科學課前實驗的重要性

胡玨

科學是一門以實驗為基礎的學科，《小學科學課程標準》指出：小學科學課程宗旨是培養學生的科學素養，以探究方式為核心;而實驗活動是培養學生學習興趣、動手操作能力、觀察能力、思維能力和表達能力的重要方式。這些能力的形成與發展是探究式學習不可缺少的，也是學生科學素養提高的重要方面。可見，實驗教學在科學課教學中起著舉足輕重的作用。

小學科學教材中有很多實驗，旨在讓學生通過實驗探究的方式，主動參與、動手動腦、積極體驗，經歷科學探究的過程，以獲取科學知識，領悟科學思想，學習科學方法。由于小學科學的學科特點，需要提前做大量的課前準備工作，其中重要的一項就是教師要進行課前實驗，才能保證在有限的課堂時間內高效完成教學任務。下面結合自己執教的《水結冰了》和《冰融化了》兩節實驗活動教學談談自己的看法。

一、課前實驗有助于教師準確理解教材

小學科學以學生的自主探究活動為主體，一節成功高效的科學課，主要取決于教師對教材的認知程度。課前實驗，有助于教師更好地把握教材，提升自己的知識與技能水平，把正確的知識傳授給學生。

在很多試卷中提道：“通常情況下，冰水混合物的溫度為0℃”，這是因為攝氏溫標就是這樣確定的。人們通常一提到冰水混合物那溫度就是0℃。很多教師在課堂進行冰融化實驗時，發現學生的實驗結果無法保持0℃，就認為是學生實驗操作錯誤導致，強行告訴學生冰在融化過程中，冰水混合物的溫度保持0℃。這樣做是錯誤的。冰水混合物的溫度保持0℃不變是有前提條件的，即一個標準大氣壓下，達到熱平衡的時候，冰水混合物的溫度才是0℃。

在《冰融化了》一課中，由于課堂實驗的環境條件和材料限制，只能測得冰在融化過程中，冰的溫度保持0℃不變。如果不認真研讀教材，教師很容易潛意識地認為冰水混合物的溫度是0℃，所以在冰融化過程中，測出來的溫度想當然認為一定是0℃。教師只有反復進行課前實驗，才能更準確地把握教材，而不是把自己已有的知識強行灌輸給學生。

二、課前實驗有助于教師了解教材的不足

教師只有進行課前實驗，才能更好地把握教材，認識教材實驗中的優缺點。

經歷了課前實驗，發現《水結冰了》實驗中，有以下不足之處：

碎冰難碎難保存。試管要插入碎冰中，讓試管與碎冰充分接觸。而冰箱冷凍的冰塊較大，實驗前需要搗碎。而冰塊堅硬，難以搗碎。同時上一節課使用過的碎冰到下節課就不能再用，每天需要準備大量碎冰，而且冰塊融化較快，難保存。

水的變化難觀察。教材中把碎冰放在保溫杯或者普通的塑料杯中，用干毛巾包裹，再把試管插入碎冰中，用溫度計測量并記錄試管里水的溫度。在碎冰中加入大量食鹽，觀察到水開始結冰時，讀出溫度計的讀數，實驗過程中是無法觀察到水的狀態變化的。

食鹽量難控制。為了降低碎冰溫度，加入較多食鹽。食鹽到底加多少，難以控制，加太少，水結冰速度太慢，甚至無法結冰;加太多，水結冰速度太快，無法觀察水溫的變化過程。

同樣，對于《冰融化了》實驗，如果教師進行了課前實驗，就會發現，按照課本實驗方法，很難測到冰在融化過程中溫度保持0℃一段時間不變這一實驗現象。把冰塊放入燒杯內，用溫度計測量并記錄冰塊的溫度，但由于冰塊之間縫隙較大，溫度計通常測到的是冰融化成的水的溫度，以及周圍空隙中空氣的溫度，而不是冰的溫度，所以基本都是在冰塊剛融化，溫度就已經是2～3℃了。

三、課前實驗有助于教師創新實驗

通過課前實驗，教師了解課本內容的不足，從而促進教師開展創新實驗，提高教師教學能力，提高課堂效率。由于課前實驗發現《水結冰了》和《冰融化了》兩課實驗的局限性，所以提出了以下改進方法：

用冰鹽水代替冰塊和食鹽。經過查閱大量文獻和反復實驗，不同比例的冰鹽水凝固點不同，含鹽量越高，凝固點越低。本實驗選擇的冰鹽水比例是500g水和100g食鹽，凝固點大約是-14℃。

把按比例配制的食鹽水放在燒杯中，置入冰箱冷凍，24小時后取出，呈半凝固狀態，測出此時溫度是-14℃。記錄溫度隨時間的變化，見下表。

燒杯放在室溫下38分鐘，冰鹽水溫度為-1℃，如果放在保溫杯中，可以更長時間保持低溫。而且冰鹽水可以反復使用，解決了課前凍冰塊、碎冰塊、存冰塊等問題。

用試管架固定試管。試管中放少量水，插入溫度計，使液面略高于玻璃泡，將試管放在試管架上，再把整套裝置放進盛冰鹽水的燒杯中，可以解放雙手，方便觀察記錄。

冰鹽水的配制，也對《冰融化了》一課實驗進行了改進。實驗中溫度計的玻璃泡已經完全凍在冰中，可以直接進行《冰融化了》實驗。由于在冰融化過程中，溫度計的玻璃泡一直與冰塊接觸，就可以測得冰塊的溫度，從而比較容易得到在冰融化過程中，冰的溫度保持在0℃這一實驗現象。

小學科學課程的宗旨是培養學生的科學素養，不僅是對科學概念的理解，更重要的是科學探究能力和科學態度的培養。因此，只有教師反復地進行課前實驗，才能充分地認識和理解教材，發現實驗中會出現的問題，從而想辦法進行改進，選擇更適合的實驗材料，把準確的知識更全面更有趣地傳授給學生，讓課堂更高效更生動。