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摘 要 在对修订后教科版科学教材的理解和对小学科学模拟实验课型全局思考的基础上，总结出模拟实验的七步指导方法：了解现象—推理成因—选择材料—观察现象—形成概念—评价过程。
关键词 小学科学 模拟实验 指导
中图分类号：G424 文献标识码：A
在科学实验中，有时受客观条件的限制不能对某些自然现象进行直接的实验，例如已成为历史的自然现象、规模巨大的自然现象等。针对这些内容，教师可采用间接的手段进行实验。先设计与该自然现象(即原型)相似的“模型”，后通过模型间接地研究原型的自然规律。这种实验方法称为模拟实验。它是科学假说成为现实的加速器。
1 新教科版小学科学模拟实验整理
修订后的教科版小学科学上册教材中，有10个模拟实验。详见表1：
模拟实验对学生思维的要求是比较高的。而小学生虽然对模拟实验的兴趣浓厚，但实验易乱，易失控，甚至存在安全隐患,这与小学生的年龄特点有很大的关系。小学生自制能力差，新奇感强，爱说好动，言行易失控，给科学实验留下一定程度的安全隐患。教师有序地对学生实验进行精心策划是提高实验教学的必备条件。
2 模拟实验的七环指导
对修订后教科版科学教材的理解和对小学科学模拟实验课型全局思考的基础上开展了模拟实验课的教学实践及课堂观察，总结出模拟实验的七步指导教学法。
2.1 了解现象
“了解现象”是模拟实验的基础。首先要了解实验中所要模拟的现象是怎样的。对自然现象的了解越深入，模拟实验设计时的细节考虑得越周密。它对模拟实验的选材与过程设计起到重要作用。教师应多渠道挖掘感性素材，指导学生有计划、有目的地了解某种自然现象。
例如《地球的内部运动引起的地形变化》，教材以文本阅读资料为主，但图文并茂的文本学习对小学生来说，仍会觉得枯燥乏味。为了激发学生兴趣，开拓学生视野，A教师以一组生动的图片带动学生了解火山和地震的外部表现，并利用丰富的课本和课外文字、图片、影像等资料组织学生开展认知活动。
学习材料的多样性，让学生的认知活动变得丰富有趣；精心设计的选项填空，让学生的认知活动变得有目的放矢。
2.2 推测成因
推理成因是模拟实验顺利完成的阶梯。在部分探究自然现象形成的教学中，让学生穿越时空经历历史或体验各种自然现象是不切实际的。教师有必要引导学生根据自然现象推测成因，从而培养学生的逻辑思维。以下是A教师在《地球的内部运动引起的地形变化》的教学中“火山和地震成因推测”环节的教学实录：
师：科学家在研究的时候首先要进行一些推理。根据火山和地震的内部表现，我们也来推理火山和地震是什么原因引起的。
生：（小组讨论）
师：你们认为火山和地震是怎么产生的？
生：我们小组觉得是岩浆在运动。
师：还有补充吗？
生：还有巨大的压力。
师：你是怎么知道的？
生：岩浆只有挤压才会喷出来。
生：地球的内部温度很高。
师：你又是怎么知道的？
生：岩浆是液态的，要让岩石熔化，肯定温度很高。
师：那么地震是什么引起的？
……
教师采用分组讨论、全班交流的方法，引导学生从火山和地震的外部表现推测地球的内部状态。在教师不断地追问下，学生一一推断出地球内部有岩浆、有压力、温度高，而且地层是运动的。再加上结构化板书的梳理，有效地搭建了学生逻辑思维的框架，充分培养了学生的思维能力。
2.3 选择材料
