陳安順

1創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)器材，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果

實(shí)驗(yàn)材料是學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的必要條件，是學(xué)生解決科學(xué)問(wèn)題，獲得科學(xué)知識(shí)、提高探究能力的基本載體?？梢哉f(shuō)沒(méi)有“材料”就沒(méi)有“經(jīng)歷”。因此，在小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)課中非常強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)器材的選擇和使用。

1.1舊實(shí)驗(yàn)器材的合理利用

“材料引起學(xué)習(xí)，材料引起活動(dòng)”，為學(xué)生的學(xué)習(xí)提供有效的實(shí)驗(yàn)材料，才有可能讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中自主探究，提高能力。除了常用的酒精燈、燒杯、溫度計(jì)等外，實(shí)驗(yàn)盒中的不少材料也同樣能發(fā)揮作用。例如，“沉和浮”實(shí)驗(yàn)盒中相同形狀的木塊、鋁塊、鐵塊和相同重量的幾個(gè)球等就非常適合《沉浮和什么因素有關(guān)》這一課。本課中有兩大需要探究的問(wèn)題：①按體積大小順序排列7種物質(zhì)，再標(biāo)出它們?cè)谒惺浅吝€是浮，物體的沉浮和它的體積大小有關(guān)嗎；②按體積重量順序排列7種物質(zhì)，再標(biāo)出它們?cè)谒惺浅吝€是浮，物體的沉浮和它的重量有關(guān)嗎。然而隨教材配備的材料，大小概念太過(guò)抽象，學(xué)生難以區(qū)分體積大小，造成學(xué)生在排列大小時(shí)一臉迷茫。原因在于長(zhǎng)短、高度、形狀之間沒(méi)有可比性的時(shí)候，或者三者各有優(yōu)勢(shì)的時(shí)候，學(xué)生利用直觀思維是很難區(qū)分體積大小的。甚至一些不規(guī)則的形狀，更是嚴(yán)重干擾了學(xué)生的判斷。如果把隨教材配備的這7種材料改成相同形狀的木塊、鋁塊、鐵塊和相同重量的幾個(gè)球，就更能激發(fā)學(xué)生進(jìn)行思考，探究得出一定的結(jié)論。

1.2選用適合的替代材料

為了達(dá)到教學(xué)目標(biāo)，我們可以用容易得到的材料替代那些不易得到的材料，有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，從而使他們都能親身經(jīng)歷科學(xué)探究，培養(yǎng)學(xué)科學(xué)、用科學(xué)的能力。例如，教學(xué)《熱是怎樣傳遞的》時(shí)，由于儀器室里的酒精燈數(shù)量不足，教師可讓一些小組用蠟燭代替酒精燈加熱水。結(jié)果學(xué)生通過(guò)仔細(xì)觀察發(fā)現(xiàn)截然不同的現(xiàn)象：用酒精燈加熱的水，是從杯底的中間往上冒氣泡，冒到水面后再向四周散開(kāi)；而采用蠟燭加熱的水，由于個(gè)別小組擔(dān)心蠟燭火焰的溫度不夠，就采用了兩支蠟燭同時(shí)加熱，結(jié)果分別在杯底的兩個(gè)地方產(chǎn)生氣泡，氣泡冒到水面后卻不約而同地向中間靠攏?？吹竭@樣不同的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，學(xué)生再次投入到科學(xué)探究之中，利用其他液體來(lái)做進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)。在這樣一系列的探究活動(dòng)中，最終得出液體中熱傳遞的主要方式是對(duì)流的科學(xué)結(jié)論。

直觀的、有結(jié)構(gòu)的材料是有效探究活動(dòng)的基礎(chǔ)和保證。教學(xué)中材料選擇得當(dāng)，可以使探究實(shí)驗(yàn)省時(shí)而又有效。教師可以根據(jù)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的要求更換材料，使之既直觀，又能激發(fā)學(xué)生的好奇心和興趣，簡(jiǎn)單實(shí)用。例如，在學(xué)習(xí)《生的食物和熟的食物》時(shí)，將雞肉的煮熟過(guò)程換成炸爆米花。首先筆者請(qǐng)學(xué)生分開(kāi)生玉米粒和熟玉米粒，既鞏固食物生熟的靜態(tài)變化知識(shí)，又為生玉米變成爆米花的活動(dòng)進(jìn)行鋪墊。然后讓學(xué)生對(duì)可能產(chǎn)生的現(xiàn)象進(jìn)行猜測(cè)，對(duì)實(shí)驗(yàn)中可能遇到的問(wèn)題發(fā)表自己的看法，接下來(lái)讓學(xué)生預(yù)測(cè)玉米從生到熟會(huì)有哪些變化，最后選取火烤的方法，讓學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐，親自去經(jīng)歷用火燒食物的過(guò)程，驗(yàn)證自己猜測(cè)的過(guò)程。顯然，通過(guò)選擇適合科學(xué)探究所需要的替代材料，探究活動(dòng)就能得到有效開(kāi)展，同時(shí)也培養(yǎng)了學(xué)生良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣，提高了觀察能力。

