例談對小學科學實驗的一些改進

張寧

摘? 要 科技是社會發展的推動力量。為培養出更多的科技人才，現下在小學階段，科學教學的重要性越發凸顯，而實驗是小學科學教學的基礎，在科學學習中有著不可替代的作用。現下的小學科學實驗教學還存在一些需要改進的地方，對此提出相關建議。

關鍵詞 小學科學;實驗;教材;科學素養

中圖分類號：G623.6? ? 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2019）15-0123-03

1 前言

小學科學是一門以實驗為基礎的學科，但現下的小學科學實驗教學還存在不能很好結合實際環境、學生實驗操作困難、實驗現象不夠明顯等問題，不僅對學生的科學學習造成一定的影響，還導致實驗資源嚴重浪費。為進一步優化小學科學實驗教學，為學生的科學素養培養提供保障，對小學科學實驗做出相關改進是很有必要的。

2 小學科學實驗改進的意義體現

在科學創新的時代背景下，小學科學教學地位越發凸顯，但傳統的小學科學實驗教學還存在諸多弊端。因此，對這些實驗做出改進是十分必要的，并具有重要意義。對此，筆者從以下幾個方面進行分析。

有利于知識的意義構建? 從建構主義理論角度分析，學習是學生自主構建知識的一個過程，教學并不是將知識直白地呈現給學生，而是引導學生主動構建知識，激發學生原有的知識經驗，促使學生主動學習，這才是真正有意義的教學。顯然在小學科學實驗改進過程中，為學生提供了主動構建知識的機會，學生可以通過結合自身的知識經驗，對實驗材料、實驗方法及實驗設計做出改進，進而真正實現有意義的知識建構[1]。

有利于實驗操作過程優化? 傳統教材中的科學實驗，雖然是一定歷史時期教學經驗和教學科研的產物，但是隨著科學的不斷進步發展，教材實驗設計方法開始出現諸多弊端問題，如不利于操作、不利于觀察，這會對學生的學習效果造成一定的影響，不利于教學的良性運作發展。而實驗改進從原有的教學弊端問題入手，不斷優化實驗設計程序，因此有利于實驗操作的過程優化，是小學科學實驗教學改進的重要意義體現。

有利于技術教育創新? 傳統的小學科學實驗教學，采用的都是照本宣科的教學模式，這種教學方式固化了學生的思維，不利于技術教育的創新。而實驗教學改進，更好地調動了學生的智慧思維，通過實驗的發明和再創造，培養學生對科學技術的好奇心，可激發學生對技術創造的內心沖動，促進學生的創新能力得到培養。同時，無論是將復雜的實驗簡化，還是尋找可替代的實驗材料物品，在這個過程中都需要學生積極動腦思考。這就推動了技術教育的創新，從這一角度分析，小學科學實驗教學改進無疑也是具有重要意義的。

有利于環保節約? 以往的小學科學實驗教學往往不注重材料節約，造成不同程度的資源浪費。如在“糖到哪里去了”這節課程中會使用大量的食鹽進行實驗操作，而在實驗結束后，很多食鹽都被倒掉了，這就會造成資源的浪費。而經過改進的小學科學實驗教學中，用食鹽水蒸發分離的方式重新得到食鹽材料，這從某種程度上就實現了環保節約的目的，倡導了社會可持續發展的建設目標。因此，從這一角度分析，小學科學實驗教學改進也是具有重要意義的。

3 小學科學實驗的改進措施

實驗材料的改進? 在小學科學實驗教學中，有一些實驗在實驗材料方面存在先天不足，使得實驗教學缺乏可操作性。這不僅浪費了教師和學生寶貴的教學時間，還會打擊了學生實驗探究的積極性。因此，在今后的教學中，教師應該從實驗材料入手改進，促使小學科學實驗教學材料變得更加容易準備、便于操作、價格低廉，這無疑是可以對教學形成一定優化作用的。下面筆者將列舉出兩個案例。

【案例一】在“美麗的彩虹”這節課程教學中，其中有一個實驗是借助三棱鏡分解陽光，從而讓學生分析彩虹形成的原因。但由于實驗室中使用的三棱鏡比較小，因此產生的七色光帶比較短，學生不能觀察到明顯的實驗現象，這就會對學生認識彩虹的形成原因造成一定的影響[2]。而對于此，可以使用鏡子和水槽代替三棱鏡分解陽光。如將一面鏡子斜放到水槽中，這樣鏡子就可以將陽光反射到對面的墻上，此時學生會看見一道白色的光;在教師逐漸向水槽倒水的過程中，白光就會逐漸地被反射成七色光，七種色帶被清晰地展現出來。通過這樣的實驗材料改進，學生親眼驗證了陽光可出現彩色色帶的奇妙變化，這就為學生后續關于折射的知識原理學習奠定了基礎，是教師有效改進實驗的一種體現。圖1為筆者在班級教學中拍攝的照片。

【案例二】在“怎樣得到更多的光和熱”這節課程教學中，教材中采用的實驗方法為把不同顏色的紙張對折成袋狀，然后插上溫度計放在陽光下，從而驗證不同顏色物體的吸熱能力。而這一實驗最大的缺陷是實驗所需時間較長，短時間內無法得到理想的實驗現象;同時，實驗效果不夠明顯，不利于學生對實驗的分析與理解。

對此，教師就可以做出實驗改進，用涂有不同顏色的試管代替不同顏色的紙袋，在試管口處用橡膠塞密封，然后插入一根塑料管，并用紅色水柱密封，這樣就可以用試管內空氣的膨脹情況觀察吸熱效果。通過相同時間水柱的高低反應吸熱情況，與教材實驗相比，實驗效果變得更加明顯。通過實驗材料的替換，有利于學生的觀察和體驗，因此是一種可行的實驗改進方式。

