如何組織學生有效實驗

摘 要：《義務教育科學課程標準》中指出“科學學習要以探究為核心”，科學探究既是學生學生的主要方式，也是科學教學所要達到的一個目標。而實驗則是學生開展探究活動的一個主要陣地，通過提高實驗教學的有效性更有助于學生開展科學探究活動。以《擺的研究》為例，從理解教材，優化實驗材料；加強指導，提升實驗質量；交流反思，加深實驗的印象三方面來闡述了如何提高實驗的有效性。

關鍵詞：實驗；有效；優化；指導

提起科學實驗課，學生最快樂，教師最頭痛，實驗教學課堂很難把握和控制。主要集中表現在：開展實驗活動前，學生注意力集中到實驗器材和材料上，個別學生急于動手；實驗時，不按要求操作者，搶先操作者，旁觀者，閑談者……比比皆是；學生做實驗沒完沒了，浪費大量時間，結果是一節課熱熱鬧鬧，掌聲笑聲都能聽得到，氣氛熱烈又踴躍，但一次探究活動下來，學生什么結果沒得到，學生下課后，材料和儀器擺得到處都是?？茖W課實驗很多，提高實驗的有效性是作為一名科學老師急需思考的問題。下面我想以《擺的研究》這一課為例，粗淺談談如何組織學生有效實驗？

一、理解教材，優化實驗材料

《擺的研究》是教科版小學科學五年級下冊《時間的測量》單元的第六課。本課讓學生經歷運用“假設與搜集證據、控制變量”的方法解決問題，五年級的小學生雖然接觸過擺，但是對于擺依然很陌生，特別是關于“擺”擺動的快慢與什么有關并不清楚，也正是因為說不清楚，這就為探究“擺”擺動的快慢與什么有關增添了動力。

教材要求做三個實驗：（1）改變擺錘重量的實驗（圖片用大小不同的螺帽）；（2）改變擺繩長度的實驗；（3）擺繩長度相同，擺錘有長短的實驗（圖片用木條）。實驗（1）（2）讓學生得出擺的快慢與擺錘的重量無關，與擺繩的長短有關，擺繩越短，擺動越快，而實驗（3）是讓學生明白真正的擺繩不只有繩。一節課如果讓學生完成三個實驗有點急，所以第3個實驗由老師做。

我覺得自己比較成功的是對教材進行了兩處地方改進：對于擺錘，教材推薦用大小螺帽表示輕重兩種不同重量的擺錘。如果讓學生準備材料可能有點難辦，最重要的是其實當兩根擺線長短一樣綁上大小兩個螺帽后，實際長度就會發生變化，大螺帽的擺線要比小螺帽長（因為大螺帽直徑比小螺帽長）。而且繩解下系上又浪費時間，也會出現繩長不完全相同，影響實驗結論。于是，我把螺帽換成了一串鑰匙（鑰匙扣和三個相同的鑰匙），這是一位學生在前一課“觀察自己的擺”實驗時自己做的擺，我看到以后覺得用它做擺錘很好，鑰匙做實驗材料，現成，容易辦到。改變擺錘重量只要從扣中拿出或放進一枚鑰匙就可以了，這樣完全做到不用動擺繩。對于第三個實驗用的木條，準備比較麻煩，我就用現成的4枚回形針，把回形針一枚一枚往下接就行了。真是由于這兩處創新，優化了實驗材料，為有效實驗節省了時間，減少了誤差。

二、加強指導，提升實驗質量

在課堂實驗中，小組合作探究的效果不盡如人意，原因往往是老師一宣布討論或實驗，前排學生唰地回頭，四人小組里，有的在說話，有的在摸器材，好奇、好動，靜不下心來細聽。所以明確實驗的要求和小組的分工是提高實驗有效性的關鍵所在。

