例談對小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)與創(chuàng)新

沈 芬

（安徽省合肥市蓮花小學(xué)，安徽合肥 231202）

引 言

小學(xué)科學(xué)課程是一門實(shí)踐性課程，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是實(shí)現(xiàn)課程價(jià)值的重要內(nèi)容和手段，但目前實(shí)驗(yàn)教學(xué)中還存在著一些不足，如實(shí)驗(yàn)材料和裝置老舊、靈敏度差，學(xué)生很難及時(shí)完成實(shí)驗(yàn)并觀察到明顯的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象；實(shí)驗(yàn)思路和方法煩冗陳舊，損時(shí)耗材。這些現(xiàn)象既降低了學(xué)生學(xué)習(xí)的效率和熱情，又造成了巨大的資源損失。為實(shí)現(xiàn)小學(xué)科學(xué)課程教育目標(biāo)，增強(qiáng)課程的意義和趣味性，教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中可做出一些改進(jìn)與創(chuàng)新[1]。

一、小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)與創(chuàng)新的意義

（一）克服實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備與操作困難，發(fā)揮實(shí)驗(yàn)作用

小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)與創(chuàng)新集中在實(shí)驗(yàn)材料與裝置、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路、實(shí)驗(yàn)方法的改進(jìn)與創(chuàng)新上。教師在開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)應(yīng)解決原教材中實(shí)驗(yàn)材料不易獲取、價(jià)格較高、裝置老化、操作不易等問題，簡化實(shí)驗(yàn)方法與過程，降低實(shí)驗(yàn)操作難度，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)能夠高效地完成。這樣學(xué)生也能克服實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備和操作的困難，有效地完成實(shí)驗(yàn)，真正發(fā)揮實(shí)驗(yàn)的作用。

（二）保護(hù)學(xué)生的好奇心與求知欲，培養(yǎng)其科學(xué)態(tài)度

小學(xué)生有著強(qiáng)烈的好奇心和求知欲，這種好奇心和求知欲是推動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的內(nèi)在動(dòng)力，對其終身發(fā)展具有重要的作用。教師通過對科學(xué)實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)與創(chuàng)新，能保護(hù)學(xué)生的好奇心和求知欲，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的興趣，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)探究，積累生活經(jīng)驗(yàn)，從而增強(qiáng)課程的意義性和趣味性。

（三）集結(jié)師生智慧，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神

實(shí)驗(yàn)改進(jìn)與創(chuàng)新應(yīng)集結(jié)師生的智慧，在改進(jìn)和創(chuàng)新的過程中，師生會嘗試運(yùn)用多種材料、多種思路、多樣方法來完成科學(xué)探究，體會創(chuàng)新樂趣。在這個(gè)過程中，教師應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生大膽質(zhì)疑，從不同視角提出研究思路，探尋并采用不同的方法解決問題，利用新的材料完成探究設(shè)計(jì)與制作，這有助于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神。

（四）選用廢品循環(huán)材料，解決實(shí)驗(yàn)資源

在改進(jìn)和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的過程中所利用的材料與裝置，大部分都來自生活中常見的廢品、我們在用的物品。廢品可以變身為實(shí)驗(yàn)用品，物品在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后可以再次使用，這樣不僅能大幅度降低實(shí)驗(yàn)資源與投入的資金，還能有效踐行綠色環(huán)保理念。

二、小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)與創(chuàng)新實(shí)例

（一）實(shí)驗(yàn)材料與裝置的改進(jìn)與創(chuàng)新

教科版五年級下冊第三單元第六課《擺的研究》中設(shè)計(jì)了兩次實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，分別為：三次改變擺繩長度，研究擺繩長度與擺的快慢的關(guān)系；三次改變擺錘的輕重，研究擺錘的輕重與擺的快慢的關(guān)系。在原實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，學(xué)生幾乎將大部分時(shí)間花在改變擺繩長度后重新系上擺繩和改變擺錘輕重上，造成實(shí)驗(yàn)時(shí)間的大量浪費(fèi)，最后手忙腳亂結(jié)束實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)效果大打折扣。

