一個(gè)好實(shí)驗(yàn)成就一節(jié)好課
——淺談小學(xué)科學(xué)疑難實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)與創(chuàng)新

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(浙江省玉環(huán)市沙門中心小學(xué))

小學(xué)科學(xué)是一門以觀察和實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)啟蒙課程，實(shí)驗(yàn)教學(xué)在科學(xué)課教學(xué)中的地位十分重要。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，小學(xué)科學(xué)三至六年級(jí)(八冊(cè))教材中，約有三百多個(gè)不同類型的實(shí)驗(yàn)。這些實(shí)驗(yàn)是否被認(rèn)真予以實(shí)施，直接關(guān)系到科學(xué)課程目標(biāo)——提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

隨著課程改革的深入，小學(xué)科學(xué)課程體系發(fā)生了很大的轉(zhuǎn)變。教學(xué)實(shí)踐證明，實(shí)驗(yàn)材料的準(zhǔn)備以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果的呈現(xiàn)等情況，直接關(guān)系到教學(xué)的成功與失敗。同一個(gè)觀察和實(shí)驗(yàn)，由于選用不同的實(shí)驗(yàn)材料，最后的實(shí)驗(yàn)效果也截然不同。在教學(xué)實(shí)踐中，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，因此，需要教師對(duì)已有的實(shí)驗(yàn)做出不斷地改進(jìn)與創(chuàng)新，從而促進(jìn)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的發(fā)展。

一、科學(xué)實(shí)驗(yàn)應(yīng)具有科學(xué)性

科學(xué)性原則是指實(shí)驗(yàn)的目的、原理、器材、方案、操作方法、數(shù)據(jù)處理、實(shí)驗(yàn)結(jié)論等各個(gè)環(huán)節(jié)都應(yīng)符合科學(xué)性、規(guī)范化。教材中有些實(shí)驗(yàn)在選材上考慮不周，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果與科學(xué)原理背道而馳，嚴(yán)重缺乏科學(xué)性。

比如科學(xué)五(下)“物體在水中是沉還是浮”中有一個(gè)通過改變胡蘿卜大小來驗(yàn)證同一物體在水中的沉浮和它的體積大小、重量沒有關(guān)系。結(jié)果實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)了反?，F(xiàn)象：有的小組的紅蘿卜是沉的，有的小組的紅蘿卜是浮的；有的小組發(fā)現(xiàn)原本沉的紅蘿卜，切小后居然浮了上來……結(jié)果學(xué)生得出了一個(gè)錯(cuò)誤結(jié)論：同一種材料構(gòu)成的物體，在水中的沉浮與自身的體積和重量有關(guān)。而之所以出現(xiàn)這種反?，F(xiàn)象，其原因是胡蘿卜的生長環(huán)境的不同以及放置時(shí)間的不同，導(dǎo)致胡蘿卜的密度分布不均勻。密度大的部分在水中容易沉，密度小的部分在水中容易浮。那教材為什么選用紅蘿卜？難道是編者科學(xué)常識(shí)的缺失？其實(shí)編者的意圖很明顯：紅蘿卜很常見，另外紅蘿卜的顏色也讓實(shí)驗(yàn)變得很直觀。不過，編者在選擇材料時(shí)考慮得不夠全面，忽略了材料的密度不均問題。

二、科學(xué)實(shí)驗(yàn)應(yīng)具有可見性

由于許多實(shí)驗(yàn)在演示過程中可見度低，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯，教學(xué)效果不理想。學(xué)生無法看清楚操作過程或?qū)嶒?yàn)現(xiàn)象，這樣不但不能創(chuàng)設(shè)較好的科學(xué)學(xué)習(xí)環(huán)境，幫助學(xué)生構(gòu)建科學(xué)概念和知識(shí)體系，而且不能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和求知欲。因此，提高演示實(shí)驗(yàn)可見度的重要性顯而易見。

例如，五年級(jí)下冊(cè)第二單元第六課《熱是怎樣傳遞的》一文中有兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，在涂有蠟的圓形鐵片中間或邊緣加熱，觀察熱是怎樣傳遞的。由于蠟本身顏色較淺，鐵片又薄，所以融化的很快，學(xué)生來不及觀察，現(xiàn)象很不明顯。

為此，我們要對(duì)此實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)。在生活中，我們發(fā)現(xiàn)了一種可以熱感變色油墨，這種油墨從45℃開始變色，50℃變色完成。將變溫油墨涂在圓鐵片上，干了以后再進(jìn)行以上兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象非常顯著。學(xué)生馬上就觀察到熱是從加熱點(diǎn)慢慢往四周擴(kuò)散的。這種變溫油墨還可以應(yīng)用在本單元的其他幾個(gè)試驗(yàn)中，比如用手感知不同材料的傳熱速度快慢，可以在這些材料上涂上變溫油墨，這比我們用手感知要直白。如鋁、銅、鋼三種金屬的導(dǎo)熱性能這個(gè)實(shí)驗(yàn)，用蠟在金屬條上粘貼火柴棒，學(xué)生操作起來比較困難，同時(shí)蠟的用量也會(huì)影響實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性。而借助變溫油墨后，這些困難就迎刃而解了。

