注重下水實(shí)驗(yàn)優(yōu)化科學(xué)探究

摘 要：學(xué)生實(shí)驗(yàn)是科學(xué)研究的基本方法和手段，是小學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究的主要方式，也是小學(xué)科學(xué)教學(xué)的顯著特點(diǎn)。本文結(jié)合小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀，提出提高小學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)有效性的途徑：

關(guān)鍵詞：實(shí)驗(yàn)；教學(xué)；有效性

在小學(xué)科學(xué)課程中，實(shí)驗(yàn)是學(xué)生科學(xué)探究的重要手段，而實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)常會(huì)受到多種因素影響而難以把握。如果教師能在課前像語文老師上習(xí)作課寫下水作文那樣做好“下水實(shí)驗(yàn)”，學(xué)生的科學(xué)探究將會(huì)事半功倍。所謂“下水實(shí)驗(yàn)”，即預(yù)實(shí)驗(yàn)，就是教師課前自己事先對課堂上要進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行試驗(yàn)或預(yù)演，從而更有效地指導(dǎo)學(xué)生科學(xué)探究的行為。在這過程中，通過自己的探究對實(shí)驗(yàn)各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行檢驗(yàn)。摸索出最優(yōu)條件，從而實(shí)現(xiàn)對實(shí)驗(yàn)的選材、用具和藥品進(jìn)行恰當(dāng)?shù)倪x擇，為學(xué)生“鋪好路”。教師還可將下水實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問題及解決方法設(shè)計(jì)成問題，增加學(xué)生的思維力度，有效提升學(xué)生的探究能力。筆者將從以下幾個(gè)方面闡述“下水實(shí)驗(yàn)”。

一、 了解實(shí)驗(yàn)過程，充分預(yù)測問題

要上好一節(jié)實(shí)驗(yàn)課離不開教師對實(shí)驗(yàn)過程的充分了解。剛走上工作崗位不久的年輕科學(xué)教師，一般來說學(xué)科知識(shí)是豐富的，而實(shí)驗(yàn)操作能力與實(shí)驗(yàn)偶發(fā)事件的應(yīng)急處理能力是比較薄弱的。課前的“下水實(shí)驗(yàn)”對自身的教學(xué)有很大的幫助，不僅可以讓自己通過預(yù)先實(shí)驗(yàn)操作來提早熟悉實(shí)驗(yàn)過程，更好地理解和把握實(shí)驗(yàn)原理與實(shí)驗(yàn)要領(lǐng)；還可以提前發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)中可能出現(xiàn)的問題，及時(shí)思考實(shí)驗(yàn)問題產(chǎn)生的原因及其對策。

例如在研究《巖石會(huì)改變模樣嗎》溫度是否會(huì)改變巖石模樣時(shí)，要用多大的巖石加熱多久可以有現(xiàn)象？教師必須心中有數(shù)。經(jīng)過反復(fù)下水實(shí)驗(yàn)，加熱花崗巖薄片1-2分鐘后立刻浸入水中可以觀察到巖石碎裂、變小。因此，在有限的課堂時(shí)間里安排學(xué)生每加熱1分鐘后立刻將巖石放入水中，反復(fù)進(jìn)行幾次。另外，加熱巖石需要用到酒精燈。雖然四年級已經(jīng)接觸過，但是使用易燃易爆的酒精燈仍需分外注意。所以在幫助學(xué)生回憶酒精燈注意事項(xiàng)后，再次溫馨提示注意酒精燈的使用，保證使用安全。為了更好地應(yīng)對意外發(fā)生，教師還需準(zhǔn)備濕抹布，確保萬無一失。

由此可以看出，只有教師對整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程了然于胸，才能更好地保障學(xué)生在分組實(shí)驗(yàn)過程中安全、有序、文明地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

二、 發(fā)現(xiàn)材料缺陷，優(yōu)選教學(xué)材料

實(shí)驗(yàn)材料的缺陷和設(shè)備的條件限制會(huì)給實(shí)驗(yàn)實(shí)施帶來困難。教師可以通過下水實(shí)驗(yàn)摸索，根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行適當(dāng)?shù)剡x擇、改進(jìn)。

例如《物體在水中是沉還是浮》一課中，觀察同一種材料構(gòu)成的物體在水中的沉浮時(shí)，教材列出的材料是橡皮和胡蘿卜，意在通過實(shí)驗(yàn)告訴學(xué)生不管是沉的物體還是浮的物體，只要是同種材料構(gòu)成的物體，把它們的體積變小，它們在水中的沉浮是不變的。在課前的準(zhǔn)備時(shí)卻發(fā)現(xiàn)胡蘿卜有的沉有的浮。拿來放大鏡來進(jìn)行觀察，原來胡蘿卜上有一些小孔影響了其密度大小的差別，如果選用后將不利于學(xué)生得出結(jié)論。思前想后，拿了個(gè)蘋果來試試，是可以浮起來。把買來的幾個(gè)都放入水中，都可以浮起來，最后決定用蘋果代替胡蘿卜，這也更好地說明了結(jié)論。假如沒有事先下水實(shí)驗(yàn)，這節(jié)課可能會(huì)產(chǎn)生另外一個(gè)探究主題了。