對此，為節(jié)省實(shí)驗(yàn)時(shí)間，筆者改進(jìn)與創(chuàng)新了實(shí)驗(yàn)裝置，用金屬拉鏈和圓形小磁鐵創(chuàng)造出“拉鏈擺”，小磁鐵與拉鏈頭緊緊結(jié)合在一起，拉鏈頭上下移動(dòng)可以帶動(dòng)磁鐵，改變擺錘的重心，從而改變擺的長度。在教學(xué)中，筆者提前預(yù)設(shè)“擺長”的概念，能快速改變擺的長度，從而方便學(xué)生觀察記錄與擺的快慢的關(guān)系；在擺長不變時(shí)，可以依次增加小磁鐵的個(gè)數(shù)，改變擺錘輕重，這樣可以高效實(shí)現(xiàn)對擺的研究。

（二）實(shí)驗(yàn)思路的改進(jìn)與創(chuàng)新

教科版科學(xué)五年級下冊第二單元《熱》的第六課《熱是怎樣傳遞的》中有兩個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，一是用蠟將火柴粘在金屬條上加熱，觀察火柴掉落的順序會是怎樣（見圖1）；二是組裝均勻涂滿蠟的金屬片，對準(zhǔn)金屬片的中心或邊緣加熱，觀察蠟會怎樣融化（見圖2）。教材通過兩個(gè)實(shí)驗(yàn)說明熱總會從溫度較高的一端（物體）傳遞到溫度較低的一端（物體），但原教材中實(shí)驗(yàn)材料繁多，組裝不便，耗時(shí)耗力。

圖1

圖2

對比，筆者將原教材中的實(shí)驗(yàn)合二為一，用學(xué)生常用的熱可擦筆，設(shè)計(jì)出一張有三個(gè)同心圓和一條直徑的圖紙（見圖3），對圖紙中心加熱處理，筆跡在直線上由先受熱、溫度較高的中心向兩端消失，在同心圓上由中心向四周消失（見圖4），通過筆記消失的方向，表明熱傳遞的方向和過程。學(xué)生可自行設(shè)計(jì)圖紙中的內(nèi)容，想讓誰“消失”讓誰“消失”，從而體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)成功的快樂，進(jìn)而對實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生濃厚的興趣。與原實(shí)驗(yàn)相比，筆者改進(jìn)實(shí)驗(yàn)、簡化實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，利用可擦筆的墨水作為實(shí)驗(yàn)材料，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯，經(jīng)濟(jì)節(jié)約。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)從學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，既滿足了學(xué)生的認(rèn)知需求，又提高了教學(xué)的效率，還把學(xué)生直接帶入了真實(shí)情境中。

圖3

圖4

（三）實(shí)驗(yàn)方法的改進(jìn)與創(chuàng)新

教科版科學(xué)六年級下冊第三單元第六課“在星空中（一）”中建立星座模型的方法是在平面上掛上7個(gè)長短不一的繩子，繩子末端系上小球（見圖5），模擬距離地球遠(yuǎn)近不同的北斗七星，建模者需要站在太空的角度觀察北斗七星與地球的關(guān)系，再從地球這個(gè)角度來照射七個(gè)小球，看其在屏幕上的投影。這個(gè)方法對星系知識的掌握和空間想象力的要求較高，制作手法復(fù)雜，在有效課堂時(shí)間內(nèi)學(xué)生很難完成，教學(xué)效果并不理想。

對此，筆者改進(jìn)的方法是在紙板或泡沫板上插上7 根一樣長的竹簽，上面各放一個(gè)橡皮泥制作的小球，模擬北斗七星（見圖6）。這種建模站在地球這個(gè)角度，可以通過竹簽上移動(dòng)的橡皮泥小球，體驗(yàn)北斗七星與地球的遠(yuǎn)近不同；通過橡皮泥小球大小不一的變化，體驗(yàn)北斗七星的大小不一；在制作過程中，材料易獲取，操作簡單，從地球角度建模更易理解，學(xué)生輕松快樂地完成了實(shí)驗(yàn)，增強(qiáng)了學(xué)習(xí)的自信心。

圖5

圖6

結(jié) 語

在小學(xué)科學(xué)課程中實(shí)驗(yàn)至關(guān)重要，學(xué)生如果能夠高效地完成實(shí)驗(yàn)，就能從中收獲科學(xué)知識與科學(xué)思維。因此，教師在開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)應(yīng)從學(xué)生熟悉的日常生活出發(fā)，讓學(xué)生親身經(jīng)歷動(dòng)手動(dòng)腦等實(shí)踐活動(dòng)，更好地了解科學(xué)探究的具體方法和技能，理解基本的科學(xué)知識，在實(shí)踐中體驗(yàn)和積累認(rèn)知世界的經(jīng)驗(yàn)，提高科學(xué)能力，培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度與創(chuàng)新精神。