立足教材，大胆创新改实验

赵琳谦

提高实验教学的有效性，核心在于实验。一个设计合理的实验内容和实验方法会促进实验发挥自身最大的有效性。目前教学中的实验均来自于教材，不可否认，教材是每一位教师不可或缺的教学资源。但是，在实际教学过程中，教师照本宣科，过分强调教材的“权威性”，对于教材提供的实验基本按部就班的完成。部分难以操作的实验或选择性避开，或用视频、课件演示，此等做法在很大程度上影响了科学实验教学的有效性。因此，教师要立足教材，教材中的实验有其存在的科学性和合理性，教材编写者在实验内容和编排上也是深思熟虑的。立足教材就是以教材实验的主要目的为根本出发点。与此同时，大胆创新，在教学实践中思考实验改进的必要性和可行性，对于较难的实验，创新改变实验操作方法，以此充分发挥实验的有效性。

【实例1】  《声音是怎样传播的》实验创新

实验选自教科版小学科学四年级上册第三单元第5课《声音是怎样传播的》。教材原实验以音叉放置在水面上，希望以水波启发学生理解声音是以波的形式传播，如下图1。但在实际操作过程中存在以下问题：

1.用音叉使水面产生波纹，对于四年级学生来说太难，不易操作;

2.用音叉激起水面波纹成功率低，水面波纹效果不佳，学生不易观察。而且容易造成水花四溅，实验结束后需要花费较多时间收拾，课堂时间利用率低;

3.即便实验成功，出现波纹，学生很难观察到水面波纹的扩散传播，对于声波向外传播的理解仍存在困难。

为了更好地让学生理解声音是以波的形式传播，将实验进行以下创新：

材料：铁架台、细棉线、音叉（256HZ）

操作：

1.将音叉组合完整;

2.将细棉线的两端分别系在铁架台和音叉上。如图2所示;

3.敲击音叉，仔细观察细棉线的变化。

实验原理：敲击音叉，音叉振动发声，系在音叉上的细棉线随着音叉的振动而振动，将振动放大并向外传播。我们可以观察到棉线上下波动产生的波纹，且波纹沿着棉线向外传播。学生通过观察棉线即可看到声波的传播。

操作说明：

1.棉线不易过粗和过细，实验中的棉线选自《小车》实验材料中，效果最佳;

2.敲击时另一只手稳住音叉，避免因音叉的晃动影响实验效果;

3.敲击前要将细棉线适当拉紧，棉线过于宽松则影响实验效果。敲击后效果图3。

【实例2】  《下沉的物体会受到水的浮力吗》实验改进

实验选自浙教版小学科学五年级下册，教材原实验旨在通过测出钩码在空气中、水中的重力，计算得出浮力大小。但實验操作过程中，存在以下问题：

1.操作不便：钩码扁平状的形状很难区分小部分和大部分，造成操作上的不便;

2.实验现象不明显：因为科学仪器中的钩码都不是很大，在此基础上区分小部分大部分浸入水中，造成我们读数的困难。因为浮力变化只是相差零点几，在我们精确度不高的弹簧测力计下进行读数，很容易出现错误数据;

3.排水量的测量。由于钩码的体积不大，所以不能引起太大的水位变化。而且在小学科学仪器中，能够较为准确地测量液体体积的只有量筒，学生无法通过烧杯准确地测量出排水量。

为了更好地理解浮力概念并测量，将实验做如下改进：

1.材料的应用。在烧杯能容纳的范围内尽量选择纵身较长的物体，如电池等。但为了与弹簧测力计连接方便，还是选择用钩码，不同的是需要三个或更多的钩码。将三个以上的钩码连在一起作为一个整体，浸入一个钩码作为小部分浸入，浸入两个以上钩码作为大部分浸入，这样进行体积区分就比较容易，读数区别也会相对大一些（如图4所示）。

2.利用杯口溢水法进行排水量的比较。本课要求学生能够明白物体排开的水量越多，受到的浮力越大这一知识原理。所以我们只需要比较出不同情况下排开水量的多少即可，不一定要测出具体的数值，这时候就可以用杯口溢水法进行排水量的比较，有条件的可以直接用溢水杯。如果一定要测出排开的水量，只要将小烧杯中的水倒入量筒中进行读数即可。

材料：大烧杯、形状较规则的小木块，小烧杯

方法：如图5所示，将大烧杯杯口一侧用木块垫起，杯口放一个小烧杯。将水灌满至杯口，物体浸入时，水即从杯口溢出流到下面的小烧杯中，小烧杯接到的水就是物体排开的水量。

本实验通过改进，呈现很多优点：

1.虽然还是用钩码，但将三个及其以上连起来的钩码看成一个整体，可以培养和提高学生的整体思维，能够打破思维的局限性，为今后认识事物、解决问题提供便利;

2.三个以上的钩码能够较好地区别浸入的体积多少，方便操作和数据的读取;

3.利用杯口溢水法进行排开的水量的比较和测量，首先在不增加其他科学仪器的前提下解决了排开的水量的比较问题;利用小烧杯获得排开的水量，将三种情况下的水量进行比较，学生能更直观地获得物体排开的水量越多，受到的浮力越大的感受;利用排水法测不规则物体的体积是初中科学的内容，而我们的杯口溢水法测排开的水量正是利用了排水法，小学阶段的科学能够为今后的科学学习奠定基础，更重要的是能够培养学生的类比思维。