低成本 高價值

在當前科學課程教學改革中，倡導利用身邊隨手可得的材料進行科學探究活動，如用手摸木尺和剪刀，感受熱的良導體和不良導體；用摩擦過的梳子引起爆米花的亂撞亂跳來演示摩擦生電；用盛水的玻璃杯和白紙來觀察太陽光的顏色；用拉不動重疊書頁的兩本書來研究摩擦力等等。

1 科學課程低成本實驗的教育價值

1.1 激發探究興趣

對于實驗，學生大都具有強烈的操作興趣，希望能親自動手。科學課程低成本實驗，成本低廉，操作簡便，現象新奇，效果明顯，能滿足不同程度、不同個性、不同興趣的學生的探究需求，激發學生探究科學的興趣，深受學生的喜愛。

如教學《常見的動物》時，一些學生提出要研究蜘蛛，一些學生提出要研究青蛙。師生一道操作了“給青蛙催眠”和“蜘蛛上當”2個實驗，使學生了解了青蛙和蜘蛛的一些生活習性，激發了研究動物的濃烈興趣。

“給青蛙催眠”實驗：用手抓住青蛙，將它翻過身放在桌上，用手輕輕敲打它的肚皮，青蛙開始時掙扎幾下，隨后就不動了；過一會兒，將青蛙翻轉過來，輕輕敲擊它的頭部幾下，青蛙就蘇醒了。由此，學生知道了青蛙的催眠是一種自我保護的方式。

“蜘蛛上當”實驗：先將頻率為每秒鐘200次的音叉在墻上或硬物上碰撞一下，再將嗡嗡作響的音叉接觸蜘蛛網，可看到蜘蛛急不可耐地向音叉跑過來。在實驗中積極討論，既知道了“蜘蛛織好網后，會耐心地等待昆蟲的到來，一旦有昆蟲落網，蜘蛛就會通過網上傳來的振動，來判斷是什么昆蟲“的科學道理，也了解了“蒼蠅翅膀的振動頻率為每秒鐘200次，是蜘蛛的美食”的生活常識。

1.2 理解科學知識

科學低成本實驗雖在選題、取材、時空上都比課堂教學有更大的靈活性，但它始終是課堂教學的延伸和補充。只有緊密結合教材的內容而精心設計和操作一些低成本實驗，才能讓學生將所學的知識真正整合為個體的認知結構，才能使課本知識得到進一步的鞏固和提高。

如在教學《電和我們的生活》時，學生們提出了很多問題：電看得見嗎？能不能用口嘗？能不能用手摸……教師引導學生積極探索，共同設計和操作如下2個實驗，讓學生深刻地理解電的科學知識。

“品嘗電的味道”實驗：將一塊鋁箔和一塊銀片重疊在一起，用舌尖舔舔它們重疊的地方，舌頭會感到微麻，同時也嘗到了一絲濃濃的香味。原來是把自己的舌頭變成了一塊電池，電子從鋁箔經唾液到達銀片，然后從銀片與鋁箔接觸的地方直接返回鋁箔。當電子經過舌頭時，它們會刺激味蕾中的神經細胞，這樣就嘗到了電的味道。

“觸電的感覺”實驗：先用鐵釘在鐵片的中心打一小孔，用絲線穿過把它拴住；然后用毛皮用力摩擦塑料盤的內側，用手提著絲線的一端，把鐵片放入塑料盤內，用手指去接觸鐵片。當用手指靠近鐵片時，會有微麻的感覺，同時可看到電火花，并聽見放電的聲音。原來是因為鐵片放進塑料盤內時，塑料盤上的電荷就會聚集到鐵片上，因而手指靠近鐵片時，就會有微麻的感覺，也能看見電火花，聽到放電聲。

1.3 提供探究空間

科學的本質是探究，是不斷地追求真理和修正錯誤，是不斷地創新。低成本實驗的材料雖然簡易，但要把事物的現象說明白卻不那么容易。而且，越是簡單有趣的現象，有時解釋起來越是費事。所以說，通過低成本實驗，將科學探究引到學生身邊，為學生提供廣闊的探究空間，能使學生通過類似科學家的探究活動，來理解科學概念和科學探究的本質。

如“蜜蜂的數學才能”實驗：將濃白糖水倒一些在小瓷盤里，第一天，把糖水盤子放在離蜂巢約5米遠的地方；第二天，把糖水盤子移動到比原來遠1米的地方；第三天，在第二天的基礎上，將盤子再移遠1米的距離……這樣依此類推，蜜蜂就會在應該放置糖水的新位置處等候。又如“倒翻陀螺”實驗：在剖成半球形的乒乓球的剖面中間澆上一些蠟油，粘上一根火柴，火柴梗的露出端不能太長，制成“倒翻陀螺”；將“倒翻陀螺”的圓底著地，快速旋轉起來，當陀螺圓底著地轉到快結束時，陀螺突然自動翻個筋斗，作轉柄在下、圓底在上的旋轉。這樣的實驗怎么解釋呢？學生查資料、問老師、找家長，好像都不能圓滿回答，更加激勵他們認真學習，深入探究。

