“下水實(shí)驗(yàn)”試什么

江容

實(shí)驗(yàn)是科學(xué)課的基礎(chǔ)。但實(shí)驗(yàn)較難掌控，它受到材料、時(shí)間、環(huán)境等因素的影響，容易出現(xiàn)誤差。因此，教師要“下水”做實(shí)驗(yàn)。讓學(xué)生做的實(shí)驗(yàn)，教師課前要先去做一做，保證課堂教學(xué)的順利實(shí)施。隨著科學(xué)課程新理念的推進(jìn)，絕大多數(shù)的教師已經(jīng)不再是拿起材料就去上課，他們?cè)谡n前已經(jīng)把實(shí)驗(yàn)室的器材都檢查過(guò)一次，也準(zhǔn)備了充足的材料，可是在課堂教學(xué)中還是會(huì)出現(xiàn)探究體會(huì)不深刻、實(shí)驗(yàn)效果有誤差、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確、交流討論不及時(shí)等各種問(wèn)題。下水實(shí)驗(yàn)還要試些什么呢？如何讓自己的下水實(shí)驗(yàn)更有成效，更好地為課堂教學(xué)服務(wù)呢？筆者將結(jié)合一些案例，從實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)材料、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)時(shí)間四個(gè)方面對(duì)下水實(shí)驗(yàn)進(jìn)行微探。

一、試一試實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是否最佳

一個(gè)好的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)不僅要與研究問(wèn)題匹配，恰當(dāng)?shù)亟鉀Q研究者所要解決的問(wèn)題；還要有較好的“內(nèi)在效度”，即能夠有效地控制無(wú)關(guān)變量，使反應(yīng)變量的變化完全由自變量決定；實(shí)驗(yàn)結(jié)果應(yīng)具有一定的科學(xué)性、普遍性，能夠推論到其他被試或其他情境，即有較高的“外在效度”。 可以說(shuō)，一個(gè)好的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)等于實(shí)驗(yàn)成功的一半。

“空氣有重量嗎”（教科版三上《空氣有重量嗎》）實(shí)驗(yàn)中，先自制小天平，一端掛上癟氣球，另一端掛上重物，如筆帽、墊圈、橡皮泥等讓天平平衡；然后取下氣球充氣后在掛上；觀察天平的變化。教材希望通過(guò)這個(gè)實(shí)驗(yàn)來(lái)證明空氣有重量。經(jīng)過(guò)多次課前實(shí)驗(yàn)我發(fā)現(xiàn)：自制天平有些難度，比如按圖釘、栓細(xì)線、保平衡；將氣球充氣后掛上，繩子沒(méi)有系緊還會(huì)漏氣，影響實(shí)驗(yàn)觀察。可想而知，三年級(jí)學(xué)生精細(xì)操作能力差，完成這樣的實(shí)驗(yàn)效果肯定不佳。另外，學(xué)生們把過(guò)多的精力放在實(shí)驗(yàn)操作上，分散了對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的關(guān)注，他們的探究體驗(yàn)并不深刻。

細(xì)細(xì)研讀教材，選用自制天平是根據(jù)學(xué)生的日常生活基本經(jīng)驗(yàn)。教材還提到桿秤和彈簧秤，由于它們最小測(cè)量值有限，故不宜用它們來(lái)稱量空氣。由此我想到，現(xiàn)在的學(xué)生更經(jīng)常接觸到的是電子稱，把“自制小天平”換成較“精密的電子秤”直接稱重讀數(shù)是可行的。通過(guò)教學(xué)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，這樣的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)操作起來(lái)簡(jiǎn)單易行，能夠有效地控制無(wú)關(guān)變量。學(xué)生看到前后數(shù)字，比比大小就可知道氣球中空氣的重量。這個(gè)量化結(jié)果是空氣有重量的有力證據(jù)，也可以說(shuō)明空氣很輕，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更明顯，更容易讓學(xué)生理解并記憶深刻。

比較這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生都能得到“空氣有重量的，但是重量很輕”這個(gè)結(jié)論。但后者在“內(nèi)在效度”和“外在效度”方面明顯表現(xiàn)的更好，達(dá)到的效果也更佳。

設(shè)計(jì)是實(shí)驗(yàn)的靈魂。對(duì)于教材的設(shè)計(jì)，我們?cè)诹私饩帉?xiě)意圖的基礎(chǔ)上，要去審視、篩選、整合和創(chuàng)造，抱著“或許另一種設(shè)計(jì)更合適”的質(zhì)疑態(tài)度，多做下水實(shí)驗(yàn)，從與研究問(wèn)題匹配的匹配度、內(nèi)在效度、外在效度三個(gè)方面完善教學(xué)設(shè)計(jì)，確保學(xué)生的探究體驗(yàn)更深刻。這也是教師踐行科學(xué)精神的體現(xiàn)。

