小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)與創(chuàng)新

利鈺儀

【摘 要】本文總結(jié)了小學(xué)科學(xué)在實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)材料選用過程中的問題，提出從實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)材料和實(shí)驗(yàn)呈現(xiàn)方式等方面改進(jìn)小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的策略，以及不斷創(chuàng)造新的科學(xué)實(shí)驗(yàn)，從而促進(jìn)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)發(fā)展的理論要求。

【關(guān)鍵詞】小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)；改進(jìn)；創(chuàng)新

小學(xué)科學(xué)是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，教學(xué)實(shí)踐證明，實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)以及材料的準(zhǔn)備等情況，直接關(guān)系到教學(xué)的成功與失敗。我們發(fā)現(xiàn)有些實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)或者實(shí)驗(yàn)材料的選用，存在著一些不夠完善的地方，這就需要我們處在教學(xué)一線的科學(xué)教師因地制宜進(jìn)行改進(jìn)。其實(shí)，實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)就是創(chuàng)新。

一、改進(jìn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：變驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為探究性實(shí)驗(yàn)

驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)是指教師把實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、步驟、方法及注意點(diǎn)等詳細(xì)而周密地告訴學(xué)生，甚至將實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象、結(jié)果也公布于眾，學(xué)生只需“照方抓藥”做一下實(shí)驗(yàn)就可以了。探究性實(shí)驗(yàn)是由學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作得出結(jié)論。因而，探究性實(shí)驗(yàn)室所進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)更能體現(xiàn)學(xué)生主體性，增加學(xué) 生的參與度，既有利于學(xué)生基本知識(shí)技能的形成，又有利于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)方法和精神。

1. 化先天不足為后天完善

現(xiàn)有的科學(xué)配套實(shí)驗(yàn)材料包存在著一些先天不足，學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)缺乏可操作性。例如，教科版小學(xué)科學(xué)五年級(jí)下冊(cè)《熱》單元第6課《熱是怎樣傳遞的》有二個(gè)活動(dòng)：熱在金屬片中的傳遞，通過實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生感知熱是怎樣傳遞的，明白熱總是從較熱的一端傳向較冷的一端。課文中的實(shí)驗(yàn)要求在一段鐵絲上每隔一定距離用蠟粘上一根火柴，將鐵絲固定在鐵架臺(tái)上，火柴都向下懸掛，用酒精燈給鐵絲的一段加熱。觀察哪端的火柴先掉下來。課文的要求是用蠟粘，課前筆者讓學(xué)生進(jìn)行嘗試，學(xué)生花了不少的時(shí)間，可一上課學(xué)生向我抱怨的卻很多都說粘不牢，成功的寥寥無幾，上來展示時(shí)顫顫抖抖的又掉落了幾根。由于蠟先要熔化成液體，然后滴在鐵絲上，再往上粘火柴。但蠟的凝固時(shí)間快（指冬天，夏天正好相反），且熔化后粘性不大，所以很難粘上去，因此成功的不多。

2. 化抽象為形象直觀

教科版小學(xué)科學(xué)四年級(jí)上冊(cè)《有生命的物體》單元第3課《植物怎樣生存》一課中，有一個(gè)實(shí)驗(yàn)，是讓學(xué)生通過觀察認(rèn)識(shí)氣孔，但對(duì)葉的光合作用的認(rèn)識(shí)卻很簡(jiǎn)單、抽象，大都由教師的講解來認(rèn)識(shí)的。用語言表達(dá)葉的光合作用顯得簡(jiǎn)單、抽象，學(xué)生不易理解?？梢曰橄鬄樾蜗笾庇^，先取兩個(gè)1000毫升的玻璃燒杯，分別放入同樣多的水草，再在兩個(gè)燒杯里分別倒入適量同樣多的水。取兩個(gè)口徑稍小于燒杯口徑的短柄玻璃漏斗，分別倒置在兩個(gè)燒杯中，再將兩支大號(hào)口徑玻璃試管裝滿水，分別倒過來扣在兩個(gè)盛滿水的水槽中，連接好導(dǎo)管，用排水集氣法收集氧氣。一個(gè)裝置放在陽光下，另一個(gè)放在光線很暗的地方。過些時(shí)候，陽光下的水草就會(huì)不斷地冒泡，而暗處的水草卻不易冒泡，再過一段時(shí)間，你會(huì)發(fā)現(xiàn)，套在陽光下水草上的試管內(nèi)的空氣比套在光線較暗的水草上的試管內(nèi)的空氣要多得多，說明植物光合作用需要陽光，在不同光照條件下的光合強(qiáng)度是不同的。最后蓋住試管口，把試管輕輕拿出來，將一根帶有火星的木條伸進(jìn)試管，木條就會(huì)猛烈地燃燒，發(fā)出耀眼的光芒，證明水草光合作用產(chǎn)生了氧氣。這個(gè)實(shí)驗(yàn)材料容易準(zhǔn)備，操作簡(jiǎn)單，效果明顯，是幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)光合作用的有效手段。

