非常規(guī)器材在《水的沸騰》實驗教學(xué)中的利用

〔摘" "要〕" 非常規(guī)器材是小學(xué)生在生活中常見而又沒有怎么注意的物品，在小學(xué)科學(xué)實驗教學(xué)中恰當(dāng)?shù)乩梅浅Ｒ?guī)器材，有利于培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和動手能力，讓小學(xué)生感知到只要留心觀察與思考，生活中處處有科學(xué)知識。

〔關(guān)鍵詞〕" 小學(xué)科學(xué)；非常規(guī)器材；利用

〔中圖分類號〕" G424" " " " " " " " 〔文獻(xiàn)標(biāo)識碼〕" A" " " " 〔文章編號〕" 1674-6317" " （2025）13" " 0103-03

非常規(guī)器材是小學(xué)生在生活中常見而又沒有怎么注意的物品，在小學(xué)科學(xué)實驗教學(xué)中恰當(dāng)?shù)乩梅浅Ｒ?guī)器材進(jìn)行教學(xué)，有利于培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和動手能力，讓小學(xué)生感知到只要留心觀察與思考，生活中處處有科學(xué)知識。本文以人教鄂教版科學(xué)四年級上冊第四單元第三課教學(xué)內(nèi)容《水的沸騰》為例，闡述利用小學(xué)生常見的食鹽、電壓力鍋、高壓鍋等非常規(guī)器材進(jìn)行實驗教學(xué)的體會。

一、傳統(tǒng)的酒精燈熱源不足導(dǎo)致實驗耗時長成功率低

通常在該實驗的實際教學(xué)中，當(dāng)水溫達(dá)到80攝氏度時，酒精燈加熱產(chǎn)生熱量的速度與水向外散熱的速度大致相同，水溫幾乎不會上升（特別是海拔較高的區(qū)域，氣溫偏低）。如何解決這一問題呢？

在實驗教學(xué)中，教師可以引導(dǎo)不同組的學(xué)生想出多種辦法解決這一問題。有的學(xué)生可能想到把酒精燈的燈芯弄大一點或者長一點；有的學(xué)生會想到把酒精燈里酒精適當(dāng)加多一點或者將酒精的純度提高一點；有的學(xué)生可能想到把燒杯中的水放少一點（燒杯中的水量過少不便于觀察水沸騰時氣泡的變化）；有的學(xué)生也可能想到在燒杯口上加一個蓋；還有的學(xué)生可能想到在家里動手做飯菜時在水中加入適量的食鹽曾獲得成功……同時，教師則可引導(dǎo)學(xué)生在實驗中觀察加了食鹽的水產(chǎn)生的氣泡與沒有加食鹽的水產(chǎn)生的氣泡在大小上的區(qū)別（加了食鹽的水氣泡會稍大一點）以及水在沸騰前與沸騰時的區(qū)別。此外，還可引導(dǎo)學(xué)生觀察和思考為什么在水的沸騰實驗中會有“響水不開、開水不響”的現(xiàn)象發(fā)生。（水燒開以前由于燒杯下面水的溫度高，燒杯上面水的溫度低，氣泡遇冷收縮，上升到水的表面破裂產(chǎn)生響聲；水在沸騰時燒杯里的水下面與上面的溫度一致，氣泡由下到上逐漸膨脹到表面自然破裂，就不會產(chǎn)生響聲）

二、利用電飯煲、高壓鍋等非常規(guī)器材引發(fā)學(xué)生思考

在水的沸騰實驗教學(xué)中，筆者通常會給學(xué)生設(shè)疑：“為什么同學(xué)們常見的電飯煲、高壓鍋能比普通鍋更快煮熟飯菜？今天老師就要通過同學(xué)們常見的電飯煲、高壓鍋來給大家探究其中的奧秘?！惫P者在電飯煲、高壓鍋里加入適量的清水，并用溫度計量取水的初溫，分別通電和用燃?xì)饧訜嶂练序v，電飯煲被斷電后抽掉限壓閥（高壓鍋抽掉限壓閥后，筆者用燒杯向鍋蓋上面淋冷水）；筆者打開蓋子讓學(xué)生觀察與思考：為什么鍋里的水沒有加熱了還能再次沸騰？

引導(dǎo)學(xué)生觀察，原來電飯煲、高壓鍋鍋蓋有一層富有彈性的橡膠密封圈。當(dāng)給里面的水加熱時，水蒸發(fā)時不能溢出鍋外，這樣就增大了鍋里氣體的壓強。（教師在教學(xué)中可以向?qū)W生介紹：比如高壓鍋里的水沸騰時，里面的氣壓可以達(dá)到兩個氣壓，水溫要達(dá)到120攝氏度，繼續(xù)加熱才能沸騰）

在教學(xué)中演示停止加熱打開蓋子降低氣壓時，水的沸點雖降低但仍然可以沸騰，引導(dǎo)小學(xué)生理解其見過的非常規(guī)器材電飯煲、高壓鍋等，在增大氣壓時水的沸點升高，反之，降低氣壓時水的沸點降低的道理。

