以“低成本”生活器具改進探究性實驗的實踐

樓和東

一、當前科學實驗存在的問題

目前，小學科學實驗引起了人們的足夠重視，教學效益也比較明顯，但是也存在著一些問題。如教材中的一些實驗思維含量不高，難以控制變量，好多實驗驗證成分明顯而探究味道少。教材中需開設很多演示實驗，由于使用時間太長，儀器破舊不堪。隨著“互聯網+”和大數據時代的到來，好多實驗跟不上時代的節奏。還有一些實驗做起來時間太長，影響最終的教學效果，如水沸騰實驗，按250ml的燒杯加入水，使水沸騰的時間要10多分鐘，導致整節課的結構都會發生改變，教師最后只能匆匆收場。實驗太難也是一個突出的問題，有些課堂實驗知識難點都集中在一起，實驗思維含量太高，導致學生難理解甚至不理解。如月相演示實驗，等高線演示實驗等。

二、“低成本”生活器具改進實驗的實踐

（一）利用廢舊物品開發實驗

生活中有很多廢棄的物品，利用這些廢舊物品來進行實驗探究活動，既化廢為寶，體現環保，又拉近科學與生活的距離，還增加了學生動手的機會，有利于學生動腦、動手，培養學生的實驗技能及創新能力。如，在證明大氣壓的存在的實驗時，我們用一個空的易拉罐，在里面裝少量水，放在酒精燈上加熱至沸騰，然后用面團迅速堵住它的開口，易拉罐會變癟。它不僅能演示大氣壓的存在，還能演示其威力。同樣，利用廢棄的飲料瓶也可做很多實驗，如探究液體壓強、物體的沉浮，模擬帕斯卡“裂桶”等實驗；利用廢舊自行車上的零件可做摩擦、杠桿、運動和力的作用等實驗；利用酒瓶底可作凸透鏡。沒有彈簧秤我們可發動學生用廢鋼絲繞制；沒有平底試管，我們用廢舊的平底小藥瓶代替等。

（二）引用低廉器材組合實驗

日常生活中有很多低廉的器材、用品可運用于開發實驗。如用筷子可演示杠桿的平衡及演示靜摩擦力；用圓珠筆和鉛筆可做滾動摩擦比滑動摩擦小的實驗；雞蛋可演示慣性以及用雞蛋和鹽水可研究浮沉條件等。

實驗一：探究竿影長度與太陽高度角的關系（圖1所示）

用半個呼啦圈，上面加一個小手電筒，放在一個用塑料板做成的圓上，當然這個塑料板上畫上赤道、南北回歸線等，同時在圓上再放一個筆帽或是一顆5厘米左右長的木條或塑料桿（用來模擬地球上的人或旗桿）

實驗二：探究作用力與反作用力（圖2所示）

用氣球和窗簾軌道做材料，把氣球吹大后扎在窗簾軌道上，如圖教具11所示，放手后，它就會向不同的方向飛出去，當然我們也可把窗簾架換成一根鐵絲模擬火箭升空。

（三）借助現成數碼產品提高實驗

隨著信息技術的發展，網絡、多媒體等資源和工具正被逐步利用到課堂教學中，中小學科學實驗教學的內容和方式都在不斷地創新和發展。DIS（數字化信息系統）實驗系統的研發，更為中學實驗手段的多元化提供技術支持，使科學實驗資源更加豐富，我們可借助數碼產品，如攝像頭，高科技產品來開發實驗，如用感器設計和開發實驗（像晶體的熔化、氣體對外做功等），借助數碼科技產品，把實驗現象從無到有，從小到大，從模糊到明晰，學生對實驗現象觀察得更仔細、明了，從而可更理性地分析和解決問題，提高他們的學習積極性和科學課堂效率。

如：月相演示儀（如圖3所示）

此裝置由三部分組成，即一個一半白一半涂黑的乒乓球，一個攝像頭及一個會轉的底座，使用時，把攝像頭插在電腦上，就可動態演示月相的整個變化過程。

三、“低成本”生活器具改進實驗的開發路徑

1.形成高能見度

①從定性變定量：晶體熔化時把普通溫度計改成傳感溫度計，特別是在做氣體內能變化實驗時，加入傳感溫度計，使實驗從定性轉化為定量，以提高實驗的“可見度”。

②從長時間到短時間：像水沸騰實驗中，把教材中的燒杯改成大試管，這樣可大大縮短實驗時間。

③從小現象到大現象：即我們所說的放大法，像短路演示實驗，大多數學生看不到短路帶來的危害，我們通過低成本實驗的制作，用放大法，使學生明白短路的現象及危害，甚至帶來強烈的視覺沖擊，使現象從不明顯到明顯。

2.促成高成功率

不管是演示實驗還是分組實驗，成功率也是要有一定的保障的，所以我們在設計低成本實驗時，也要向著高成功率這個方向考慮的。

在“低成本”實驗開發的道路上，我們將繼續前行，為優化課堂教學、促進學生深度探究不斷努力。