优化实验设计提升科学课教学有效性

步敏

在积极推进和全面实施素质教育的今天，科学课的许多知识是学生通过动手实验去自主探究发现的，实验不仅是学好科学的一种重要途径，也是课堂教学很重要的组成部分。通过动手实验，学生对科学的求知欲和探索欲得到了激发，思维得到了训练，科学素养得到了提高。本文对科学教学中的一些实验设计改进谈谈个人的体会。

一、优化实验材料的选择，使实验更直观、有效

一切的科学探究活动都需要有实验材料，选取的材料是否合理对学生的科学探究活动有着很大的影响，选取对的实验材料，能够帮助学生正确理解科学知识，保证研究活动的进行，反之，则不能达到很好的效果。于是，本人把教材部分实验材料进行了改进，对实验进行了重新设计，材料便于操作且价格低廉，使实验的效果更直观。

（一）选择直观的材料

例如：苏教版五年级上册第二单元“光与色彩”第四课《七色光》，教材中主要有两个重点实验：白光的色散和合成实验，用镜子、手电筒等制造彩虹;制作七色陀螺，转动陀螺，发现七色光能合成白光。在上课之前，我和科学兴趣小组的学生进行了一系列的实验，发现在室内用手电筒制造彩虹效果并不明显，一般只能看到三种颜色，并且颜色比较淡，而在阳光下进行同样的实验，实验效果却非常明显，可以看到七种颜色。而三棱镜制造彩虹在室内、室外都比较明显，所以，最终我选择用三棱镜、手电筒来进行本课的实验。

对于光的合成实验，兴趣小组也做了一些尝试。现在小学生普遍使用油画棒来涂色，所以在进行陀螺实验时，兴趣小组的学生画了两种七色陀螺：第一种，把陀螺平均分成七等分，对陀螺进行涂色;第二种，根据收集到的光与色彩的资料，将红橙黄绿蓝靛紫七种颜色，按照45：27：48：60：60：45：80的比例分配。实验效果并不明显，实验室配备的七色盘上有七种颜色和白色，并且颜色重复多次，虽然转动转盘，七色盘的颜色会变成灰白色，但学生不能够很好地理解七色光能够合成白光。因此，通过查询资料并做了一系列的尝试后，我发现，当手电筒的光透过三棱镜形成七色光后，将凸透镜放在三棱镜前，透过凸透镜，七色光带变成了白色，这也能够很好地解释七色光可以合成白光。而牛顿当年使用三棱镜制造出七色光后，又使用第二个三棱镜，让第一个三棱镜产生的七色光平行穿过，结果，这时的七色光合成了白光。而在多次的尝试中，我发现，加第二个三棱镜形成白光的角度比较难调，对于学生来说操作比较困难，最终选择了凸透镜。学生已经知道了凸透镜能够汇聚光线，改进后的实验更加直观容易理解。改进后，学生通过观察发现，白色光通过三棱镜会分解成七种颜色的光。在进行七色光的合成实验时，根据白光透过三棱镜的光路，我主要指导学生将放大镜放在离三棱镜较近处，否则汇聚不到七种颜色的光。这样一来，学生就能够很好地理解光的分解和合成了。

（二）制作有趣味性的教具

例如：二年级上册《玩玻璃纸》这一课的内容，授课对象是二年级的学生。他们对科学充满着好奇心，对科学现象感兴趣，喜欢动手，喜欢“玩”，所以，制作一些直观的教具，让学生自己动手实验，能够很好地调动学生的学习积极性，帮助他们认识光与色彩。

本课主要有两个实验：给手电筒蒙上玻璃纸照娃娃的白裙子和透过不同颜色的玻璃纸看物体。在实际操作中，二年级的学生在给手电筒蒙上玻璃纸时会出现各种各样的状况，例如：“皮筋掉了”“皮筋断了”“玻璃纸绑不上去”等，大大降低了课堂的实验效率，学生的探究兴趣也大打折扣。于是，我设计了可旋转移动玻璃纸的实验盒，实验盒上方的玻璃纸可以移动，组合使用，侧面有不同颜色玻璃纸，在灯光照射下可以模拟舞台效果，同时也可以让多名学生从不同方位用手电筒照射玻璃纸，形成不同的光斑组合，并且，此实验盒也可以充当一个暗盒的环境，使得制造彩虹光影实验更明显。学生对此有着极大的兴趣，在观察时也更直观，且操作方便。

二、优化实验细节，使学生能够获得更完整的知识

细节决定命运，细节决定成败。小学科学实验课堂是由无数个细节组成的：材料选择的细节、实验指导的细节、实验过程的细节……老师要想在有限的课堂教学时间内，使学生获得相对完整的知识，只有在科学、合理地优化实验课堂教学细节方面下功夫。例如：在三年级下册《食物的旅行》中，第三部分的模拟实验中，用漏斗模拟口腔、气球模拟胃、软塑料管模拟食道和肠道，学生不能很好地理解消化液在消化过程中起到的作用。在这里，为了让学生更好地理解食物在小肠中的消化，我对这一部分的内容进行了演示实验，其中添加了用挂水袋制作的胆囊、用针管制作的胰腺，将里面有相应颜色的液体注入小肠，模拟肝脏分泌的胆汁和胰腺分泌的胰液，帮助小肠进行消化。作为一个课后作业，学生可以利用身边的材料来制作这样一个模型，带到课堂来进行分享交流。这既巩固了知识，又锻炼了学生发现材料与动手的能力。

三、结语

总之，优化实验设计对提高小学科学实验课教学效率，有著非常积极的影响。科学老师要在教学中勤思考、多反思，善于发现学生在操作过程中、理解过程中遇到的问题，从材料、方法等多方面不断地改进实验、优化实验设计，打造高效实验教学课堂。