實(shí)驗(yàn)教學(xué)有效性初探

李佳慧

小學(xué)科學(xué)課程相對(duì)于其他學(xué)科有其獨(dú)特之處，即實(shí)驗(yàn)探究。有文獻(xiàn)表明，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的興趣，直接影響其對(duì)科學(xué)課程的興趣。一個(gè)好的實(shí)驗(yàn)，必定會(huì)為科學(xué)教學(xué)增光添彩。如何在教學(xué)過(guò)程中創(chuàng)造性地開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)，這是值得每位科學(xué)教師深思的問(wèn)題。

實(shí)驗(yàn)是科學(xué)教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，如何提高實(shí)驗(yàn)的有效性，需要教師多加思考。以下是筆者的一些思考與探索。

一、優(yōu)化實(shí)驗(yàn)裝置

好的實(shí)驗(yàn)裝置不僅能提高實(shí)驗(yàn)的有效性，還能節(jié)省資源，實(shí)現(xiàn)重復(fù)利用。以教科版《科學(xué)》五年級(jí)下冊(cè)第二單元第6課《熱是怎樣傳遞的》為例，其中在探究二：熱在金屬片中的傳遞，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中存在不足之處。

課本是在金屬圓片上涂滿蠟燭油，再用酒精燈對(duì)其進(jìn)行加熱，通過(guò)蠟燭油的融化快慢來(lái)顯示熱的傳遞順序。可是，在實(shí)際操作中，這些融化的蠟燭油會(huì)滴落下來(lái)，不易清理課桌;其次，此方法為一次性操作，下個(gè)班研究時(shí)還得再涂一層蠟燭油，過(guò)程相當(dāng)煩瑣。

為解決這個(gè)問(wèn)題，我將實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行了優(yōu)化：在金屬圓片上涂溫變油墨。

溫變油墨具有這樣的性質(zhì)：遇熱時(shí)會(huì)變色，冷卻時(shí)又會(huì)恢復(fù)原來(lái)的顏色，這是一個(gè)可逆的變化過(guò)程。因此，在教學(xué)中，教師能重復(fù)利用這個(gè)裝置，也避免了后期準(zhǔn)備材料時(shí)的負(fù)擔(dān)。

二、提高實(shí)驗(yàn)成功率

一個(gè)成功的實(shí)驗(yàn)，必定會(huì)讓學(xué)生興奮、難忘。此時(shí)進(jìn)行知識(shí)點(diǎn)的教學(xué)，學(xué)生也更容易理解和記憶，因?yàn)閯?dòng)作記憶遠(yuǎn)比程序性記憶來(lái)得深刻。所以，提高實(shí)驗(yàn)的成功率在科學(xué)課上尤為重要。

怎樣提高實(shí)驗(yàn)成功率呢？我以教科版《科學(xué)》六年級(jí)下冊(cè)第二單元第4課《小蘇打和白醋的變化》為例，本課實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)有以下不足之處。

第一，不易感受玻璃杯外壁反應(yīng)前后溫度的變化。本實(shí)驗(yàn)先將小蘇打和白醋混合，再請(qǐng)學(xué)生用手感受玻璃杯外壁溫度的變化。因?yàn)樾√K打和白醋的反應(yīng)速度是很快的，加上人體對(duì)溫度變化的感知是有限的，很多學(xué)生不能說(shuō)出反應(yīng)后玻璃杯外壁比原來(lái)涼一些這個(gè)現(xiàn)象。

第二，實(shí)驗(yàn)成功率低，傾倒二氧化碳熄滅蠟燭的現(xiàn)象不明顯。在探究這種氣體能滅火時(shí)，可能是學(xué)生收集到的氣體量不足，或是收集氣體的瓶子有泄漏，導(dǎo)致個(gè)別小組看到的現(xiàn)象只是蠟燭火焰的搖曳，卻沒有熄滅。這樣一來(lái)，學(xué)生很難發(fā)現(xiàn)這種新產(chǎn)生的氣體比空氣重并且能滅火這一性質(zhì)。

基于以上幾點(diǎn)問(wèn)題，我對(duì)實(shí)驗(yàn)道具進(jìn)行了微調(diào)，以保證實(shí)驗(yàn)的成功率。

要解決玻璃杯外壁溫度的變化，只需要在收集容器的外壁上安裝一個(gè)電子溫度計(jì)。這個(gè)電子溫度計(jì)的示數(shù)會(huì)不斷地改變，這樣一來(lái)，學(xué)生就能清晰地看到溫度計(jì)示數(shù)在慢慢降低的過(guò)程。