二、試一試實(shí)驗(yàn)材料是否合格

材料是實(shí)驗(yàn)成功的基本條件。離開(kāi)了合格的材料，實(shí)驗(yàn)的成功簡(jiǎn)直就是天方夜譚。科學(xué)實(shí)驗(yàn)材料主要有兩類，一類來(lái)自實(shí)驗(yàn)室，如溫度計(jì)、酒精燈、學(xué)生實(shí)驗(yàn)盒等。絕大多數(shù)教師都能進(jìn)行下水實(shí)驗(yàn)，保證這些儀器的合格精確。另一類來(lái)自學(xué)生身邊的物品，如食鹽、塑料瓶、回形針等，這些材料被認(rèn)為是生活中的材料，很多教師認(rèn)為只要帶來(lái)帶足就可以了。可事實(shí)卻并非如此。

五下《沉和浮》單元中，大量用到學(xué)生身邊的物品，如胡蘿卜、橡皮泥、牙簽等。“觀察同種材料構(gòu)成的物體在水中的沉浮規(guī)律”和“分析物體在水中的沉浮規(guī)律”兩個(gè)實(shí)驗(yàn)中都用到胡蘿卜，教材認(rèn)為它能浮在水中，并且容易準(zhǔn)備。可是在實(shí)驗(yàn)中我發(fā)現(xiàn)學(xué)生準(zhǔn)備的胡蘿卜有的沉，有的浮，有的浮著浮著又沉下去了，現(xiàn)場(chǎng)一片混亂，學(xué)生甚至得出大的胡蘿卜浮，小的胡蘿卜沉這樣錯(cuò)誤的結(jié)論。實(shí)驗(yàn)以失敗告終。課后我多次下水實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，胡蘿卜的比重和水差不多，加上品質(zhì)問(wèn)題，質(zhì)地疏松的胡蘿卜在水中是浮的；質(zhì)地較密的胡蘿卜沉在水底；浸在水中久了，切塊的胡蘿卜吸足水就下沉了。如果改成和水的比重相差比較大的白蘿卜進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，就不會(huì)出現(xiàn)這樣的尷尬和誤導(dǎo)了。

看來(lái)，科學(xué)雖然源自生活，但科學(xué)實(shí)驗(yàn)要高于生活。學(xué)生準(zhǔn)備的生活材料往往就地取材，這些材料的可變因素較大，實(shí)驗(yàn)的可控性自然也較差。實(shí)驗(yàn)材料自身的不合格會(huì)造成實(shí)驗(yàn)的失敗，甚至引起學(xué)生對(duì)科學(xué)知識(shí)的懷疑和誤解。

材料是實(shí)驗(yàn)主角。對(duì)于學(xué)生準(zhǔn)備的材料，我們?cè)诓贾脤W(xué)生收集材料之前，要先試行收集材料，下水檢驗(yàn)，去檢驗(yàn)、去篩查，確立“生活中的材料并非都是科學(xué)的材料”的思想，去掉有爭(zhēng)議、不合格的材料，選擇更準(zhǔn)確的、更穩(wěn)定的材料，保證實(shí)驗(yàn)的成功。

三、試一試實(shí)驗(yàn)操作是否順利

學(xué)生規(guī)范地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作是實(shí)驗(yàn)成功的重要一環(huán)，它將直接影響到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。如研究“擺的快慢與哪些因素有關(guān)”（教科版五下《擺的研究》）這個(gè)實(shí)驗(yàn)，很多學(xué)生反映操作不順利，老師也發(fā)現(xiàn)得到的數(shù)據(jù)有誤差。于是我進(jìn)行了下水實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)幾次測(cè)量擺每分鐘擺動(dòng)的次數(shù)都不一樣。經(jīng)分析主要是影響這一結(jié)果的因素很多，即使是同一個(gè)擺，秒表計(jì)時(shí)的準(zhǔn)確、擺動(dòng)一次的計(jì)算、擺線的放手等操作都會(huì)影響數(shù)據(jù)的結(jié)果。因此，在實(shí)驗(yàn)中，對(duì)于秒表如何使用、計(jì)時(shí)員和操作者如何統(tǒng)一、擺怎么算是擺動(dòng)一次、擺線如何拉直、要怎樣放手讓擺自由擺動(dòng)都進(jìn)行規(guī)范地指導(dǎo)和訓(xùn)練，這樣學(xué)生的探究得心應(yīng)手，得到的數(shù)據(jù)也準(zhǔn)確了。

這次下水啟示我們，學(xué)生的年齡特征決定了他們的動(dòng)手能力并不強(qiáng)，在我們看來(lái)特別簡(jiǎn)單的操作，他們也手忙腳亂，容易出現(xiàn)失誤。如果我們及時(shí)對(duì)操作要領(lǐng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)和訓(xùn)練，就能將實(shí)驗(yàn)誤差降低最低。

操作是實(shí)驗(yàn)成功的保證。對(duì)于實(shí)驗(yàn)操作，課前我們不僅要下水親歷，還要思考“學(xué)生能順利完成嗎”。這樣教師估量實(shí)驗(yàn)難度、明確操作要點(diǎn)，對(duì)可能出現(xiàn)的影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的不當(dāng)操作充分估計(jì)，及時(shí)指導(dǎo)，掃除障礙，提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)的成功率。

