一個好實驗成就一節好課
——淺談小學科學疑難實驗的改進與創新

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(浙江省玉環市沙門中心小學)

小學科學是一門以觀察和實驗為基礎的科學啟蒙課程，實驗教學在科學課教學中的地位十分重要。據不完全統計，小學科學三至六年級(八冊)教材中，約有三百多個不同類型的實驗。這些實驗是否被認真予以實施，直接關系到科學課程目標——提升學生的科學素養。

隨著課程改革的深入，小學科學課程體系發生了很大的轉變。教學實踐證明，實驗材料的準備以及實驗結果的呈現等情況，直接關系到教學的成功與失敗。同一個觀察和實驗，由于選用不同的實驗材料，最后的實驗效果也截然不同。在教學實踐中，我們發現有些實驗的設計或者實驗材料的選用，存在著一些不夠完善的地方，因此，需要教師對已有的實驗做出不斷地改進與創新，從而促進科學實驗教學的發展。

一、科學實驗應具有科學性

科學性原則是指實驗的目的、原理、器材、方案、操作方法、數據處理、實驗結論等各個環節都應符合科學性、規范化。教材中有些實驗在選材上考慮不周，導致實驗結果與科學原理背道而馳，嚴重缺乏科學性。

比如科學五(下)“物體在水中是沉還是浮”中有一個通過改變胡蘿卜大小來驗證同一物體在水中的沉浮和它的體積大小、重量沒有關系。結果實驗出現了反常現象：有的小組的紅蘿卜是沉的，有的小組的紅蘿卜是浮的；有的小組發現原本沉的紅蘿卜，切小后居然浮了上來……結果學生得出了一個錯誤結論：同一種材料構成的物體，在水中的沉浮與自身的體積和重量有關。而之所以出現這種反常現象，其原因是胡蘿卜的生長環境的不同以及放置時間的不同，導致胡蘿卜的密度分布不均勻。密度大的部分在水中容易沉，密度小的部分在水中容易浮。那教材為什么選用紅蘿卜？難道是編者科學常識的缺失？其實編者的意圖很明顯：紅蘿卜很常見，另外紅蘿卜的顏色也讓實驗變得很直觀。不過，編者在選擇材料時考慮得不夠全面，忽略了材料的密度不均問題。

二、科學實驗應具有可見性

由于許多實驗在演示過程中可見度低，實驗現象不明顯，教學效果不理想。學生無法看清楚操作過程或實驗現象，這樣不但不能創設較好的科學學習環境，幫助學生構建科學概念和知識體系，而且不能激發學生的學習積極性和求知欲。因此，提高演示實驗可見度的重要性顯而易見。

例如，五年級下冊第二單元第六課《熱是怎樣傳遞的》一文中有兩個實驗，在涂有蠟的圓形鐵片中間或邊緣加熱，觀察熱是怎樣傳遞的。由于蠟本身顏色較淺，鐵片又薄，所以融化的很快，學生來不及觀察，現象很不明顯。

為此，我們要對此實驗進行改進。在生活中，我們發現了一種可以熱感變色油墨，這種油墨從45℃開始變色，50℃變色完成。將變溫油墨涂在圓鐵片上，干了以后再進行以上兩個實驗，實驗現象非常顯著。學生馬上就觀察到熱是從加熱點慢慢往四周擴散的。這種變溫油墨還可以應用在本單元的其他幾個試驗中，比如用手感知不同材料的傳熱速度快慢，可以在這些材料上涂上變溫油墨，這比我們用手感知要直白。如鋁、銅、鋼三種金屬的導熱性能這個實驗，用蠟在金屬條上粘貼火柴棒，學生操作起來比較困難，同時蠟的用量也會影響實驗的準確性。而借助變溫油墨后，這些困難就迎刃而解了。