1.3動(dòng)手制作實(shí)驗(yàn)器材

教師應(yīng)該抓住重點(diǎn)，突破難點(diǎn)，因陋就簡(jiǎn)，自己制作教具學(xué)具，讓科學(xué)探究活動(dòng)得以順利開(kāi)展。自己動(dòng)手制作的實(shí)驗(yàn)器材不僅具有很強(qiáng)的針對(duì)性，而且還能很好地幫助學(xué)生突破學(xué)習(xí)的重難點(diǎn)。例如，在探究“植物的根”時(shí)，教師可以選擇幾種不同根系的植物，指導(dǎo)學(xué)生將植物完整的根挖掘出來(lái)，清洗干凈，制作直根系、須根系的標(biāo)本，讓學(xué)生感悟大自然中植物的根盡管是多種多樣的，但基本上可以分成以上兩種。在教學(xué)“空氣的熱脹冷縮”時(shí)，教師可到診所找出常見(jiàn)的青霉素小瓶，并把它與透明吸管結(jié)合，制作成小型實(shí)驗(yàn)器材。教師在吸管中間滴入一滴紅墨水，將青霉素瓶緊握在手中時(shí)，這滴紅墨水就會(huì)向另一方向移動(dòng)，而教師松開(kāi)手，紅墨水又會(huì)向相反方向移動(dòng)。這個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象非常明顯，學(xué)生一目了然，科學(xué)探究的有效性得到了充分保證。

2創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，培養(yǎng)科學(xué)探究能力

2.1實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)更直觀

小學(xué)生的年齡和心理特點(diǎn)決定了他們的觀察能力、分析能力等不能和成人相提并論。因此，教師所做的演示實(shí)驗(yàn)必須要直觀，讓學(xué)生通過(guò)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象能夠容易得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，這樣才能達(dá)到演示的目的。例如，探究“橋的形狀和結(jié)構(gòu)”，學(xué)生難以理解鋼索橋的橋塔為什么要修那么高？于是筆者用紙板模擬“橋面”，用繩子模擬“鋼纜”，用椅背做“橋塔”，搭成一個(gè)“鋼索橋”，“橋面”上還放有書(shū)本等重物。讓學(xué)生分組體驗(yàn)“鋼索橋”的受力特點(diǎn)。繩子下垂多一些和把繩子盡量拉平直一些，感受用力的大小有什么變化。實(shí)驗(yàn)后，學(xué)生馬上感受到繩子拉平直一些，用力就要大一些，費(fèi)力一些；繩子下垂多一些，用力就要小一些，輕松一些。

2.2實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)更嚴(yán)謹(jǐn)

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的易操作性本身是一種科學(xué)，或者說(shuō)是一種實(shí)驗(yàn)方法上的科學(xué)。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的科學(xué)易操作，對(duì)提高實(shí)驗(yàn)成功率和課堂教學(xué)效率有重要的作用。例如，5年級(jí)下冊(cè)《擺的研究》中，學(xué)生做改變擺錘重量和改變擺長(zhǎng)兩個(gè)實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)無(wú)法讓重物每一次都從同一個(gè)角度開(kāi)始落下，盡管擺幅對(duì)擺動(dòng)次數(shù)的影響不大，但從對(duì)比實(shí)驗(yàn)只有一個(gè)變量的要求看，從實(shí)驗(yàn)的嚴(yán)謹(jǐn)性看，這的確是不夠科學(xué)的。況且我們?cè)趯?shí)驗(yàn)中還發(fā)現(xiàn)，當(dāng)擺動(dòng)起點(diǎn)過(guò)高時(shí)，擺錘容易撞到鐵架臺(tái)，也容易打轉(zhuǎn)，無(wú)法測(cè)擺動(dòng)次數(shù)。如果用高中的物理知識(shí)進(jìn)行解釋，單擺只在最大擺角小于等于5°時(shí)，單擺的振動(dòng)才可以近似看作簡(jiǎn)諧振動(dòng)。針對(duì)這種情況，有教師這樣設(shè)計(jì)，在系擺線的鐵桿上放一個(gè)鉆孔的倒置的量角器，這樣學(xué)生操作時(shí)就能輕易把握擺幅的大小。