四、試一試實(shí)驗(yàn)時(shí)間是否恰當(dāng)

科學(xué)探究包括五個(gè)要素：提出和聚焦問(wèn)題，設(shè)計(jì)研究方案，收集和獲取證據(jù)，分析數(shù)據(jù)、得出結(jié)論，表達(dá)與交流。實(shí)驗(yàn)只是其中的一部分，之后的表達(dá)與交流是探究的重頭戲。如何合理編排時(shí)間，調(diào)控課堂節(jié)奏，是教師的一項(xiàng)基本技能。

“觀察陽(yáng)光下影子的變化”（教科版五上《 陽(yáng)光下的影子》）實(shí)驗(yàn)中，教材建議每隔10分鐘觀察一次，、并記錄影子的長(zhǎng)短變化和方向。按部就班的教學(xué)得到了這樣的結(jié)果：一節(jié)課40分鐘，記錄4個(gè)數(shù)據(jù)；等待時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，學(xué)生顯得散漫并無(wú)興趣；整理交流要到下節(jié)課，貽誤了時(shí)機(jī)。對(duì)時(shí)間能不能有更好的編排呢？一位教師在多次下水實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：選擇上午第二節(jié)課或下午第二節(jié)課來(lái)觀察記錄（如遇到不是第二節(jié)課的時(shí)候，可以跟其他老師商量調(diào)整），影長(zhǎng)和方向變化比較明顯，間隔5分鐘記錄一次就能采集到能說(shuō)明事實(shí)的數(shù)據(jù)。這樣就可以將40分鐘課堂做如下安排：

一節(jié)戶外課，不能始終在戶外，一定要留有時(shí)間讓學(xué)生靜下來(lái)交流自己的發(fā)現(xiàn)。不然，只看見(jiàn)熱鬧的場(chǎng)面，而實(shí)際上學(xué)生沒(méi)有任何的思考。流于形式的課堂不是我們科學(xué)課所要追求的。

時(shí)間是課堂中一個(gè)決定性的變量。一節(jié)課只有40分鐘，下水中我們要充分了解每個(gè)實(shí)驗(yàn)所需的時(shí)間，進(jìn)行合理的調(diào)整和控制，時(shí)刻提醒自己：學(xué)生實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)的時(shí)間夠嗎？留給他們交流討論的時(shí)間夠嗎？如何主宰時(shí)間，決定探究了探究的程度，決定了課堂的性質(zhì)。

涉水方知水深淺，弄潮兒才宜統(tǒng)三軍。下水實(shí)驗(yàn)的實(shí)質(zhì)就是一種用心的備課，是一種精心的預(yù)設(shè)，是“以學(xué)定教”的教育思想的體現(xiàn)。教師要通過(guò)下水實(shí)驗(yàn)試出最典型、最純粹的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，試出最合格、最精準(zhǔn)的實(shí)驗(yàn)材料，試出最及時(shí)、最適當(dāng)?shù)牟僮髦笇?dǎo)，試出最合理、最恰當(dāng)?shù)臅r(shí)間編排，達(dá)到教學(xué)的最優(yōu)。

【作者單位：古田縣平湖中心小學(xué)福建】

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實(shí)驗(yàn)是科學(xué)課的基礎(chǔ)。但實(shí)驗(yàn)較難掌控，它受到材料、時(shí)間、環(huán)境等因素的影響，容易出現(xiàn)誤差。因此，教師要“下水”做實(shí)驗(yàn)。讓學(xué)生做的實(shí)驗(yàn)，教師課前要先去做一做，保證課堂教學(xué)的順利實(shí)施。隨著科學(xué)課程新理念的推進(jìn)，絕大多數(shù)的教師已經(jīng)不再是拿起材料就去上課，他們?cè)谡n前已經(jīng)把實(shí)驗(yàn)室的器材都檢查過(guò)一次，也準(zhǔn)備了充足的材料，可是在課堂教學(xué)中還是會(huì)出現(xiàn)探究體會(huì)不深刻、實(shí)驗(yàn)效果有誤差、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確、交流討論不及時(shí)等各種問(wèn)題。下水實(shí)驗(yàn)還要試些什么呢？如何讓自己的下水實(shí)驗(yàn)更有成效，更好地為課堂教學(xué)服務(wù)呢？筆者將結(jié)合一些案例，從實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)材料、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)時(shí)間四個(gè)方面對(duì)下水實(shí)驗(yàn)進(jìn)行微探。

一、試一試實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是否最佳

一個(gè)好的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)不僅要與研究問(wèn)題匹配，恰當(dāng)?shù)亟鉀Q研究者所要解決的問(wèn)題；還要有較好的“內(nèi)在效度”，即能夠有效地控制無(wú)關(guān)變量，使反應(yīng)變量的變化完全由自變量決定；實(shí)驗(yàn)結(jié)果應(yīng)具有一定的科學(xué)性、普遍性，能夠推論到其他被試或其他情境，即有較高的“外在效度”。 可以說(shuō)，一個(gè)好的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)等于實(shí)驗(yàn)成功的一半。

