小学科学实验创新教学改革的教学策略

鲍拥忠

（福溪街道中心小学 317200）

小学科学实验创新教学改革的教学策略

鲍拥忠

（福溪街道中心小学 317200）

小学生的科学实验教学是受教育者接受素质教育中十分重要的组成部分，其独特的作用、不可替代的手段及教育功能等已经越来越被广大科学教育工作者认识和重视。在小学科学中开展实验设计、实验制作等创新教育，有效提高学生创新实验素质，是当今小学科学实验教学改革的一个重在举措。小学科学实验创新教学策略主要有：巧用身边资源，开展实验创新；开展实验设计培养学生创新思维能力；引导学生设计实验；开放实验室等四个方面。

科学实验 创新 改革

《面向21世纪教育振兴行动计划》将“全面提高国民素质和民族创新能力”确立为实施“踌世纪素质教育工程”，整体推进素质教育的行动目标，从而为新时期学校教育改革指明了方向。创造性素质是人的最重要的素质，是人的各项素质的核心。中央提出在我国基础教育中实施素质教育，并把创新精神和创新应用能力的培养提高到了素质教育的中心地位。

我们提出，在小学生中实施创新实验教育。创新实验教育是培养人的创新实验意识、创新实验精神、创新实验能力为基本价值取向的教育。在小学科学中开展实验设计、实验制作等创新教育，有效提高学生创新实验素质，是当今小学科学实验教学改革的一个重在举措。两年多的课题研究过程中我们形成的小学科学实验创新教学策略主要有以下5个方面

一、巧用身边资源，开展实验创新

从科学学科本身的特点来看，只有把科学学习和学生身边的自然环境、社会环镜及日常生活结合在一起，才能使科学课程的学习变得生动有趣，才能使学生领悟到科学学科和人类社会息息相关。

上科学课时，老师演示过的许多精彩实验，能引起了学生的极大兴趣。但由于没有机会亲手去做，所以学生往往会有一种“坐观垂钓者，徒有羡鱼情”的感觉。老师在课堂上大多使用正规教具进行演示的，又会使学生产生“科学学与我的距离有点远”的潜意识。学生很希望自己动手多做些实验。然而，由于条件等方面的原因，教材中的学生实验只有十多个，从真正学好科学学的角度来看，这是远远不够的。其实，科学实验也并非一定要在学校实验室中进行，在学生的周围，处处都有供学生进行实验的资源。这就要看我们老师如何引导学生利用身边的资源，进行科学实验创新。

1.引导学生善于利用身边的资源，设计制作科学实验。

（1）利用常用物品进行科学实验。

我们身边的许多常用物品都可以用来做有趣的科学实验，例如针管、一次性口杯等。就说说一次性针管，可用它来做很多有趣的实验；

A.比较水的多少；

B.谁流得更快一些；

C.小苏打和醋的混合；

D.滴漏计时的实验

（2）巧用玩具进行科学实验。

许多玩具是根据科学原理设计而成的，能呈现科学现象，显现科学规律，其鲜艳的色彩、神奇的现象、巧妙的设计、精美的外观常常让我们爱不释手。由于许多玩具包含有丰富的科学内容，能够起到实验仪器所不能替代的作用，可以使学生在好奇中轻松地学习科学知识。比如：如右图所示，将两种不同的电极插入水果中，使两电极保持一定距离，记录两电极的距离。

通过对玩具观察和探索实验，增强了学生学习科学的兴趣。

（3）使用各种各类科学电池进行科学实验。

我们生活在21世纪，越来越多的科学电池进入了学生的家庭。科学电池是根据科学原理工作的。

2、指导学生收集身边废弃材料进行实验设计和制作。

随着人们物质生活的日益富裕，人们每天丢弃的废品也在成倍的增加。在废品当中许多是我们科学实验的好材料，如：易拉罐、可乐瓶、学生吃东西的果盒等，都是科学实验设计制作的好材料。

以下就是我们组根据自己的教学实践，利用身边的塑料瓶等废旧材料自制了一些科学实验仪器和装置，分别予以介绍。

聚酯塑料品种较多，市场上最常见易得的是可乐、雪碧、矿泉水灌装瓶（以下统称可乐瓶）。可乐瓶透明度高，机械强度较好，有良好的抗酸碱性，易于加工。但耐热性差，遇热立即变形收缩，高温易燃。因此，可乐瓶是制作易非加热型科学器皿的良好材料。