看來，精心選擇實(shí)驗(yàn)材料，是實(shí)驗(yàn)成功的前提。此外，對于一些特殊的材料還要科學(xué)地進(jìn)行處理，如實(shí)驗(yàn)取材的時(shí)間要合適、材料處理要及時(shí)、材料處理方法要科學(xué)等。

三、 降低操作難度，合理編排時(shí)間

科學(xué)實(shí)驗(yàn)課離不開實(shí)驗(yàn)材料。教師準(zhǔn)備器材時(shí)不僅要考慮到教學(xué)目標(biāo)的要求，還要考慮到學(xué)生的操作能力。現(xiàn)有的科學(xué)教材上很多實(shí)驗(yàn)，對教師來說材料準(zhǔn)備難度較大，而且在操作上，對學(xué)生來說也有相當(dāng)大的難度。

如《一年為什么有四季》一課中，教科書上是用四個(gè)地球儀中間放一盞燈作為太陽，在公轉(zhuǎn)軌道上確定四個(gè)方位，調(diào)整地軸傾斜指向北方，在北半球同一地點(diǎn)上都立一根標(biāo)桿，標(biāo)桿正對太陽，來觀察地球儀上標(biāo)桿的影長。事實(shí)證明，這么操作不僅操作繁瑣而且浪費(fèi)時(shí)間。學(xué)生要量確定好公轉(zhuǎn)四個(gè)點(diǎn)還要保證四根標(biāo)桿長度一致、是否都在統(tǒng)一地點(diǎn)垂直于球面。注意事項(xiàng)較多，只要有一個(gè)環(huán)節(jié)沒做好就有可能影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。為了有利于學(xué)生觀察，教師可以利用類似于三球儀的裝置，中間固定軸上安裝好光源，旁邊可繞中軸轉(zhuǎn)動(dòng)的位置上安裝好地球儀，使其地球儀和光源高度適當(dāng)。這樣可以省去三個(gè)地球儀、還能確定好地球公轉(zhuǎn)軌道和太陽的位置，更好地促進(jìn)學(xué)生進(jìn)行有效探究。

科學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師如果能以預(yù)實(shí)驗(yàn)為依據(jù)，就可以準(zhǔn)確掌握各實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的用時(shí)，合理安排實(shí)驗(yàn)時(shí)間，讓學(xué)生在有限的教學(xué)時(shí)間內(nèi)，有條不紊地進(jìn)行各個(gè)實(shí)驗(yàn)，保證教學(xué)任務(wù)的順利完成。

四、 故設(shè)實(shí)驗(yàn)情節(jié)，引發(fā)課堂生成

在實(shí)驗(yàn)探究中，教師要巧于設(shè)置一些實(shí)驗(yàn)障礙，引導(dǎo)學(xué)生自己去發(fā)現(xiàn)問題，提出問題，并解決問題。因此，在下水實(shí)驗(yàn)時(shí)可以“故設(shè)實(shí)驗(yàn)情節(jié)”，從而達(dá)到置疑、激疑、質(zhì)疑，獲得較好的教學(xué)效果。

比如《金屬熱脹冷縮嗎》是《冷與熱》單元的教學(xué)內(nèi)容，是學(xué)生認(rèn)識(shí)了液體、氣體都具有熱脹冷縮的性質(zhì)后很自然地想到的一個(gè)問題，固體是否也具有熱脹冷縮的性質(zhì)呢？教材選用金屬固體物讓學(xué)生開展這方面的研究。分為三個(gè)部分：觀察銅球的熱脹冷縮；觀察鋼條的熱脹冷縮；金屬的熱脹冷縮。在具體教學(xué)中，如果只是簡單照搬課本中設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)，會(huì)大大降低課堂教學(xué)的有效性。原銅球熱脹冷縮的實(shí)驗(yàn)是：加熱前銅球可以穿過鐵環(huán)，加熱后銅球不可以穿過鐵環(huán)了。因此教師在準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)材料時(shí)，將其中的幾組材料故意設(shè)置成加熱前的銅球不可以穿過鐵環(huán)，讓學(xué)生在矛盾中開啟思維，自行找到解決問題的辦法。在實(shí)際教學(xué)中，令人驚嘆的是，孩子們通過小組自行解惑，知道了從加熱鐵環(huán)入手展開了金屬熱脹冷縮的實(shí)驗(yàn)探究。不管是加熱銅球，還是加熱鐵環(huán)，實(shí)驗(yàn)最終還是殊途同歸，都證明了這兩種物體具有熱脹冷縮的性質(zhì)。

總之，一名合格的科學(xué)教師，在思想上要重視實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作，而下水實(shí)驗(yàn)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中是一堂實(shí)驗(yàn)課成功與否的關(guān)鍵。因此，我們應(yīng)切實(shí)做好下水實(shí)驗(yàn)，為優(yōu)化學(xué)生科學(xué)探究條件做出自己的努力。

參考文獻(xiàn)：

[1]徐麗金.以探究為核心，讓科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)更有效[J].小學(xué)時(shí)代（教師），2010（10）.

[2]曹愛軍.小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)有效性的策略[J].中國校外教育，2016（04）.

作者簡介：

陳謝華，福建省泉州市，泉州市實(shí)驗(yàn)小學(xué)。