“讀·創(chuàng)·演”助力《產(chǎn)生氣體的變化》實驗教學(xué)

〔摘 要〕 眾所周知，科學(xué)和其他基礎(chǔ)自然科學(xué)一樣，致力于培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)，全面落實有理想、有本領(lǐng)、有擔(dān)當(dāng)?shù)臅r代新人培養(yǎng)要求，擔(dān)負著培養(yǎng)社會主義合格建設(shè)者和接班人的歷史性任務(wù)。本文以教科版小學(xué)科學(xué)《產(chǎn)生氣體的變化》一課中一件自制實驗教具的多次改進為例，主要通過閱讀文本深意、創(chuàng)新實驗教具、演繹科學(xué)精彩的方式，借助實驗，實現(xiàn)直接助力教師教、間接幫助學(xué)生學(xué)的教育教學(xué)目的。

〔關(guān)鍵詞〕 小學(xué)科學(xué)；閱讀；創(chuàng)新；演繹；教具；實驗教學(xué)

〔中圖分類號〕 G424 〔文獻標(biāo)識碼〕 A 〔文章編號〕 1674-6317 （2025） 04 074-076

科學(xué)實驗教學(xué)不能只在教室里講實驗，口頭上說實驗，白板上寫、畫實驗，視頻里播放實驗。實驗需要實踐，需要在真實生活世界里的實踐。筆者立足“讀·創(chuàng)·演”，助力小學(xué)科學(xué)實驗教學(xué)。讀，是認識、閱讀、理解，蘊含了對科學(xué)觀念的闡釋；創(chuàng)，即創(chuàng)新思維，體現(xiàn)著科學(xué)思維；演，是利用驗證展示的方式，進行探究實踐?！白x·創(chuàng)·演”剛好契合新課標(biāo)中的3個核心素養(yǎng)，即科學(xué)觀念、科學(xué)思維、探究實踐。

一、教學(xué)現(xiàn)狀分析

舊版教材六年級下冊第二單元第4課《小蘇打和白醋的變化》（第32頁）中的實驗教具（圖略），新版教材六年級下冊第四單元第2課《產(chǎn)生氣體的變化》（第62頁）中的實驗操作（圖略），都在極力證明一個事實：利用學(xué)生在生活中常見的白醋與堿面，混合后發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生了新物質(zhì)。在教師的引導(dǎo)下，學(xué)生還能說出固體和液體反應(yīng)產(chǎn)生新的物質(zhì)是氣體，即常見物態(tài)之間的變化。通過舊版教材，也很清晰地觀察到燃燒的蠟燭熄滅，但如何很好地說明產(chǎn)生了比空氣重且不支持燃燒的氣體呢？作為拓展延伸環(huán)節(jié)，它還有哪些性質(zhì)呢？新版教材降低了難度，編者又在傳遞哪些信息呢？作為一名科學(xué)教師，這些都是需要思考的問題。

二、探索解決策略

（一）閱讀文本深意

深度閱讀教材和有關(guān)科普資料，認真觀察實驗現(xiàn)象，并把讀出的有關(guān)信息和觀察到的現(xiàn)象填入相關(guān)表格中。讀，做到讀中有思、讀中有感、讀中有悟，才是真正的讀。由新舊教材中實驗操作的變化，再到如下圖1的不斷改進，充分體現(xiàn)這一點，并且做到了讀中有“創(chuàng)”。讀中有“觀”，直接觀察出來的，填入相關(guān)表中；深度觀察出來的，需要思考力的參與。

讀，不單單指閱讀，還有觀察認識，有更深層次的理解在其中。我相信學(xué)生也能認真地觀察出這一現(xiàn)象，這就對教師提出了更高要求。圖5中右圖5.0版教具可以做到通過電子測溫計讀數(shù)的下降來驗證該反應(yīng)是一個吸熱反應(yīng)，還可以證明產(chǎn)生的氣體使澄清的石灰水變渾濁。

教學(xué)實踐發(fā)現(xiàn)，新舊兩版教材中的實驗現(xiàn)象都不夠直觀明顯，課堂教學(xué)效果大打折扣。反思后，筆者通過自制教具的方式進行實驗改進，就如何解決上述兩版教材實驗中所存在的不足，進而達到預(yù)期實驗效果進行了深入思考和探究。

（二）創(chuàng)新實驗教具

《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》（以下簡稱《課程標(biāo)準(zhǔn)》）在探究實踐實施計劃中提出：利用工具和材料進行加工制作?！皠?chuàng)”，是一個時代對教師的要求。同時，也是教師面臨的機遇和挑戰(zhàn)。習(xí)近平總書記強調(diào)，要“用心打造培根鑄魂、啟智增慧的精品教材”，要體現(xiàn)人類文化知識積累和創(chuàng)新成果。這充分體現(xiàn)了“創(chuàng)”的要求。

廣大教育工作者要勤勉認真，行而不輟，不斷創(chuàng)新實踐，把育人藍圖變?yōu)楝F(xiàn)實，培育一代又一代有理想、有本領(lǐng)、有擔(dān)當(dāng)?shù)男氯?，為實現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興作出新的更大貢獻。