“空氣有重量嗎”（教科版三上《空氣有重量嗎》）實(shí)驗(yàn)中，先自制小天平，一端掛上癟氣球，另一端掛上重物，如筆帽、墊圈、橡皮泥等讓天平平衡；然后取下氣球充氣后在掛上；觀察天平的變化。教材希望通過(guò)這個(gè)實(shí)驗(yàn)來(lái)證明空氣有重量。經(jīng)過(guò)多次課前實(shí)驗(yàn)我發(fā)現(xiàn)：自制天平有些難度，比如按圖釘、栓細(xì)線、保平衡；將氣球充氣后掛上，繩子沒(méi)有系緊還會(huì)漏氣，影響實(shí)驗(yàn)觀察。可想而知，三年級(jí)學(xué)生精細(xì)操作能力差，完成這樣的實(shí)驗(yàn)效果肯定不佳。另外，學(xué)生們把過(guò)多的精力放在實(shí)驗(yàn)操作上，分散了對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的關(guān)注，他們的探究體驗(yàn)并不深刻。

細(xì)細(xì)研讀教材，選用自制天平是根據(jù)學(xué)生的日常生活基本經(jīng)驗(yàn)。教材還提到桿秤和彈簧秤，由于它們最小測(cè)量值有限，故不宜用它們來(lái)稱量空氣。由此我想到，現(xiàn)在的學(xué)生更經(jīng)常接觸到的是電子稱，把“自制小天平”換成較“精密的電子秤”直接稱重讀數(shù)是可行的。通過(guò)教學(xué)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，這樣的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)操作起來(lái)簡(jiǎn)單易行，能夠有效地控制無(wú)關(guān)變量。學(xué)生看到前后數(shù)字，比比大小就可知道氣球中空氣的重量。這個(gè)量化結(jié)果是空氣有重量的有力證據(jù)，也可以說(shuō)明空氣很輕，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更明顯，更容易讓學(xué)生理解并記憶深刻。

比較這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生都能得到“空氣有重量的，但是重量很輕”這個(gè)結(jié)論。但后者在“內(nèi)在效度”和“外在效度”方面明顯表現(xiàn)的更好，達(dá)到的效果也更佳。

設(shè)計(jì)是實(shí)驗(yàn)的靈魂。對(duì)于教材的設(shè)計(jì)，我們?cè)诹私饩帉?xiě)意圖的基礎(chǔ)上，要去審視、篩選、整合和創(chuàng)造，抱著“或許另一種設(shè)計(jì)更合適”的質(zhì)疑態(tài)度，多做下水實(shí)驗(yàn)，從與研究問(wèn)題匹配的匹配度、內(nèi)在效度、外在效度三個(gè)方面完善教學(xué)設(shè)計(jì)，確保學(xué)生的探究體驗(yàn)更深刻。這也是教師踐行科學(xué)精神的體現(xiàn)。

二、試一試實(shí)驗(yàn)材料是否合格

材料是實(shí)驗(yàn)成功的基本條件。離開(kāi)了合格的材料，實(shí)驗(yàn)的成功簡(jiǎn)直就是天方夜譚。科學(xué)實(shí)驗(yàn)材料主要有兩類，一類來(lái)自實(shí)驗(yàn)室，如溫度計(jì)、酒精燈、學(xué)生實(shí)驗(yàn)盒等。絕大多數(shù)教師都能進(jìn)行下水實(shí)驗(yàn)，保證這些儀器的合格精確。另一類來(lái)自學(xué)生身邊的物品，如食鹽、塑料瓶、回形針等，這些材料被認(rèn)為是生活中的材料，很多教師認(rèn)為只要帶來(lái)帶足就可以了。可事實(shí)卻并非如此。

五下《沉和浮》單元中，大量用到學(xué)生身邊的物品，如胡蘿卜、橡皮泥、牙簽等。“觀察同種材料構(gòu)成的物體在水中的沉浮規(guī)律”和“分析物體在水中的沉浮規(guī)律”兩個(gè)實(shí)驗(yàn)中都用到胡蘿卜，教材認(rèn)為它能浮在水中，并且容易準(zhǔn)備。可是在實(shí)驗(yàn)中我發(fā)現(xiàn)學(xué)生準(zhǔn)備的胡蘿卜有的沉，有的浮，有的浮著浮著又沉下去了，現(xiàn)場(chǎng)一片混亂，學(xué)生甚至得出大的胡蘿卜浮，小的胡蘿卜沉這樣錯(cuò)誤的結(jié)論。實(shí)驗(yàn)以失敗告終。課后我多次下水實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，胡蘿卜的比重和水差不多，加上品質(zhì)問(wèn)題，質(zhì)地疏松的胡蘿卜在水中是浮的；質(zhì)地較密的胡蘿卜沉在水底；浸在水中久了，切塊的胡蘿卜吸足水就下沉了。如果改成和水的比重相差比較大的白蘿卜進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，就不會(huì)出現(xiàn)這樣的尷尬和誤導(dǎo)了。