三、科學(xué)實(shí)驗(yàn)應(yīng)具有可控性

可控性原則是指實(shí)驗(yàn)的成功率是保證教學(xué)順利開展的必要條件。如果實(shí)驗(yàn)的成功率低，則不僅不能讓學(xué)生信服，還會(huì)浪費(fèi)許多寶貴的時(shí)間。因此教師在課前必須進(jìn)行反復(fù)驗(yàn)證，摸索實(shí)驗(yàn)的成敗規(guī)律，保證上課時(shí)實(shí)驗(yàn)效果好，成功率高。同時(shí)，高成功率也能激發(fā)學(xué)生的興趣，使學(xué)生產(chǎn)生探究的欲望。然而教材中有些實(shí)驗(yàn)在操作中存在一定的不可控因素，最終將影響實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性。還有一些實(shí)驗(yàn)過程過于繁瑣，不易于學(xué)生操作。

例如，《怎樣得到更多的光和熱》一文中將不同顏色的紙袋子放在陽光下曬，再每隔幾分鐘讀取溫度計(jì)的變化。這個(gè)實(shí)驗(yàn)比較受場地和太陽強(qiáng)弱、風(fēng)力大小等外來因素的影響，不利于在教室中開展。而且獲得的數(shù)據(jù)偏差太大，給我們的教學(xué)任務(wù)造成很大的麻煩。為此，我們可進(jìn)行改進(jìn)，其方法是用白熾燈代替陽光，因?yàn)榘谉霟舭l(fā)出的是自然光，和太陽相似，可以在本次試驗(yàn)中代替太陽。這樣，我們?cè)诮虒W(xué)中也可以開展實(shí)驗(yàn)，不用再受天氣以及場地的限制，避免了下雨天不能實(shí)驗(yàn)的尷尬。同時(shí)，懸掛溫度計(jì)使溫度計(jì)不受地面等其他熱源的影響，讀數(shù)也較簡便準(zhǔn)確。

四、科學(xué)實(shí)驗(yàn)應(yīng)具有趣味性

小學(xué)生好奇心強(qiáng)，求知欲旺盛。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，創(chuàng)設(shè)一個(gè)有趣味性的實(shí)驗(yàn)，能激發(fā)學(xué)生的興趣，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。一個(gè)設(shè)計(jì)巧妙的科學(xué)實(shí)驗(yàn)，可以使復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)變得相對(duì)簡單，使枯燥乏味的實(shí)驗(yàn)變得有趣，使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中輕松突破重點(diǎn)和難點(diǎn)。

例如，三年級(jí)上冊(cè)第四單元《空氣占據(jù)空間嗎》這個(gè)實(shí)驗(yàn)中用到的面巾紙不會(huì)動(dòng)，實(shí)驗(yàn)的趣味性不強(qiáng)。若將面巾紙換成小球，小球在這個(gè)過程中會(huì)上下運(yùn)動(dòng)，學(xué)生的注意力馬上就被吸引了。實(shí)驗(yàn)前，我問學(xué)生：“小球現(xiàn)在浮在水面上，若將去掉底部的塑料瓶扣在小球上，小球會(huì)浮上來還是沉下去？”學(xué)生都認(rèn)為會(huì)浮上來。然后通過實(shí)驗(yàn)演示，發(fā)現(xiàn)小球被壓入水中停在水槽底部，這時(shí)學(xué)生的探究欲望被調(diào)動(dòng)起來。在分組實(shí)驗(yàn)時(shí)，有些組發(fā)現(xiàn)他們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果不一樣，小球還是穩(wěn)穩(wěn)地浮在水面上。教師再引導(dǎo)他們仔細(xì)觀察，尋找原因。學(xué)生馬上就發(fā)現(xiàn)，這些組的瓶蓋上有一個(gè)小孔，原來空氣都從小孔中跑光啦。接著，教師就可以升級(jí)實(shí)驗(yàn)，讓小球停留在瓶中不同的位置。在整個(gè)探究實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性高漲，探究欲望強(qiáng)烈，課堂氣氛十分活躍。

再比如，三年級(jí)上冊(cè)第四單元《比較水和食用油》一文中涉及到水的表面張力。老師可以設(shè)計(jì)一些趣味性強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生在試驗(yàn)中感悟水的表面張力。游戲一：水浮硬幣。將一枚硬幣小心地放入水槽中，讓它浮在水面上。通過多次嘗試實(shí)驗(yàn)，大部分學(xué)生可以成功。游戲二：在硬幣表面滴幾滴水。小心地用滴管往硬幣表面滴入水滴，直到水溢出硬幣為止。不同小組可以舉行比賽的形式，學(xué)生的活動(dòng)積極性很高。游戲三：看看一杯裝滿了水的杯子中可以加入多少枚回形針。加的時(shí)候要小心一點(diǎn)，慢一點(diǎn)，比一比哪個(gè)組加入的回形針最多。

五、科學(xué)實(shí)驗(yàn)應(yīng)具有經(jīng)濟(jì)性

我們要求自制的教具在滿足演示效果的前提下，應(yīng)少花錢或不花錢，只有做到成本低廉、物美價(jià)廉，這樣的教具才具有推廣性。這就要求教師平時(shí)要眼明、手勤，盡量就地取材，使用身邊常見的、易推廣的材料。老師鼓動(dòng)學(xué)生留心收集身邊的廢舊材料，這樣既環(huán)保，節(jié)約資源，又調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，培養(yǎng)學(xué)生勤儉節(jié)約的好習(xí)慣。

精心設(shè)計(jì)好每個(gè)實(shí)驗(yàn)，既是科學(xué)老師的職業(yè)責(zé)任，也是科學(xué)老師的職業(yè)樂趣所在。在設(shè)計(jì)與改進(jìn)實(shí)驗(yàn)時(shí)，培養(yǎng)師生的創(chuàng)新精神和動(dòng)手能力是一種富有創(chuàng)造性的科技實(shí)踐活動(dòng)，讓學(xué)生在樂中求知，趣中求索，使教學(xué)效果事半功倍。