步步推進(jìn) 層層深入

在科學(xué)課教學(xué)中，我們要引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)假設(shè)，制定簡(jiǎn)單的科學(xué)探究計(jì)劃。本文以《杯子變熱了》一課為例，談?wù)勅绾我龑?dǎo)學(xué)生步步推進(jìn)、層層深入地自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。

一、方案構(gòu)想：以落實(shí)學(xué)生猜想為要點(diǎn)

方案構(gòu)想是設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)，它決定著要設(shè)計(jì)怎樣的實(shí)驗(yàn)，也決定著所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)?zāi)芊駵?zhǔn)確地解決所提出的問(wèn)題。小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，方案設(shè)計(jì)的目的大多是用來(lái)驗(yàn)證猜想的，因此引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行方案構(gòu)想時(shí)，要以猜想為中心，進(jìn)行大膽想象與設(shè)計(jì)。

《杯子變熱了》一課的教學(xué)目的是讓學(xué)生了解熱傳導(dǎo)的有關(guān)現(xiàn)象。在教學(xué)伊始，學(xué)生先通過(guò)親自感知杯子變熱了的現(xiàn)象，提出“杯子為什么變熱了”的問(wèn)題。然后教師根據(jù)事實(shí)，引導(dǎo)學(xué)生分析杯子變熱前后的種種現(xiàn)象，引發(fā)學(xué)生提出“熱可能是由物體的高溫部分向低溫部分傳遞”的猜想。

怎樣結(jié)合這個(gè)猜想合理地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)方案構(gòu)想呢？這個(gè)猜想有兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：一是必須同時(shí)制造出兩個(gè)不一樣的環(huán)境，也就是要在同一物體上制造高溫和低溫的兩個(gè)環(huán)境。選擇什么樣的物體？怎么制造？用什么制造？這需要認(rèn)真考慮；二是熱傳遞是無(wú)形的，是看不見(jiàn)的，怎樣才能讓無(wú)形的熱傳遞變?yōu)檠劬梢钥吹靡?jiàn)、動(dòng)態(tài)形象的熱傳遞？這需要學(xué)生結(jié)合自己的生活經(jīng)驗(yàn)尋找合適的替代品。替代品有哪些？用哪些現(xiàn)象最明顯？這也需要仔細(xì)琢磨。

二、材料選擇：以聯(lián)系學(xué)生生活為要點(diǎn)

在小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)中，提倡用日常生活中的“瓶瓶罐罐”做實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)不一定采用實(shí)驗(yàn)室提供的、現(xiàn)成而且精致的材料，材料只要符合實(shí)驗(yàn)要求，能夠滿足探究的需要即可。實(shí)驗(yàn)材料的生活化，可以增強(qiáng)科學(xué)與生活的聯(lián)系，消除學(xué)生對(duì)科學(xué)的神秘感，明白科學(xué)就在我們身邊，對(duì)學(xué)生勇于動(dòng)腦、勤于動(dòng)手的科學(xué)精神培養(yǎng)能夠起到很好的激勵(lì)作用。在選擇實(shí)驗(yàn)材料時(shí)，要注意開(kāi)放性，緊緊圍繞方案的構(gòu)想，盡可能選擇實(shí)用、方便的材料，強(qiáng)化科學(xué)與生活的緊密聯(lián)系。

在“同一物體上要制造出高溫和低溫兩個(gè)環(huán)境”這一構(gòu)想中，制造“高溫和低溫環(huán)境”學(xué)生比較容易操作，選擇合適的加熱方式即可，選擇用酒精燈或爐灶加熱，還是選擇用其他方式加熱，要視當(dāng)時(shí)實(shí)驗(yàn)環(huán)境是否方便而定。在“加熱什么樣物體”的選擇上，可以引導(dǎo)學(xué)生從生活入手，尋找生活中熟知的易于加熱的物體，如銅棒、鐵棒、鋁棒、銅片、鐵片、鋁片、銅條、鐵條、鋁條等，這些材料相對(duì)實(shí)驗(yàn)室提供的規(guī)整的材料更方便、更實(shí)用。對(duì)于“尋找出能夠讓我們眼睛可以看得見(jiàn)、動(dòng)態(tài)形象的熱傳遞現(xiàn)象的替代品”這一構(gòu)想的落實(shí)，學(xué)生可能有點(diǎn)困難，需要教師結(jié)合學(xué)生生活經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行引導(dǎo)。生活中水遇熱可以蒸發(fā)，蠟?zāi)⒎彩苛钟鰺峥梢匀刍@些現(xiàn)象非常明顯、容易操作，蠟?zāi)⒎彩苛值韧耆梢杂脕?lái)當(dāng)作替代品。

