容选择合适的电教设备，充分发挥其功能，实现教学设备的优化组合。例如，在《水滴里的生物》一课中，教师可以利用计算机技术把肉眼无法观察到的微生物通过投影仪和显微镜的联合展示成宏观图景，呈现实验中难以观察到的微妙世界。计算机屏幕可以清晰地展示显微镜下水滴中的微生物及其分布情况，激发学生的学习兴趣，提高教学的真实性。这样设计实验教学不仅使学生对实验现象理解得更加准确，还加深了他们对实验现象的印象。

（作者单位：连云港师范高等专科学校第二附属小学）