例谈科学实验教学的改进与重建策略

周玲阳

摘 要：实验操作和实践活动是开启科学这门学科的两把钥匙，以“空气的热胀冷缩”一课的实验教学改进与重建为载体，阐述在实验教学过程中对实验器材和实验方法的改进原因和具体策略。针对如何营造一个理想的“科学实验探究”课堂提出了几点建议：自制教学器具，激趣导行、别具匠心；巧设演示实验，精简准备、一目了然；重建实验环节，激活思维、事半功倍；更换同类器材，简便明显、一举两得。科学实验课堂注意“重视趣味性”“把握针对性”“突出思维性”“增强操作性”，使科学实验教学变得更有实效！

关键词：实验教学；改进；重建

实验操作和实践活动是开启科学这门学科的两把钥匙，是教师、学生、文本之间的联系纽带，是学生探究科学获得新知识的重要途径。理想的“科学实验探究”课堂应该是“三高”的课堂（参与度高、有效度高、效益度高）：效益度=（参与度×有效度）/教学投入；是人文的课堂（体现学生良好的学习习惯，有人情味、科学味，能为学生的深入思考、科学探究提供良好的环境）；是和谐的课堂（活跃而和谐，师生达到最佳状态的心意交流，“学生乐学，教师乐教”）。空气的热胀冷缩是一种常见的自然现象，学生很少将这些常见的现象与科学联系在一起，也很少进行这方面的研究。所以我们在实验教学的过程中应对实验器材和实验方法做一些改进与重建，努力营造一个理想的“科学实验探究”课堂。

一、自制教学器具，激趣导行、别具匠心

“空气的热胀冷缩”这节课传统模式的引课方式通常用提问式：空气是流动的，又是看不见的，我们要怎样做实验才能清楚地观察到空气受热、受冷后体积的变化呢？还有其他引课方式，如用“喷泉”“乒乓球鼓起来”等演示实验引课。这些引课方式或缺乏趣味或少了新奇，对激发学生的实验探究兴趣作用欠佳。

为巧设悬念，促使学生产生实验探究兴趣，我自制教学器具，演示“魔术般”实验：“易拉罐自动鼓凹”。我先将底部戳孔的易拉罐底部朝上放入热水中，让学生数到20，后故弄玄虚一番说太烫了不敢用手拿，要换用一根牙签将易拉罐提起来，后放置在桌面上（与另一满罐的作对比观察）默数10，9，8，7…观察易拉罐的变化，学生会看到易拉罐自动变凹并听到“咧咧啦啦”的声响。神奇吧！再将易拉罐放入烧杯中淋上热水，发现易拉罐又鼓起来了。让学生讨论引发易拉罐鼓凹现象的原因。学生猜可能是因为罐体（铝材料为主）的热胀冷缩引起的，可能是空气的热胀冷缩引起的，可能是罐中留余液体的热胀冷缩引起的（让一生掂量和摇动了两罐饮料后，发现浸入热水中的那罐只剩少量液体），可能是三者一起热胀冷缩共同引起的……

“小魔術”实验引课，学生活跃而和谐，并在引课的过程中进一步感受到了科学的原理和魅力，这离不开别具匠心的教学器具的自制。这样的实验使师生达到最佳状态的心意交流，“学生乐学，教师乐教”，营造了和谐的课堂。

二、巧设演示实验，精简准备、一目了然

教材中探究空气的热胀冷缩实验设计如下：套有气球的空瓶浸入常温水中、热水中、冰水中，观察气球的鼓凹变化，证实空气有热胀冷缩的现象。若作为学生分组实验开展，势必要准备热水、冰水、常温水，特别是热水要够热，且冰水的准备和保存都成为麻烦。三种水改装在塑料材质的烧杯中进行实验会相对安全，但热水的准备和实验操作安全问题不可小视，而且感觉取材也有诸多不便。于是，我将上述实验设计定位为教师演示实验。为提高时间的利用率，我就在课前准备好套有气球的三个空锥形瓶，课前放置好冰水和常温水，热水用时再倒避免因热水水温不够高导致热胀不明显。热水中气球鼓起现象非常明显，全班同学都能一眼看清；在冰水中气球凹陷程度与常温水中的气球对比外形，同学们也不难识别。

因此，若实验现象明显，教师演示操作全班同学一目了然，但取材不便的实验何不设计为教师演示实验，这也是改进实验操作形式，节约成本，提高课堂效率的真实写照。这样的实验设计不减参与度和有效度，而教学投入却大大减少 ，从而提高了效益度，正是我们所追求的“三高”课堂。

三、重建实验环节，激活思维、事半功倍

实验改进重建原则：取材方便、成本低廉、现象明显。于是我重新设计了一个学生分组实验：针筒实验。小组实验器材：一支塑料针筒、冷水、热水、两个塑料小烧杯、红墨水。实验操作步骤：（1）拉伸针筒使空气进入针筒；（2）手握针筒外壁，将有空气端浸入滴了红墨水的热水中，边观察现象变化边数到20后，从热水中快速拿出，观察针筒中有无现象变化，并且快速浸入滴了红墨水的冷水中，同上观察。分组实验后同学们能发现共同的实验现象：浸入热水中针筒口冒气泡，浸入冷水中数到20再取出发现有水（水中滴红墨水，现象更明显）倒吸入针筒。

“兴趣并不在于认识一眼就能看见的东西，而在于认识深藏的奥秘”——苏霍姆林斯基。所以这个重建的分组实验设计重在学生的思维跟进及多元化呈现。分组实验交流中能培养学生良好的学习习惯，有人情味、科学味，能为学生的思维激活、科学探究提供良好的环境，追求突出人文的课堂。

检验我们科学教师引领的“实验探究”是不是真正的“科学实验探究”，要看我们引领学生进行的“实验探究”是否“像科学家那样进行科学探究的过程中，体验学习科学的乐趣，增强科学探究能力，获取科学知识，形成尊重事实、善于质疑的科学态度，了解科学发展的历史”，那肯定是有效的！本文以“空气的热胀冷缩”一课为例，浅谈了对自制教学器具、巧设演示实验、重建实验环节、更换同类器材这四个教学环节的改进与重建策略。激趣导行，别具匠心！精简准备，一目了然！激活思维，事半功倍！简便明显，一举两得！……科学实验教学应注重精心设计组织教学情景、方式方法和过程，促进学生最优化地、可持续性地发展！许纪霖教授说过：我改变不了这个世界 ，但我可以改变我的课堂！

参考文献：

[1]田建国.立德树人（全面实施素质教育系列讲座）[M].石油大学出版社，2009.

[2]郝京华.科学（3-6年级）课程标准（实验稿）解读[M].湖北教育出版社，2006.

[3]李全睿.小学科学教学方法现状研究[D].东北师范大学，2012.

[4]雒鹏程.小学科学教学中培养学生良好的学习习惯[J].改革与开放，2009.

[5]肖菊连.小学科学教育存在的问题及对策研究[D].湖南师范大学，2012.

[6]胡月华.浅谈画图方式在小学科学教学中的应用[J].吉林教育，2011.

[7]沈健美.关于教师“教材二次开发”的研究[D].杭州师范大学，2011.

[8]徐小军.“画”出思维 “图”出精彩：谈小学科学课堂中学生的“画图”现象[J].新课程导学，2013.

编辑 赵飞飞endprint