选择材料是模拟实验的先决条件。实验材料直接影响到实验的效果，不同的材料产生的实验现象及效果是不尽相同的，恰当的选材将更为逼真得模拟出自然现象。当然，寻找恰当的实验材料也因此成为模拟实验中值得探索的一项内容。教师可以引导学生在身边的简单材料中试用、观察、换材料、再观察，在多次实践中探索材料与自然事物、实验现象与自然现象之间的关系。
《地球的内部运动引起的地形变化》的教学中“选择材料”环节的教学片段：
师：我们可以用书本来模拟地震。把四本书叠在一起，有哪些运动方式呢？一起试着做做。
生：（上台演示）向中间挤压，中间会凸上来。
生：（上台演示）抖得厉害些，书本就会措开，然后各归各。
师：地层分离就形成裂谷。
生：（上台演示）有时，书本一起往左或往右移。
师：同学们模拟得很好。那么，换一种材料，用泡沫板做会怎样呢？
（分组实验）
师：小科学家们，用泡沫板和用书本模仿地层的实验有什么不同的地方？断裂的时候还感觉到什么？
生：泡沫板断开时很响。
……
在地震模拟实验中，引导学生感受不同材质的材料模拟地层运动时的细节和思考与实验相关的现象。学生从实验中体会到，不仅地层分离时会形成深谷，在隆起时也会形成深谷。如果时间允许的话，教师还可以进一步引导学生思考现实中什么情况下隆起的地层才会断裂。
2.4 明确步骤
明确实验目的、原理、步骤，做到胸有全局，是实验顺利进行的有力保证。模拟实验是科学实践的重要表现形式之一，是一种有目的、有步骤地通过模拟自然现象来认识自然事物和规律的一种感性活动。如果学生心中无数，实验中就会漫无目的地瞎玩，更不会去关注实验现象和结果。
明确实验步骤的方法有明示法、练习指导法、集体讨论法等。《地球的内部运动引起的地形变化》的教学中火山喷发模拟实验前的指导练习：火山喷发的模拟实验。
（1）连一连模型和自然现象：
（2）读一读模拟实验方法与步骤：
①把灌满水的洗耳球轻轻拿在手中，看水会不会喷出来；
②轻轻挤压洗耳球，看水会不会喷出来；
③用力挤压洗耳球，看水会不会喷出来。
通过学习单元的设计和练习完成对火山模拟实验步骤的指导。通过模型和自然现象之间各因素的连线练习，让学生清楚地知道在火山模拟实验中是什么模拟什么，细化了学生对模拟实验各个环节的的认识。而通过火山模拟实验方法与步骤的朗读，对学生的实际操作提供了有效的指导和帮助，同时明确了实验观察的要求。 2.5 观察现象
细心观察是小学生应该具备的科学态度之一。但小学生的年龄特征决定了他们行为随意性大的特点，很容易导致实验徒劳无获。因此，教师首先要做好“指导”。在学生实验操作前，就让学生明确要观察什么。如在“雨水对土地的侵蚀”模拟实验前，教师引导学生观察模型的特征，然后让学生表达“下雨”后的猜测和需要观察的内容，并写在黑板上，然后再开始实验操作。再则，教师还应在实验过程中有计划地加入学生实验小组中以身示范，产生辐射作用，逐渐形成有计划、细心观察的良好习惯。
2.6 形成概念
模拟实验的目的就是通过对实验过程与现象的解析，形成概念，即人们对事物本质的认识。修订后的教科版教材的理论框架有两个维度——科学概念和科学探究。与修订前的教材相比，更加突出了科学概念在培养学生科学素养中的重要性。教师一定要引导学生积极参与讨论，说出自己在实验中观察到的现象，大胆发表观点。模拟实验的现象解释清楚了，形成概念也就水到渠成了。教学时，可以采用“谈话法”共同归纳；也可以采用“作业引导法”，通过学习单让学生在书面练习中形成概念。
六年级上册《拱形的力量》教学中拱的模拟实验“形成概念”部分的教学实录：
师：是什么原因让瓜皮拱不但不垮，还承受了那么多重量呢？