三、科學實驗應具有可控性

可控性原則是指實驗的成功率是保證教學順利開展的必要條件。如果實驗的成功率低，則不僅不能讓學生信服，還會浪費許多寶貴的時間。因此教師在課前必須進行反復驗證，摸索實驗的成敗規律，保證上課時實驗效果好，成功率高。同時，高成功率也能激發學生的興趣，使學生產生探究的欲望。然而教材中有些實驗在操作中存在一定的不可控因素，最終將影響實驗的準確性。還有一些實驗過程過于繁瑣，不易于學生操作。

例如，《怎樣得到更多的光和熱》一文中將不同顏色的紙袋子放在陽光下曬，再每隔幾分鐘讀取溫度計的變化。這個實驗比較受場地和太陽強弱、風力大小等外來因素的影響，不利于在教室中開展。而且獲得的數據偏差太大，給我們的教學任務造成很大的麻煩。為此，我們可進行改進，其方法是用白熾燈代替陽光，因為白熾燈發出的是自然光，和太陽相似，可以在本次試驗中代替太陽。這樣，我們在教學中也可以開展實驗，不用再受天氣以及場地的限制，避免了下雨天不能實驗的尷尬。同時，懸掛溫度計使溫度計不受地面等其他熱源的影響，讀數也較簡便準確。

四、科學實驗應具有趣味性

小學生好奇心強，求知欲旺盛。在實驗教學中，創設一個有趣味性的實驗，能激發學生的興趣，調動學生的學習積極性。一個設計巧妙的科學實驗，可以使復雜的實驗變得相對簡單，使枯燥乏味的實驗變得有趣，使學生在實驗教學過程中輕松突破重點和難點。

例如，三年級上冊第四單元《空氣占據空間嗎》這個實驗中用到的面巾紙不會動，實驗的趣味性不強。若將面巾紙換成小球，小球在這個過程中會上下運動，學生的注意力馬上就被吸引了。實驗前，我問學生：“小球現在浮在水面上，若將去掉底部的塑料瓶扣在小球上，小球會浮上來還是沉下去？”學生都認為會浮上來。然后通過實驗演示，發現小球被壓入水中停在水槽底部，這時學生的探究欲望被調動起來。在分組實驗時，有些組發現他們的實驗結果不一樣，小球還是穩穩地浮在水面上。教師再引導他們仔細觀察，尋找原因。學生馬上就發現，這些組的瓶蓋上有一個小孔，原來空氣都從小孔中跑光啦。接著，教師就可以升級實驗，讓小球停留在瓶中不同的位置。在整個探究實驗過程中，學生的學習積極性高漲，探究欲望強烈，課堂氣氛十分活躍。

再比如，三年級上冊第四單元《比較水和食用油》一文中涉及到水的表面張力。老師可以設計一些趣味性強的實驗，讓學生在試驗中感悟水的表面張力。游戲一：水浮硬幣。將一枚硬幣小心地放入水槽中，讓它浮在水面上。通過多次嘗試實驗，大部分學生可以成功。游戲二：在硬幣表面滴幾滴水。小心地用滴管往硬幣表面滴入水滴，直到水溢出硬幣為止。不同小組可以舉行比賽的形式，學生的活動積極性很高。游戲三：看看一杯裝滿了水的杯子中可以加入多少枚回形針。加的時候要小心一點，慢一點，比一比哪個組加入的回形針最多。

五、科學實驗應具有經濟性

我們要求自制的教具在滿足演示效果的前提下，應少花錢或不花錢，只有做到成本低廉、物美價廉，這樣的教具才具有推廣性。這就要求教師平時要眼明、手勤，盡量就地取材，使用身邊常見的、易推廣的材料。老師鼓動學生留心收集身邊的廢舊材料，這樣既環保，節約資源，又調動學生的積極性，培養學生勤儉節約的好習慣。

精心設計好每個實驗，既是科學老師的職業責任，也是科學老師的職業樂趣所在。在設計與改進實驗時，培養師生的創新精神和動手能力是一種富有創造性的科技實踐活動，讓學生在樂中求知，趣中求索，使教學效果事半功倍。