三、實(shí)驗(yàn)步驟：以實(shí)現(xiàn)研究目標(biāo)為要點(diǎn)

實(shí)驗(yàn)步驟是實(shí)驗(yàn)的具體程序，每個(gè)步驟之間應(yīng)當(dāng)具有嚴(yán)密的邏輯關(guān)系和層次性，其優(yōu)劣直接影響著實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的準(zhǔn)確與否，甚至直接關(guān)系著實(shí)驗(yàn)的成功與失敗。在引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)步驟設(shè)計(jì)時(shí)，要緊緊扣住研究目標(biāo)，對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的每個(gè)細(xì)節(jié)都要考慮仔細(xì)：實(shí)驗(yàn)時(shí)儀器如何科學(xué)裝配？先操作什么更合理？后操作什么更優(yōu)化？

《杯子變熱了》一課可以選擇鐵架臺(tái)、銅棒、酒精燈、凡士林、火柴棒等儀器來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)步驟的設(shè)計(jì)。

第一步，儀器裝配。先在鐵架臺(tái)上固定銅棒，固定時(shí)要考慮酒精燈是否方便加熱；在銅棒上用凡士林粘火柴棒，要注意火柴棒要有一定間隔，且間隔距離要相等；在涂抹凡士林時(shí)，用量等量，只要能粘住即可。

第二步，給銅棒加熱。加熱時(shí)學(xué)生的觀察重點(diǎn)應(yīng)放在火柴棒掉落的次序上，要引導(dǎo)學(xué)生注意從銅棒加熱端的火柴棒開(kāi)始觀察，觀察火柴棒是按怎樣順序掉落的，也可以用計(jì)時(shí)器記錄每根火柴棒的掉落時(shí)間。還要提醒學(xué)生做好實(shí)驗(yàn)記錄，養(yǎng)成做實(shí)驗(yàn)記錄的好習(xí)慣。

第三步，分析現(xiàn)象得出結(jié)論。學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)，往往重視結(jié)論的獲得，容易忽視實(shí)驗(yàn)是否驗(yàn)證了猜想，此處要注意引導(dǎo)學(xué)生將結(jié)論與猜想進(jìn)行比對(duì)，看看猜想是否得到驗(yàn)證。

四、實(shí)驗(yàn)表格：以準(zhǔn)確收集信息為要點(diǎn)

實(shí)驗(yàn)表格設(shè)計(jì)是學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容，也是實(shí)驗(yàn)方案的重要組成部分，它可以讓實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)變得更加嚴(yán)謹(jǐn)，為學(xué)生獲得結(jié)論提供可分析的直觀依據(jù)。在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)表格時(shí)，要對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行預(yù)判，針對(duì)實(shí)驗(yàn)中的重點(diǎn)部分，盡可能全面地收集實(shí)驗(yàn)信息。表格要實(shí)用方便、嚴(yán)謹(jǐn)準(zhǔn)確。

《杯子變熱了》一課，學(xué)生使用的器材不同，實(shí)驗(yàn)方案就會(huì)不同，觀察到的現(xiàn)象也會(huì)不同，因此本課實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象記錄單中，至少要設(shè)計(jì)三個(gè)欄目：實(shí)驗(yàn)方案、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)結(jié)論。為了更形象、更準(zhǔn)確地記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，可以鼓勵(lì)學(xué)生采用多種形式進(jìn)行記錄。