（1）制作钟罩

剪去可乐瓶底部，并磨平。将顶部封闭便成钟罩，就可用来进行声音在空气中进行传播的实验。（如右图所示）。

（2）制作洗瓶

把可乐瓶的瓶口用胶皮塞封紧，并在可乐瓶中插入一根长尖嘴玻璃管，（如右图所示）一只洗瓶就制成。

（3）制作漏斗

漏斗是小学科学实验过滤中最常见的一种仪器。用一团药棉把一只小可乐瓶的瓶口封住，并插上一根吸管倒置（如右图所示）简易漏斗便制成。

（4）制作防护眼罩

为了安全起见，小学生在进行科学实验时均要求佩戴防护面罩。如果有些学校没有这样的条件，就可以用无色的可乐瓶去自制，先将可乐瓶剪开剪开，剪成面部的形状，然后在旁边挖上两个小孔，穿上松紧带，即可佩带使用（如右图所示）。

二、开展实验创新设计培养学生创新思维能力

科学是一门以实验为基础的自然科学，以实验为基础应是科学教学的最基本特征，科学实验无论怎样强调均不会太过分，通过实验不仅可以培养学习的创造性思维能力，更重要的是还培养了学生的创新实践能力。因此，平时教学中教师不仅要求重视课本上的演示实验，更重要的是要安排学生实验。同时我建议教师要尽可能安排补充实验，自己动手设计一些实验，改进一些实验，不仅给学生树立榜样，也更可能在实践学习上给学生一些创新技法上的启迪。让学生查阅有关书刊资料，学生了解到酒精灯的火焰因灯头灯芯不干净、酒精不纯而使火焰大多呈黄色，所以可以在实验中先将洁净脱脂棉用无水酒精湿润，然后用洁净的镊子夹着脱脂棉代替铂丝进行实验；还有一些同学先点燃盛在小烧杯中的无水酒精，然后用药匙或玻璃棒沾少量试样洒在小烧杯的酒精火焰中灼烧。这两种方案的现象非常明显，焰色持续时间长，且钾元素的焰色不需钴玻璃即可观察到。改进后的焰色反应实验更直观、更富有吸引力，最重要的是训练培养了学生的创新思维能力。又如：热传递的创新演示实验：在烧杯中的水中溶解氯化钴，于是烧杯中的溶液变为红色了；然后将棉纸剪成2厘米宽的长纸条并凃上氯化钴的水溶液后贴到铁片上。再把的铁片的一端放到酒精灯火上烧，随后就会发现靠近热源处粉红色的棉纸条向另一端慢慢地变成蓝色，从而形象地展现出热是沿着物体从温度高“传递”到温度低的地方，这就是我们所看到的热“传递”现象。学生观察实验后，异口同声说：“这实验真棒”。它不但可以观察到氨气与氯化氢反应的现象，而且可以看到气体运动速度，气体的酸碱性等。成功的创新演示试验，不但给以示范，而且激励学生的创新动机，培养了创新精神和创造能力。

通过实验设计，可以激发学生的学习兴趣，发挥学生的主观能动性，培养学生的探索精神，对发展学生的求异思维，发散思维，创造思维十分有益。在平时教学中，可以把一些验证性实验改为探索性实验此外还应适当开展一些课外活动，探索解决一些简单的和日常生活有关的 科学问题。

三、引导学生设计实验

创新思维是多种思维的综合表现。设计实验创新探索过程，就是在重视训练常规思维的同时，更重视培养创新思维，使学生能善于发现问题并能从新的观点、新的角度寻找新的解决问题的途径，即善于多解、求异、求新，富有灵活性、新颖性、创造性。通过引导学生根据实验目的和原理自行设计实验，独立完成有关实验，不但可以有效地培养锻炼他们实验能力，并在实验操作过程中，使他们创造性思维得以发展，培养创造能力。

例如在引导学生进行设计“100毫升水能溶解多少克食盐”的实验时，引导学生采取独立或小组合作形式尽可能多的设计实验方案。学生设计了多种实验方案，经过集体讨论、验证和筛选，认为可行的方案有：

第一种实验方法：就是先把装有食盐的袋子或盒子称好，再一小份一小份加入水中，一直加到不能溶解为止，然后再称一称盒子或袋子里还剩几克食盐，最后通过总盐减去剩下的盐就是溶解的食盐重量了。