三、實驗教學(xué)反思

（一）實驗教學(xué)環(huán)節(jié)的有效性探析

實驗教學(xué)環(huán)節(jié)的有效性在于通過實踐操作增強學(xué)生對科學(xué)原理的直觀理解。在《水的沸騰》的教學(xué)中，使用電飯煲非常規(guī)器材與傳統(tǒng)實驗方法相結(jié)合，突破了傳統(tǒng)教學(xué)中因酒精燈加熱不足造成實驗效果不明顯的局限性。引入電飯煲不僅可增加實驗教學(xué)的趣味性，也使課堂教學(xué)貼近學(xué)生的生活經(jīng)驗，使科學(xué)現(xiàn)象的展示更直觀。通過實驗，學(xué)生能清晰地理解水的沸點在不同氣壓下變化的原理，在激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、培養(yǎng)學(xué)生動手操作能力、理論聯(lián)系實際的過程中起到了重要作用。在實驗教學(xué)中，教師通過問題引導(dǎo)、合作學(xué)習(xí)等方式，可全面增強學(xué)生的參與感，從而促進(jìn)學(xué)生深入理解科學(xué)原理。實驗教學(xué)不僅僅是單純的知識傳授，也是通過實驗過程中的自主探究、現(xiàn)象總結(jié)，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維、創(chuàng)新能力。因此，該實驗教學(xué)設(shè)計具有較強的實踐指導(dǎo)意義，實現(xiàn)了預(yù)期的教學(xué)目標(biāo)。

（二）課堂互動與思維啟發(fā)效果分析

《水的沸騰》教學(xué)設(shè)計，在培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維與自主探究能力、提高課堂互動與思維啟發(fā)效果方面起著重要作用。本節(jié)課通過教師精心設(shè)計的問題鏈條，從“水的沸騰”現(xiàn)象的生活經(jīng)驗出發(fā)，逐步引導(dǎo)學(xué)生對沸點、氣壓等概念進(jìn)行自主探索。借助提問引導(dǎo)，充分激發(fā)學(xué)生思考，使其不僅僅停留于對表象的觀察上，更深入對現(xiàn)象背后科學(xué)原理的探究中。在小組合作實驗環(huán)節(jié)，學(xué)生的參與度得到了提高，各小組通過親身實踐和討論，對比不同實驗條件下的現(xiàn)象差異，深化了對氣壓影響沸點變化的理解。教師在實驗過程中適時點撥，幫助學(xué)生將分散的觀察結(jié)果整合為系統(tǒng)的知識框架。課堂互動不僅體現(xiàn)在學(xué)生對實驗現(xiàn)象的討論總結(jié)中，還因教師巧妙引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)想到生活中的高壓鍋等實例，從而將抽象的科學(xué)概念具象化，增強了學(xué)生對理論的認(rèn)知與理解。通過這種互動模式，學(xué)生的學(xué)習(xí)不再被動，而成為主動建構(gòu)知識的過程，其思維啟發(fā)得到了有效拓展。

（三）利用非常規(guī)器材進(jìn)行教學(xué)成效分析

非常規(guī)器材的應(yīng)用在《水的沸騰》教學(xué)中展現(xiàn)了良好的教學(xué)成效，有效彌補了傳統(tǒng)實驗設(shè)備的不足，并為學(xué)生提供了更加生活化的科學(xué)體驗。以電飯煲為代表的非常規(guī)器材，將科學(xué)實驗與日常生活緊密結(jié)合，使學(xué)生能通過熟悉的物品，直觀地感受氣壓對水的沸點的影響。電飯煲的使用不僅可克服酒精燈熱源不足的問題，保證實驗成功率，還可通過減少散熱、降低氣壓的實際操作，使學(xué)生親身體驗到水在較低溫度下的沸騰現(xiàn)象。相比于傳統(tǒng)實驗，使用非常規(guī)器材更容易引發(fā)學(xué)生的好奇心與探究欲望，使科學(xué)知識不再局限于課本與實驗室，而能在生活場景中得到印證。通過這種創(chuàng)新的教學(xué)方式，學(xué)生不僅可加深對科學(xué)原理的理解，還能舉一反三，從課堂上的科學(xué)概念聯(lián)想到高壓鍋等生活實例中，從而加深對氣壓與沸點關(guān)系的認(rèn)識。非常規(guī)器材的應(yīng)用可全面激發(fā)學(xué)生的動手能力與實踐熱情，增強學(xué)生的課堂參與感與實驗成就感。非常規(guī)器材的引入，還可豐富教師的實驗教學(xué)手段，提升教學(xué)效果，從而實現(xiàn)知識傳授與生活應(yīng)用的有機(jī)融合，為教學(xué)改革提供技術(shù)支持。