看來(lái)，科學(xué)雖然源自生活，但科學(xué)實(shí)驗(yàn)要高于生活。學(xué)生準(zhǔn)備的生活材料往往就地取材，這些材料的可變因素較大，實(shí)驗(yàn)的可控性自然也較差。實(shí)驗(yàn)材料自身的不合格會(huì)造成實(shí)驗(yàn)的失敗，甚至引起學(xué)生對(duì)科學(xué)知識(shí)的懷疑和誤解。

材料是實(shí)驗(yàn)主角。對(duì)于學(xué)生準(zhǔn)備的材料，我們?cè)诓贾脤W(xué)生收集材料之前，要先試行收集材料，下水檢驗(yàn)，去檢驗(yàn)、去篩查，確立“生活中的材料并非都是科學(xué)的材料”的思想，去掉有爭(zhēng)議、不合格的材料，選擇更準(zhǔn)確的、更穩(wěn)定的材料，保證實(shí)驗(yàn)的成功。

三、試一試實(shí)驗(yàn)操作是否順利

學(xué)生規(guī)范地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作是實(shí)驗(yàn)成功的重要一環(huán)，它將直接影響到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。如研究“擺的快慢與哪些因素有關(guān)”（教科版五下《擺的研究》）這個(gè)實(shí)驗(yàn)，很多學(xué)生反映操作不順利，老師也發(fā)現(xiàn)得到的數(shù)據(jù)有誤差。于是我進(jìn)行了下水實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)幾次測(cè)量擺每分鐘擺動(dòng)的次數(shù)都不一樣。經(jīng)分析主要是影響這一結(jié)果的因素很多，即使是同一個(gè)擺，秒表計(jì)時(shí)的準(zhǔn)確、擺動(dòng)一次的計(jì)算、擺線的放手等操作都會(huì)影響數(shù)據(jù)的結(jié)果。因此，在實(shí)驗(yàn)中，對(duì)于秒表如何使用、計(jì)時(shí)員和操作者如何統(tǒng)一、擺怎么算是擺動(dòng)一次、擺線如何拉直、要怎樣放手讓擺自由擺動(dòng)都進(jìn)行規(guī)范地指導(dǎo)和訓(xùn)練，這樣學(xué)生的探究得心應(yīng)手，得到的數(shù)據(jù)也準(zhǔn)確了。

這次下水啟示我們，學(xué)生的年齡特征決定了他們的動(dòng)手能力并不強(qiáng)，在我們看來(lái)特別簡(jiǎn)單的操作，他們也手忙腳亂，容易出現(xiàn)失誤。如果我們及時(shí)對(duì)操作要領(lǐng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)和訓(xùn)練，就能將實(shí)驗(yàn)誤差降低最低。

操作是實(shí)驗(yàn)成功的保證。對(duì)于實(shí)驗(yàn)操作，課前我們不僅要下水親歷，還要思考“學(xué)生能順利完成嗎”。這樣教師估量實(shí)驗(yàn)難度、明確操作要點(diǎn)，對(duì)可能出現(xiàn)的影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的不當(dāng)操作充分估計(jì)，及時(shí)指導(dǎo)，掃除障礙，提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)的成功率。

四、試一試實(shí)驗(yàn)時(shí)間是否恰當(dāng)

科學(xué)探究包括五個(gè)要素：提出和聚焦問(wèn)題，設(shè)計(jì)研究方案，收集和獲取證據(jù)，分析數(shù)據(jù)、得出結(jié)論，表達(dá)與交流。實(shí)驗(yàn)只是其中的一部分，之后的表達(dá)與交流是探究的重頭戲。如何合理編排時(shí)間，調(diào)控課堂節(jié)奏，是教師的一項(xiàng)基本技能。

“觀察陽(yáng)光下影子的變化”（教科版五上《 陽(yáng)光下的影子》）實(shí)驗(yàn)中，教材建議每隔10分鐘觀察一次，、并記錄影子的長(zhǎng)短變化和方向。按部就班的教學(xué)得到了這樣的結(jié)果：一節(jié)課40分鐘，記錄4個(gè)數(shù)據(jù)；等待時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，學(xué)生顯得散漫并無(wú)興趣；整理交流要到下節(jié)課，貽誤了時(shí)機(jī)。對(duì)時(shí)間能不能有更好的編排呢？一位教師在多次下水實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：選擇上午第二節(jié)課或下午第二節(jié)課來(lái)觀察記錄（如遇到不是第二節(jié)課的時(shí)候，可以跟其他老師商量調(diào)整），影長(zhǎng)和方向變化比較明顯，間隔5分鐘記錄一次就能采集到能說(shuō)明事實(shí)的數(shù)據(jù)。這樣就可以將40分鐘課堂做如下安排：

