科學(xué)教學(xué)“下水實驗”的實踐研究

周法興

所謂“下水試驗”，并不是按字面意思理解的需要在水下進行的實驗，“下水實驗”的實質(zhì)是一種課前的精心備課，對于實驗教學(xué)來說具有十分重要的意義。通過“下水實驗”能夠大大提高實驗的成功率，提高實驗教學(xué)的質(zhì)量。本文從四個方面對小學(xué)科學(xué)“下水實驗”進行了實踐探究，以期能有所借鑒意義。

一、鉆研實驗教材，知曉實驗梯度

尊重數(shù)據(jù)和事實、概念的層次性，以及謹(jǐn)慎求真是小學(xué)科學(xué)與其他學(xué)科相區(qū)別的三大重要特征。在實驗教學(xué)中，這三個學(xué)科的特征要切實的落實。小學(xué)科學(xué)教材是最直接地體現(xiàn)了這三個特征的，所以，在開展小學(xué)科學(xué)實驗教學(xué)前，教師必須認(rèn)真鉆研實驗教材，知曉實驗的梯度。

例如，在教學(xué)教科書“測量水的溫度” 中，某位教師設(shè)計了這樣一個實驗——讓學(xué)生連續(xù)測量一杯熱水的溫度變化。然而，學(xué)生組獲得的實驗結(jié)果基本上毫無規(guī)律可循，熱水在冷卻的過程中，速度忽快忽慢。不出意外的，這個實驗探究最終也以失敗收場。實驗的失敗很大程度上可以歸咎于教師沒有認(rèn)真鉆研教材。如果教師在備課的時候，認(rèn)真鉆研了教材，并且自己動手親自試驗了幾次，就會發(fā)現(xiàn)：熱水的初始溫度的差異，會帶來溫度下降速度上的差異。比如說，當(dāng)一杯水的初始溫度是90攝氏度左右時，在10分鐘之內(nèi)，水溫下降的規(guī)律能夠被輕易地看出來。如果教師認(rèn)真鉆研教材，并且在“下水實驗”中發(fā)現(xiàn)問題，就能在課堂實驗中為學(xué)生提供適當(dāng)?shù)臏囟鹊臒崴@將有助于學(xué)生驗證科學(xué)結(jié)論。

二、掌控實驗細(xì)節(jié)，把握關(guān)鍵操作

“下水實驗”的目的在于對實驗細(xì)節(jié)的掌控?；瘜W(xué)實驗就是這樣，失之毫厘，謬以千里，任何一個細(xì)節(jié)的忽視，都極有可能造成實驗的失敗，從上面的例子中就能夠窺見一二。所以，我們必須通過“下水實驗”去掌控實驗細(xì)節(jié)，把握關(guān)鍵操作。比如，實驗器材的清理是否合乎標(biāo)準(zhǔn)、實驗材料的擺放順序等。對于困難的實驗，應(yīng)該多次操作，排除可能導(dǎo)致實驗失敗的各種因素，并采取必要的預(yù)防措施，防止可能影響實驗結(jié)果的意外因素。

例如，教學(xué)五年級下冊與“擺”有關(guān)的知識時，在課上，教師需要進行“擺長影響擺動次數(shù)”這一實驗。筆者通過“下水實驗”發(fā)現(xiàn)，如果實驗中所選用的金屬片太輕，擺的重心變化不會太大，擺長的變化也不甚明顯。在15秒鐘之內(nèi)，沒有加金屬片的擺擺動的次數(shù)與加了金屬片的擺擺動的次數(shù)很是接近，這樣學(xué)生就無法通過這樣的對比得出結(jié)論。筆者在“下水實驗”中對此進行了改進，將重量適宜的金屬片固定在木條底部，使擺長變化明顯，在相同時間內(nèi)擺動的次數(shù)差異較大，這樣，學(xué)生很容易就得出“在其他條件相同的情況下，擺的擺動次數(shù)與擺長有關(guān)，擺長越長，擺動次數(shù)越少”這一結(jié)論。

三、精選實驗器材，奠定實驗基礎(chǔ)

古人云：“工欲善其事，必先利其器”。優(yōu)良的實驗器材是實驗成功的重要保障。不合適的、處理不當(dāng)?shù)膶嶒炂鞑臅苯訉?dǎo)致實驗的失敗。因此，對需要用到的器材進行認(rèn)真的挑選和把關(guān)是教師不能忽視的一項重要工作。

例如，筆者就對一實驗器材進行了自主改進，彌補了原有器材的不足。這個器材是“水蒸氣”實驗中的兩個勺子，實驗要求學(xué)生對其中一個金屬勺加熱，以證明加熱能夠加快水的蒸發(fā)。對于低年級的學(xué)生來說，剛接觸比較實驗，一手一個勺子，常常忽略了觀察。于是筆者將兩個勺子用螺絲固定在玻璃上，取水、加熱更加方便，學(xué)生也能夠抽出空來觀察和對比。雖然只是小小的改動，但實驗的效果非常好。

四、改進實驗材料，強化實驗效果

通過改進實驗材料，確實可以達(dá)到強化實驗效果的目的。就像電燈的發(fā)明一樣，也是在進行了無數(shù)次實驗材料的替換之后，才找到了最合適的一種。教師也可以在“下水實驗”中多試幾次不同的實驗材料，尋求最好的實驗效果。

例如，“熱是怎樣傳遞的”中的實驗，蠟燭這一實驗材料凝固時間快，且融化后黏性不大，容易使實驗走向失敗。筆者在“下水實驗”中，大膽采用了油墨、和變色指甲油這兩種材料，當(dāng)在銅棒的一端進行加熱，熱量傳遞到涂有油墨或者變色指甲油的一端時，這兩種實驗材料就會發(fā)生顏色的變化，最終通過顏色的變化使學(xué)生感知熱的傳遞，完成了這一實驗。改進后的實驗，操作簡單，實驗誤差較小，實驗結(jié)果明了。筆者在課上給學(xué)生展示了這個新的實驗，獲得了學(xué)生的一致響應(yīng)，提高了教學(xué)的效率。

再比如，教科版科學(xué)四年級科學(xué)上冊《聲音》單元第6節(jié)《我們是怎樣聽到聲音的》在觀察比較“鼓膜”的振動實驗時，課本上要求用氣球皮或薄橡膠、口杯和橡皮筋做一個“鼓膜模型”，在“鼓膜”上放少量的細(xì)沙或碎紙屑。這個實驗中，第一實驗材料沙和碎紙屑在振動上不夠明顯和劇烈，使得學(xué)生觀察起來比較費力。筆者做了如下改進：用塑料球代替沙與碎紙屑，用半邊塑料瓶代替外耳，小鼓代替音叉為聲源，這一舉措解決了原實驗中振動不明顯的問題，加強了實驗的效果，學(xué)生也更易于觀察實驗現(xiàn)象。

總而言之，實驗教學(xué)是小學(xué)科學(xué)教學(xué)的重要組成部分，而“下水實驗”對于小學(xué)科學(xué)實驗教學(xué)具有十分積極的作用，希望諸位教師都能夠?qū)⑵渲匾暺饋?，使小學(xué)科學(xué)實驗教學(xué)越來越好，使更多的學(xué)生喜歡上這門學(xué)科，為國家培養(yǎng)更多的科學(xué)人才。

【作者單位：臨海市大洋小學(xué)? 浙江】