创新

陈安顺

1创新实验器材，提高实验教学效果

实验材料是学生进行实验活动的必要条件，是学生解决科学问题，获得科学知识、提高探究能力的基本载体。可以说没有“材料”就没有“经历”。因此，在小学科学实验课中非常强调实验器材的选择和使用。

1.1旧实验器材的合理利用

“材料引起学习，材料引起活动”，为学生的学习提供有效的实验材料，才有可能让学生在实验中自主探究，提高能力。除了常用的酒精灯、烧杯、温度计等外，实验盒中的不少材料也同样能发挥作用。例如，“沉和浮”实验盒中相同形状的木块、铝块、铁块和相同重量的几个球等就非常适合《沉浮和什么因素有关》这一课。本课中有两大需要探究的问题：①按体积大小顺序排列7种物质，再标出它们在水中是沉还是浮，物体的沉浮和它的体积大小有关吗；②按体积重量顺序排列7种物质，再标出它们在水中是沉还是浮，物体的沉浮和它的重量有关吗。然而随教材配备的材料，大小概念太过抽象，学生难以区分体积大小，造成学生在排列大小时一脸迷茫。原因在于长短、高度、形状之间没有可比性的时候，或者三者各有优势的时候，学生利用直观思维是很难区分体积大小的。甚至一些不规则的形状，更是严重干扰了学生的判断。如果把随教材配备的这7种材料改成相同形状的木块、铝块、铁块和相同重量的几个球，就更能激发学生进行思考，探究得出一定的结论。

1.2选用适合的替代材料

为了达到教学目标，我们可以用容易得到的材料替代那些不易得到的材料，有效激发学生的学习兴趣，从而使他们都能亲身经历科学探究，培养学科学、用科学的能力。例如，教学《热是怎样传递的》时，由于仪器室里的酒精灯数量不足，教师可让一些小组用蜡烛代替酒精灯加热水。结果学生通过仔细观察发现截然不同的现象：用酒精灯加热的水，是从杯底的中间往上冒气泡，冒到水面后再向四周散开；而采用蜡烛加热的水，由于个别小组担心蜡烛火焰的温度不够，就采用了两支蜡烛同时加热，结果分别在杯底的两个地方产生气泡，气泡冒到水面后却不约而同地向中间靠拢。看到这样不同的实验现象，学生再次投入到科学探究之中，利用其他液体来做进一步的实验。在这样一系列的探究活动中，最终得出液体中热传递的主要方式是对流的科学结论。

直观的、有结构的材料是有效探究活动的基础和保证。教学中材料选择得当，可以使探究实验省时而又有效。教师可以根据科学实验的要求更换材料，使之既直观，又能激发学生的好奇心和兴趣，简单实用。例如，在学习《生的食物和熟的食物》时，将鸡肉的煮熟过程换成炸爆米花。首先笔者请学生分开生玉米粒和熟玉米粒，既巩固食物生熟的静态变化知识，又为生玉米变成爆米花的活动进行铺垫。然后让学生对可能产生的现象进行猜测，对实验中可能遇到的问题发表自己的看法，接下来让学生预测玉米从生到熟会有哪些变化，最后选取火烤的方法，让学生动手实践，亲自去经历用火烧食物的过程，验证自己猜测的过程。显然，通过选择适合科学探究所需要的替代材料，探究活动就能得到有效开展，同时也培养了学生良好的实验习惯，提高了观察能力。

1.3动手制作实验器材

教师应该抓住重点，突破难点，因陋就简，自己制作教具学具，让科学探究活动得以顺利开展。自己动手制作的实验器材不仅具有很强的针对性，而且还能很好地帮助学生突破学习的重难点。例如，在探究“植物的根”时，教师可以选择几种不同根系的植物，指导学生将植物完整的根挖掘出来，清洗干净，制作直根系、须根系的标本，让学生感悟大自然中植物的根尽管是多种多样的，但基本上可以分成以上两种。在教学“空气的热胀冷缩”时，教师可到诊所找出常见的青霉素小瓶，并把它与透明吸管结合，制作成小型实验器材。教师在吸管中间滴入一滴红墨水，将青霉素瓶紧握在手中时，这滴红墨水就会向另一方向移动，而教师松开手，红墨水又会向相反方向移动。这个实验现象非常明显，学生一目了然，科学探究的有效性得到了充分保证。

