優化實驗設計提升科學課教學有效性

步敏

在積極推進和全面實施素質教育的今天，科學課的許多知識是學生通過動手實驗去自主探究發現的，實驗不僅是學好科學的一種重要途徑，也是課堂教學很重要的組成部分。通過動手實驗，學生對科學的求知欲和探索欲得到了激發，思維得到了訓練，科學素養得到了提高。本文對科學教學中的一些實驗設計改進談談個人的體會。

一、優化實驗材料的選擇，使實驗更直觀、有效

一切的科學探究活動都需要有實驗材料，選取的材料是否合理對學生的科學探究活動有著很大的影響，選取對的實驗材料，能夠幫助學生正確理解科學知識，保證研究活動的進行，反之，則不能達到很好的效果。于是，本人把教材部分實驗材料進行了改進，對實驗進行了重新設計，材料便于操作且價格低廉，使實驗的效果更直觀。

（一）選擇直觀的材料

例如：蘇教版五年級上冊第二單元“光與色彩”第四課《七色光》，教材中主要有兩個重點實驗：白光的色散和合成實驗，用鏡子、手電筒等制造彩虹;制作七色陀螺，轉動陀螺，發現七色光能合成白光。在上課之前，我和科學興趣小組的學生進行了一系列的實驗，發現在室內用手電筒制造彩虹效果并不明顯，一般只能看到三種顏色，并且顏色比較淡，而在陽光下進行同樣的實驗，實驗效果卻非常明顯，可以看到七種顏色。而三棱鏡制造彩虹在室內、室外都比較明顯，所以，最終我選擇用三棱鏡、手電筒來進行本課的實驗。

對于光的合成實驗，興趣小組也做了一些嘗試。現在小學生普遍使用油畫棒來涂色，所以在進行陀螺實驗時，興趣小組的學生畫了兩種七色陀螺：第一種，把陀螺平均分成七等分，對陀螺進行涂色;第二種，根據收集到的光與色彩的資料，將紅橙黃綠藍靛紫七種顏色，按照45：27：48：60：60：45：80的比例分配。實驗效果并不明顯，實驗室配備的七色盤上有七種顏色和白色，并且顏色重復多次，雖然轉動轉盤，七色盤的顏色會變成灰白色，但學生不能夠很好地理解七色光能夠合成白光。因此，通過查詢資料并做了一系列的嘗試后，我發現，當手電筒的光透過三棱鏡形成七色光后，將凸透鏡放在三棱鏡前，透過凸透鏡，七色光帶變成了白色，這也能夠很好地解釋七色光可以合成白光。而牛頓當年使用三棱鏡制造出七色光后，又使用第二個三棱鏡，讓第一個三棱鏡產生的七色光平行穿過，結果，這時的七色光合成了白光。而在多次的嘗試中，我發現，加第二個三棱鏡形成白光的角度比較難調，對于學生來說操作比較困難，最終選擇了凸透鏡。學生已經知道了凸透鏡能夠匯聚光線，改進后的實驗更加直觀容易理解。改進后，學生通過觀察發現，白色光通過三棱鏡會分解成七種顏色的光。在進行七色光的合成實驗時，根據白光透過三棱鏡的光路，我主要指導學生將放大鏡放在離三棱鏡較近處，否則匯聚不到七種顏色的光。這樣一來，學生就能夠很好地理解光的分解和合成了。

（二）制作有趣味性的教具

例如：二年級上冊《玩玻璃紙》這一課的內容，授課對象是二年級的學生。他們對科學充滿著好奇心，對科學現象感興趣，喜歡動手，喜歡“玩”，所以，制作一些直觀的教具，讓學生自己動手實驗，能夠很好地調動學生的學習積極性，幫助他們認識光與色彩。

本課主要有兩個實驗：給手電筒蒙上玻璃紙照娃娃的白裙子和透過不同顏色的玻璃紙看物體。在實際操作中，二年級的學生在給手電筒蒙上玻璃紙時會出現各種各樣的狀況，例如：“皮筋掉了”“皮筋斷了”“玻璃紙綁不上去”等，大大降低了課堂的實驗效率，學生的探究興趣也大打折扣。于是，我設計了可旋轉移動玻璃紙的實驗盒，實驗盒上方的玻璃紙可以移動，組合使用，側面有不同顏色玻璃紙，在燈光照射下可以模擬舞臺效果，同時也可以讓多名學生從不同方位用手電筒照射玻璃紙，形成不同的光斑組合，并且，此實驗盒也可以充當一個暗盒的環境，使得制造彩虹光影實驗更明顯。學生對此有著極大的興趣，在觀察時也更直觀，且操作方便。

二、優化實驗細節，使學生能夠獲得更完整的知識

細節決定命運，細節決定成敗。小學科學實驗課堂是由無數個細節組成的：材料選擇的細節、實驗指導的細節、實驗過程的細節……老師要想在有限的課堂教學時間內，使學生獲得相對完整的知識，只有在科學、合理地優化實驗課堂教學細節方面下功夫。例如：在三年級下冊《食物的旅行》中，第三部分的模擬實驗中，用漏斗模擬口腔、氣球模擬胃、軟塑料管模擬食道和腸道，學生不能很好地理解消化液在消化過程中起到的作用。在這里，為了讓學生更好地理解食物在小腸中的消化，我對這一部分的內容進行了演示實驗，其中添加了用掛水袋制作的膽囊、用針管制作的胰腺，將里面有相應顏色的液體注入小腸，模擬肝臟分泌的膽汁和胰腺分泌的胰液，幫助小腸進行消化。作為一個課后作業，學生可以利用身邊的材料來制作這樣一個模型，帶到課堂來進行分享交流。這既鞏固了知識，又鍛煉了學生發現材料與動手的能力。

三、結語

總之，優化實驗設計對提高小學科學實驗課教學效率，有著非常積極的影響?？茖W老師要在教學中勤思考、多反思，善于發現學生在操作過程中、理解過程中遇到的問題，從材料、方法等多方面不斷地改進實驗、優化實驗設計，打造高效實驗教學課堂。