“玩气球”改进实验设计

陈 樊 贺 雪

湖北省襄阳市樊城区教育局(441000) 湖北省襄阳市大庆路小学教育集团(441000)

古人曰:“人活一口气,人以天地之气生。”气为何种物质也？其实气并不神秘，它在生活中处处存在，与我们的生活密切相关。“玩气球”是鄂教版小学科学4年级的学习内容，本实验旨在引导学生借助气球，进行实验。让学生清楚地观察、认识空气能占据空间且会流动，为学生揭开空气这种自然物质性质的神秘面纱。

1 教材原型

“玩气球”一课中共设计了2个实验。

实验一是找空气实验，研究空气的存在。让学生通过塑料袋抓空气等方法找出哪些地方有空气。

实验二是探究空气的性质实验。实验中将1个气球放入塑料瓶中，将气球反套在瓶口上扎紧，用力吹气球，气球不能被吹起来。而用剪刀在瓶上扎个小孔,就能轻易吹大气球。这一对比实验让学生感知空气会流动且占据空间。

在实际操作中，笔者发现教材实验还存在着一些不足，致使实验效果并不理想，主要表现在以下几方面。

(1)实验中收集的空气不容易被“锁住”。

(2)教材实验材料不卫生、不安全，不利于学生健康。

(3)学生对空气占据空间、会流动的认识不够充分。

2 器材改进

针对教材实验的不足，笔者在教学实践中，对探究空气性质的实验进行了改进与创新。

2.1 改进的实验器材

输液管、气球、打气筒、装满水的瓶子、量杯、铁架台。

2.2 实验器材的改进方法

(1)空气控制器的制作

从药店购买输液管，把气球套在输液管一端的管口上，利用输液管自带的输液控制阀来控制进出气球的空气。

(2)空气喷泉实验器材的制作

先准备1个装满水的塑料瓶，再在瓶盖上钻2个小孔，最后插入带有橡皮塞的管子和空气控制器。

(3)探究空气性质实验器材的制作：

在2根带有开关阀的输液管的一端分别套上1个气球。在1根带有开关阀的输液管中固定1根红绳并套上1个气球。

3 创新实验

创新后的实验按照提出问题——学生猜测——实验观察——记录现象、分析结果——发现规律(得出结论)的过程组织教学，具体实验过程如下。

3.1 实验一：空气喷泉，探究空气性质

教师准备1个装满水的塑料瓶，用打气筒吹鼓气球，并将输液开关阀的开关锁住。提出问题：怎样让气球内的空气跑到瓶中？学生展开想象，小组讨论。学生提议：可以把气球和瓶子连接起来。按照学生的提议，把气球和瓶子连接起来，打开开关，气球却没有发生变化。这是怎么回事呢？学生认为是瓶中的水占据了瓶子的空间，导致气球内的空气无法进入到瓶中。一个学生取下塑料管上的橡皮塞，使瓶中的水通过吸管向外引流，形成喷泉，同时气球慢慢瘪下去，如图1所示。

图1 创新实验一

这一奇妙的现象，激发了学生的探究热情。通过思考，学生得出结论：气球里的空气进入瓶内，把瓶中的水挤出来了。在兴味盎然的探究过程中，学生明白了空气会流动并且占据空间。

3.2 实验二：气球接力，感知空气流动

教师出示1个吹足气且装有水的气球和1个没有气的气球，提问：“不借助其他力量，怎样使瘪气球也鼓起来？”通过小组讨论，学生想了很多办法，其中最简单有效的办法是把2个气球连起来。在学生对这一方法充满好奇的时候，笔者让学生动手亲自试一试。学生把两个带有输液管的气球连起来，打开开关阀时，学生观察发现：水顺着输液管向瘪的气球方向流动，瘪气球鼓起来，同时吹足气的气球变小，如图2所示。学生兴奋地说到：“我看见空气流动了！”……不等笔者提问，学生已自告奋勇地汇报着各自的发现:空气会流动且占据空间。

图2 创新实验二

3.3 实验三：自主实验，体验探究快乐

学生的探究欲望已被彻底点燃，他们已经不满足于当前的这些实验方法。有的学生提出：如果把两端的气球都吹鼓起来，再连接，会有什么现象发生呢？还有的提出：只需要一根带有气球及开关阀的输液管是否可以证明空气具有流动性……笔者鼓励他们用实验去验证自己的猜想。

4 实验反思与评价

(1)实验材料常见易得，制作简单，易于推广，且实验效果较好。尤其是空气控制器的制作，更容易掌控进出气球内的空气，实验可控性强。

(2)操作方法简单，过程安全，趣味性强。学生自主动手实践，亲眼见证了空气具有流动性且占据空间的性质，体验着科学探究带来的快乐。

(3)改进后的实验使实验现象更为形象、直观，让空气这种无形的物质“有形化”，从而使学生从直观的实验现象中得出结论，增强了实验的可信性，便于学生理解与接受。

小学科学特级教师章鼎儿说过：“要把课堂还给学生，要给学生足够的探究活动时间。”实验教学中，笔者立足学情，通过新颖、有趣的实验激发学生的科学探究兴趣，使学生真正成为学习的主人。