1.4 培養科學品質

有些科學實驗需要學生進行較長時間的觀察、對比和研究，對于培養學生的耐心、毅力等科學精神很有作用。如“塑料袋內掛滿水珠”實驗：先用塑料袋把一株花盆里的植物從莖的基部以上全部包起來，用膠帶扎緊，不要漏氣；然后將包好的植物放在陽光下曬4—5個小時，仔細觀察會發現塑料袋內掛滿水珠。學生在長時間的觀察和實驗中，知道了植物根吸收的水分除一小部分被植物利用外，大部分由于蒸騰作用，從葉表面的氣孔排出體外，粘附在塑料袋上。

有些實驗不會一帆風順，當實驗不成功時，需要學生自己去分析失敗的原因，改進方法，重新實驗，直至成功，學生應在一次次的失敗與改進中，培養一絲不茍、嚴謹求實、追求真理、敢于創新的科學品質。如“瓶子里的幽靈”實驗：在玻璃瓶里倒入滾燙的熱水，3分鐘后，將瓶里的熱水倒掉，把氣球迅速地套在瓶頸上，將冷水澆在瓶腹上，發現氣球被一只看不見的魔手“抓”進了瓶子里。在設計這個實驗時，學生一般要試做多次，才會獲得成功。一些學生在選擇倒在玻璃瓶的水時，剛開始用冷水，不成功；又選用一般的熱水，還是不容易成功；最后選用滾燙的熱水，才獲得成功。對于選擇多長時間將瓶里的熱水倒掉，他們也經過多次的試驗，才確定“3分鐘”比較適宜。這樣，學生優秀的科學品質就在一次次的試驗和改進中得到培養。

1.5 培養學習能力

1.5.1 觀察能力

觀察是實驗的開始，是學生獲得感性認識的源泉，是掌握科學方法的基礎。學生要對事物發展變化進行觀察，如觀察“晾干衣物”實驗：在有風的天氣，將2塊濕毛巾分別放在晾衣繩和塑料桶里，可發現“有風、顯露的面積大”能加快蒸發的速度。也可以對自然現象進行觀察，如用放大鏡觀察雪花，可發現雪花是由許多單個的雪晶體構成的。在實驗和觀察活動中，學生的觀察能力得到很好的培養。

1.5.2 動手能力

勤于動手、擅長動手是實驗的關鍵。學生在尋找材料、繪制設計圖、操作實驗過程、改進實驗中無不要手腦并用。同時，學生在實驗過程中既要學會操作，更要大膽操作和創新性的試驗，其動手能力才能得到明顯的提高。如學生在玩“甩漂漂石”的游戲中發現扁平、光滑的石塊作快速的水平運動時能漂在水面上，垂直落下則沉于水底。這種現象使學生聯想到：塑料盤子平放在水面能漂浮在水面上，如果將塑料盤子豎直地放進水里會怎么樣呢？于是馬上動手試驗，以證實自己的想法，還用浮力產生的原因解釋這個現象，學生的動手操作能力得到很好的培養。

1.5.3 創新能力

培養有創新能力的學生是每個教育工作者義不容辭的責任。開展科學課程低成本實驗，首先，必須利用生活中的常見物品來代替實驗室中的儀器，這就要求學生充分發揮自己的創新思維，尋找可以替換的器材。例如“筷子提米”實驗中，用普通的水杯很難成功，學生想到了用塑料杯來做這個實驗。

其次，有了器材還要動腦精心設計，用簡單的實驗來揭示科學原理，這需要學生具有創新能力。如學生有幾枚硬幣，銀行的工作人員卻說有2枚硬幣是假的，怎樣用實驗來鑒別呢？在知道了假硬幣是鐵做的時，想到了用磁鐵來做這個實驗：將2本書疊在一起放在桌子上，把第3本書靠在2本書上，形成一個斜面；把條形磁鐵放在這個斜面的中間，讓硬幣沿著磁鐵滑下“斜面”，滑到“斜面”下方的是真硬幣，被吸在了磁鐵上面的是假硬幣。