第二种实验方法：平勺定量法。先用小勺盛一勺盐，用平尺沿勺子表面水平刮去多余的盐，然后称一称这一平勺食盐有多重，接着一平勺一平勺地加盐，最后根据加了多少勺食盐就知道溶解的食盐重量了。

第三种实验方法：先称装有100毫升水的烧杯的质量，记为A克；然后让学生一直往烧杯中加盐，一直加到食盐不能溶解为止，再让学生称一称盐水的总重量记为B克。最后通过B-A克算出溶解的食盐重量。

通过以上三个方案的设计和选择，学生掌握了一个实验可以有多种实验方案的方法。学生在这种实验创新探索过程中，表现最活跃、学习积极性最高涨，在分析处理众多“认知冲突”中，不时产生创新的灵感，既很好的掌握了知识，同时又使创新思维能力得到良好发展。

在平时课堂教学中还可以运用假说的方法，引导学生设计实验，刺激和保持学生对科学的兴趣和注意力，帮助他们加深对新教材的领会，刺激他们科学创新思维的发展，使学生知道科学上求得知识的方法。

例如：在上《铁的生锈》这一课时，为了让学生明白生锈的原因，先让学生猜测铁生锈的各种原因，如铁制品放在潮湿的地方的很容易生锈，但放在干燥的地方就不容易生锈；放在空气中也很容易生锈，但涂了一层油漆就不容易生锈。为什么会出现这样德情况呢？铁生锈到底与哪些因素有关？当学生疑惑不明时，让学生思考这样一个问题：国外有一家工厂，有一钢质容器，有一次，因容器损坏需要维修，厂家叫来两个工人进入容器维修，谁知两个工人一下去就晕倒了，幸亏人们发现及时，立即将两人送往医院，一人经抢救及时而脱离危险，另一人却没那么幸运，不幸死亡。是什么原因导致这两个维修人员遇难呢？是容器中含有有毒气体？后来人们对这个钢质容器进行了检测，没有发现任何有毒的气体，但却惊奇地发现这个钢质容器中的氧气含量偏低，容器中的氧气为什么会超低呢？后经过专家分析，原来问题来自于容器本身，是因为因为铁生锈惹的祸。因为铁生锈需要氧气。但是铁生锈单单只跟氧气有关吗？铁在潮湿地方为什么也会生锈？再经过引导讨论，学生总结出了以下三个假说：

（1）铁生锈是因为铁和空气接触，铁和空气中的氧气化合；

（2）铁生锈是因为空气中有水分存在，水和铁发生了变化；

（3）铁生锈是空气中的水分和空气对铁共同作用的结果。

然后引导学生对这三种假说进行逐一推论：假设第一个假说正确，则铁生锈只和氧气有关，铁不仅仅在潮湿的空气中会生锈，而在干燥空气中也能生锈；假设第二个假说正确，那么铁在水中如果和空气隔绝就会生锈；假设第三个假说成立，那么铁必须在既有空气又有水分的条件下铁才会生锈。

经过讨论，并在此基础上引导学生自主进行实验设计。第一个实验：将干净的铁钉放入干燥的试管里并密封；第二个实验：把试管装满蒸馏水，放入干净的铁钉密封不留一点空气；第三个实验：把干净的长铁钉放入试管一半沉入水中，一半留在空气中，就这样放置一段时间。

可以观察到，第一、第二个实验中的铁钉并不会生锈，而在第三个实验铁钉却生锈了，从而得出结论，水和空气中的氧气同时对铁的作用是铁生锈的原因。

四、开放实验室

将一些有利于拓宽学生知识视野，有利于用理论知识探索实践，有利于培养学生创新实践能力的课外实验搬进实验室。近年来，我将一些课外实验作为实验复习时的内容，搬进实验室。这样我感觉效果很好：一是通过学生从未做过的实验 课外实验，提高复习实验时的学习兴趣；二是真正意义培养了学生的实验能力；三是培养了学生用学过的知识探索实践的能力，如此当然也就能培养学生的创新能力。比如，我在复习基本操作时，补充学生实验：废电池的回收利用。

［1］.最新的《小学科学课程标准》（修订稿）

［2］.《科学课》2010.5

［3］.《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020年）》精神