小學科學實驗創(chuàng)新教學改革的教學策略

鮑擁忠

（福溪街道中心小學 317200）

小學科學實驗創(chuàng)新教學改革的教學策略

鮑擁忠

（福溪街道中心小學 317200）

小學生的科學實驗教學是受教育者接受素質(zhì)教育中十分重要的組成部分，其獨特的作用、不可替代的手段及教育功能等已經(jīng)越來越被廣大科學教育工作者認識和重視。在小學科學中開展實驗設計、實驗制作等創(chuàng)新教育，有效提高學生創(chuàng)新實驗素質(zhì)，是當今小學科學實驗教學改革的一個重在舉措。小學科學實驗創(chuàng)新教學策略主要有：巧用身邊資源，開展實驗創(chuàng)新；開展實驗設計培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維能力；引導學生設計實驗；開放實驗室等四個方面。

科學實驗 創(chuàng)新 改革

《面向21世紀教育振興行動計劃》將“全面提高國民素質(zhì)和民族創(chuàng)新能力”確立為實施“躊世紀素質(zhì)教育工程”，整體推進素質(zhì)教育的行動目標，從而為新時期學校教育改革指明了方向。創(chuàng)造性素質(zhì)是人的最重要的素質(zhì)，是人的各項素質(zhì)的核心。中央提出在我國基礎教育中實施素質(zhì)教育，并把創(chuàng)新精神和創(chuàng)新應用能力的培養(yǎng)提高到了素質(zhì)教育的中心地位。

我們提出，在小學生中實施創(chuàng)新實驗教育。創(chuàng)新實驗教育是培養(yǎng)人的創(chuàng)新實驗意識、創(chuàng)新實驗精神、創(chuàng)新實驗能力為基本價值取向的教育。在小學科學中開展實驗設計、實驗制作等創(chuàng)新教育，有效提高學生創(chuàng)新實驗素質(zhì)，是當今小學科學實驗教學改革的一個重在舉措。兩年多的課題研究過程中我們形成的小學科學實驗創(chuàng)新教學策略主要有以下5個方面

一、巧用身邊資源，開展實驗創(chuàng)新

從科學學科本身的特點來看，只有把科學學習和學生身邊的自然環(huán)境、社會環(huán)鏡及日常生活結(jié)合在一起，才能使科學課程的學習變得生動有趣，才能使學生領悟到科學學科和人類社會息息相關。

上科學課時，老師演示過的許多精彩實驗，能引起了學生的極大興趣。但由于沒有機會親手去做，所以學生往往會有一種“坐觀垂釣者，徒有羨魚情”的感覺。老師在課堂上大多使用正規(guī)教具進行演示的，又會使學生產(chǎn)生“科學學與我的距離有點遠”的潛意識。學生很希望自己動手多做些實驗。然而，由于條件等方面的原因，教材中的學生實驗只有十多個，從真正學好科學學的角度來看，這是遠遠不夠的。其實，科學實驗也并非一定要在學校實驗室中進行，在學生的周圍，處處都有供學生進行實驗的資源。這就要看我們老師如何引導學生利用身邊的資源，進行科學實驗創(chuàng)新。

1.引導學生善于利用身邊的資源，設計制作科學實驗。

（1）利用常用物品進行科學實驗。

我們身邊的許多常用物品都可以用來做有趣的科學實驗，例如針管、一次性口杯等。就說說一次性針管，可用它來做很多有趣的實驗；

A.比較水的多少；

B.誰流得更快一些；

C.小蘇打和醋的混合；

D.滴漏計時的實驗

（2）巧用玩具進行科學實驗。

許多玩具是根據(jù)科學原理設計而成的，能呈現(xiàn)科學現(xiàn)象，顯現(xiàn)科學規(guī)律，其鮮艷的色彩、神奇的現(xiàn)象、巧妙的設計、精美的外觀常常讓我們愛不釋手。由于許多玩具包含有豐富的科學內(nèi)容，能夠起到實驗儀器所不能替代的作用，可以使學生在好奇中輕松地學習科學知識。比如：如右圖所示，將兩種不同的電極插入水果中，使兩電極保持一定距離，記錄兩電極的距離。

通過對玩具觀察和探索實驗，增強了學生學習科學的興趣。

（3）使用各種各類科學電池進行科學實驗。

我們生活在21世紀，越來越多的科學電池進入了學生的家庭。科學電池是根據(jù)科學原理工作的。

2、指導學生收集身邊廢棄材料進行實驗設計和制作。

隨著人們物質(zhì)生活的日益富裕，人們每天丟棄的廢品也在成倍的增加。在廢品當中許多是我們科學實驗的好材料，如：易拉罐、可樂瓶、學生吃東西的果盒等，都是科學實驗設計制作的好材料。

以下就是我們組根據(jù)自己的教學實踐，利用身邊的塑料瓶等廢舊材料自制了一些科學實驗儀器和裝置，分別予以介紹。

聚酯塑料品種較多，市場上最常見易得的是可樂、雪碧、礦泉水灌裝瓶（以下統(tǒng)稱可樂瓶）?？蓸菲客该鞫雀?，機械強度較好，有良好的抗酸堿性，易于加工。但耐熱性差，遇熱立即變形收縮，高溫易燃。因此，可樂瓶是制作易非加熱型科學器皿的良好材料。