一節(jié)戶外課，不能始終在戶外，一定要留有時(shí)間讓學(xué)生靜下來(lái)交流自己的發(fā)現(xiàn)。不然，只看見(jiàn)熱鬧的場(chǎng)面，而實(shí)際上學(xué)生沒(méi)有任何的思考。流于形式的課堂不是我們科學(xué)課所要追求的。

時(shí)間是課堂中一個(gè)決定性的變量。一節(jié)課只有40分鐘，下水中我們要充分了解每個(gè)實(shí)驗(yàn)所需的時(shí)間，進(jìn)行合理的調(diào)整和控制，時(shí)刻提醒自己：學(xué)生實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)的時(shí)間夠嗎？留給他們交流討論的時(shí)間夠嗎？如何主宰時(shí)間，決定探究了探究的程度，決定了課堂的性質(zhì)。

涉水方知水深淺，弄潮兒才宜統(tǒng)三軍。下水實(shí)驗(yàn)的實(shí)質(zhì)就是一種用心的備課，是一種精心的預(yù)設(shè)，是“以學(xué)定教”的教育思想的體現(xiàn)。教師要通過(guò)下水實(shí)驗(yàn)試出最典型、最純粹的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，試出最合格、最精準(zhǔn)的實(shí)驗(yàn)材料，試出最及時(shí)、最適當(dāng)?shù)牟僮髦笇?dǎo)，試出最合理、最恰當(dāng)?shù)臅r(shí)間編排，達(dá)到教學(xué)的最優(yōu)。

【作者單位：古田縣平湖中心小學(xué)福建】

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實(shí)驗(yàn)是科學(xué)課的基礎(chǔ)。但實(shí)驗(yàn)較難掌控，它受到材料、時(shí)間、環(huán)境等因素的影響，容易出現(xiàn)誤差。因此，教師要“下水”做實(shí)驗(yàn)。讓學(xué)生做的實(shí)驗(yàn)，教師課前要先去做一做，保證課堂教學(xué)的順利實(shí)施。隨著科學(xué)課程新理念的推進(jìn)，絕大多數(shù)的教師已經(jīng)不再是拿起材料就去上課，他們?cè)谡n前已經(jīng)把實(shí)驗(yàn)室的器材都檢查過(guò)一次，也準(zhǔn)備了充足的材料，可是在課堂教學(xué)中還是會(huì)出現(xiàn)探究體會(huì)不深刻、實(shí)驗(yàn)效果有誤差、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確、交流討論不及時(shí)等各種問(wèn)題。下水實(shí)驗(yàn)還要試些什么呢？如何讓自己的下水實(shí)驗(yàn)更有成效，更好地為課堂教學(xué)服務(wù)呢？筆者將結(jié)合一些案例，從實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)材料、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)時(shí)間四個(gè)方面對(duì)下水實(shí)驗(yàn)進(jìn)行微探。

一、試一試實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是否最佳

一個(gè)好的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)不僅要與研究問(wèn)題匹配，恰當(dāng)?shù)亟鉀Q研究者所要解決的問(wèn)題；還要有較好的“內(nèi)在效度”，即能夠有效地控制無(wú)關(guān)變量，使反應(yīng)變量的變化完全由自變量決定；實(shí)驗(yàn)結(jié)果應(yīng)具有一定的科學(xué)性、普遍性，能夠推論到其他被試或其他情境，即有較高的“外在效度”。 可以說(shuō)，一個(gè)好的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)等于實(shí)驗(yàn)成功的一半。

“空氣有重量嗎”（教科版三上《空氣有重量嗎》）實(shí)驗(yàn)中，先自制小天平，一端掛上癟氣球，另一端掛上重物，如筆帽、墊圈、橡皮泥等讓天平平衡；然后取下氣球充氣后在掛上；觀察天平的變化。教材希望通過(guò)這個(gè)實(shí)驗(yàn)來(lái)證明空氣有重量。經(jīng)過(guò)多次課前實(shí)驗(yàn)我發(fā)現(xiàn)：自制天平有些難度，比如按圖釘、栓細(xì)線、保平衡；將氣球充氣后掛上，繩子沒(méi)有系緊還會(huì)漏氣，影響實(shí)驗(yàn)觀察。可想而知，三年級(jí)學(xué)生精細(xì)操作能力差，完成這樣的實(shí)驗(yàn)效果肯定不佳。另外，學(xué)生們把過(guò)多的精力放在實(shí)驗(yàn)操作上，分散了對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的關(guān)注，他們的探究體驗(yàn)并不深刻。