在《擺的研究》一課中，為了使實驗有效，實驗之前我做足了演示和提示：

【片段設計】

1.課始，介紹了組成簡單的擺的各部分名稱：擺繩和擺錘。

師：上節課我們已經看到不同的擺每分鐘擺動的次數是不同的，那么擺的快慢與什么因素有關？請你猜想一下。

生1：我認為與擺錘的重量有關。

師：什么關系？

生1：擺錘越重，擺動越快。

生2：我也認為與擺錘重量有關，但是我覺得應該是擺錘越輕，擺動越快。

師：還有別的意見嗎？

生3：我認為與擺繩的長短有關，擺繩越短，擺動越快。

生4：可能擺繩越長，擺動越快。

生5：可能都有關系。

師：看來同學們的猜想挺多的，到底哪種正確呢？這就是我們今天這節課要研究的問題。（出示課題）研究的方法是“對比實驗”。

2.出示帶有3枚鑰匙串的擺。

（1）如果要研究“擺繩”，我們要改變什么？什么不變？

如果用這個擺做實驗，怎么改變擺繩的長度，而保持其他不變？

演示：只要把擺繩往鐵架上纏繞就行。

（2）如果要研究“擺錘”，我們要改變什么？什么不變？

如果還用這個擺做實驗，怎么改變擺錘的重量，而保持其他不變？

演示：只要從環扣里逐一取下鑰匙就行。

3.學生分工。

在此實驗中，你認為怎樣分工比較合理？

任選一組請組長安排任務，一號計時，二號定擺，三號數擺動次數，四號記錄。上臺演示一次。

4.數數要求。

來回算一次，時間到但不到一次的都不算。計時同學一定要注意力集中，誤差不超過一秒，否則重數。

“改變擺繩和改變擺錘”中教師既要讓學生思考，又有引導、演示，把實驗過程細致化，這樣可以避免少走一些彎路，大大節省實驗的時間，把實驗的重點落到實處。任務分工到位，使每位學生參與到實驗中，避免出現一邊倒的現象：有的學生為實驗而忙碌，有的學生卻置身事外，說話、玩耍，使課堂陷入一團糟的境地。這樣讓不同的學生負責不同的任務，既能提升學生的自信心，同時又能發揮合作學習的作用，取長補短，共同提高。在實驗前做足功課，可以提高實驗的有效性。

三、交流反思，加深實驗印象

在《擺的研究》中，有兩張實驗表格：

15秒內擺動次數的觀察記錄

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15秒內擺動次數的觀察記錄

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學生實驗完成后，教師課件出示表格，請各組長匯報交流實驗數據和實驗結論。

在匯報中，結論是學生自己概括的，存在不完整的現象，教師出示一些學生提供的結論，讓學生評價，達成綜合性意見。

在實驗時，教師及時觀察每組的情況，發現有些組做得很快，教師特意把他們組的記錄表放在課件上，讓學生觀察上下兩張表格中的數據，你覺得他們組為什么做得那么快？原來在兩張表格中三倍重量的數據和三倍繩長的數據完全相同，也就是說兩排他們只做了一次實驗，他們覺得實驗重復，把數據直接抄下來就行了，做第二個實驗時直接做兩倍繩長了。教師豎起大拇指表揚了他們小組的成員。多好呀，在實驗中確實需要我們各顯神通，觀察創新。

實驗后的交流匯報，教師往往指向實驗結果，忽視對實驗現象和數據的分析和解釋，當學生說出結論后，往往我們做教師的就感到萬事大吉了，忽視表達與交流的過程，匆匆地走過場，沒有指出存在的問題，也沒有看到一些好的經驗。所以我覺得完成實驗以后，教師要重視對過程的分析，交流。首先要求學生關注實驗現象，透過現象看本質。再者，引導學生整理數據和分析數據，重點培養數據意識。第三，討論和交流時一定要進行提煉。在科學實驗課中，我們要讓每組同學進行實驗后的討論和交流，讓他們說說自己的看法，學生的見解未必是全面、有效的，在小組討論和交流中，學生的思維進行碰撞。在這樣集思廣益下，學生獲得了信息的整理、修正，更完善了當時的見解，步步向真理逼近。

同時，我們應該好好反思整個過程，整理一下頭緒：我們研究的是什么？怎么進行研究的？研究的結果是什么？在實驗中有哪些地方做得不好，怎么改進？有沒有創新的發現？……適當的反思有助于促進對原有知識的鞏固，也有助于找出失敗的原因，養成良好的學習態度。

“紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行?！睂嶒炇强茖W教學中的一個重要環節。成功的實驗是幫助學生理解概念、掌握定律的重要手段之一；成功的實驗，也能極大地激發學生學習科學的興趣，有效地提高科學教學效果。實驗教學的開展，需要教師、學生長期的共同努力，怎樣發揮實驗探究有效性，也有待于不斷的探索和完善。

（作者單位 浙江省紹興市元培小學）

？誗編輯 薄躍華