2.3實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)更精確

盡管教師經(jīng)常要求學(xué)生做實(shí)驗(yàn)要精準(zhǔn)，碰到誤差太大的實(shí)驗(yàn)一定要重做，但有的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的確是過(guò)于粗糙，缺乏科學(xué)性。小學(xué)生正處在科學(xué)的啟蒙階段，這些不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)會(huì)讓學(xué)生養(yǎng)成科學(xué)實(shí)驗(yàn)可以模糊操作的習(xí)慣，甚至有的學(xué)生會(huì)為了完成實(shí)驗(yàn)，而對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行造假。例如，5年級(jí)下冊(cè)《橡皮泥在水中沉浮》一課中，為了比較實(shí)心團(tuán)的橡皮泥在水中排開(kāi)的水量和做成浮的形狀后排開(kāi)的水量的多少，原本教材設(shè)計(jì)的是通過(guò)比較放入物體前后水面的刻度來(lái)測(cè)得排開(kāi)的水量。

由于燒杯本身就不能用來(lái)測(cè)量液體的體積，在橡皮泥較少的情況下根本無(wú)法精確讀出它排開(kāi)水的體積，因此教材提供的方法就變得不可行。有位教師就對(duì)實(shí)驗(yàn)操作進(jìn)行了改進(jìn)

（如圖1所示），當(dāng)橡皮泥放入大燒杯中后，就會(huì)有一部分水溢出來(lái)進(jìn)入小燒杯中，再用量筒測(cè)量，就能精確得出排開(kāi)的水量是多少。

2.4實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)更多元

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)不僅僅讓學(xué)生懂得實(shí)驗(yàn)的基本過(guò)程，更主要的是讓學(xué)生親身經(jīng)歷設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的全過(guò)程，為學(xué)生獨(dú)立地設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，參與實(shí)驗(yàn)改進(jìn)打下良好的基礎(chǔ)。因此，教師要充分放手，讓學(xué)生大膽地想，敞開(kāi)思路無(wú)所顧忌地想，甚至異想天開(kāi)，充分發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)造力，讓學(xué)生大膽設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，從實(shí)驗(yàn)中自行獲取知識(shí)。例如，探究“空氣的熱脹冷縮”實(shí)驗(yàn)時(shí)，在學(xué)生研究了液體具有熱脹冷縮的基礎(chǔ)上，讓他們自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究方案，證明氣體是否也具有熱脹冷縮的性質(zhì)。教師應(yīng)該啟發(fā)學(xué)生用多種材料，設(shè)計(jì)出多種實(shí)驗(yàn)方法，見(jiàn)表1。

實(shí)驗(yàn)材料實(shí)驗(yàn)方法實(shí)驗(yàn)結(jié)果

熱水、冷水、試管、紅水、帶木塞的彎玻璃管燒瓶。①將紅水滴在玻璃管中放在熱水中；②將受熱的試管放在冷水中。①玻璃管的紅水向外移；②玻璃管的紅水向里移。

熱水、水槽。①把氣球吹口套住藥瓶口，將瓶放在熱水中；②將受熱的瓶放在冷水中。①氣球鼓起來(lái)；②氣球癟了。

藥瓶、塑料薄膜、冷水、熱水、燒瓶、線。①用塑料薄膜包住藥瓶，放在熱水中；②將受熱的藥瓶放入冷水中。①塑料薄膜膨脹撐開(kāi)；②塑料薄膜凹下去。

膠頭滴管吸少許肥皂水。①滴管的膠頭部分沒(méi)入熱水中；②將受熱的膠頭放入冷水中。①滴管口有肥皂泡冒出；②肥皂泡又縮回去了。

燒瓶、乒乓球。①用粘濕的乒乓球堵住燒瓶口，將燒瓶放入熱水中；②再放入冷水中。①看到乒乓球在瓶口處不停地跳動(dòng)；②乒乓球一動(dòng)不動(dòng)。

可見(jiàn)，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)操作材料的實(shí)踐活動(dòng)，設(shè)計(jì)不同的探求科學(xué)的程序，是學(xué)生進(jìn)行自主探究的生長(zhǎng)點(diǎn)，也是探究有效性的根本保障。教師要針對(duì)材料蘊(yùn)涵著的內(nèi)在聯(lián)系，選用有利于引起自主探索的材料，合理組合和呈現(xiàn)材料。這樣就會(huì)不斷活躍學(xué)生的創(chuàng)造性思維，不斷提高探究能力，從而為將來(lái)探究大自然的奧秘打下良好的基礎(chǔ)。

