巧用器材是實驗增效的捷徑

一、實驗器材要簡單實用。

實驗的主要目的是要發現有用的規律和現象，因此準備器材不應考慮花哨等華而不實的方面，而應該結合實際(每節實驗課都要準備，教師也會產生倦怠)考慮器材獲取是否方便快捷，是否能產生明顯的實驗效果。

如《擺的研究》我預設的教學目標之一是讓學生通過實驗認識擺的快慢與擺錘的輕重和擺幅的大小無關，與擺繩的長短有關。在準備實驗器材時，我就選擇了三樣簡單實用的器材：擺線3根、支架1個和重物3個。擺線是比較容易得到的風箏線；支架是每個學校都有的鐵架臺；重物就是常見的鉤碼。之所以選擇這樣三種材料，原因之一：這些器材比較容易達到實驗目的；其次，材料也容易獲得，減少了找材料的麻煩；再者，學生對材料很熟悉，實驗時不會去關注這些器材是什么材料做的，有什么特別吸引人的特點等，而會把更多注意力集中到怎么做好實驗上。經過實踐，我發現這些器材在準備和發放使用的過程都比較方便，特別是實際教學《擺的研究》時，也起到了十分理想的教學效果。

二、實驗器材要巧妙運用

在實驗教學中，每一種器材都是花了一定心思和心血獲得的，所以教師要盡可能發揮已有器材的最大作用。只要盡可能用好、用足、用巧，一定會產生意想不到的效果。下面以《擺的研究》為例，談談我準備的3個鉤碼、3根擺線、1個支架，分別在“導人”、“新授”、“鞏固”和“延伸”四個環節中是怎樣發揮獨特作用的。

導人時，我讓學生先觀察兩個對比實驗：(一)擺線長、擺錘輕(1個鉤碼)、擺幅太；(二)擺線短、擺錘重(2個并排的鉤碼)、擺幅小。擺擺動起來后，學生很快就自己發現了問題：為什么兩個擺擺得快慢會不同呢?擺得快慢是否和擺線長短、擺錘輕重、擺幅大小有關呢?這些問題強烈地刺激了學生探究的欲望，也為下一步展開實驗探究奠定了情感、思維等方面的基礎。可見，簡單的器材也能發揮“激趣”、“激思”的作用。

新授時，為了引導學生認識擺的快慢是否與擺幅大小、擺錘輕重、擺線長短有關，我就讓學生根據有限器材自己設計實驗。通過反復討論和交流，學生很快發現：設計擺的快慢是否與擺幅大小有關的實驗時。只要用1根擺線、1個鉤碼J個支架就行；設計擺的快慢是否與擺錘輕重有關的實驗時，只要用1根擺線、3個鉤碼、1個支架就行；而設計擺的快慢是甭與擺線長短有關的實驗時，只要用3根長短不同的擺線、1個鉤碼、1個支架就行。這樣的設計簡單易行、思路清晰，不留半點拖泥帶水的含糊。學生通過實驗很快就能認識到擺的快慢只與擺線長短有關，與擺錘輕重和擺幅大小沒有關系。可見，這些簡單的器材不僅發揮了“高效”的作用，也充分培養了學生“統籌”、“分析”、“設計”等多種實驗能力。

鞏固環節，在《擺的研究》教學設計中是一個比較難的環節。如何對學生初步獲得的知識和能力進行有效鞏固，我認為還應該立足于學生的現有實驗器材和實驗現象。為此，我在鞏固教學時特意設計了一個“對比結果、分析原因”的環節。教學時，我總是鼓勵學生在每次實驗數據產生時就對比數據。如研究擺的快慢是否與擺錘輕重有關時，盡管同一組的實驗結果是一致的，但不同實驗組因為提供的擺線長短不同，實驗數據也不同。于是學生思考到擺的快慢與擺錘輕重無關，可能會跟擺線長短等其他因素有關；當研究到擺的快慢是否與擺線長短有關時，學生也很快得到了統一的結論：擺線越長，擺得越慢；擺線越短，擺’得越快。但學生在對比實驗數據時又發現，同樣是最短的擺線，各組擺動的快慢仍然不同。于是我進一步讓學生尋找原因，經過仔細分析學生肯定地認為各組最短的擺線也有長短，于是一個“尋找最短和最長擺線”的探究活動在學生分析對比實驗數據時又產生了。這樣的活動既是教師有意設計，又來自學生的真實發現，還對鞏固學生獲得的知識能力和進一步激發學生科學探究興趣，起到了積極效果。

教學延伸是教學開放性的一種重要體現，對進一步激發學生新的學習興趣和為下一階段學習做鋪墊有著積極意義。教學結尾，我依然讓學生用l根擺線、3個鉤碼、1個支架，再做一個對比實驗。第一次實驗：其他條件相同，擺錘只用1個鉤碼；第二次實驗，其他條件相同，擺錘用3個鉤碼，但掛鉤碼的方式與研究擺錘輕重時的掛法不同，不是并排而是上下連掛，擺錘變長。學生發現實驗的結果是盡管擺線相同，但長擺錘和短擺錘的擺動快慢不一樣了。是什么原因?為什么與原來研究的結果又“不同”了?一個個疑問又從學生心頭涌起，教師順勢引導學生課后研究，這樣巧用器材就極大地激發了學生新的強烈的探究欲望。

三、實驗器材要合理加工

實驗是一個學生喜愛、激動、樂于實踐的環節，也是驗證科學結論的重要方法。在實驗教學中，很多老師都會有這樣的感受：明明是很簡單的實驗，但學生一做，就問題多多。其中原因如學生實驗時的情緒、習慣等各種因索都會影響實驗效果，但我覺得器材的穩定性和合理性也至關重要。為此，我認為實驗教學前教師應該對實驗器材進行合理加工。

在《擺的研究》教學中，我提供的器材僅僅是3個鉤碼、3根擺線、1個支架，雖然非常簡單，但這些器材經過我的細致、合理地加工后。實際效果就有了明顯進步。科學教師很清楚，理論上擺線的長短是影響擺動快慢的唯一因索，但實際實驗中擺線的韌性、粗細、軟硬、長短……”以及學生實驗習慣和能力等，都可能影響實驗結果。為此，我在實驗前首先對擺線的材質進行了合理選擇，經過思考和嘗試，最終選用了柔韌度合理、牢度較好的風箏線；同時對3根擺線的長度上進行了更為巧妙的加工，其中著力關注到了三點：一是每組3根線長短有意設計得顯著不同，這樣擺的次數就會有明顯區別；二是根據學生實驗的能力和習慣可能與老師不同的特點，我經過反復估算和試驗，將擺線長度與擺的次數調整到學生實驗的最佳狀態，盡量避免出現太多影響學生判斷實驗結果的現象；三是不同組擺線的長短也有意設計成有區別，這樣為教學鞏固環節亮點呈現做好鋪墊。

(作者：蘇州昊中醫藏書實驗小學校長)