再來(lái)解決氣體泄漏的問(wèn)題。只需要一個(gè)容器，因此我找了個(gè)玻璃杯，再用輕黏土將蠟燭固定在玻璃杯中。這樣，學(xué)生在進(jìn)行氣體的傾倒時(shí)，就算氣體沒有從火焰正上方倒下而熄滅蠟燭，玻璃杯底部像水一樣慢慢滿起來(lái)的氣體最終也會(huì)“淹沒”蠟燭火焰，這樣就大大提高了實(shí)驗(yàn)的成功率。

三、選擇有結(jié)構(gòu)的材料

小學(xué)生的年齡特征決定了他們的觀察能力和分析能力是不能與成人相比的。因此，教師提供給學(xué)生的實(shí)驗(yàn)材料應(yīng)盡可能地反映出現(xiàn)象的直觀性，并且是安全的、易操作的。

比如，教科版《科學(xué)》三年級(jí)上冊(cè)第二單元第2課《空氣能占據(jù)空間嗎》，教材中有這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn)步驟：先用完整的杯子進(jìn)行壓杯入水的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)紙巾沒有濕，說(shuō)明空氣占據(jù)空間。接著在杯底扎個(gè)孔，重復(fù)壓杯入水的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)紙巾濕了，說(shuō)明空氣原本占據(jù)的空間被水占領(lǐng)了。

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)沒有問(wèn)題，條理清晰，是一個(gè)不錯(cuò)的教學(xué)環(huán)節(jié)。但筆者試用后效果不佳，原因有以下幾點(diǎn)：

第一，三年級(jí)的學(xué)生自控能力不強(qiáng)，若采用書本上軟而薄的一次性杯子，在下壓的過(guò)程中很容易出現(xiàn)擠壓杯子導(dǎo)致空氣逸出的現(xiàn)象?？諝庖坏┡艿袅?，實(shí)驗(yàn)大概率是失敗的。因此，我把一次性杯子換成了最為常見的礦泉水瓶。

第二，在硬度增加的同時(shí)，也給學(xué)生鉆孔增添了麻煩。教師是來(lái)不及現(xiàn)場(chǎng)給學(xué)生一一打好孔的，也不可能讓三年級(jí)的學(xué)生使用電鉆。若事先準(zhǔn)備好兩套杯子，一套是完整無(wú)孔的，另一套是打好孔的，雖節(jié)省了時(shí)間，但不具有說(shuō)服性。學(xué)生會(huì)問(wèn)：換了個(gè)杯子，實(shí)驗(yàn)結(jié)果還是一樣的嗎？此時(shí)教師是無(wú)法回答的。

第三，就算學(xué)生勉強(qiáng)鉆好了孔，也是借助了釘子、鋼針等尖銳的物品。這些物品存在極大的安全隱患不說(shuō)，也浪費(fèi)了課堂上大量的時(shí)間。

第四，用紙巾雖能明顯地判斷水有沒有進(jìn)入，一旦紙巾濕掉就成了學(xué)生愛“玩”的物品了?？上攵?，實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，學(xué)生的桌面是一片狼藉的。

基于以上幾點(diǎn)問(wèn)題，我舍棄了書本上的實(shí)驗(yàn)材料，改用礦泉水瓶的上半部分（含蓋子），并用乒乓球代替紙巾做第二個(gè)實(shí)驗(yàn)。

把礦泉水瓶一切為二，只保留上半部分。當(dāng)蓋子蓋緊的時(shí)候，此時(shí)杯子是密封的，壓杯入水時(shí)乒乓球在杯子的底部;接著在水中將蓋子打開，此時(shí)杯子有個(gè)孔，不密封，學(xué)生能明顯地看到氣泡從瓶口冒出，水帶動(dòng)乒乓球從杯底上升直到占據(jù)整個(gè)杯子。此現(xiàn)象跟書本上的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象幾乎一致。

所以說(shuō)，書本上的實(shí)驗(yàn)并不都是完美的。教師給學(xué)生提供有結(jié)構(gòu)的材料，目的就是避免學(xué)生片面地認(rèn)識(shí)事物。要讓學(xué)生知道：獲取科學(xué)知識(shí)的過(guò)程是多樣的，但原理是一致的。教師只有在實(shí)踐中探索，在嘗試中改進(jìn)，才能在不背離編寫者意圖的前提下，提供給學(xué)生更有結(jié)構(gòu)的材料，做更直觀、更有趣的科學(xué)實(shí)驗(yàn)。

小學(xué)科學(xué)是一門探究性極強(qiáng)的課程，好的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能調(diào)動(dòng)學(xué)生探索的積極性，有利于學(xué)生掌握其基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能，甚至還能鍛煉學(xué)生的觀察、動(dòng)手能力。讓我們不斷提高實(shí)驗(yàn)的有效性，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)更輕松、更愉悅的學(xué)習(xí)環(huán)境而努力吧！