宜未雨而绸缪 毋临渴而掘井——小学科学预实验教学案例集

陈秀玉

(诏安县金星中心小学，福建漳州 363503)

预实验“是在正式实验之前，用标准物质或只用少量样品进行实验，以便摸索出最佳的实验条件，为正式实验打下基础”[1]。本文所谈的小学科学预实验是指教师在上实验课之前预先做的实验。通过小学科学预实验可以较准确地预知实验“需要什么材料，哪些材料需要作改进，需要多少时间，有些什么现象，可以获得哪些数据或证据，可以推断出什么结论，可能会遇到什么问题，什么时候教师介入是适时必要的等”[2]，从而对课堂教学了然于胸，游刃有余。如果觉得小学科学的实验比较简单，没有必要预实验，拿了实验材料就去上课，不但保证不了学生在课堂上的有效探究，还会因此误导学生。下面结合教学实践中的一些成败案例谈谈预实验时应当注意的地方。

案例一：为何同极不相斥

【案例描述】

在《磁铁》单元中有一节实验课叫“磁极的相互作用”。这节课主要是让学生通过实验，得出“当两块磁铁相互靠近时，同极相斥，异极相吸”的结论。“同极相斥，异极相吸”这个结论于我来说似乎是天经地义的事：读书时课本这样写，老师这样说，现在，教参也是这样说明。可在这节实验课上，不少同学的实验事实却让我不敢相信，不知所措。

上“磁极的相互作用”这一课时。我首先指导学生用悬挂的磁铁做实验，同学们通过动手实验发现了：当磁铁静止时，总是一端指向南方，一端指向北方。由此我做了小结：“从刚才所做的实验中，我们了解到，磁铁可以指示南北方向，而且指向南方和指向北方的磁极是不会变的。人们把指向北方的磁极叫北极，指向南方的磁极叫南极。在英文中‘北方’用‘North’表示,‘南方’则用‘South’表示。所以，人们通常把磁铁指向北方的一极叫N极，指向南方的一极叫S极。”接下来，就是引导学生通过实验证实“同极相斥，异极相吸”，再延伸一下就完美了。

上这节课之前，我在实验器材室找到了适合做这个实验的教具——磁针。因为磁针的两极涂上了不同颜色，学生做起来更容易分辨，实验也会很直观。因为觉得这个实验较简单，所以我没有做预实验。

我出示磁针后，简单说了实验要求，就让每个小组的材料员上来领取我准备好的学具——磁针和记录单。原以为几分钟后，优秀的小组就可以把正确的结论快速地总结出来，差点的小组至少也能为全班分享、总结提供一些有利的数据。让我没想到的是，很多学生用实验事实告诉我：同极不相斥。刚开始看到有的小组两片红色的磁片贴在一起，两片白色的磁片也不斥开，我以为是个别孩子动手操作时出了问题。可是当我看到更多的小组也出现了这种情况，并且我用这些材料亲自操作时，也是如此，我真的蒙了。

眼看着就要下课了，我只好把正确的结论告诉学生，并让学生回去探究一下为什么我们小组实验时会得出和事实相反的结论，问题出在哪儿。虽然这样处理没给学生带来坏的影响，自我感觉也是能利用错误引导学生进行探究。但这节课最后只能草草收场，后面的延伸更无从谈起。

下课后，我开始研究“为何同极不相斥”的问题。我首先想到的是：磁极错误。但是当我把磁针单独摆放时，磁针指示的方向是正确的。而且，磁针异极也不相斥。这说明磁极是没有问题的。那么，是不是一边有磁力一边没磁力呢？我用它们吸铁屑，两头都能吸一些，说明都有磁力。我自己想不出一个所以然来，只好请教一些有经验的科学老师，但他们也无法解释这种现象。最后还是化学院的朱博士给出了看法，我验证后觉得有道理。他说，应该不是同极相吸，而只是贴在一起。原因是磁性较弱，因为这种磁针较大，很容易退磁。他建议用磁力强一点的磁铁一端，对同一个磁针的两极做一下，看是否都能被吸。如果都能被吸，就说明是磁力太小所致。我照着做了，确实如他所说，都被吸。想想这些学具也有些年头了，磁性退掉可能性较大。

再次上课时，问学生对上节课的问题有怎样的想法，没有一个学生发言，而且孩子们一脸茫然。我只好自圆其说，用了近一节课的时间把我求证的过程告诉学生。学生听得云里雾里，浪费了一节课时间。

【案例反思】

由此我想到：尽管提高学生发现问题、解决问题的能力，是我们科学课的一个重要目标，甚至是更为重要的目标。但当问题太复杂，超出学生的探究能力时，学生的能力不但没有得到有效的提高，而且兴趣也会下降。就像这个突发的、后来被我补救的问题，对于学生来说是没有探究价值的，不但浪费了时间，能力也得不到提高，还让学生产生了不好的情绪体验。这就违背了《小学科学新课程标准(2011版)》总目标的要求——通过小学科学课程的学习，使学生掌握关键的基础科学知识和技能，培养科学兴趣和思维习惯。属于无效课。如果我能在实验之前做一下预实验，探究在课前，就能排除这些不利因素，避免实验材料引起的实验错误，花最少的时间，给学生留下一个清晰的结论了。