（四）教學(xué)方法優(yōu)化的實施路徑

1.優(yōu)化實驗器材選擇與配置

優(yōu)化實驗器材的選擇與配置是提升教學(xué)效果的重要抓手，在科學(xué)教學(xué)中，器材的合理選用與否直接關(guān)系到學(xué)生的實驗體驗與對科學(xué)原理的理解。針對《水的沸騰》教學(xué)實驗，首先，要從實驗器材的實用性、可操作性出發(fā)，選取貼近學(xué)生生活的設(shè)備，如電飯煲、高壓鍋等非常規(guī)器材。相比于傳統(tǒng)的酒精燈、燒杯，這些器材不僅操作簡便，安全性較高，還能直觀地展示氣壓與水的沸點關(guān)系，增強學(xué)生的實踐感知。其次，教師在優(yōu)化器材配置時，應(yīng)根據(jù)實驗的具體目標(biāo)，合理控制實驗條件。例如，可在實驗設(shè)計中充分考慮水的用量、加熱時間、氣壓變化等細(xì)節(jié)，在實驗前進(jìn)行調(diào)試，確保器材能準(zhǔn)確展示所需的科學(xué)現(xiàn)象。對電飯煲這類非常規(guī)器材，教師可提前進(jìn)行使用演示，明確其操作步驟、安全注意事項，以減少學(xué)生操作中的失誤與實驗偏差。在實驗中還可加入輔助器材，如帶有溫度計的密封蓋，方便學(xué)生精確地記錄數(shù)據(jù)，觀察氣壓與溫度變化。最后，對實驗器材的選擇需注重多樣性。教師可根據(jù)教學(xué)需要，引入更加靈活、便捷的實驗工具，幫助學(xué)生在不同的實驗場景中充分發(fā)揮動手能力與科學(xué)探究精神，實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)的最優(yōu)化。

2.加強學(xué)生自主實驗?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)

加強對學(xué)生自主實驗?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)是科學(xué)教育的重要目標(biāo)，有助于提高學(xué)生的實踐動手能力。一方面，教師需在實驗前做好準(zhǔn)備工作，確保學(xué)生在進(jìn)入實驗環(huán)節(jié)前，具備對應(yīng)的基礎(chǔ)知識與操作技能。例如教師可通過課前引導(dǎo)、示范，幫助學(xué)生熟悉實驗步驟、操作器材、開展實驗的安全規(guī)范。通過清晰的任務(wù)分配，確保每個學(xué)生都能明確自己在實驗中的角色和任務(wù)。在實驗過程中，教師需鼓勵學(xué)生自主進(jìn)行實驗操作，減少對實驗細(xì)節(jié)的干預(yù)，讓學(xué)生在動手實踐中發(fā)現(xiàn)問題，自行解決。例如在《水的沸騰》教學(xué)實驗中，學(xué)生可獨立實施水溫測量、氣壓調(diào)節(jié)等步驟，自主記錄實驗數(shù)據(jù)。教師可為學(xué)生提供必要的工具、材料，并加以引導(dǎo)，幫助學(xué)生在實驗過程中形成科學(xué)的思維方式，逐步培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力。同時，在實驗結(jié)束后，教師可組織學(xué)生進(jìn)行實驗總結(jié)與反思，通過交流討論深化對實驗結(jié)果的理解。在總結(jié)中，學(xué)生可分享自身的實驗經(jīng)歷、發(fā)現(xiàn)現(xiàn)象、可能存在的實驗誤差，從而培養(yǎng)自身的批判性思維與團(tuán)隊合作能力。教師還可鼓勵學(xué)生進(jìn)行自主實驗設(shè)計，提出新實驗方案或改進(jìn)建議。系統(tǒng)化的自主實驗培養(yǎng)方式，可全面增強學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)與學(xué)習(xí)主動性。

3.多維度評估學(xué)生對知識點的理解

為全面評估學(xué)生對知識點的理解情況，教師可設(shè)計全面的評估體系，主要包含知識掌握、實踐操作、思維能力等多方面內(nèi)容。在理論知識層面，教師可通過課堂提問、小組討論、階段性測試等方式，考查學(xué)生對核心知識點的掌握情況。例如在《水的沸騰》教學(xué)中，教師可設(shè)計開放性問題，詢問學(xué)生水的沸點如何隨氣壓變化，鼓勵學(xué)生結(jié)合實驗現(xiàn)象進(jìn)行解釋，從而精準(zhǔn)反映學(xué)生對知識內(nèi)在邏輯的理解。在實驗操作層面，教師可觀察學(xué)生的動手實踐能力與在實驗過程中的表現(xiàn)。例如，教師可記錄學(xué)生能否按照實驗步驟規(guī)范操作，能否高效使用實驗器材。過程性評價可幫助教師了解學(xué)生在實際操作中的理解與應(yīng)用水平，及時發(fā)現(xiàn)需要改進(jìn)的地方。

通過對《水的沸騰》一課教學(xué)設(shè)計的詳細(xì)梳理、反思和研究，通過優(yōu)化實驗器材的選擇、加強對學(xué)生自主實驗?zāi)芰ε囵B(yǎng)、實施多維度評價等手段，可使教學(xué)效果得到顯著提升。這一系列教學(xué)優(yōu)化措施不僅能夠豐富課堂教學(xué)內(nèi)容，也可為后續(xù)的科學(xué)教學(xué)提供參考。

【本文系人民教育出版課程教材研究所2020年度綜合理科立項課題“基于人教版小學(xué)《科學(xué)》教材的實驗操作測評研究”成果之一，課題編號：KC2020-025】

參考文獻(xiàn)

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