生：我们觉得瓜皮就像热水瓶的塞子一样上大下小，是不会掉下去的，而且越是往下塞得越紧。
师：（边板书边肯定）拱各部分相互挤压，结合得更加紧密。
师：平桥承重时重力是向下的，承重力是向上的，那么，瓜皮拱的重力和承重力又是怎样的呢？
生：重力也是向下的，但是会跟着拱弯曲。
师：请你到黑板上来画画看。
生：（边画边说）因为拱是弯的，承重力是集中向外推的，不像平桥那么分散，所以拱的承重量很大。
生：我觉得瓜皮拱两边的水瓶也很重要，刚才我们没有放好水瓶就开始塔，瓜皮拱一下子就塌了。
引导学生从解释实验现象出发，利用谈话归纳法层层递进地形成对拱承重秘密的本质认识。教师以板书的形式总结科学概念，让学生读一读，记一记，在提出探究的“双螺旋”结构教学的今天，概念教学中拣起老套的方法也未尝不可。
2.7 评价过程
小学科学教学中，应引导学生树立正确的科学思想、学会科学探究。因此，在模拟实验的过程中和活动后期，应该对学生的实验过程和推理过程给予全面评价。
在四年级上册《跳动起来会怎样（二）》心脏跳动模拟实验：
虽然我们无法看到我们自己心脏的跳动，但是我们寻找了合适的材料做了模拟实验，让我们穿越空间，研究了看不到的心脏是如何跳动的。
在模拟实验的过程中，同学们对实验现象展开了细致入微的观察，有的同学除了原计划观察的内容以外，还观察到了更多有价值的细节。老师从你们身上看到了童第周的身影。
评价让学生明确了应该按照怎样的过程完成一个模拟实验，同时，也引导学生本着科学的态度去投入到探究活动中。
总之，在模拟实验的七个教学环节中，“了解现象”和“推测成因”是模拟实验的基础，寻找证据”（ 选择材料—观察现象—形成概念）是模拟实验的重点，过程评价是学生发展的桥梁。教师可以采用学习单指导法、板书归纳法、讨论法、师生谈话法、评价导向法等方法指导学生开展模拟实验，在从扶到放的指导过程逐步培养学生的探究能力和正确的科学思想。
关键词 小学科学 模拟实验 指导
中图分类号：G424 文献标识码：A
在科学实验中，有时受客观条件的限制不能对某些自然现象进行直接的实验，例如已成为历史的自然现象、规模巨大的自然现象等。针对这些内容，教师可采用间接的手段进行实验。先设计与该自然现象(即原型)相似的“模型”，后通过模型间接地研究原型的自然规律。这种实验方法称为模拟实验。它是科学假说成为现实的加速器。
1 新教科版小学科学模拟实验整理
修订后的教科版小学科学上册教材中，有10个模拟实验。详见表1：
模拟实验对学生思维的要求是比较高的。而小学生虽然对模拟实验的兴趣浓厚，但实验易乱，易失控，甚至存在安全隐患,这与小学生的年龄特点有很大的关系。小学生自制能力差，新奇感强，爱说好动，言行易失控，给科学实验留下一定程度的安全隐患。教师有序地对学生实验进行精心策划是提高实验教学的必备条件。
2 模拟实验的七环指导
对修订后教科版科学教材的理解和对小学科学模拟实验课型全局思考的基础上开展了模拟实验课的教学实践及课堂观察，总结出模拟实验的七步指导教学法。
2.1 了解现象
“了解现象”是模拟实验的基础。首先要了解实验中所要模拟的现象是怎样的。对自然现象的了解越深入，模拟实验设计时的细节考虑得越周密。它对模拟实验的选材与过程设计起到重要作用。教师应多渠道挖掘感性素材，指导学生有计划、有目的地了解某种自然现象。
例如《地球的内部运动引起的地形变化》，教材以文本阅读资料为主，但图文并茂的文本学习对小学生来说，仍会觉得枯燥乏味。为了激发学生兴趣，开拓学生视野，A教师以一组生动的图片带动学生了解火山和地震的外部表现，并利用丰富的课本和课外文字、图片、影像等资料组织学生开展认知活动。
