低成本科學(xué)實(shí)驗(yàn)有利于推廣和有效開展

孫蘋

實(shí)踐證明，低成本實(shí)驗(yàn)有利于科學(xué)實(shí)驗(yàn)的推廣和有效開展。將小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)朝著低成本化的方向進(jìn)行改進(jìn)，是實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的重要方向之一。筆者在科學(xué)教學(xué)研究中發(fā)現(xiàn)，廢棄飲料瓶在小學(xué)科學(xué)的一些實(shí)驗(yàn)中能起到意想不到的效果。用飲料瓶能制作實(shí)驗(yàn)器具，取材方便，成本廉價(jià)，制作方便，操作簡(jiǎn)易，安全可靠。

所謂低成本器材的科學(xué)實(shí)驗(yàn)是指使用那些材料易得、簡(jiǎn)便易做、趣味性強(qiáng)、形象生動(dòng)、效果明顯的科學(xué)實(shí)驗(yàn)。教學(xué)實(shí)踐和相關(guān)研究證明，低成本實(shí)驗(yàn)有利于科學(xué)實(shí)驗(yàn)的有效開展和廣泛推廣。

廢棄飲料瓶在我們的生活中隨處可見，它們常常被丟棄在垃圾桶里，或被廉價(jià)回收。但是，只要你稍加改進(jìn)，就會(huì)發(fā)現(xiàn)其實(shí)它們的在科學(xué)實(shí)驗(yàn)中有著很高的價(jià)值，可以幫助我們完成很多科學(xué)實(shí)驗(yàn)，它們不僅在實(shí)驗(yàn)取材方面，大大降低了成本，而且在演示效果上也往往更勝一籌。本文將介紹3個(gè)以飲料瓶為材料的改進(jìn)的教科版小學(xué)科學(xué)教材所涉及的實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)一：用飲料瓶改進(jìn)“空氣有重量實(shí)驗(yàn)”

教材中實(shí)驗(yàn)的安排：教科版小學(xué)科學(xué)三上《空氣有重量嗎？》一課，為幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)空氣有重量，教材中安排了兩個(gè)實(shí)驗(yàn)來認(rèn)識(shí)空氣是有重量的，一是用小天平來比較充氣前后氣球的重量變化，二是稱量充氣與充足的籃球重量的變化。

教材實(shí)驗(yàn)不足之處：要使未吹氣的氣球和筆帽的平衡就不是件容易事，充氣前后氣球和籃球的體積會(huì)發(fā)生，由此浮力也會(huì)有變化，浮力變化這個(gè)干擾因素影響的實(shí)驗(yàn)的科學(xué)性。

改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)裝置：在塑料瓶身上端側(cè)面打一個(gè)孔，將自行車氣嘴安在瓶身上，用硅膠黏合固定。筆者選用是4L農(nóng)夫山泉飲用水的瓶子。

改進(jìn)后實(shí)驗(yàn)操作步驟：

第一步：稱量出裝滿了空氣的裝置的重量：調(diào)平天平，然后將裝滿空氣的帶氣門嘴瓶子放在天平托盤一側(cè)，另一側(cè)托盤里擺放橡皮泥，直至天平平衡。

第二步：在實(shí)驗(yàn)裝置中加入空氣：為方便學(xué)生操作，我為學(xué)生準(zhǔn)備了腳踩式打氣筒給這個(gè)裝置打氣。

第三步：觀察增加了空氣的實(shí)驗(yàn)裝置瓶重量變化情況：將增加空氣的裝置再放入左側(cè)天平，會(huì)看到指針側(cè)向左側(cè)天平傾斜了，說明左側(cè)裝置變重了，為什么變重？因?yàn)榧尤肓丝諝?，空氣是有重量的?/p>

第四步：用豆子來測(cè)出增加的空氣重量：那到底這踩進(jìn)去的空氣有多重，引導(dǎo)學(xué)生采用在右側(cè)托盤里添加豆子的方式來感知了解。

第五步：到底打進(jìn)去了多少空氣：增加的空氣到底有多少呢？將不漏氣的塑料袋里空氣盡可能全部擠走，然后將塑料袋罩在裝置瓶蓋口，抓緊，再打開裝置瓶。這時(shí)剛才增加進(jìn)去空氣由于沒有瓶蓋的束縛，就會(huì)從裝置瓶中跑出來到塑料袋里，塑料袋會(huì)鼓起來，學(xué)生就能“看”到剛才到底打進(jìn)去了多少，同時(shí)知道添加的赤豆數(shù)量就是這袋子里空氣的重量。

改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)效果：利用自制的實(shí)驗(yàn)裝置瓶，再經(jīng)過一系列連續(xù)實(shí)驗(yàn)后，學(xué)生觀察到增加了空氣，裝置會(huì)變重，學(xué)生對(duì)空氣是有重量的有了比較明確的了解，以及這一小塑料袋空氣約與7、8粒赤豆重量差不多（如果直接用秤來稱量也是可以，但對(duì)三年級(jí)學(xué)生來說，幾克的概念遠(yuǎn)沒有幾位赤豆來得更直觀），這些概念也就自然而然地形成了。