1.分組實驗

如下圖1所示，1.0版、2.0版教具體積小，便于用來做分組實驗。

教材中的教具在驗證二氧化碳比空氣重時，用玻璃杯傾倒二氧化碳，稍不留神液體會被倒出，澆滅蠟燭，使實驗失敗。另外，當(dāng)火柴伸到玻璃杯內(nèi)時也容易熄滅，這不能判定是反應(yīng)產(chǎn)生的氣體使其熄滅，還是自然熄滅。

如何更好地排除因反應(yīng)產(chǎn)生的氣流過大而導(dǎo)致的蠟燭熄滅，由于不論氣體是否支持燃燒，如果其流出速度過快，例如在氫氣流的情況下，同樣會使蠟燭熄滅，如果能排除該點會更嚴謹。

反應(yīng)區(qū)的“嗤嗤”聲有時不是很明顯，特別是當(dāng)反應(yīng)區(qū)體積過小時。如果能在反應(yīng)區(qū)域周圍安放一個噪聲儀，讓小組成員及時記下聲音分貝數(shù)據(jù)，會更具有說服力。

2.演示實驗

如下圖2所示，3.0版和4.0版教具體積大，適于課堂演示實驗；這兩件作品引入自制的特殊“樓梯”——供氣體“上”“下”——來說明氣體比空氣重的性質(zhì)；把蠟燭擺放在高低不同的樓梯上，來代替蠟燭的高度不同；引入二氧化碳傳感器，可以直接說明產(chǎn)生的氣體就是二氧化碳。

如圖3所示，左側(cè)的實驗裝置是江蘇省海安市城南實驗小學(xué)林松老師的作品，刊登在《湖北教育》2023年第09期。從圖中可以看到，林老師的這件作品選用氣球盛放小蘇打和收集氣體，不僅可以控制小蘇打的量，更能直觀地看到二氧化碳占據(jù)空間的過程。在進行實驗操作中，也存在改進點：一只手操作實驗器材時，需要用另一只手來固定，手沒有解放出來。把抽象的模糊的結(jié)論直觀化、可視化。筆者結(jié)合1.0、2.0、3.0、4.0和林老師的創(chuàng)作思路，經(jīng)過近一年的思考摸索，創(chuàng)作出5.0版教具，用于《產(chǎn)生氣體的變化》一課的實驗教學(xué)，效果顯著，如圖3右側(cè)。

3.5.0版教具的優(yōu)點和用途

制作教具所用材料廉價、常見、易得，裝置可視性好，現(xiàn)象明顯，實驗成功率高；材料簡單易取且常，利于學(xué)生課后自己制作；裝置構(gòu)造簡單，易于操作，效果突出，有助于得出準(zhǔn)確的實驗結(jié)論可重復(fù)多次使用；一套實驗裝置，一次實驗，可以實現(xiàn)多個實驗教學(xué)目標(biāo)。

在進行小蘇打和白醋的反應(yīng)的同時，驗證反應(yīng)產(chǎn)物——二氧化碳的性質(zhì)。通過該教具，學(xué)生可以直觀、全面地看到小蘇打和白醋反應(yīng)的整個實驗過程和實驗現(xiàn)象：反應(yīng)迅速的同時，現(xiàn)象更加明顯；能聽到“嗤嗤”聲，說明反應(yīng)劇烈；電子測溫計讀數(shù)由高到低的明顯變化，說明該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)；現(xiàn)象區(qū)教具上端有開口的情況下，氣體不從開口處“逃走”或“逸出”，可以很好地證明比空氣重；現(xiàn)象區(qū)澄清的石灰水變渾濁，可以說明該氣體具有這一重要性質(zhì)。

（三）演繹科學(xué)精彩

《課程標(biāo)準(zhǔn)》在探究實踐目標(biāo)中提出，用自制的簡單裝置及實物模型驗證或展示某些原理、現(xiàn)象和設(shè)想，獲得科學(xué)知識，提升科學(xué)素養(yǎng)?？茖W(xué)實驗課堂上，自制教具的引入，可以達到事半功倍的實驗教學(xué)效果。課堂上，通過師生問答活動，教師親自演示，中間穿插教具制作環(huán)節(jié)的演示，在進行演示的基礎(chǔ)上，循序漸進，每一步都進行嚴謹?shù)目茖W(xué)實驗。

該實驗教具具有創(chuàng)新性和環(huán)保價值。該教具在使用過程中，也得到單位同行和教育局有關(guān)專家的認可。

通過改進教具，筆者抓住每次比賽競賽機會，也取得了豐碩的成果：在安徽省舉辦的兩次實驗展演會演中均獲得“優(yōu)秀獎”，在阜陽市舉辦的科普實驗展演中獲得“二等獎”的好成績。作為一名小學(xué)科學(xué)教師，能參加市賽、省賽確實不容易，在向?qū)＜以u委展示自己思維成果的同時，自己的教育教學(xué)和業(yè)務(wù)能力得到迅速提升。