2创新实验设计，培养科学探究能力

2.1实验设计更直观

小学生的年龄和心理特点决定了他们的观察能力、分析能力等不能和成人相提并论。因此，教师所做的演示实验必须要直观，让学生通过观察实验现象能够容易得出实验结论，这样才能达到演示的目的。例如，探究“桥的形状和结构”，学生难以理解钢索桥的桥塔为什么要修那么高？于是笔者用纸板模拟“桥面”，用绳子模拟“钢缆”，用椅背做“桥塔”，搭成一个“钢索桥”，“桥面”上还放有书本等重物。让学生分组体验“钢索桥”的受力特点。绳子下垂多一些和把绳子尽量拉平直一些，感受用力的大小有什么变化。实验后，学生马上感受到绳子拉平直一些，用力就要大一些，费力一些；绳子下垂多一些，用力就要小一些，轻松一些。

2.2实验设计更严谨

实验设计的易操作性本身是一种科学，或者说是一种实验方法上的科学。实验设计的科学易操作，对提高实验成功率和课堂教学效率有重要的作用。例如，5年级下册《摆的研究》中，学生做改变摆锤重量和改变摆长两个实验时，发现无法让重物每一次都从同一个角度开始落下，尽管摆幅对摆动次数的影响不大，但从对比实验只有一个变量的要求看，从实验的严谨性看，这的确是不够科学的。况且我们在实验中还发现，当摆动起点过高时，摆锤容易撞到铁架台，也容易打转，无法测摆动次数。如果用高中的物理知识进行解释，单摆只在最大摆角小于等于5°时，单摆的振动才可以近似看作简谐振动。针对这种情况，有教师这样设计，在系摆线的铁杆上放一个钻孔的倒置的量角器，这样学生操作时就能轻易把握摆幅的大小。

2.3实验设计更精确

尽管教师经常要求学生做实验要精准，碰到误差太大的实验一定要重做，但有的实验设计的确是过于粗糙，缺乏科学性。小学生正处在科学的启蒙阶段，这些不严谨的实验会让学生养成科学实验可以模糊操作的习惯，甚至有的学生会为了完成实验，而对实验数据进行造假。例如，5年级下册《橡皮泥在水中沉浮》一课中，为了比较实心团的橡皮泥在水中排开的水量和做成浮的形状后排开的水量的多少，原本教材设计的是通过比较放入物体前后水面的刻度来测得排开的水量。

由于烧杯本身就不能用来测量液体的体积，在橡皮泥较少的情况下根本无法精确读出它排开水的体积，因此教材提供的方法就变得不可行。有位教师就对实验操作进行了改进

（如图1所示），当橡皮泥放入大烧杯中后，就会有一部分水溢出来进入小烧杯中，再用量筒测量，就能精确得出排开的水量是多少。

2.4实验设计更多元

实验设计不仅仅让学生懂得实验的基本过程，更主要的是让学生亲身经历设计实验的全过程，为学生独立地设计实验，参与实验改进打下良好的基础。因此，教师要充分放手，让学生大胆地想，敞开思路无所顾忌地想，甚至异想天开，充分发挥学生的创造力，让学生大胆设计实验，从实验中自行获取知识。例如，探究“空气的热胀冷缩”实验时，在学生研究了液体具有热胀冷缩的基础上，让他们自己设计实验探究方案，证明气体是否也具有热胀冷缩的性质。教师应该启发学生用多种材料，设计出多种实验方法，见表1。