實(shí)驗(yàn)二：用飲料瓶模擬“耳郭有收集聲波的作用實(shí)驗(yàn)”

教材中實(shí)驗(yàn)的安排：教科學(xué)版小學(xué)科學(xué)四上《我們是怎樣聽到聲音的》中在介紹耳郭有收集聲波的作用，如何讓學(xué)生來體驗(yàn)感受耳郭的這一作用，教材中沒有安排實(shí)驗(yàn)，老師教學(xué)中常采用用手?jǐn)n在耳郭后來感知。

教材實(shí)驗(yàn)不足之處：手比較小，將手?jǐn)n在耳郭前后聲音響度的變化效果不明顯，學(xué)生無法體會(huì)聲音響度的變化，因此對(duì)耳郭收集聲波的作用還無法真切體會(huì)。

改進(jìn)的實(shí)驗(yàn)裝置：

將大飲料瓶去除瓶蓋再去底，制成“耳郭模擬器”。在此實(shí)驗(yàn)中筆者選用是4L農(nóng)夫山泉飲用水的瓶子。

改進(jìn)后實(shí)驗(yàn)操作步驟：

第一步：教師敲擊音叉，學(xué)生直接用耳朵傾聽感受。

第二步：教師以同樣力度敲擊同一音叉，學(xué)生將飲料瓶制成的“耳郭模擬器”放置在耳朵上，再次傾聽感覺。

改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)效果：由于使用大飲料制作的“耳郭模擬器”放大了“耳廓”，使得使用前后聲音響度變化十分明顯，學(xué)生能有效感受到“耳郭有收集聲波的作用”。

實(shí)驗(yàn)三：用飲料瓶改進(jìn)“空氣占據(jù)空間實(shí)驗(yàn)”

教材中實(shí)驗(yàn)的安排：教科版小學(xué)科學(xué)三上《空氣占據(jù)空間》，教材中安排的實(shí)驗(yàn)是將紙團(tuán)塞在玻璃杯底部，再將這個(gè)玻璃杯豎直倒扣在水中，看到杯底的紙團(tuán)沒有被水浸濕，由此證明空氣占據(jù)空間。

教材實(shí)驗(yàn)不足之處： 1.如果杯子接觸水面時(shí)沒有垂直，很難達(dá)到理想的效果。2.學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作時(shí)不易把握，導(dǎo)致有的學(xué)生方法不當(dāng)，把紙團(tuán)掉入水中，浪費(fèi)紙張，不利于環(huán)保。3.學(xué)生如果用濕手觸摸紙團(tuán)，感知紙團(tuán)的干濕較模糊。

改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)裝置：剪去350ml飲料瓶下半部，保留瓶蓋。

改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)步驟：

第一步：在水槽中裝染色后的水（便于觀察），將乒乓球放入水槽中，改制后的透明飲料瓶擰緊蓋后，罩著乒乓球，豎直壓入水中，觀察乒乓球的停留位置。

第二步：擰開瓶蓋，觀察飲料瓶里的乒乓球的位置變化，會(huì)發(fā)現(xiàn)這次乒乓球浮在水面了

第三步：比較發(fā)現(xiàn)，開始乒乓球留在水槽底部，說明空氣占據(jù)飲料瓶的空間，水進(jìn)不去;當(dāng)把瓶蓋打開，瓶中空氣就從瓶口跑出，水就進(jìn)入瓶中占據(jù)原來那部分空氣占據(jù)的空間，乒乓球隨水面上升。

第四步：得出結(jié)論：空氣占據(jù)空間。

改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)的效果：

改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)所需材料既簡(jiǎn)易，又綠色環(huán)保安全。實(shí)驗(yàn)操作既簡(jiǎn)單，又可重復(fù)實(shí)驗(yàn)，便于推廣，同一個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置可重復(fù)使用，回收利用。通過觀察乒乓球位置的變化，變靜態(tài)為動(dòng)態(tài)，感知理解空氣占據(jù)空間，可視性強(qiáng)，更適合三年級(jí)的學(xué)生探究。

低成本實(shí)驗(yàn)資源的利用，就是利用像飲料瓶之類身邊隨手可取的日常生活用品來做實(shí)驗(yàn)，既能激發(fā)學(xué)生對(duì)小學(xué)科學(xué)產(chǎn)生濃厚的興趣，又能取得理想的教學(xué)效果，使學(xué)生深切地感受到科學(xué)就在我們身邊，同時(shí)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)在實(shí)驗(yàn)的過程中自然也得到了增強(qiáng)。

【作者單位：蘇州市善耕實(shí)驗(yàn)小學(xué)校江蘇】