低成本科學實驗有利于推廣和有效開展

孫蘋

實踐證明，低成本實驗有利于科學實驗的推廣和有效開展。將小學科學實驗朝著低成本化的方向進行改進，是實驗改進的重要方向之一。筆者在科學教學研究中發現，廢棄飲料瓶在小學科學的一些實驗中能起到意想不到的效果。用飲料瓶能制作實驗器具，取材方便，成本廉價，制作方便，操作簡易，安全可靠。

所謂低成本器材的科學實驗是指使用那些材料易得、簡便易做、趣味性強、形象生動、效果明顯的科學實驗。教學實踐和相關研究證明，低成本實驗有利于科學實驗的有效開展和廣泛推廣。

廢棄飲料瓶在我們的生活中隨處可見，它們常常被丟棄在垃圾桶里，或被廉價回收。但是，只要你稍加改進，就會發現其實它們的在科學實驗中有著很高的價值，可以幫助我們完成很多科學實驗，它們不僅在實驗取材方面，大大降低了成本，而且在演示效果上也往往更勝一籌。本文將介紹3個以飲料瓶為材料的改進的教科版小學科學教材所涉及的實驗。

實驗一：用飲料瓶改進“空氣有重量實驗”

教材中實驗的安排：教科版小學科學三上《空氣有重量嗎？》一課，為幫助學生認識空氣有重量，教材中安排了兩個實驗來認識空氣是有重量的，一是用小天平來比較充氣前后氣球的重量變化，二是稱量充氣與充足的籃球重量的變化。

教材實驗不足之處：要使未吹氣的氣球和筆帽的平衡就不是件容易事，充氣前后氣球和籃球的體積會發生，由此浮力也會有變化，浮力變化這個干擾因素影響的實驗的科學性。

改進后的實驗裝置：在塑料瓶身上端側面打一個孔，將自行車氣嘴安在瓶身上，用硅膠黏合固定。筆者選用是4L農夫山泉飲用水的瓶子。

改進后實驗操作步驟：

第一步：稱量出裝滿了空氣的裝置的重量：調平天平，然后將裝滿空氣的帶氣門嘴瓶子放在天平托盤一側，另一側托盤里擺放橡皮泥，直至天平平衡。

第二步：在實驗裝置中加入空氣：為方便學生操作，我為學生準備了腳踩式打氣筒給這個裝置打氣。

第三步：觀察增加了空氣的實驗裝置瓶重量變化情況：將增加空氣的裝置再放入左側天平，會看到指針側向左側天平傾斜了，說明左側裝置變重了，為什么變重？因為加入了空氣，空氣是有重量的。

第四步：用豆子來測出增加的空氣重量：那到底這踩進去的空氣有多重，引導學生采用在右側托盤里添加豆子的方式來感知了解。

第五步：到底打進去了多少空氣：增加的空氣到底有多少呢？將不漏氣的塑料袋里空氣盡可能全部擠走，然后將塑料袋罩在裝置瓶蓋口，抓緊，再打開裝置瓶。這時剛才增加進去空氣由于沒有瓶蓋的束縛，就會從裝置瓶中跑出來到塑料袋里，塑料袋會鼓起來，學生就能“看”到剛才到底打進去了多少，同時知道添加的赤豆數量就是這袋子里空氣的重量。

改進后的實驗效果：利用自制的實驗裝置瓶，再經過一系列連續實驗后，學生觀察到增加了空氣，裝置會變重，學生對空氣是有重量的有了比較明確的了解，以及這一小塑料袋空氣約與7、8粒赤豆重量差不多（如果直接用秤來稱量也是可以，但對三年級學生來說，幾克的概念遠沒有幾位赤豆來得更直觀），這些概念也就自然而然地形成了。

實驗二：用飲料瓶模擬“耳郭有收集聲波的作用實驗”

教材中實驗的安排：教科學版小學科學四上《我們是怎樣聽到聲音的》中在介紹耳郭有收集聲波的作用，如何讓學生來體驗感受耳郭的這一作用，教材中沒有安排實驗，老師教學中常采用用手攏在耳郭后來感知。

教材實驗不足之處：手比較小，將手攏在耳郭前后聲音響度的變化效果不明顯，學生無法體會聲音響度的變化，因此對耳郭收集聲波的作用還無法真切體會。

改進的實驗裝置：

將大飲料瓶去除瓶蓋再去底，制成“耳郭模擬器”。在此實驗中筆者選用是4L農夫山泉飲用水的瓶子。

改進后實驗操作步驟：

第一步：教師敲擊音叉，學生直接用耳朵傾聽感受。

第二步：教師以同樣力度敲擊同一音叉，學生將飲料瓶制成的“耳郭模擬器”放置在耳朵上，再次傾聽感覺。

改進后的實驗效果：由于使用大飲料制作的“耳郭模擬器”放大了“耳廓”，使得使用前后聲音響度變化十分明顯，學生能有效感受到“耳郭有收集聲波的作用”。

實驗三：用飲料瓶改進“空氣占據空間實驗”

教材中實驗的安排：教科版小學科學三上《空氣占據空間》，教材中安排的實驗是將紙團塞在玻璃杯底部，再將這個玻璃杯豎直倒扣在水中，看到杯底的紙團沒有被水浸濕，由此證明空氣占據空間。

教材實驗不足之處： 1.如果杯子接觸水面時沒有垂直，很難達到理想的效果。2.學生在實驗操作時不易把握，導致有的學生方法不當，把紙團掉入水中，浪費紙張，不利于環保。3.學生如果用濕手觸摸紙團，感知紙團的干濕較模糊。

改進后的實驗裝置：剪去350ml飲料瓶下半部，保留瓶蓋。

改進后的實驗步驟：

第一步：在水槽中裝染色后的水（便于觀察），將乒乓球放入水槽中，改制后的透明飲料瓶擰緊蓋后，罩著乒乓球，豎直壓入水中，觀察乒乓球的停留位置。

第二步：擰開瓶蓋，觀察飲料瓶里的乒乓球的位置變化，會發現這次乒乓球浮在水面了

第三步：比較發現，開始乒乓球留在水槽底部，說明空氣占據飲料瓶的空間，水進不去;當把瓶蓋打開，瓶中空氣就從瓶口跑出，水就進入瓶中占據原來那部分空氣占據的空間，乒乓球隨水面上升。

第四步：得出結論：空氣占據空間。

改進后的實驗的效果：

改進后的實驗所需材料既簡易，又綠色環保安全。實驗操作既簡單，又可重復實驗，便于推廣，同一個實驗裝置可重復使用，回收利用。通過觀察乒乓球位置的變化，變靜態為動態，感知理解空氣占據空間，可視性強，更適合三年級的學生探究。

低成本實驗資源的利用，就是利用像飲料瓶之類身邊隨手可取的日常生活用品來做實驗，既能激發學生對小學科學產生濃厚的興趣，又能取得理想的教學效果，使學生深切地感受到科學就在我們身邊，同時學生的創新意識在實驗的過程中自然也得到了增強。

【作者單位：蘇州市善耕實驗小學校江蘇】