注重下水實驗優化科學探究

摘 要：學生實驗是科學研究的基本方法和手段，是小學生進行科學探究的主要方式，也是小學科學教學的顯著特點。本文結合小學科學實驗教學的現狀，提出提高小學實驗課教學有效性的途徑：

關鍵詞：實驗；教學；有效性

在小學科學課程中，實驗是學生科學探究的重要手段，而實驗教學時常會受到多種因素影響而難以把握。如果教師能在課前像語文老師上習作課寫下水作文那樣做好“下水實驗”，學生的科學探究將會事半功倍。所謂“下水實驗”，即預實驗，就是教師課前自己事先對課堂上要進行的實驗進行試驗或預演，從而更有效地指導學生科學探究的行為。在這過程中，通過自己的探究對實驗各個環節進行檢驗。摸索出最優條件，從而實現對實驗的選材、用具和藥品進行恰當的選擇，為學生“鋪好路”。教師還可將下水實驗中出現的問題及解決方法設計成問題，增加學生的思維力度，有效提升學生的探究能力。筆者將從以下幾個方面闡述“下水實驗”。

一、 了解實驗過程，充分預測問題

要上好一節實驗課離不開教師對實驗過程的充分了解。剛走上工作崗位不久的年輕科學教師，一般來說學科知識是豐富的，而實驗操作能力與實驗偶發事件的應急處理能力是比較薄弱的。課前的“下水實驗”對自身的教學有很大的幫助，不僅可以讓自己通過預先實驗操作來提早熟悉實驗過程，更好地理解和把握實驗原理與實驗要領；還可以提前發現實驗中可能出現的問題，及時思考實驗問題產生的原因及其對策。

例如在研究《巖石會改變模樣嗎》溫度是否會改變巖石模樣時，要用多大的巖石加熱多久可以有現象？教師必須心中有數。經過反復下水實驗，加熱花崗巖薄片1-2分鐘后立刻浸入水中可以觀察到巖石碎裂、變小。因此，在有限的課堂時間里安排學生每加熱1分鐘后立刻將巖石放入水中，反復進行幾次。另外，加熱巖石需要用到酒精燈。雖然四年級已經接觸過，但是使用易燃易爆的酒精燈仍需分外注意。所以在幫助學生回憶酒精燈注意事項后，再次溫馨提示注意酒精燈的使用，保證使用安全。為了更好地應對意外發生，教師還需準備濕抹布，確保萬無一失。

由此可以看出，只有教師對整個實驗過程了然于胸，才能更好地保障學生在分組實驗過程中安全、有序、文明地進行實驗。

二、 發現材料缺陷，優選教學材料

實驗材料的缺陷和設備的條件限制會給實驗實施帶來困難。教師可以通過下水實驗摸索，根據實際情況進行適當地選擇、改進。

例如《物體在水中是沉還是浮》一課中，觀察同一種材料構成的物體在水中的沉浮時，教材列出的材料是橡皮和胡蘿卜，意在通過實驗告訴學生不管是沉的物體還是浮的物體，只要是同種材料構成的物體，把它們的體積變小，它們在水中的沉浮是不變的。在課前的準備時卻發現胡蘿卜有的沉有的浮。拿來放大鏡來進行觀察，原來胡蘿卜上有一些小孔影響了其密度大小的差別，如果選用后將不利于學生得出結論。思前想后，拿了個蘋果來試試，是可以浮起來。把買來的幾個都放入水中，都可以浮起來，最后決定用蘋果代替胡蘿卜，這也更好地說明了結論。假如沒有事先下水實驗，這節課可能會產生另外一個探究主題了。

看來，精心選擇實驗材料，是實驗成功的前提。此外，對于一些特殊的材料還要科學地進行處理，如實驗取材的時間要合適、材料處理要及時、材料處理方法要科學等。

三、 降低操作難度，合理編排時間

科學實驗課離不開實驗材料。教師準備器材時不僅要考慮到教學目標的要求，還要考慮到學生的操作能力。現有的科學教材上很多實驗，對教師來說材料準備難度較大，而且在操作上，對學生來說也有相當大的難度。

如《一年為什么有四季》一課中，教科書上是用四個地球儀中間放一盞燈作為太陽，在公轉軌道上確定四個方位，調整地軸傾斜指向北方，在北半球同一地點上都立一根標桿，標桿正對太陽，來觀察地球儀上標桿的影長。事實證明，這么操作不僅操作繁瑣而且浪費時間。學生要量確定好公轉四個點還要保證四根標桿長度一致、是否都在統一地點垂直于球面。注意事項較多，只要有一個環節沒做好就有可能影響實驗結果的準確性。為了有利于學生觀察，教師可以利用類似于三球儀的裝置，中間固定軸上安裝好光源，旁邊可繞中軸轉動的位置上安裝好地球儀，使其地球儀和光源高度適當。這樣可以省去三個地球儀、還能確定好地球公轉軌道和太陽的位置，更好地促進學生進行有效探究。

科學的實驗教學中，教師如果能以預實驗為依據，就可以準確掌握各實驗環節的用時，合理安排實驗時間，讓學生在有限的教學時間內，有條不紊地進行各個實驗，保證教學任務的順利完成。

四、 故設實驗情節，引發課堂生成

在實驗探究中，教師要巧于設置一些實驗障礙，引導學生自己去發現問題，提出問題，并解決問題。因此，在下水實驗時可以“故設實驗情節”，從而達到置疑、激疑、質疑，獲得較好的教學效果。

比如《金屬熱脹冷縮嗎》是《冷與熱》單元的教學內容，是學生認識了液體、氣體都具有熱脹冷縮的性質后很自然地想到的一個問題，固體是否也具有熱脹冷縮的性質呢？教材選用金屬固體物讓學生開展這方面的研究。分為三個部分：觀察銅球的熱脹冷縮；觀察鋼條的熱脹冷縮；金屬的熱脹冷縮。在具體教學中，如果只是簡單照搬課本中設計的實驗，會大大降低課堂教學的有效性。原銅球熱脹冷縮的實驗是：加熱前銅球可以穿過鐵環，加熱后銅球不可以穿過鐵環了。因此教師在準備實驗材料時，將其中的幾組材料故意設置成加熱前的銅球不可以穿過鐵環，讓學生在矛盾中開啟思維，自行找到解決問題的辦法。在實際教學中，令人驚嘆的是，孩子們通過小組自行解惑，知道了從加熱鐵環入手展開了金屬熱脹冷縮的實驗探究。不管是加熱銅球，還是加熱鐵環，實驗最終還是殊途同歸，都證明了這兩種物體具有熱脹冷縮的性質。

總之，一名合格的科學教師，在思想上要重視實驗準備工作，而下水實驗在實驗教學過程中是一堂實驗課成功與否的關鍵。因此，我們應切實做好下水實驗，為優化學生科學探究條件做出自己的努力。

參考文獻：

[1]徐麗金.以探究為核心，讓科學實驗教學更有效[J].小學時代（教師），2010（10）.

[2]曹愛軍.小學科學實驗教學有效性的策略[J].中國校外教育，2016（04）.

作者簡介：

陳謝華，福建省泉州市，泉州市實驗小學。