3創(chuàng)新反思總結(jié)，提升學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)

實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，常常會(huì)出現(xiàn)一些意外的情況，這也可能使得實(shí)驗(yàn)得不到預(yù)期的結(jié)論，甚至可能出現(xiàn)錯(cuò)誤的結(jié)論。教師應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主反思，認(rèn)真分析失敗的原因，反復(fù)實(shí)驗(yàn)，重新找到答案，從而獲得比普通實(shí)驗(yàn)更大的收獲。例如，在做綠豆種子發(fā)芽的實(shí)驗(yàn)時(shí)，有的組選擇了“綠豆種子發(fā)芽需要空氣嗎”這一問(wèn)題作為研究題目，他們的預(yù)測(cè)是需要空氣，有些學(xué)生從課外也了解到了是需要空氣的。但是，實(shí)驗(yàn)結(jié)果卻是密封的袋子中的綠豆種子依然發(fā)芽了，這使學(xué)生感到非常迷惘。于是，筆者將這幾個(gè)小組的組員都請(qǐng)上講臺(tái)，請(qǐng)他們來(lái)向全班同學(xué)介紹其實(shí)驗(yàn)過(guò)程，共同探討。學(xué)生們積極開(kāi)動(dòng)腦筋，仔細(xì)分析，互相討論，最終得到了很多種的可能，如：袋子里面的空氣還沒(méi)有完全排光，用的水本身就溶解了空氣等。然后，根據(jù)這些可能出現(xiàn)的問(wèn)題，對(duì)這幾組實(shí)驗(yàn)進(jìn)行檢查，尋找問(wèn)題所在，并且提出了更完善、更具體的實(shí)驗(yàn)方案。盡管這個(gè)問(wèn)題組的實(shí)驗(yàn)失敗了，但是它帶給學(xué)生們的收獲要遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于一次成功的實(shí)驗(yàn)。正面面對(duì)失敗，正面擊破失敗，把它轉(zhuǎn)化成使學(xué)生獲得鍛煉和發(fā)展的契機(jī)。

實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)應(yīng)該加強(qiáng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)交流表達(dá)活動(dòng)。筆者整理出能提升交流表達(dá)有效性的“三句話”表達(dá)模式，即“用，發(fā)現(xiàn)，說(shuō)明”這3句話進(jìn)行總結(jié)。學(xué)生剛開(kāi)始時(shí)還不習(xí)慣這種方式，不能進(jìn)行很好地表述。教師就帶著他們一起說(shuō)，邊說(shuō)邊動(dòng)手示范一次實(shí)驗(yàn)，再請(qǐng)學(xué)生復(fù)述，幾次下來(lái)學(xué)生的進(jìn)步非常大，效果比較明顯。例如，在做完《固體熱脹冷縮》實(shí)驗(yàn)時(shí)，學(xué)生在交流時(shí)表達(dá)思路更清晰了：①在酒精燈上加熱銅球，發(fā)現(xiàn)銅球不能通過(guò)金屬環(huán)了，說(shuō)明銅球受熱體積膨脹了；②將銅球放入水里，發(fā)現(xiàn)銅球又能通過(guò)金屬環(huán)了，說(shuō)明銅球遇冷體積縮小了……堅(jiān)持這樣的訓(xùn)練有利于提高實(shí)驗(yàn)的有效性：①學(xué)生做實(shí)驗(yàn)時(shí)能直接關(guān)注實(shí)驗(yàn)材料，關(guān)注到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的產(chǎn)生與發(fā)展，并積極分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)果；②提高了學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的積極性，一改過(guò)去實(shí)驗(yàn)歸實(shí)驗(yàn)，交流歸交流，實(shí)驗(yàn)時(shí)無(wú)目的瞎動(dòng)手，觀察時(shí)很茫然的弊端。此外，在總結(jié)時(shí)，教師還應(yīng)該鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新，讓學(xué)生有充分施展才能的機(jī)會(huì)。只要學(xué)生不是一味重復(fù)別人的結(jié)論，而是具有個(gè)人獨(dú)創(chuàng)性的見(jiàn)解，哪怕是幼稚可笑的，都可看作是一種創(chuàng)造，教師都應(yīng)給以鼓勵(lì)和肯定。

總之，為了提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性，需要教師不斷提高自身素質(zhì)，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)，有效激發(fā)學(xué)生主動(dòng)參與實(shí)驗(yàn)探究，提升綜合科學(xué)素養(yǎng)。