实验材料实验方法实验结果

热水、冷水、试管、红水、带木塞的弯玻璃管烧瓶。①将红水滴在玻璃管中放在热水中；②将受热的试管放在冷水中。①玻璃管的红水向外移；②玻璃管的红水向里移。

热水、水槽。①把气球吹口套住药瓶口，将瓶放在热水中；②将受热的瓶放在冷水中。①气球鼓起来；②气球瘪了。

药瓶、塑料薄膜、冷水、热水、烧瓶、线。①用塑料薄膜包住药瓶，放在热水中；②将受热的药瓶放入冷水中。①塑料薄膜膨胀撑开；②塑料薄膜凹下去。

胶头滴管吸少许肥皂水。①滴管的胶头部分没入热水中；②将受热的胶头放入冷水中。①滴管口有肥皂泡冒出；②肥皂泡又缩回去了。

烧瓶、乒乓球。①用粘湿的乒乓球堵住烧瓶口，将烧瓶放入热水中；②再放入冷水中。①看到乒乓球在瓶口处不停地跳动；②乒乓球一动不动。

可见，引导学生通过操作材料的实践活动，设计不同的探求科学的程序，是学生进行自主探究的生长点，也是探究有效性的根本保障。教师要针对材料蕴涵着的内在联系，选用有利于引起自主探索的材料，合理组合和呈现材料。这样就会不断活跃学生的创造性思维，不断提高探究能力，从而为将来探究大自然的奥秘打下良好的基础。

3创新反思总结，提升学生科学素养

实验的过程中，常常会出现一些意外的情况，这也可能使得实验得不到预期的结论，甚至可能出现错误的结论。教师应该引导学生进行自主反思，认真分析失败的原因，反复实验，重新找到答案，从而获得比普通实验更大的收获。例如，在做绿豆种子发芽的实验时，有的组选择了“绿豆种子发芽需要空气吗”这一问题作为研究题目，他们的预测是需要空气，有些学生从课外也了解到了是需要空气的。但是，实验结果却是密封的袋子中的绿豆种子依然发芽了，这使学生感到非常迷惘。于是，笔者将这几个小组的组员都请上讲台，请他们来向全班同学介绍其实验过程，共同探讨。学生们积极开动脑筋，仔细分析，互相讨论，最终得到了很多种的可能，如：袋子里面的空气还没有完全排光，用的水本身就溶解了空气等。然后，根据这些可能出现的问题，对这几组实验进行检查，寻找问题所在，并且提出了更完善、更具体的实验方案。尽管这个问题组的实验失败了，但是它带给学生们的收获要远远多于一次成功的实验。正面面对失败，正面击破失败，把它转化成使学生获得锻炼和发展的契机。

实验探究活动应该加强学生的实验交流表达活动。笔者整理出能提升交流表达有效性的“三句话”表达模式，即“用，发现，说明”这3句话进行总结。学生刚开始时还不习惯这种方式，不能进行很好地表述。教师就带着他们一起说，边说边动手示范一次实验，再请学生复述，几次下来学生的进步非常大，效果比较明显。例如，在做完《固体热胀冷缩》实验时，学生在交流时表达思路更清晰了：①在酒精灯上加热铜球，发现铜球不能通过金属环了，说明铜球受热体积膨胀了；②将铜球放入水里，发现铜球又能通过金属环了，说明铜球遇冷体积缩小了……坚持这样的训练有利于提高实验的有效性：①学生做实验时能直接关注实验材料，关注到实验现象的产生与发展，并积极分析实验现象和结果；②提高了学生参与实验的积极性，一改过去实验归实验，交流归交流，实验时无目的瞎动手，观察时很茫然的弊端。此外，在总结时，教师还应该鼓励学生进行创新，让学生有充分施展才能的机会。只要学生不是一味重复别人的结论，而是具有个人独创性的见解，哪怕是幼稚可笑的，都可看作是一种创造，教师都应给以鼓励和肯定。

总之，为了提高实验教学的有效性，需要教师不断提高自身素质，创新实验教学，有效激发学生主动参与实验探究，提升综合科学素养。