实验器材的改进

〔摘 要〕 科学实验是科学教学的关键部分，学生通过实验可以在理解相关内容的基础上熟练掌握科学知识。小学科学教师要积极转变教学理念，适时优化和创新实验器材，使其能够成为一种重要的辅助工具，从而提高课堂教学质量和效率。本文分析了小学科学实验器材使用中存在的问题，提出了优化和改进实验器材的策略。

〔关键词〕 小学科学；实验器材；改进

〔中图分类号〕 G424 〔文献标识码〕 A 〔文章编号〕 1674-6317 （2024） 22 073-075

小学科学实验课程教学面临着诸多问题。例如：实验器材不能很好满足不同版本教材的需求，会严重影响课程教学的实际效果；一些实验器材有一定的操作难度，无法获得较明显的实验结果；分组合作难度较大，对于层次不同的学生，探究活动不能满足其实验需求；等。这些问题均对学生学习科学的兴趣和课堂学习进度造成较大影响，为此，探寻改进和创新小学科学实验器材的有效策略，以保证操作的可行性和实验效果，具有重要意义。

一、科学实验器材使用中存在的问题

（一）器材易用性较低

许多实验操作都要求谨慎小心，稍有不慎便可能导致失误。小学生受年龄制约，尚不能完成精细的操作，并对许多器材无法完成独立操作。如把多枚回形针悬挂于磁铁下的实验，手抖导致磁铁晃动，会碰落回形针，易用性较差。

（二）器材操作难度较大

在新课程改革的大背景下，小学科学教材也随之改版，原本中5～6年级的实验开始出现在1～2年级的课程中。例如，三年级上册中多次提到的火柴点火实验，就因为1～2年级学生的畏惧等因素，导致实验难度大增。

（三）器材使用受众面较小

实验通常分为分组实验和演示实验，有些学生可以单独完成实验操作。但不管是对教师还是对学生来说，实验器材制作难度都相对较大。如果制作方法相对简单，则会大大提高学生的探究兴趣，提高学习效率。

二、科学实验器材的改进方法

（一）把不同实验器材组合起来，使实验便于操作

在小学实验课上，学生由于对部分操作的了解程度相对较低，在实验课之前普遍存在一定的疑虑。因此，如何让操作更为简易，已经成为必须解决的关键问题。基于不同实验在解决方法上的不同，教师在实际工作中，应尽可能打破实验器材的限制，尽可能应用小学生熟悉的器材，并对不同实验材料进行灵活搭配，进而制作出新的器材，以此在保障实验时间的同时，更好地发挥不同器材的作用。

以三年级上册“空气”单元中“把针筒的空气压缩实验”为例：学生在实际操作过程中，可以一只手将出气端抵住，随后将杯子分别在开孔以及不开孔的情况下，倒扣入水进行实验。在实际开展针筒实验的过程中，由于空气的不断压缩，学生抵住针筒的一端势必会因痛感而未能将针口压住，导致漏气，进而给人一种空气过度压缩的假象，这会在很大程度上影响最终结果的准确度。在此过程中，可以通过使用橡胶帽堵住针口的方式实现解决问题的目的。另外一个实验则是通过应用橡胶帽将杯底的小孔完全堵住，如果第一个实验挪用这个橡皮塞，便可倒置针筒，用桌面直接把针口抵住。这样不仅能保证实验更准确，还能激发学生的探究兴趣。

再如，学习“让小车动起来”一课时，需要用到垫圈。该实验需要通过对比三种不同的情况，在三次实验中需要成倍增加垫圈数量，才能得出数据明显变化的情况，因此便给实验带来了一定难度——垫圈太多很难同时悬挂，而且也无法寻找数量较多的垫圈进行分组实验。因为实验只在第一次需要逐渐增加数量，第二次和第三次只需增加倍数即可，因此不一定非得用垫圈。根据实际情况，我们可以用吸铁石代替，其可以在用回形针做的钩子上直接吸住，并且找到一种一枚重量等于8个垫圈重量的圆形吸铁石，每组分几个吸铁石便可完成实验。

（二）寻找适合人人均可独立完成的实验材料

科学实验一般包括分组实验和演示实验，但也有部分实验适合独自完成。换言之，只要有充足的器材，一些实验无须几个人一组，完全可以独立完成，主要制约因素便是缺乏足够的器材。有的在课上无法有效完成的实验需要学生带回家做，这时保持人手一套器材就极为重要。超市货物种类齐全，只要用心，每位学生都可以寻找到适合自己的实验器材。

例如，在学习降水量相关内容时，不一定正好能碰上下雨天，而且即便碰到雨天，也不能进行一天实际降水量的测量。基于此，可在课堂上进行降水模拟实验，而要想达到实验的效果，就必须提前做好相应的准备。而且，需要学生提前在家中做好相关准备，随后在课堂上直接进行实验结果的反馈。在此过程中，学生必须提前准备好不同口径的雨量器。在准备雨量器的过程中同样有许多需要注意的问题，例如底部平整、上下口一致。而要想实现此目的，学生可以寻找盛棉签的盒子、牙签盒子或者彩笔的盖子等直筒容器，确保其底部平整。由此，很容易找到不同类型的容器，随后贴上刻度条，从而制成简单的雨量器。照此标准让学生去超市寻找合适的实验器材，不仅能够激发学生的创新意识，还能培养学生的探究意识。