学习材料的多样性，让学生的认知活动变得丰富有趣；精心设计的选项填空，让学生的认知活动变得有目的放矢。
2.2 推测成因
推理成因是模拟实验顺利完成的阶梯。在部分探究自然现象形成的教学中，让学生穿越时空经历历史或体验各种自然现象是不切实际的。教师有必要引导学生根据自然现象推测成因，从而培养学生的逻辑思维。以下是A教师在《地球的内部运动引起的地形变化》的教学中“火山和地震成因推测”环节的教学实录：
师：科学家在研究的时候首先要进行一些推理。根据火山和地震的内部表现，我们也来推理火山和地震是什么原因引起的。
生：（小组讨论）
师：你们认为火山和地震是怎么产生的？
生：我们小组觉得是岩浆在运动。
师：还有补充吗？
生：还有巨大的压力。
师：你是怎么知道的？
生：岩浆只有挤压才会喷出来。
生：地球的内部温度很高。
师：你又是怎么知道的？
生：岩浆是液态的，要让岩石熔化，肯定温度很高。
师：那么地震是什么引起的？
……
教师采用分组讨论、全班交流的方法，引导学生从火山和地震的外部表现推测地球的内部状态。在教师不断地追问下，学生一一推断出地球内部有岩浆、有压力、温度高，而且地层是运动的。再加上结构化板书的梳理，有效地搭建了学生逻辑思维的框架，充分培养了学生的思维能力。
2.3 选择材料
选择材料是模拟实验的先决条件。实验材料直接影响到实验的效果，不同的材料产生的实验现象及效果是不尽相同的，恰当的选材将更为逼真得模拟出自然现象。当然，寻找恰当的实验材料也因此成为模拟实验中值得探索的一项内容。教师可以引导学生在身边的简单材料中试用、观察、换材料、再观察，在多次实践中探索材料与自然事物、实验现象与自然现象之间的关系。
《地球的内部运动引起的地形变化》的教学中“选择材料”环节的教学片段：
师：我们可以用书本来模拟地震。把四本书叠在一起，有哪些运动方式呢？一起试着做做。
生：（上台演示）向中间挤压，中间会凸上来。
生：（上台演示）抖得厉害些，书本就会措开，然后各归各。
师：地层分离就形成裂谷。
生：（上台演示）有时，书本一起往左或往右移。
师：同学们模拟得很好。那么，换一种材料，用泡沫板做会怎样呢？
（分组实验）
师：小科学家们，用泡沫板和用书本模仿地层的实验有什么不同的地方？断裂的时候还感觉到什么？
生：泡沫板断开时很响。
……
在地震模拟实验中，引导学生感受不同材质的材料模拟地层运动时的细节和思考与实验相关的现象。学生从实验中体会到，不仅地层分离时会形成深谷，在隆起时也会形成深谷。如果时间允许的话，教师还可以进一步引导学生思考现实中什么情况下隆起的地层才会断裂。
2.4 明确步骤
明确实验目的、原理、步骤，做到胸有全局，是实验顺利进行的有力保证。模拟实验是科学实践的重要表现形式之一，是一种有目的、有步骤地通过模拟自然现象来认识自然事物和规律的一种感性活动。如果学生心中无数，实验中就会漫无目的地瞎玩，更不会去关注实验现象和结果。
明确实验步骤的方法有明示法、练习指导法、集体讨论法等。《地球的内部运动引起的地形变化》的教学中火山喷发模拟实验前的指导练习：火山喷发的模拟实验。
（1）连一连模型和自然现象：
（2）读一读模拟实验方法与步骤：
①把灌满水的洗耳球轻轻拿在手中，看水会不会喷出来；
②轻轻挤压洗耳球，看水会不会喷出来；
③用力挤压洗耳球，看水会不会喷出来。