（1）制作鐘罩

剪去可樂瓶底部，并磨平。將頂部封閉便成鐘罩，就可用來進行聲音在空氣中進行傳播的實驗。（如右圖所示）。

（2）制作洗瓶

把可樂瓶的瓶口用膠皮塞封緊，并在可樂瓶中插入一根長尖嘴玻璃管，（如右圖所示）一只洗瓶就制成。

（3）制作漏斗

漏斗是小學科學實驗過濾中最常見的一種儀器。用一團藥棉把一只小可樂瓶的瓶口封住，并插上一根吸管倒置（如右圖所示）簡易漏斗便制成。

（4）制作防護眼罩

為了安全起見，小學生在進行科學實驗時均要求佩戴防護面罩。如果有些學校沒有這樣的條件，就可以用無色的可樂瓶去自制，先將可樂瓶剪開剪開，剪成面部的形狀，然后在旁邊挖上兩個小孔，穿上松緊帶，即可佩帶使用（如右圖所示）。

二、開展實驗創(chuàng)新設計培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維能力

科學是一門以實驗為基礎的自然科學，以實驗為基礎應是科學教學的最基本特征，科學實驗無論怎樣強調(diào)均不會太過分，通過實驗不僅可以培養(yǎng)學習的創(chuàng)造性思維能力，更重要的是還培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新實踐能力。因此，平時教學中教師不僅要求重視課本上的演示實驗，更重要的是要安排學生實驗。同時我建議教師要盡可能安排補充實驗，自己動手設計一些實驗，改進一些實驗，不僅給學生樹立榜樣，也更可能在實踐學習上給學生一些創(chuàng)新技法上的啟迪。讓學生查閱有關書刊資料，學生了解到酒精燈的火焰因燈頭燈芯不干凈、酒精不純而使火焰大多呈黃色，所以可以在實驗中先將潔凈脫脂棉用無水酒精濕潤，然后用潔凈的鑷子夾著脫脂棉代替鉑絲進行實驗；還有一些同學先點燃盛在小燒杯中的無水酒精，然后用藥匙或玻璃棒沾少量試樣灑在小燒杯的酒精火焰中灼燒。這兩種方案的現(xiàn)象非常明顯，焰色持續(xù)時間長，且鉀元素的焰色不需鈷玻璃即可觀察到。改進后的焰色反應實驗更直觀、更富有吸引力，最重要的是訓練培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新思維能力。又如：熱傳遞的創(chuàng)新演示實驗：在燒杯中的水中溶解氯化鈷，于是燒杯中的溶液變?yōu)榧t色了；然后將棉紙剪成2厘米寬的長紙條并凃上氯化鈷的水溶液后貼到鐵片上。再把的鐵片的一端放到酒精燈火上燒，隨后就會發(fā)現(xiàn)靠近熱源處粉紅色的棉紙條向另一端慢慢地變成藍色，從而形象地展現(xiàn)出熱是沿著物體從溫度高“傳遞”到溫度低的地方，這就是我們所看到的熱“傳遞”現(xiàn)象。學生觀察實驗后，異口同聲說：“這實驗真棒”。它不但可以觀察到氨氣與氯化氫反應的現(xiàn)象，而且可以看到氣體運動速度，氣體的酸堿性等。成功的創(chuàng)新演示試驗，不但給以示范，而且激勵學生的創(chuàng)新動機，培養(yǎng)了創(chuàng)新精神和創(chuàng)造能力。

通過實驗設計，可以激發(fā)學生的學習興趣，發(fā)揮學生的主觀能動性，培養(yǎng)學生的探索精神，對發(fā)展學生的求異思維，發(fā)散思維，創(chuàng)造思維十分有益。在平時教學中，可以把一些驗證性實驗改為探索性實驗此外還應適當開展一些課外活動，探索解決一些簡單的和日常生活有關的 科學問題。

三、引導學生設計實驗

創(chuàng)新思維是多種思維的綜合表現(xiàn)。設計實驗創(chuàng)新探索過程，就是在重視訓練常規(guī)思維的同時，更重視培養(yǎng)創(chuàng)新思維，使學生能善于發(fā)現(xiàn)問題并能從新的觀點、新的角度尋找新的解決問題的途徑，即善于多解、求異、求新，富有靈活性、新穎性、創(chuàng)造性。通過引導學生根據(jù)實驗目的和原理自行設計實驗，獨立完成有關實驗，不但可以有效地培養(yǎng)鍛煉他們實驗能力，并在實驗操作過程中，使他們創(chuàng)造性思維得以發(fā)展，培養(yǎng)創(chuàng)造能力。

例如在引導學生進行設計“100毫升水能溶解多少克食鹽”的實驗時，引導學生采取獨立或小組合作形式盡可能多的設計實驗方案。學生設計了多種實驗方案，經(jīng)過集體討論、驗證和篩選，認為可行的方案有：