二、改進(jìn)實(shí)驗(yàn)材料：選擇“有結(jié)構(gòu)的材料”

所謂“有結(jié)構(gòu)的材料”就是教師經(jīng)過精心設(shè)計(jì)的典型材料的組合。這種材料的組合，既要揭示教學(xué)內(nèi)容有關(guān)的一系列現(xiàn)象，體現(xiàn)教材的科學(xué)性，又要符合學(xué)生年齡特征和認(rèn)知規(guī)律，貼近學(xué)生的日常生活，還應(yīng)具有趣味性，使學(xué)生喜歡，并能通過對(duì)材料的探索來發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，獲取新知。如何設(shè)計(jì)和選擇“有結(jié)構(gòu)的材料”呢？

1. 選擇具有生活性的實(shí)驗(yàn)材料，讓學(xué)生的探究在真實(shí)中展開

小學(xué)《科學(xué)》三年級(jí)下冊(cè)《熱脹冷縮》實(shí)驗(yàn)中，書本上的方法一是在一個(gè)試管的口子上蒙上一塊氣球皮，然后將這個(gè)試管放入熱水中，瓶中的空氣因?yàn)槭軣崤蛎洉?huì)使蒙在瓶口的氣球皮鼓起來。但由于空氣本身無色無形，需要借助氣球皮方能證明其受熱膨脹，這就要求教師要將氣球皮蒙得很緊，不能漏氣，否則實(shí)驗(yàn)不可能成功。但現(xiàn)實(shí)操作中很難做到這一點(diǎn)。往往空氣會(huì)從氣球皮和試管的結(jié)合處溢出，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗。

這個(gè)方法可以很好的克服原來實(shí)驗(yàn)中存在的操作上和材料本身的問題，操作簡(jiǎn)單，材料也很容易找到，實(shí)驗(yàn)效果更加明顯，即便是學(xué)生自己操作也是十分簡(jiǎn)單，利于推廣使用。

2. 選擇具有趣味性的實(shí)驗(yàn)材料，讓學(xué)生的探究在愉悅中進(jìn)行

在《物體的運(yùn)動(dòng)方式》教學(xué)中，教師為學(xué)生提供了溜溜球、小風(fēng)車、小汽車、竹蜻蜓、陀螺、氣球、會(huì)發(fā)出音樂會(huì)跳舞的小布娃娃等。這些實(shí)驗(yàn)材料抓住了小學(xué)生好玩的天性及對(duì)兒童玩具具有特有的興趣這一年齡特點(diǎn)，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的興趣。

3. 選擇具有直觀性的實(shí)驗(yàn)材料，讓學(xué)生在探究中獲取新知

雖然新課程標(biāo)準(zhǔn)提倡讓學(xué)生像科學(xué)家那樣真刀真槍地做科學(xué)，但是，小學(xué)生的年齡特征決定了他們的觀察能力、分析能力等是不能和成人相比的。因此，教師所提供給學(xué)生的實(shí)驗(yàn)材料應(yīng)盡可能體現(xiàn)現(xiàn)象的直觀性。以新教科版四年級(jí)上冊(cè)第三單元《聲音是怎樣產(chǎn)生的》教學(xué)為例，在引導(dǎo)學(xué)生探究物體發(fā)聲原理時(shí)，教師給學(xué)生提供了鼓、音叉、小口瓶等主要實(shí)驗(yàn)材料，還給學(xué)生提供了黃豆、水、泡沫小球等輔助實(shí)驗(yàn)材料。這樣，學(xué)生通過黃豆在鼓皮上的跳動(dòng)，音叉使水濺出來等直觀現(xiàn)象就能進(jìn)一步理解聲音是由物體振動(dòng)產(chǎn)生的。