案例二：为何还是白醋

【案例描述】

我听过一节课——《白醋和小苏打的变化》。执教的老师等学生做完主要实验后，提出了一个探究问题：怎样判断白醋和小苏打变化后产生的剩余物是不是白醋？有学生想出了将小苏打放入剩余物中检测。如果出现气泡，说明有白醋的成分；如果没有出现气泡，说明是别的物质。我心里正为这位老师的创意和学生的智慧喝彩，却看到了另一种现象：当执教老师把一勺小苏打加入到学生反应后的剩余物时，大量的气泡从杯中溢出。这时，学生激动地说：“是白醋！”而事实上，这时的剩余物已经不完全是白醋了。因临近下课，那位老师只好跟学生说：“现象证明了，剩下的液体中还含有白醋,不过已经不是原来的白醋了。”学生的反应可想而知。

【案例反思】

反思实验的过程，应该是学生的操作没有按照一定的比例让白醋和小苏打完全反应。我动手做了实验后，得出的结论证实了我的想法。那位老师课后反思时也意识到了这个问题。这样处理虽然对培养学生“求真务实、坚持真理”的科学精神影响不大，但是本来是为课堂增彩的环节，却出现了这种误导。这样的结果令人遗憾。如果这位老师课前能跟个别学生做做预实验，及时发现这个问题，把学生要参与反应的白醋与小苏打的量控制一下，就能减少学生实验中出现的这种误差，也不会因此影响到实验结果的准确性了。

案例三：纸不湿的真正原因

【案例描述】

《空气占据空间吗》一课中有个经典实验——纸不湿实验。实验器材很简单:水槽、杯子、面巾纸。步骤也不复杂：水槽里预先装些水；纸团紧贴杯底，使它掉不下来；慢慢地将杯子竖直倒扣到水底；再将杯子慢慢竖直拿起来。检查看看纸湿不湿就算完成了。

上课之前我把这个实验做了一下。儿子正好在旁边玩，我就问他：“你知道纸为什么不会湿吗？”他答：“纸没浸到水，当然不会湿了。”正当我暗自高兴时，没想到他居然说：“你杯子里的纸在水上面呢！”这时我才发现，因为杯子较大，水面太低，杯子无法完全浸没在水里。我只好往水槽里继续加水，可是要完全浸没，水槽里的水就要加到快满了。这样一来，当杯子放进时，一不小心，水就有可能溢出。而且水太满，搬水槽也很不方便。怎么办呢？要浸没杯子，除了提高水面，还可以降低杯子的高度嘛！想到这儿，我把杯子换成比水槽高度的一半多一些的更小的杯子，又试了一次，先前的问题就都解决了。因为做了预实验，精选了实验材料，上课时，学生做起实验来顺利多了。

【案例反思】

这个实验的成功，让我进一步确信：我们通过预实验精选了实验材料，就可以把有效的精力聚焦在真正的问题上。这样的实验用时短、效果好。

案例四：“集气排水”实验

【案例描述】

《空气占据空间吗》一课中，我设计了一个 “集气排水”实验，具体步骤是：把杯子浸入水中，盛满水，倒过来（杯底朝上），提起水杯（注意：杯口不能离开水面），这时水杯里有一截水柱，再用吸管朝杯子下方慢慢吹气。这样学生可以直观地看到空气进入杯中，挤占了水原来的空间。

我预计这个实验每人做下来用不上半分钟，准备让每个学生做一次。包括讨论记录预计5分钟。上课之前，我让儿子和他的一个小伙伴做了一下，因为把杯子放入水中有气泡出来，他们玩了一会儿。一手提杯子一手拿吸管吹有些不方便，又花了不少时间，近两分钟。如果学生都这样，每个小组6个人，就需10多分钟，加上讨论及收发实验材料，就会花费不少时间。如何把时间控制在5分钟内呢？最后我决定让一个学生提杯子，另一个学生吹气，其他4个学生用心观察，适时提醒。这样只做一次，时间较充裕，而且也人人参与了，还能培养他们的合作能力。

【案例反思】

有些实验看似简单，但实际操作和我们预想的却有很大的出入，特别是在时间的把控上。而对活动时间的错误估计，直接会影响实验活动的成败。就像“集气排水”实验，如果没有事先的预实验，只安排5分钟，而且要求每人做一次，就会有两个结果：学生没做完，心收不回来；让学生做完，影响了其他活动。这样的结果都不是我们想要的。而做了预实验后，对实验活动的大概时间心里有底，修改了教学设计，不但学生尽兴，教学任务也能顺利完成。

结 语

不管实验多简单，我都会抽出时间做预实验，甚至还会叫上我儿子和他的小伙伴一起做。这样的习惯让我对“磨刀不误砍柴工”高度赞同。通过预实验，我对实验材料了如指掌，对实验时间准确预知，对实验现象、实验中会出现的问题做到心中有数。所以在设计实验活动时，我能更好地选择实验材料，更合理地安排实验时间，准备更准确有效的提示语，提出更合理的实验要求。当我用心地把预实验做好，实验课也就成功了一半。因为实验材料是精选的，实验环节的设计更为合理，实验要求更为精确。学生在实验活动时真正地参与其中，活动更充分，探究更深入，课堂效率也就会显著提高。

在福建漳州，特别是诏安，小学科学教师很多是通过转岗培训后任教的。15天的集中培训加上7天的小组交流活动中所学的知识与技能，对于涉及多方面知识的小学科学来说，是杯水车薪。如果实验技能与经验不多，对实验的预知能力就无从谈起。所以上实验课之前，不但自己要“下水”试一下，还要请部分孩子一起做做预实验，多“琢磨”，避免因为种种原因教给学生不正确的探究方法，留给学生错误的实验表象，甚至是错误的结论。

[1]张媛柯,田荣波,张芳,等.大学生创新性实验的体会[J].中国民族民间医药,2012(21):71-72.

[2]王兴林,盖玲.让“下水实验”成为实验教学的前奏[J].小学时代·教育研究,2011(01):12-12.