通过学习单元的设计和练习完成对火山模拟实验步骤的指导。通过模型和自然现象之间各因素的连线练习，让学生清楚地知道在火山模拟实验中是什么模拟什么，细化了学生对模拟实验各个环节的的认识。而通过火山模拟实验方法与步骤的朗读，对学生的实际操作提供了有效的指导和帮助，同时明确了实验观察的要求。 2.5 观察现象
细心观察是小学生应该具备的科学态度之一。但小学生的年龄特征决定了他们行为随意性大的特点，很容易导致实验徒劳无获。因此，教师首先要做好“指导”。在学生实验操作前，就让学生明确要观察什么。如在“雨水对土地的侵蚀”模拟实验前，教师引导学生观察模型的特征，然后让学生表达“下雨”后的猜测和需要观察的内容，并写在黑板上，然后再开始实验操作。再则，教师还应在实验过程中有计划地加入学生实验小组中以身示范，产生辐射作用，逐渐形成有计划、细心观察的良好习惯。
2.6 形成概念
模拟实验的目的就是通过对实验过程与现象的解析，形成概念，即人们对事物本质的认识。修订后的教科版教材的理论框架有两个维度——科学概念和科学探究。与修订前的教材相比，更加突出了科学概念在培养学生科学素养中的重要性。教师一定要引导学生积极参与讨论，说出自己在实验中观察到的现象，大胆发表观点。模拟实验的现象解释清楚了，形成概念也就水到渠成了。教学时，可以采用“谈话法”共同归纳；也可以采用“作业引导法”，通过学习单让学生在书面练习中形成概念。
六年级上册《拱形的力量》教学中拱的模拟实验“形成概念”部分的教学实录：
师：是什么原因让瓜皮拱不但不垮，还承受了那么多重量呢？
生：我们觉得瓜皮就像热水瓶的塞子一样上大下小，是不会掉下去的，而且越是往下塞得越紧。
师：（边板书边肯定）拱各部分相互挤压，结合得更加紧密。
师：平桥承重时重力是向下的，承重力是向上的，那么，瓜皮拱的重力和承重力又是怎样的呢？
生：重力也是向下的，但是会跟着拱弯曲。
师：请你到黑板上来画画看。
生：（边画边说）因为拱是弯的，承重力是集中向外推的，不像平桥那么分散，所以拱的承重量很大。
生：我觉得瓜皮拱两边的水瓶也很重要，刚才我们没有放好水瓶就开始塔，瓜皮拱一下子就塌了。
引导学生从解释实验现象出发，利用谈话归纳法层层递进地形成对拱承重秘密的本质认识。教师以板书的形式总结科学概念，让学生读一读，记一记，在提出探究的“双螺旋”结构教学的今天，概念教学中拣起老套的方法也未尝不可。
2.7 评价过程
小学科学教学中，应引导学生树立正确的科学思想、学会科学探究。因此，在模拟实验的过程中和活动后期，应该对学生的实验过程和推理过程给予全面评价。
在四年级上册《跳动起来会怎样（二）》心脏跳动模拟实验：
虽然我们无法看到我们自己心脏的跳动，但是我们寻找了合适的材料做了模拟实验，让我们穿越空间，研究了看不到的心脏是如何跳动的。
在模拟实验的过程中，同学们对实验现象展开了细致入微的观察，有的同学除了原计划观察的内容以外，还观察到了更多有价值的细节。老师从你们身上看到了童第周的身影。
评价让学生明确了应该按照怎样的过程完成一个模拟实验，同时，也引导学生本着科学的态度去投入到探究活动中。
总之，在模拟实验的七个教学环节中，“了解现象”和“推测成因”是模拟实验的基础，寻找证据”（ 选择材料—观察现象—形成概念）是模拟实验的重点，过程评价是学生发展的桥梁。教师可以采用学习单指导法、板书归纳法、讨论法、师生谈话法、评价导向法等方法指导学生开展模拟实验，在从扶到放的指导过程逐步培养学生的探究能力和正确的科学思想。