4. 選擇具有開放性的實(shí)驗(yàn)材料，讓學(xué)生在探究中創(chuàng)新

《科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》指出：科學(xué)課程應(yīng)具有開放性，這種開放性表現(xiàn)在時(shí)間、空間、過程、內(nèi)容、資源、結(jié)論等多方面。如在新教科版四年級(jí)上冊(cè)第三單元《聲音高低變化的研究》設(shè)計(jì)中，教師可以設(shè)計(jì)一個(gè)“材料超市”?！安牧铣小崩飻[放著豐富的實(shí)驗(yàn)材料，有大小不同、長(zhǎng)短各異的材料，如燒杯、試管、塑料、紙盒、棉線、蠟線、鋼絲、鐵釘、木條、管材等等，由學(xué)生自主選擇，分組研究。這種自助餐式的實(shí)驗(yàn)材料，不僅滿足了學(xué)生的需要，還使學(xué)生的創(chuàng)新能力得到了充分的發(fā)展。

三、改進(jìn)演示實(shí)驗(yàn)呈現(xiàn)方式：將多媒體運(yùn)用到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中

多媒體是指把文字、圖形、圖像、聲音、動(dòng)畫、視頻等多種媒體信息通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)字化采集、獲取、壓縮、編輯、存儲(chǔ)等加工處理，再以單獨(dú)或合成形式表現(xiàn)出來的一體化技術(shù)。當(dāng)今，利用多媒體進(jìn)行教學(xué)是教育發(fā)展的需要，也是時(shí)代發(fā)展的必然。小學(xué)科學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，在實(shí)際的教學(xué)中，有些實(shí)驗(yàn)由于其不可操作性、危險(xiǎn)性、漫長(zhǎng)性或者能見度不高等影響教學(xué)進(jìn)程和教學(xué)效果，在一定程度上影響了學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和接受，多媒體技術(shù)的介入，使學(xué)生能聽其聲、觀其形、臨其境，恰好彌補(bǔ)了實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的某些不足。

例如在制取氧氣的實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，我們應(yīng)先拿出導(dǎo)管，后熄滅酒精燈，否則會(huì)出現(xiàn)倒吸而使試管炸裂。有的學(xué)生就不明白。如果用實(shí)驗(yàn)演示吧，卻具有危險(xiǎn)性。為了說明不正當(dāng)操作所帶來的危險(xiǎn)后果，可運(yùn)用多媒體，顯示倒吸和試管的炸裂。學(xué)生可清楚的看到先移走酒精燈后，水槽中的水沿著導(dǎo)管進(jìn)入試管，隨著試管“砰”的一聲炸裂開來，試管中的藥品灑落滿地的景象，從而給學(xué)生留下了深刻的印象。

應(yīng)用多媒體技術(shù)，把原本深?yuàn)W復(fù)雜的科學(xué)道理化為通俗易懂、妙趣橫生的小故事，既符合少年兒童的心理特點(diǎn)和認(rèn)識(shí)水平，又使抽象問題具體化，復(fù)雜問題簡(jiǎn)單化，不僅發(fā)展了兒童的形象思維與想象能力，還為兒童的科學(xué)探究營(yíng)造了輕松、愉快的氛圍。

總之，小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)是研究科學(xué)規(guī)律、探索科學(xué)本質(zhì)的基礎(chǔ)，也是引起學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的法寶，更是科學(xué)教學(xué)成功的根本保證。教學(xué)的實(shí)踐過程也是教學(xué)方法的探索研究過程。新課程標(biāo)準(zhǔn)和新教材的全面實(shí)施才剛剛起步，我們大家也都是在摸索前行。但隨著小學(xué)科學(xué)課程改革的推進(jìn)，科學(xué)課堂教學(xué)發(fā)生巨變的今天，我們廣大科學(xué)教師必須重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)，讓實(shí)驗(yàn)教學(xué)以其獨(dú)特的直觀性、形象性及新穎多變性，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)“科學(xué)”的興趣，吸引學(xué)生一步一步邁進(jìn)奇妙、神圣的科學(xué)殿堂，激發(fā)學(xué)生的探究欲望，引發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新潛能，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展，促進(jìn)學(xué)生終身發(fā)展。