通過對科學(xué)實驗的展示，將科學(xué)實踐的教育元素與互動表演的趣味元素相結(jié)合，在實驗道具的輔助下，突出科學(xué)知識和原理的趣味性特征。切實做到了集科學(xué)性、合理性、教育性于一體的現(xiàn)代科學(xué)實驗教學(xué)要求。

三、反思問題，總結(jié)經(jīng)驗

現(xiàn)行新版教材中“讓小蘇打和白醋混合后，觀察有什么現(xiàn)象發(fā)生”，雖然給學(xué)生留下足夠的探索、想象和發(fā)揮空間，學(xué)生能直觀地看到有許多氣泡產(chǎn)生，并能聽到“嗤嗤”聲，但如果教師不進行積極引導(dǎo)，學(xué)生很難發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生的氣體比空氣重、不支持燃燒、吸熱反應(yīng)等化學(xué)反應(yīng)伴隨的現(xiàn)象。

反應(yīng)吸收熱量，該怎樣說明，又怎樣證明？作為教師，我們都知道該反應(yīng)還是一個吸熱反應(yīng)。但由于藥品較少，反應(yīng)吸收的熱量有限，在夏天采用手摸的方法來感知該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，略顯粗糙，不夠嚴謹。如果能借助現(xiàn)代教學(xué)手段，由抽象到具體呈現(xiàn)，采用數(shù)字技術(shù)，學(xué)生更能深入了解反應(yīng)過程中的能量變化。

前述5.0版教具中加入了電子測溫計，如果能在反應(yīng)區(qū)引入音量分貝和二氧化碳傳感器，在現(xiàn)象區(qū)引入紋影技術(shù)，可以真正實現(xiàn)技術(shù)賦能教育，展現(xiàn)信息技術(shù)優(yōu)化實驗教學(xué)過程目的。該實驗教具的改進設(shè)計，能更高效地為科學(xué)課堂增效。

該教具制作完畢后，在實驗室重復(fù)操作，實驗非常成功。經(jīng)過教研組研判，得到同行認可，也曾被多次邀請到兄弟學(xué)校進行操作演示。學(xué)生經(jīng)歷了小蘇打和白醋的變化這一反應(yīng)過程，并引導(dǎo)學(xué)生再判斷、再談收獲和再談看法。通過分析演示前的檢測（前測）；演示中的詢問和操作（中測）；演示后再寫報告和小論文（后測）。通過前、中、后三種測試方法，來證明該裝置在教學(xué)應(yīng)用中具有高效性，學(xué)生能更好地觀察實驗現(xiàn)象，理解實驗原理。

問題，驅(qū)動思考不斷深入。以賽促教，激勵教師繼續(xù)探究，教學(xué)之余，筆者與學(xué)生在一起思考、一起觀察、一起研讀、一起創(chuàng)新、一起實驗。

四、結(jié)語

通過自制教具進行實驗，有助于引導(dǎo)學(xué)生理論聯(lián)系實際，強化小學(xué)科學(xué)知識與現(xiàn)實生活的聯(lián)系；有助于培養(yǎng)學(xué)生的自主探究意識，提高學(xué)生提出問題、分析問題和解決問題的能力；有助于增強學(xué)生的團隊意識和合作探究創(chuàng)新精神，凸顯學(xué)生在教學(xué)中的主體地位。

科學(xué)知識的探索永遠在路上，實驗裝置的創(chuàng)新無止境。創(chuàng)新量“生”定制，助力高效課堂。先展演后教研，再實驗驗證。驗證中改進，通過實驗及實驗過程中教具的創(chuàng)新，促進學(xué)生發(fā)散思維，提升學(xué)生實踐探究能力。依托課堂，依靠學(xué)生，依據(jù)《課程標(biāo)準(zhǔn)》，做到演中創(chuàng)新，學(xué)生的創(chuàng)新意識被充分激發(fā)，得到鞏固；研中進步，教師個人得到成長。以生為本，才能更好地開展教學(xué)工作，更好地服務(wù)學(xué)生。

“讀·創(chuàng)·演”三位一體，培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)，在學(xué)習(xí)中養(yǎng)成善于提問，勤于思考，敢于質(zhì)疑，樂于創(chuàng)新的科學(xué)精神，助力教師專業(yè)成長。

【本文系2023年度安徽省教育技術(shù)裝備立項課題“依托企鵝書屋開展小學(xué)讀·創(chuàng)·演拓展活動的實踐研究”的階段性成果，立項編號：ZB23072】

參考文獻

[1]中華人民共和國教育部.義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)[M].北京：北京師范大學(xué)出版社，2022.

[2]林松.“判斷氣泡里是什么氣體”實驗改進[J].湖北教育，2023（9）：74.

[3]張超杰，馮超，張大鴻.“小蘇打和白醋反應(yīng)”分組實驗裝置改進[J].小學(xué)科學(xué)，2023（9）：70-72.

[4]周陽，茆龍偉.開發(fā)與優(yōu)化小學(xué)科學(xué)自制教具的策略[J].實驗教學(xué)與儀器，2022（9）：64-66.