細(xì)細(xì)研讀教材，選用自制天平是根據(jù)學(xué)生的日常生活基本經(jīng)驗(yàn)。教材還提到桿秤和彈簧秤，由于它們最小測(cè)量值有限，故不宜用它們來(lái)稱量空氣。由此我想到，現(xiàn)在的學(xué)生更經(jīng)常接觸到的是電子稱，把“自制小天平”換成較“精密的電子秤”直接稱重讀數(shù)是可行的。通過(guò)教學(xué)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，這樣的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)操作起來(lái)簡(jiǎn)單易行，能夠有效地控制無(wú)關(guān)變量。學(xué)生看到前后數(shù)字，比比大小就可知道氣球中空氣的重量。這個(gè)量化結(jié)果是空氣有重量的有力證據(jù)，也可以說(shuō)明空氣很輕，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更明顯，更容易讓學(xué)生理解并記憶深刻。

比較這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生都能得到“空氣有重量的，但是重量很輕”這個(gè)結(jié)論。但后者在“內(nèi)在效度”和“外在效度”方面明顯表現(xiàn)的更好，達(dá)到的效果也更佳。

設(shè)計(jì)是實(shí)驗(yàn)的靈魂。對(duì)于教材的設(shè)計(jì)，我們?cè)诹私饩帉?xiě)意圖的基礎(chǔ)上，要去審視、篩選、整合和創(chuàng)造，抱著“或許另一種設(shè)計(jì)更合適”的質(zhì)疑態(tài)度，多做下水實(shí)驗(yàn)，從與研究問(wèn)題匹配的匹配度、內(nèi)在效度、外在效度三個(gè)方面完善教學(xué)設(shè)計(jì)，確保學(xué)生的探究體驗(yàn)更深刻。這也是教師踐行科學(xué)精神的體現(xiàn)。

二、試一試實(shí)驗(yàn)材料是否合格

材料是實(shí)驗(yàn)成功的基本條件。離開(kāi)了合格的材料，實(shí)驗(yàn)的成功簡(jiǎn)直就是天方夜譚。科學(xué)實(shí)驗(yàn)材料主要有兩類，一類來(lái)自實(shí)驗(yàn)室，如溫度計(jì)、酒精燈、學(xué)生實(shí)驗(yàn)盒等。絕大多數(shù)教師都能進(jìn)行下水實(shí)驗(yàn)，保證這些儀器的合格精確。另一類來(lái)自學(xué)生身邊的物品，如食鹽、塑料瓶、回形針等，這些材料被認(rèn)為是生活中的材料，很多教師認(rèn)為只要帶來(lái)帶足就可以了。可事實(shí)卻并非如此。

五下《沉和浮》單元中，大量用到學(xué)生身邊的物品，如胡蘿卜、橡皮泥、牙簽等。“觀察同種材料構(gòu)成的物體在水中的沉浮規(guī)律”和“分析物體在水中的沉浮規(guī)律”兩個(gè)實(shí)驗(yàn)中都用到胡蘿卜，教材認(rèn)為它能浮在水中，并且容易準(zhǔn)備。可是在實(shí)驗(yàn)中我發(fā)現(xiàn)學(xué)生準(zhǔn)備的胡蘿卜有的沉，有的浮，有的浮著浮著又沉下去了，現(xiàn)場(chǎng)一片混亂，學(xué)生甚至得出大的胡蘿卜浮，小的胡蘿卜沉這樣錯(cuò)誤的結(jié)論。實(shí)驗(yàn)以失敗告終。課后我多次下水實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，胡蘿卜的比重和水差不多，加上品質(zhì)問(wèn)題，質(zhì)地疏松的胡蘿卜在水中是浮的；質(zhì)地較密的胡蘿卜沉在水底；浸在水中久了，切塊的胡蘿卜吸足水就下沉了。如果改成和水的比重相差比較大的白蘿卜進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，就不會(huì)出現(xiàn)這樣的尷尬和誤導(dǎo)了。

看來(lái)，科學(xué)雖然源自生活，但科學(xué)實(shí)驗(yàn)要高于生活。學(xué)生準(zhǔn)備的生活材料往往就地取材，這些材料的可變因素較大，實(shí)驗(yàn)的可控性自然也較差。實(shí)驗(yàn)材料自身的不合格會(huì)造成實(shí)驗(yàn)的失敗，甚至引起學(xué)生對(duì)科學(xué)知識(shí)的懷疑和誤解。

材料是實(shí)驗(yàn)主角。對(duì)于學(xué)生準(zhǔn)備的材料，我們?cè)诓贾脤W(xué)生收集材料之前，要先試行收集材料，下水檢驗(yàn)，去檢驗(yàn)、去篩查，確立“生活中的材料并非都是科學(xué)的材料”的思想，去掉有爭(zhēng)議、不合格的材料，選擇更準(zhǔn)確的、更穩(wěn)定的材料，保證實(shí)驗(yàn)的成功。