再如，学习“空气占据空间”内容时，其中一个实验为：把长短不同的两根管子插入一个瓶子中，两根分别在水面上和水面下，分别从两头吹气，得到的结果也不相同。在课堂做这个实验时一般是教师做演示，让学生观察，不会让学生独立或分组实验。由于要自己制作器材，并且需在瓶盖上开只能插入吸管的两个孔，还要保证其气密性，所以制作相对较难，而超市里盒装酸奶正好能解决此问题。通过预留的小孔，吸管可以轻松地插入其中，而此时包装本身的气密性并没有受到影响。随后，可以喝掉一半酸奶，然后拔出一部分吸管，再用一根牛奶盒上的弯头吸管插入底部，弯头伸向前，这样从原来的吸管吹气，弯头吸管便会喷出乳酸奶。该试验每个学生均能在家单独完成，可较大程度地提高学生探究知识的兴趣，而且实验器材成本较低，每个学生都能参与。

（三）在白纸上做好标记，使实验具有可视性

小学科学实验所选择的实验器材不仅需要保证操作的便利性，还要确保观察的便利性。许多实验在开始之前，都应该提前依照距离以及位置做好器材的摆放工作，而且因为年龄的制约，小学生的细微操作以及观察能力都相对较差，在操作中难免会由于主观意识而出现失误，从而对实验结果的准确性造成影响。

例如，二年级“纸的承重”实验，一般是用两本词典把纸条架起，实验过程中要求两本词典保持相同的间距，教材中对两本词典间距的定位是中间可以再插入一本词典。实际上，在该实验中可以准备一张白纸，上边有两个打印好的方框，实验时要求学生按照方框的位置和距离与词典相对应即可。这样，用标记的白纸便能使承重跨度定位问题得到解决，而且便于学生观察其改变情况，还培养学生积极观察的实验意识。六年级“形状与结构”中也有诸如此类的实验，均可采用这种实验方法，把刻度打印好，可直接用来定量。

又例如，在二年级“磁铁的两极”相关内容的教学中，在实际开展磁铁不同部位磁性实验时，可以将一个条形磁铁排成一排并推动5个回形针进行平行推动。在此过程中，应该秉承先观察后吸引的顺序展开。在操作时，可以将5个回形针依照左右相同的曲线排列成一条直线，而且在此过程中，需要将磁铁的两极与头尾相互对齐，同时磁铁必须保证平行推进。这一系列要求均挑战着二年级学生的操作能力，而且学生也无法准确分辨出是否摆直了。如果我们直接取一张白纸，按照相同的距离打印好每个回形针的位置以及磁铁的位置，并按照一定的间距在中间画上许多条平行线，这样学生便可以根据辅助线摆放和操作器材，操作的准确性也会大大提高。

（四）动手改造适宜学生使用的易复制器材

在改进实验器材时，创新相对较难。在创新过程中要降低成本，还要保证其他教师看后也能自己制作，还要适合广大学生使用。在小学实验器材改进的比赛中，就有许多令人惊叹的优秀作品出现。但是，许多教具制作成本较高，制作起来费时费力，且只能用于演示实验，几乎不可能大量制作出来让学生使用。所以，我们在改进实验器材时要以易复制、低成本和能广泛使用为方向。以下笔者介绍一种曾经指导学生制作的易拉火柴盒实验器材。

在科学实验中，需要用到点火的地方较多，尽管打火机使用相对容易，但考虑到安全因素等，实验中点火器材仍然提倡使用火柴。随着新课改的不断推进，三年级上册出现了许多次需要点火的实验。三年级学生不管是身体还是心智均未发育成熟，火柴点火对于这个年龄段的学生来说挑战较大，而且许多学生怕火，火柴不容易划，且越划不着对火的恐惧会越大。使用易拉火柴盒，每个学生最多尝试一两次便能把火柴点燃。这种简单的方法，还能使学生克服对火的恐惧，提高实验操作的积极性。

具体操作方法：将火柴用两张磷片包夹住，随后用力地往外拉，由此火柴就能够被轻松点燃。原理：长期以来所使用的火柴盒都是在两侧分布磷片，但在实际应用中只能使用一面来划火柴。在此过程中，要想顺利点燃火柴，应以恰当的速度、力度以及角度才能顺利点燃。而易拉火柴盒的设计是通过将两侧的磷片放置到一起，使用过程中由于是两张磷片同时夹住，角度以及力度的限制也随之被降低。这种操作相当于将点火器材简化，而且能够充分激发学生的探究兴趣，很多原本没有兴趣的学生，兴趣也被点燃了。此类点火器材的设计，只需对传统火柴盒的磷片位置加以改变，整体成本较低而且实际应用相对简单。学生针对点火过程进行操作，使器材本身的受欢迎程度以及最终的实用效果都得到很大提高。

三、结语

小学实验是学生学习科学的重要基础，各类易获取、易观察和易操作的实验器材更是提高学习效果的必要条件。教师在开展小学科学课程教学时，必须充分发挥自身的创造力，针对实验器材进行科学、合理地改进。这不仅能提升学生参与的积极性，还能让学生通过实验更好地感悟学习科学课程的重要性，从而更好地达到素质教育的基本要求。

参考文献

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