第一種實驗方法：就是先把裝有食鹽的袋子或盒子稱好，再一小份一小份加入水中，一直加到不能溶解為止，然后再稱一稱盒子或袋子里還剩幾克食鹽，最后通過總鹽減去剩下的鹽就是溶解的食鹽重量了。

第二種實驗方法：平勺定量法。先用小勺盛一勺鹽，用平尺沿勺子表面水平刮去多余的鹽，然后稱一稱這一平勺食鹽有多重，接著一平勺一平勺地加鹽，最后根據(jù)加了多少勺食鹽就知道溶解的食鹽重量了。

第三種實驗方法：先稱裝有100毫升水的燒杯的質(zhì)量，記為A克；然后讓學生一直往燒杯中加鹽，一直加到食鹽不能溶解為止，再讓學生稱一稱鹽水的總重量記為B克。最后通過B-A克算出溶解的食鹽重量。

通過以上三個方案的設計和選擇，學生掌握了一個實驗可以有多種實驗方案的方法。學生在這種實驗創(chuàng)新探索過程中，表現(xiàn)最活躍、學習積極性最高漲，在分析處理眾多“認知沖突”中，不時產(chǎn)生創(chuàng)新的靈感，既很好的掌握了知識，同時又使創(chuàng)新思維能力得到良好發(fā)展。

在平時課堂教學中還可以運用假說的方法，引導學生設計實驗，刺激和保持學生對科學的興趣和注意力，幫助他們加深對新教材的領會，刺激他們科學創(chuàng)新思維的發(fā)展，使學生知道科學上求得知識的方法。

例如：在上《鐵的生銹》這一課時，為了讓學生明白生銹的原因，先讓學生猜測鐵生銹的各種原因，如鐵制品放在潮濕的地方的很容易生銹，但放在干燥的地方就不容易生銹；放在空氣中也很容易生銹，但涂了一層油漆就不容易生銹。為什么會出現(xiàn)這樣德情況呢？鐵生銹到底與哪些因素有關？當學生疑惑不明時，讓學生思考這樣一個問題：國外有一家工廠，有一鋼質(zhì)容器，有一次，因容器損壞需要維修，廠家叫來兩個工人進入容器維修，誰知兩個工人一下去就暈倒了，幸虧人們發(fā)現(xiàn)及時，立即將兩人送往醫(yī)院，一人經(jīng)搶救及時而脫離危險，另一人卻沒那么幸運，不幸死亡。是什么原因?qū)е逻@兩個維修人員遇難呢？是容器中含有有毒氣體？后來人們對這個鋼質(zhì)容器進行了檢測，沒有發(fā)現(xiàn)任何有毒的氣體，但卻驚奇地發(fā)現(xiàn)這個鋼質(zhì)容器中的氧氣含量偏低，容器中的氧氣為什么會超低呢？后經(jīng)過專家分析，原來問題來自于容器本身，是因為因為鐵生銹惹的禍。因為鐵生銹需要氧氣。但是鐵生銹單單只跟氧氣有關嗎？鐵在潮濕地方為什么也會生銹？再經(jīng)過引導討論，學生總結(jié)出了以下三個假說：

（1）鐵生銹是因為鐵和空氣接觸，鐵和空氣中的氧氣化合；

（2）鐵生銹是因為空氣中有水分存在，水和鐵發(fā)生了變化；

（3）鐵生銹是空氣中的水分和空氣對鐵共同作用的結(jié)果。

然后引導學生對這三種假說進行逐一推論：假設第一個假說正確，則鐵生銹只和氧氣有關，鐵不僅僅在潮濕的空氣中會生銹，而在干燥空氣中也能生銹；假設第二個假說正確，那么鐵在水中如果和空氣隔絕就會生銹；假設第三個假說成立，那么鐵必須在既有空氣又有水分的條件下鐵才會生銹。

經(jīng)過討論，并在此基礎上引導學生自主進行實驗設計。第一個實驗：將干凈的鐵釘放入干燥的試管里并密封；第二個實驗：把試管裝滿蒸餾水，放入干凈的鐵釘密封不留一點空氣；第三個實驗：把干凈的長鐵釘放入試管一半沉入水中，一半留在空氣中，就這樣放置一段時間。

可以觀察到，第一、第二個實驗中的鐵釘并不會生銹，而在第三個實驗鐵釘卻生銹了，從而得出結(jié)論，水和空氣中的氧氣同時對鐵的作用是鐵生銹的原因。

四、開放實驗室

將一些有利于拓寬學生知識視野，有利于用理論知識探索實踐，有利于培養(yǎng)學生創(chuàng)新實踐能力的課外實驗搬進實驗室。近年來，我將一些課外實驗作為實驗復習時的內(nèi)容，搬進實驗室。這樣我感覺效果很好：一是通過學生從未做過的實驗 課外實驗，提高復習實驗時的學習興趣；二是真正意義培養(yǎng)了學生的實驗能力；三是培養(yǎng)了學生用學過的知識探索實踐的能力，如此當然也就能培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。比如，我在復習基本操作時，補充學生實驗：廢電池的回收利用。

［1］.最新的《小學科學課程標準》（修訂稿）

［2］.《科學課》2010.5

［3］.《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020年）》精神