三、試一試實(shí)驗(yàn)操作是否順利

學(xué)生規(guī)范地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作是實(shí)驗(yàn)成功的重要一環(huán)，它將直接影響到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。如研究“擺的快慢與哪些因素有關(guān)”（教科版五下《擺的研究》）這個(gè)實(shí)驗(yàn)，很多學(xué)生反映操作不順利，老師也發(fā)現(xiàn)得到的數(shù)據(jù)有誤差。于是我進(jìn)行了下水實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)幾次測(cè)量擺每分鐘擺動(dòng)的次數(shù)都不一樣。經(jīng)分析主要是影響這一結(jié)果的因素很多，即使是同一個(gè)擺，秒表計(jì)時(shí)的準(zhǔn)確、擺動(dòng)一次的計(jì)算、擺線的放手等操作都會(huì)影響數(shù)據(jù)的結(jié)果。因此，在實(shí)驗(yàn)中，對(duì)于秒表如何使用、計(jì)時(shí)員和操作者如何統(tǒng)一、擺怎么算是擺動(dòng)一次、擺線如何拉直、要怎樣放手讓擺自由擺動(dòng)都進(jìn)行規(guī)范地指導(dǎo)和訓(xùn)練，這樣學(xué)生的探究得心應(yīng)手，得到的數(shù)據(jù)也準(zhǔn)確了。

這次下水啟示我們，學(xué)生的年齡特征決定了他們的動(dòng)手能力并不強(qiáng)，在我們看來(lái)特別簡(jiǎn)單的操作，他們也手忙腳亂，容易出現(xiàn)失誤。如果我們及時(shí)對(duì)操作要領(lǐng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)和訓(xùn)練，就能將實(shí)驗(yàn)誤差降低最低。

操作是實(shí)驗(yàn)成功的保證。對(duì)于實(shí)驗(yàn)操作，課前我們不僅要下水親歷，還要思考“學(xué)生能順利完成嗎”。這樣教師估量實(shí)驗(yàn)難度、明確操作要點(diǎn)，對(duì)可能出現(xiàn)的影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的不當(dāng)操作充分估計(jì)，及時(shí)指導(dǎo)，掃除障礙，提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)的成功率。

四、試一試實(shí)驗(yàn)時(shí)間是否恰當(dāng)

科學(xué)探究包括五個(gè)要素：提出和聚焦問(wèn)題，設(shè)計(jì)研究方案，收集和獲取證據(jù)，分析數(shù)據(jù)、得出結(jié)論，表達(dá)與交流。實(shí)驗(yàn)只是其中的一部分，之后的表達(dá)與交流是探究的重頭戲。如何合理編排時(shí)間，調(diào)控課堂節(jié)奏，是教師的一項(xiàng)基本技能。

“觀察陽(yáng)光下影子的變化”（教科版五上《 陽(yáng)光下的影子》）實(shí)驗(yàn)中，教材建議每隔10分鐘觀察一次，、并記錄影子的長(zhǎng)短變化和方向。按部就班的教學(xué)得到了這樣的結(jié)果：一節(jié)課40分鐘，記錄4個(gè)數(shù)據(jù)；等待時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，學(xué)生顯得散漫并無(wú)興趣；整理交流要到下節(jié)課，貽誤了時(shí)機(jī)。對(duì)時(shí)間能不能有更好的編排呢？一位教師在多次下水實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：選擇上午第二節(jié)課或下午第二節(jié)課來(lái)觀察記錄（如遇到不是第二節(jié)課的時(shí)候，可以跟其他老師商量調(diào)整），影長(zhǎng)和方向變化比較明顯，間隔5分鐘記錄一次就能采集到能說(shuō)明事實(shí)的數(shù)據(jù)。這樣就可以將40分鐘課堂做如下安排：

一節(jié)戶外課，不能始終在戶外，一定要留有時(shí)間讓學(xué)生靜下來(lái)交流自己的發(fā)現(xiàn)。不然，只看見(jiàn)熱鬧的場(chǎng)面，而實(shí)際上學(xué)生沒(méi)有任何的思考。流于形式的課堂不是我們科學(xué)課所要追求的。

時(shí)間是課堂中一個(gè)決定性的變量。一節(jié)課只有40分鐘，下水中我們要充分了解每個(gè)實(shí)驗(yàn)所需的時(shí)間，進(jìn)行合理的調(diào)整和控制，時(shí)刻提醒自己：學(xué)生實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)的時(shí)間夠嗎？留給他們交流討論的時(shí)間夠嗎？如何主宰時(shí)間，決定探究了探究的程度，決定了課堂的性質(zhì)。

涉水方知水深淺，弄潮兒才宜統(tǒng)三軍。下水實(shí)驗(yàn)的實(shí)質(zhì)就是一種用心的備課，是一種精心的預(yù)設(shè)，是“以學(xué)定教”的教育思想的體現(xiàn)。教師要通過(guò)下水實(shí)驗(yàn)試出最典型、最純粹的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，試出最合格、最精準(zhǔn)的實(shí)驗(yàn)材料，試出最及時(shí)、最適當(dāng)?shù)牟僮髦笇?dǎo)，試出最合理、最恰當(dāng)?shù)臅r(shí)間編排，達(dá)到教學(xué)的最優(yōu)。

【作者單位：古田縣平湖中心小學(xué)福建】

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