创新实验， 优化小学科学教学

刘婷

小学科学是以实验为主的学科，精心设计实验，让学生通过实验操作，对实验现象进行分析与整理、得出结论，并进行运用和拓展，从而获取知识和技能，提升学生的科学素养。因此，可操作的、成功的实验才是科学课堂教学的基石。但在教学实践中，我们发现有些实验的设计和实验材料的选用不合理、不科学。这就需要科学教师用好教材，进行实验研究和改进，从而促进科学学科的建设。教师对已有的实验做出有益的改进，并不断创新科学实验，从而提升科学实验教学的实效。通过设计简易、便于操作、有趣的、符合孩子们年龄特点的实验来诠释不同的科学原理，把复杂的问题简单化，让学生体验实验的快乐，不知不觉地迈进科学的殿堂，使学生的科学素养得到培养和提升。

一、实验材料的改进

教材中学生实验材料存在着一些先天不足，学生实验时缺乏可操作性，其结果就是浪费教师学生的精力和宝贵的时间，更可怕的是挫伤学生的科学探究积极性。因此，对实验材料的改进是实验设计改进和创新的主要方法之一，改进实验材料要容易准备、便于操作、价格低廉、能够代替教材中材料的功能，并能使实验的效果更好。

[案例1]教科版科学五年级下册《热》单元第6课《热是怎样传递的》有一个实验：热在金属条中的传递，给铁丝一端加热，观察铁丝上的火柴哪端先掉下来。通过实验让学生感知热是怎样传递的，让学生明白热是从温度高的一端向低的一端传递。

不足之处：虽然日常生活中我们都知道蜡烛燃烧时流下的蜡会在桌上凝固。由于蜡先要熔化成液体，然后滴在铁丝上，再往上粘火柴。但蠟的凝固时间快（指冬天，夏天正好相反），且熔化后黏性不大，所以很难粘上去，改用黄油或其他的油脂粘贴，但油脂的多与少也会影响实验效果，远端的可能先掉下来。因此不易成功。

改进方法：在这个探究活动中，我对实验装置进行了大胆改进，在铜棒表面涂上油墨或者变色指甲油，油墨或者变色指甲油遇热会改变颜色。用酒精灯在铜棒的一端加热，通过颜色的改变过程就能直观看到热的传递过程。实验解决了实验原型中粘火柴棒很不方便，并且容易掉，影响实验效果的问题。改进后的实验，便于操作、实用，而且减少了实验误差，实验结果很明了。

二、实验方法的改进

实验的方法多种多样，但是方法不同实验的效果就不一样。在实验设计时，我们采用方法简单、便于操作、效果明显的方法。随着时代不断发展，教材更新速度一般要缓慢一些，教材中一些实验的方法和步骤不能满足教学的需要，不适合学生的发展。这就需要教师进行实验方法研究，也可以引导学生进行实验探讨，找到更合适的实验方法，提高实验的成功率，找出解决问题的最佳途径。

[案例2]教科版五年级下册《热》单元第5课《金属的热胀冷缩》，探究钢条的受热后长度的增加。教材中用钢条受热后膨胀变长推动大头针倾斜来理解钢条的变化，但冷却后现象不明显。针对这种情况，我引用电路开关的知识，在电路中接入一根钢条和一块铜片，固定钢条和铜片，钢条和铜片之间留一个小的缝隙，使电路断开，然后用酒精灯给钢条加热，钢条受热膨胀后接触铜片，使电路闭合，小灯泡发光。停止加热，钢条收缩，离开铜片，电路又断开，小灯泡熄灭。通过小灯泡点亮和熄灭实验，能够清楚地观察到钢条的长度变化，理解钢条的热胀冷缩，现象直观明显，操作简单。

三、实验设计的创新

实验设计往往是教学中的难点，无论是教师精心进行的实验设计，还是小组合作进行的实验设计，无不体现智慧的力量。实验设计是经过深思熟虑比较成熟的想法，后续的工作都是以这个为纲，实验设计好了也就等于成功一半了。如果是对已有实验进行重新设计，就是一种创新，对以往实验的不足进行分析，找出原因，然后再找到新的方法去解决问题，就促进了实验设计最优化。这样，就能提升实验教学的实效，培养学生的动手能力和创新思维。

[案例3]在讲述《使沉在水里的物体浮起来》这一节时，我制作了“超能力”控制“潜水员”这一实验装置，课前向同学们展示，并装作很神秘地对学生说：“告诉你们一个秘密，其实老师有‘超能力哦！看——老师能用有魔力的手控制瓶子里的‘潜水员，我想它浮它就浮，想它沉它就沉……”学生们看见瓶中的“潜水员”真的“听我的话” ，惊讶不已，做出来各种奇妙的猜想！

制作步骤：

（1）在笔套下端绑一小段细铁丝，下端弯成钩状；

（2）铁丝下端绑一块重量适中的小铁片，恰好能使笔套在水中浮起；

（3）矿泉水瓶装满水，将“潜水员”竖直放入，盖上瓶盖。

演示步骤：

（1）手捏矿泉水瓶，用力挤压，“潜水员”下沉。

（2）手不用力，“潜水员”上浮。

（3）控制好力度，使“潜水员”上下运动和悬浮 。

实验效果：

学生爱上科学，展开丰富联想，积极探索奥秘，课堂氛围活跃。

实验过程中要求学生进行实验设计做到自己发现、合理设计、反复操作，保证了实验的科学性、独创性。因此，在设计实验中，暴露缺陷各不相同，为同伴提供了质疑的外部条件。

总之，科学实验教学改进与创新的途径是多样的，只要实验设计符合学生的发展，能够解决教学中的问题，材料便于准备、操作方便，教师就要多研究、多思考、多创新。同时实验的设计要能激发学生的学习兴趣，培养学生的创新思维，能加深理解事物的基本原理和运行规律，让学生在快乐中学习，在实验中成长。

【作者单位：常州市武进区实验小学 江苏】