科學實驗器材有效性的研究

摘 要：小學科學課要讓學生親身經歷以探究為主的學習活動。在探究活動中，實驗教學尤為重要，而選擇有結構的實驗材料則是實驗成功與否的關鍵因素。在實驗課教學中，要充分利用身邊的教育資源，多研究、多反思，選擇適合學生年齡特點，并使實驗有效的器材，在適當的時機去出示材料。一些實驗材料的使用能在課堂上起到畫龍點睛的作用，為一節課增色，使學生對科學概念的理解更有效，從而架起一道溝通的橋梁。

關鍵詞：有效教學； 有結構的實驗材料； 用教材教而不是教教材

中圖分類號：G623.6 文獻標識碼：A 文章編號：1006-3315（2013）02-083-001

筆者在剛開始從事科學課教學時，曾經有過這樣的笑話：在上《蠟燭熄滅了》一課時，用倒扣的杯子扣住燃燒的蠟燭，想證明杯中空氣燃燒完了，蠟燭就會熄滅的道理。但是由于選用的杯口不平，與桌面還有一些縫隙，從而導致扣在杯子里的蠟燭熄滅不了的現象。從此我認識到選用恰當的實驗器材，對于上好一節課的重要性。我以《空氣占據空間嗎》一課為例，談談怎樣有效地選擇實驗器材。

一、創設情境，有趣的實驗材料取得很好的效果

導入部分，我首先設計了“水中蠟燭燃燒的實驗”。把蠟燭點燃，放到水面上，看到它會漂浮在水面上，然后浸入水中，看到熄滅了。然后用一個大杯子，把它倒扣入水中，讓學生猜測，教師實驗，學生觀察看到的現象。當學生看到蠟燭在水底能燃燒時，會引起思維沖突，為什么能在水底燃燒呢？為接下來探究空氣占據空間做了鋪墊。引起學生的好奇心，使學生產生強烈的探究欲望。學生獲得積極的情感體驗，所以，學生只有在參與探究過程中去深刻體驗成功，體驗失敗，體驗質疑，體驗挑戰，才能真正探究科學。

二、化繁為簡，從身邊熟知的實驗材料開始研究

全日制義務教育《科學（3-6年級）科學課程標準》中指出：“科學課的目標設計要有用教材教的意識，這樣才能把科學探究、情感態度與價值觀的目標有機地和科學知識目標結合在一起?！痹谡n堂教學中我著重教給學生“提出問題→猜想假設→實驗證明→得出結論”的科學探究的學習方法。體現探究活動的層次性和嚴密性。在寬松的環境下，引領孩子們去親歷科學，大膽的參與到探究活動中來。趣味的課件、神秘的魔術、充分的材料，能讓學生有機會去想、去做；充足的時間能讓學生有機會去議、去說。在實驗中，創新了思維，動手能力表達能力都得到了培養。空氣怎樣占據空間？在多次試講后，我舍棄了課本中設計的烏鴉喝水、向瓶中吹氣、使水擠出瓶子的實驗，選取了塑料袋這個學生熟知的物體，讓學生想一想，怎樣讓空氣占據塑料袋的空間？學生都能想出辦法，如向塑料袋中吹氣，在空中揮舞塑料袋等。怎樣證明塑料袋里鼓鼓的就是空氣呢？有的學生設計用牙簽扎一個洞，有的學生設計把塑料袋放入水中，松開袋口，看它是否冒氣泡……有結構的材料，步步深入的提問，培養了學生的發散性思維。這個實驗設計的靈感來自于外國科學課例《袋子里面有什么》。與課本中的實驗相比，這樣設計比較直觀、簡便和符合三年級學生的年齡具體形象的思維特征，也體現了不是教教材，而是用教材教的理念。

三、建立概念，實驗材料的可視性起到關鍵的作用

幫助兒童獲得科學概念是小學科學課的一項重要任務。所謂科學概念，就是理解認識事物的本質特征，并能正確區分事物的本質特征和非本質特征，能透過現象看本質。空氣占據空間概念的本質特征是：空氣是占據空間的；空氣占據著空間，其他物體就進不到這個空間里去；只有空氣出去，騰出空間，其他物體才能進到這一空間里去。怎樣使學生準確地理解這一科學概念，我設計了三個教學環節：1.用塑料袋來研究空氣可以占據空間。2.用底部放有紙巾的杯子倒扣在水中，紙巾不濕的實驗證明空氣占據空間。3.往杯中倒水，杯中的空氣跑到聯通的氣球里，氣球鼓起來了，體現了化無形為有形的教學思路。在這個概念支持下的三個部分都有著各自的概念內涵，形成一個由科學概念聯系起來的活動鏈，在活動鏈中，學生的思維不斷地充實、覆蓋、拓展、深入和完善，這樣的教學環節可以幫助學生很好地建立空氣占據空間的科學概念。

四、手腦并用，讓學生在有結構的實驗材料面前深入思考

科學課強調讓學生親歷探究的過程，更強調讓學生經歷探究中的思維訓練，教師要引領學生用科學、嚴謹的思維來更好地驅動、發展他們的動作技能，促使學生的探究技能綜合提高。本課教學中，在學生認識空氣占據空間這一科學概念的過程中，始終有一條思維的主線貫穿在整個教學活動：通過杯子底下塞紙的實驗引起學生的爭論和猜想，可能是空氣的原因使紙不濕，空氣看不見，用學生內在的、廣泛深入的思維活動牽動他們外在的、有效的行為。用外在的、有效的行為開啟他們更廣泛深入的內在思維活動。猜想環節的設計非常巧妙，通過學生一步步的猜想和對實驗現象的分析，一環扣一環，環環緊扣，層層深入，訓練了學生思維的嚴謹性和連續性，提升了學生的原有認知，有效地促進了學生自己對空氣性質的認識，發展了學生的科學思維能力。

總之，實驗課教學一定要通過選取身邊的、學生易于理解的、有結構的材料，通過教學環節的巧妙設計，探究活動的有效開展起到事半功倍的作用。同時實驗材料的適時出示也很重要。每組要多準備幾個小筐，按照實驗順序適時出現材料，比一股腦把材料全給學生要好得多。特別是像磁鐵、注射器這樣的材料，適時出示可以防止學生無目的的在下面玩，影響聽課效果。在理解科學概念的過程中，滲透了一種正確認識事物的科學方法；在討論和交流中，使學生的思維步步深入，學生不斷修正自己的認識，不斷揭示事物本質，建立了正確的科學概念，提高了學生的科學素質。

參考文獻：

[1]《科學（3-6年級）課程標準》（實驗稿），中華人民共和國教育部制定，北京師范大學出版社，2001.7第33頁

[2]張紅霞著.《科學究竟是什么》，教育科學出版社，2003.12第38頁