實驗方法的改進? 在小學科學實驗教學中，教師可采用的實驗方法多種多樣，不同的實驗方法得到的實驗效果也是千差萬別。為此，在實際教學過程中，教師要盡可能采用簡單方便、效果明顯的實驗方法，從而更好地引導學生進行實驗探究，加深學生對科學知識的認識。現下的小學科學實驗教學在實驗方法方面存在一定的問題，筆者舉兩個案例，并提出相關的改進方法。

【案例一】在“空氣占據空間嗎”這節課程教學中，教材中的實驗方法是將一團紙巾放在杯子的底端，然后將杯子豎直倒入水中，通過觀察紙巾是否會被浸濕，從而驗證空氣是否會占據空間。但是在這個實驗之中存在的最大的實驗問題就是，水進來把空氣趕跑的現象不夠直觀，因此，學生觀察理解存在一定的困難。同時，實驗過程中需要使用很多的紙巾，這從某種程度來講是一種浪費。

對此，筆者對實驗方法做出改進，使用無底的塑料瓶和乒乓球展開實驗。在實驗過程中，在塑料瓶的瓶口套上一個氣球，然后用手按住瓶口，再用塑料瓶把乒乓球垂直扣入水中，此時若是乒乓球停留在水底，就表示空氣是占據空間的。相比較原教材中的實驗方法，這樣的方法改進無疑使實驗現象更加直觀，更方便學生探究，并可以循環使用，有利于環保。

【案例二】在“金屬的熱脹冷縮”這節課程教學中，教材中的實驗方法為將鋼條加熱，通過鋼條長度的增加，并推動大頭針傾斜，從而說明金屬具有熱脹冷縮的作用。但是在這一實驗方法下，得到的教學效果并不明顯。

對此，教師可以做出改進，引入電路開關知識，在電路的一端分別接入一根鋼條和一塊銅片，將其固定;然后在鋼條和銅片之間留出一個縫隙，此時電路是斷開的;而當用酒精燈加熱鋼條時，鋼條若是受熱膨脹，就會與銅片接觸，這樣電路就會閉合，而小燈泡就會發光，因此就可以直觀清晰地證明，金屬是具有熱脹冷縮作用的。顯然，與教材原實驗方法相比，改進的實驗更加直觀明顯，可更好地幫助學生理解知識。

實驗設計的改進? 在小學科學實驗教學中，科學的實驗設計是實驗教學成功的關鍵和保障。教師要明確，實驗設計應該是經過深思熟慮的，后續的實驗應該以實驗設計為綱領。在教學過程中，好的實驗設計，就等于成功的一半。但現下的小學科學實驗教材，很多設計方案已經落后，對實驗效果造成一定的影響。因此，教師結合教學實際改進小學科學實驗設計，也是十分必要的。筆者以下面的案例做出詳細闡述。

【案例一】在“浮力”這節課程教學中，課程教學的重點就是探究浮力和排開水的量之間的關系。而對此，教材中采用的實驗設計方法為準備水、鉤碼、橡皮泥、泡沫、彈簧測力計、水槽等實驗器材，具體如圖2所示，通過彈簧拉力器的拉力值，從而探究浮力的大小。很顯然，這一實驗設計存在弊端。

1）橡皮泥與容器底部粘貼不緊，容易被拉掉，需要不斷地重復實驗，不僅浪費時間，還影響實驗操作效果。

2）由于泡沫浸水中后有吸水現象，造成水位上升的體積變小，從而增加實驗誤差。

3）用彈簧測力計上拉棉線時，若是產生傾角，也會產生誤差。

對此，筆者改進實驗設計，使用塑料瓶代替泡沫塑料塊，使用燒杯代替水槽，通過改變給塑料瓶施加壓力的方法，探究浮力和排開水的量之間的關系。通過這樣的實驗設計改進，不僅增強了實驗的可操作性，還讓學生明白了物體排開水的體積越大，受到的浮力也越大的規律，為實驗教學效果提供了保障。

【案例二】在“電磁鐵”這節課程教學中，為了能夠促使學生的創新精神得到有效培養，必須要求學生結合自身的知識，自己發現、合理設計、反復操作，從而促使學生的實驗設計能力得到提升。在這樣的教學中，雖然學生的設計存在很多不合理的地方，但是通過實驗設計活動幫助學生形成質疑習慣，促使學生大膽質疑的學風逐漸形成。如有的學生通過用手指按壓磁鐵，感覺手受到力的作用;還有的學生用磁條靠近上面的磁鐵往上提，從而體會磁力的大小。這些實驗設計改進都彰顯了學生的智慧。

4 結語

在小學科學教學中，實驗具有極其重要的作用，很多科學現象只有透過實驗觀察，才能獲得更加深刻的認識。現下的小學科學實驗還存在很多需要改進的地方，實驗的作用不能得到充分發揮。為此，在今后的小學科學實驗教學中，為提升教學效率，加強科技創新人才培養，教師一定要對實驗教學進行深入研究并優化整改，這也是小學科學教師的義務和職責。

參考文獻

[1]楊秀林，張國全.小改進 大見效：例談對小學科學實驗的一些改進[J].中小學實驗與裝備，2016，26（3）：37-38.

[2]王俊卿.例談小學科學教材中實驗設計的改進與創新[J].教育實踐與研究：小學版（A），2016（2）：69-71.