试论小学科学教学疑难实验改进策略

【摘要】实验是小学科学课程的主要学习方式之一，是学生完善科学认识的重要手段，也是提高学生科学素养的重要环节。但在目前的教学中，还有许多实验在器材配备、操作实施、实验条件、学生认知等方面存在着一些不足与问题，导致教学效果低下。本文作者认为通过对实验器材的整合利用、实验步骤的简化、实验条件的优化、与信息技术的结合等措施，可以有效改进这些疑难实验，从而提高实验教学的有效性。

【关键词】小学科学疑难实验改进策略

小学科学是以实验为基础的学科，科学实验是学生完善科学认识的重要手段，也是提高学生科学素养的重要环节。教学实践证明，实验活动开展的是否顺利直接关系到教学的成功与失败，加强并改进实验教学可以培养学生学科学用科学的本领，是培养学生创新精神和实践能力的最好途径。而当前的科学实验教学，在器材配备、操作实施、实验条件、学生认知等方面存在着一些不足与问题，很多实验成了疑难实验，导致了教学效果的低下。但不管是哪一个原因造成的，如果不设法解决这些疑难实验，科学教学目标就难以有效达成，科学素养的培养也就成了空话。下面就结合笔者的教学实践，谈谈改进这些疑难实验的一些策略：

1.整合利用实验器材，提高材料的结构性

有结构的实验材料是学生开展科学探究的基础，学生进行科学探究活动，经历科学探究过程、体验科学探究的乐趣都需要运用实验材料。如果实验材料准备不恰当、甚至不科学，就会直接影响科学探究的有效性。

（1）“移花接木”整合器材，提高材料的适切度

在准备对比实验材料时，教师要比准备其它实验材料更精心。不管是几组实验对比，该相同的材料要绝对相同，该不同的材料的要绝对不同，尽量选择差距大的材料，只有这样，才能保证对比实验的现象有明显的差异。但在实际准备的材料的过程中，教师们往往会不自觉地把其他变量也改变了。在《摆的研究》一课中，用数量不等的螺帽来研究“摆锤重量是否与摆的快慢有关系”就属于这种情况。如果把螺帽换成沉浮实验盒中的小吊桶，里面分别装上体积相同的金属块和塑料块（或木块），就能有效克服多个螺帽相叠后体积也随之改变的问题，提高了材料的科学性，也保证了对比实验的严谨性。

（2）自制教具学具，扩充实验材料的资源

“巧妇难为无米之炊”，作为科学教师来说，我们的“米”便是材料，没有材料，我们的科学探究也就无从开始，没有材料，我们的科学课成了纸上谈兵，无法开展探究实验，无法完成教学目标。通过开展师生自主研发教具的活动可以有效解决材料的缺乏问题。

如《摆的研究》中的“摆的快慢与什么因素有关”的实验，要解决缺乏控制“摆幅大小”的器材这一难题，可以通过改进量角器的方法来解决，只要把半块量角器和一块三角板进行粘合，让三角板的一半垂直粘在量角器的0刻度线上，就能制成一个简单而实用的“摆幅控制器”了。实验时，只需把它夹在铁架台的横杆上，把摆锤拉开到一定位置后，让一名学生从侧面观察摆线所在的刻度，就能知道摆幅的大小了，从而顺利地开展相关的研究发现“摆的快慢只与摆绳长短有关”了。

（3）通过网上“淘宝”，优化实验材料的选择

如今网购越来越普遍了，既便捷又省钱，也节约挑选的时间。通过网上搜索，可以找到一些有用的实验材料，弥补已有材料不合适的问题，获得理想的探究效果。如《沉和浮》单元中需要的能多次使用的橡皮泥，是要那种以碳酸钙等原料为填料，以液体石蜡为油性成分，与甘油等配制而成的，通过网上查询，可以买到这样橡皮泥。

2.化繁为简实验步骤，降低操作的难度

实验步骤是学生动手操作的要领，实验前指导学生学习规范操作的步骤，有利于提高实验的成功率，使学生在有序的观察和分析中获得科学知识，培养科学素养。对于那些步骤表述比较繁琐的实验，教师可以通过引导学生抓每一步操作要求的关键词语，在理解的基础上将实验步骤适当地化繁为简，降低记忆的难度。用显微镜观察洋葱表皮细胞的活动，教师可以引导学生记住“三个一”操作要领，即：安放距桌边一掌；对光要目（目镜）物（物镜）通光（通光孔、光源）一直线；标本距离物镜一厘米。教师边演示边讲解这些要点，学生就很容易掌握并顺利观察到视野中的图像了。

3. 传统实验与信息技术相结合，解决学生认知困难

“课程整合”的教学模式是我国面向21世纪基础教育教学改革的新视点， 把信息技术与小学科学进行整合，主要是利用计算机接口技术、多媒体技术和虚拟仿真技术对实验进行数据采集、储存、处理和监控以及对实验进行模拟、重现的教学过程。开展计算机辅助实验教学研究，可以充分发挥信息技术的多种优势，与传统实物实验优势互补，化抽象为形象，解决传统实验教学模式中难以解决的一些问题，提高实验教学效率。

（1）通过虚拟实验提高探究效率

有一些实验需要亲身体验才能达到效果，当现实条件达不到时，用信息技术手段虚拟现实，也能让学习者有身临其境的“做实验”感觉，也能帮助学生深刻认识科学概，可以起到辅助教学的作用。

比如对声音高低和强弱的辨别，可以利用一些虚拟软件（如：频谱、虚拟示波器等）来测出声音频率，对声音高低（物体振动快慢）进行音高本质上的探索，通过对数据的分析，破解“声音高低”教学中的疑难问题。教学时，教师只要准备一台电脑、一个麦克风即可。通过麦克风采集声音，在软件中对声音进行分析判断，实时显示声音的频率，频率（HZ）越高，音高越高。此项实验能让学生通过直观的测试数据认识音高本质，还能提高学生的研究兴趣和应用现代科学技术解决实际问题的能力。由于计算机在家庭中的普及，让探究延伸到课外还会更好地激发学生的探究意识。

（2）借助多媒体技术拓展对实验现象的观察角度

小学科学中的有些演示实验，受实验条件（如仪器尺寸小、操作困难等）的限制，实验可的见度很低，特别是教室后面的学生往往不容易观察清楚。此时可利用多媒体技术辅助教学。如观察金鱼的呼吸、观察小电动机结构、解剖一朵油菜花等，教师在操作时可以运用视频展示台展示，后排学生也能观察得清清楚楚。有的实验反应速度过快，现象稍纵即逝，运用多媒体技术则放大实验的过程，只要学生的根据学习情况，控制播放速度和播放次数，使那些现象模糊的实验能一步步清晰起来。有的实验因条件限制不能完成。这些疑难实验则都可以通过CAI课件模拟演示，放大实验的过程。

实验教学作为科学教学中的一个重要组成部分，在提高学生的综合能力，提升学生的科学素养中起到了举足轻重的作用。通过对疑难实验解决来提高科学教学的有效性，是小学科学教师应该研究的重要课题，也是需要教师和相关教育部门长期共同努力的。