立足教材，大膽創(chuàng)新改實驗

趙琳謙

提高實驗教學(xué)的有效性，核心在于實驗。一個設(shè)計合理的實驗內(nèi)容和實驗方法會促進實驗發(fā)揮自身最大的有效性。目前教學(xué)中的實驗均來自于教材，不可否認，教材是每一位教師不可或缺的教學(xué)資源。但是，在實際教學(xué)過程中，教師照本宣科，過分強調(diào)教材的“權(quán)威性”，對于教材提供的實驗基本按部就班的完成。部分難以操作的實驗或選擇性避開，或用視頻、課件演示，此等做法在很大程度上影響了科學(xué)實驗教學(xué)的有效性。因此，教師要立足教材，教材中的實驗有其存在的科學(xué)性和合理性，教材編寫者在實驗內(nèi)容和編排上也是深思熟慮的。立足教材就是以教材實驗的主要目的為根本出發(fā)點。與此同時，大膽創(chuàng)新，在教學(xué)實踐中思考實驗改進的必要性和可行性，對于較難的實驗，創(chuàng)新改變實驗操作方法，以此充分發(fā)揮實驗的有效性。

【實例1】 ?《聲音是怎樣傳播的》實驗創(chuàng)新

實驗選自教科版小學(xué)科學(xué)四年級上冊第三單元第5課《聲音是怎樣傳播的》。教材原實驗以音叉放置在水面上，希望以水波啟發(fā)學(xué)生理解聲音是以波的形式傳播，如下圖1。但在實際操作過程中存在以下問題：

1.用音叉使水面產(chǎn)生波紋，對于四年級學(xué)生來說太難，不易操作;

2.用音叉激起水面波紋成功率低，水面波紋效果不佳，學(xué)生不易觀察。而且容易造成水花四濺，實驗結(jié)束后需要花費較多時間收拾，課堂時間利用率低;

3.即便實驗成功，出現(xiàn)波紋，學(xué)生很難觀察到水面波紋的擴散傳播，對于聲波向外傳播的理解仍存在困難。

為了更好地讓學(xué)生理解聲音是以波的形式傳播，將實驗進行以下創(chuàng)新：

材料：鐵架臺、細棉線、音叉（256HZ）

操作：

1.將音叉組合完整;

2.將細棉線的兩端分別系在鐵架臺和音叉上。如圖2所示;

3.敲擊音叉，仔細觀察細棉線的變化。

實驗原理：敲擊音叉，音叉振動發(fā)聲，系在音叉上的細棉線隨著音叉的振動而振動，將振動放大并向外傳播。我們可以觀察到棉線上下波動產(chǎn)生的波紋，且波紋沿著棉線向外傳播。學(xué)生通過觀察棉線即可看到聲波的傳播。

操作說明：

1.棉線不易過粗和過細，實驗中的棉線選自《小車》實驗材料中，效果最佳;

2.敲擊時另一只手穩(wěn)住音叉，避免因音叉的晃動影響實驗效果;

3.敲擊前要將細棉線適當拉緊，棉線過于寬松則影響實驗效果。敲擊后效果圖3。

【實例2】 ?《下沉的物體會受到水的浮力嗎》實驗改進

實驗選自浙教版小學(xué)科學(xué)五年級下冊，教材原實驗旨在通過測出鉤碼在空氣中、水中的重力，計算得出浮力大小。但實驗操作過程中，存在以下問題：

1.操作不便：鉤碼扁平狀的形狀很難區(qū)分小部分和大部分，造成操作上的不便;

2.實驗現(xiàn)象不明顯：因為科學(xué)儀器中的鉤碼都不是很大，在此基礎(chǔ)上區(qū)分小部分大部分浸入水中，造成我們讀數(shù)的困難。因為浮力變化只是相差零點幾，在我們精確度不高的彈簧測力計下進行讀數(shù)，很容易出現(xiàn)錯誤數(shù)據(jù);

3.排水量的測量。由于鉤碼的體積不大，所以不能引起太大的水位變化。而且在小學(xué)科學(xué)儀器中，能夠較為準確地測量液體體積的只有量筒，學(xué)生無法通過燒杯準確地測量出排水量。

為了更好地理解浮力概念并測量，將實驗做如下改進：

1.材料的應(yīng)用。在燒杯能容納的范圍內(nèi)盡量選擇縱身較長的物體，如電池等。但為了與彈簧測力計連接方便，還是選擇用鉤碼，不同的是需要三個或更多的鉤碼。將三個以上的鉤碼連在一起作為一個整體，浸入一個鉤碼作為小部分浸入，浸入兩個以上鉤碼作為大部分浸入，這樣進行體積區(qū)分就比較容易，讀數(shù)區(qū)別也會相對大一些（如圖4所示）。

2.利用杯口溢水法進行排水量的比較。本課要求學(xué)生能夠明白物體排開的水量越多，受到的浮力越大這一知識原理。所以我們只需要比較出不同情況下排開水量的多少即可，不一定要測出具體的數(shù)值，這時候就可以用杯口溢水法進行排水量的比較，有條件的可以直接用溢水杯。如果一定要測出排開的水量，只要將小燒杯中的水倒入量筒中進行讀數(shù)即可。

材料：大燒杯、形狀較規(guī)則的小木塊，小燒杯

方法：如圖5所示，將大燒杯杯口一側(cè)用木塊墊起，杯口放一個小燒杯。將水灌滿至杯口，物體浸入時，水即從杯口溢出流到下面的小燒杯中，小燒杯接到的水就是物體排開的水量。

本實驗通過改進，呈現(xiàn)很多優(yōu)點：

1.雖然還是用鉤碼，但將三個及其以上連起來的鉤碼看成一個整體，可以培養(yǎng)和提高學(xué)生的整體思維，能夠打破思維的局限性，為今后認識事物、解決問題提供便利;

2.三個以上的鉤碼能夠較好地區(qū)別浸入的體積多少，方便操作和數(shù)據(jù)的讀取;

3.利用杯口溢水法進行排開的水量的比較和測量，首先在不增加其他科學(xué)儀器的前提下解決了排開的水量的比較問題;利用小燒杯獲得排開的水量，將三種情況下的水量進行比較，學(xué)生能更直觀地獲得物體排開的水量越多，受到的浮力越大的感受;利用排水法測不規(guī)則物體的體積是初中科學(xué)的內(nèi)容，而我們的杯口溢水法測排開的水量正是利用了排水法，小學(xué)階段的科學(xué)能夠為今后的科學(xué)學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)，更重要的是能夠培養(yǎng)學(xué)生的類比思維。