再次，需要學生主動地思考實驗現象產生的原因，培養學生分析問題和解決問題的能力，促使學生逐步養成能思善想的探究習慣。如一位學生在家里打開果醬瓶蓋時，家長讓他將果醬瓶放在熱水龍頭下，用熱水沖果醬瓶的蓋子30秒鐘，然后打開。經過試驗，果然可以不費力地打開果醬瓶的蓋子。這是什么原因呢？家人無法解釋，這位學生自己到學校圖書室去查閱資料，知道了果醬裝瓶的過程，結合學習過的熱脹冷縮的知識，理解了這個實驗現象產生的原因。

2 科學課程低成本實驗的教學應用策略

2.1 結合教材，隨堂實驗

光靠教材中介紹的實驗，遠遠不能滿足教學需要，特別是在一些教學的重點、難點上，沒有實驗，光靠教師在課堂上反復講解，往往很難達到滿意的教學效果。此時，教師如果能根據需要，巧用學生所熟悉的材料，操作一些使學生有親切感、新奇感的科學實驗，增強學生的感性認識，學生就很容易理解接受，難點就能迎刃而解。如教學《磁鐵的磁性》時，學生對磁鐵周圍存在著磁場很難理解，這時學生自己操作“看得見的磁場”實驗：把磁鐵放在桌上，將塑料盤子放在磁鐵上面，再把鐵屑適量地撒在塑料盤子里，并不斷地用手敲擊塑料盤，可看到塑料盤上的鐵屑形成了一個圍繞著磁鐵向外散開的圖形，磁場的分布情況就形象地展示在學生面前，這同時也就攻克了教學難點。

2.2 配合練習，同步實驗

一道好的習題，其本身就是一個科學問題，是人們根據實踐或實驗編制出來的。如果在遇到一些較抽象的難解習題時，適當配合同步的科學實驗，將習題所依托的問題情景再現出來，使學生身臨其境，動腦動手，觀察思考，就能幫助學生做好習題。如有一道這樣的習題：將鐵釘刺進汽車輪胎，輪胎會爆裂嗎？學生由于沒有這方面的生活體驗，根本無從答題。師生共同設計、操作了“刺不爆的氣球”實驗：將氣球吹大，用細線扎緊氣球口，并在氣球表面上貼上一小片透明膠帶；用針從透明膠帶上刺穿氣球，發現氣球里的空氣慢慢地從針孔里漏了出來，沒有發出“砰”的響聲。這是由于透明膠帶比較結實，能抵抗壓縮空氣的力量，所以空氣是慢慢地漏出來。這樣，學生就很容易知道上面這道習題的答案了。

2.3 科技活動，課外實驗

課內教學內容畢竟要受到教學大綱的限制，而課外科技活動無論在內容的深度、廣度上，還是在活動的方式、方法上都有較大的靈活性，能夠搞得豐富多彩，更大限度地發展學生的興趣和調動他們的學習主動性。教師要引導學生充分利用課外時間，巧用身邊隨手可得的物品，因地制宜地開展豐富多彩的課外科學實驗活動，使實驗向課堂外、向家庭、向更大范圍擴展，讓學生學得主動，學得扎實，學得靈活，學得愉快。如學生在“冰的探索”的科技活動中，學生開展冰的探索，設計和操作有關冰的實驗。

“結實的冰球”實驗：把雪捏成一個堅硬結實的小球，然后把它放在冰柜里半個小時，取出時雪球變成一個小冰球。“水在冰柜里膨脹”實驗：裝滿水的塑料瓶，放到冰柜里，半天后取出，塑料瓶里的水結成了冰塊，膨脹到了瓶口外。“冰塊溶化”實驗：在托盤上放置一個杯子并放入一塊冰，然后往杯中倒滿水（冰塊的一大部分會高出水面），等待冰塊溶化；當冰塊融化后，水不會溢出杯子。通過一系列對冰的探索活動，學生不但可以了解冰的特性，還可以在活動中培養科學的態度和創新的能力。

2.4 節假日期間自主實驗

節假日期間有比較充裕的時間，這正是學生開展低成本科學實驗的好機會。在教師和家長的鼓勵下，學生可以利用身邊物品和廢舊材料，自主設計、制作出很多妙趣橫生的實驗，體現奇思妙想的樂趣。如利用水和家里常見的物品，自己創作和操作很多有關水的科學實驗，如巧換魚缸水、渾水自動變清、會“爬”的水、水變“膠水”、水拱成“山”、用水吸水、不漏的水等70余個有關水的實驗，由此認識水的好多作用。

科學課程低成本實驗的形式靈活多樣，內容豐富多彩，材料隨手可得，類型和層次千差萬別，能滿足各種不同學生的需要和愛好，非常適合學生自主開發和動手操作，發展學生的個性特長，培養他們的創新意識和實踐能力。因此，開發和應用低成本、高價值的實驗并應用于科學教育，是科學教師進行科學實驗教學需要探索的新的思路和方法。