空氣占據空間嗎實驗改進

任春?楊巖

摘要：對科教版小學科學“空氣占據空間嗎”實驗中的不足進行分析，并對此實驗方案進行改進，對比說明改進后的優點。

關鍵字：學生;空氣 ;實驗改進

中圖分類號：A 文獻標識碼：A

“空氣占據空間嗎”一節選自科教版小學科學三年級上冊第二單元《空氣》第二課。本課內容主要包括“壓杯入水”、“打孔觀察”和“打氣觀察”三個主要環節。[1]在教學中，教師應突出實驗設計的創新，改進和完善實驗方案，增加科學性、準確性和可視性。[2]筆者在實施教材實驗過程中，發現了一些不足之處，為了幫助學生建立科學知識和生活的鏈接，利于培養學生的探究能力、創新能力、科學核心素養，故進行實驗方案的改進。

一、教材實驗方案分析

教材實驗通過“壓杯入水”讓學生認識到紙團不會濕是因為空氣占據了杯內的空間;“打孔觀察”實驗中紙團完全浸濕了是因為水進入了杯子，水填補了原本被空氣占據的空間;“打氣觀察”實驗讓學生認識到打氣筒把空氣重新灌入杯子，剛才被水占據的空間，又重新被空氣占據。存在問題主要由以下三個方面：[3]

①“壓杯入水”進行前要在杯底粘上紙團，如果粘不牢紙容易掉落在水中，如果粘太牢后續實驗中又不容易取紙進行觀察。實驗后進行取紙觀察紙未濕，但由于杯子進入水中，杯內壁沾有水，從瓶底內取出紙的過程很容易碰到杯內壁造成紙濕了，影響實驗的觀測結果，造成視覺混淆。

②“打孔觀察”前需在杯底扎一個小孔后再把杯子壓入水中，學生周圍缺乏尖利物品，不易找到可以把杯底扎破的物品，學生動手處理打孔的大小也不好控制。

③“打氣觀察”過程中要打氣筒連著球針，把球針的進氣口對準打氣筒的出氣口，針孔之間要對準，用打氣筒固定好球針，再把球針插入到杯底的洞中進行打氣，在實際操作過程中對于三年級的學生來說比較有難度。而且整個實驗裝置的密閉性無法控制，在打氣的同時也在漏氣造成水面的高度持續不定，無法準確的畫下高度。

二、教材實驗方案改進與效果

根據上述問題，筆者在實際教學中進行實驗改進，效果明顯。

①“壓杯入水”過程用剪了去底的塑料瓶子代替原實驗中的塑料杯，取材容易，方便觀察。免去了拿膠粘紙、放紙的步驟，直接擰開塑料瓶蓋子將紙放在洞口處，取出紙巾檢查是否濕時可以直接擰開塑料瓶蓋子，避免了紙從杯底取出碰到杯壁水珠的情況，現象明顯。

②免去了“打孔”的過程，進行第二次壓杯入水時可以直接去掉瓶蓋子，不僅降低了實驗難度，而且過程安全快捷。

③“打氣觀察”過程選擇一次性輸液器的部分結構代替球針，用輸液器中的流量調節器中控制整個實驗裝置的空氣的進與出，學生對流量調節器的結構比較熟悉，明確打完氣時立刻關閉，就使整個裝置處于密閉的狀態，方便記錄此時水面高度，學生操作簡單，用真實的數據揭示背后的原理，具有說服力。（見圖1）

三、總結

實驗改進后的材料造價低廉，是生活中常見的物品，本著廢物再利用的原則可以被推廣使用，增強學生環保意識。整個裝置安全方便，具有較強的趣味性和觀賞性，各個環節流暢現象明顯，符合三年級學生的求知心理，也能提高合作探究能力。有層次的實驗設計使學生的思考循序漸進，實驗探究一環套一環，學生的理解逐層深入，理論的得出是深入淺出。學生能自主發現三個不同實驗后空氣和水位發生變化，并分析思考、用數據推理解釋背后的原因，充分演繹了科學家類似的實驗探究過程，利于培養學生科學核心素養的發展。

參考文獻等

[1] 羅吉芬， 《空氣占據空間嗎》說課. 小學科學（教師版）， 2015（03）： 第58頁.

[2] 宋保家， 改進教材實驗 培養學生批判性思維 [j].實驗教學與儀器，2019，（2）;12-13

[3] 童海云， 《空氣》單元教材分析和教學建議. 湖北教育（科學課）， 2019（05）： 第32-34頁.