分析問題案例 提升師生實驗技能

車洪延 溫慶芳

科學教學實驗是科學教師進行教學活動的基本依據，也是學生探索科學的重要途徑。教師經常指導學生進行科學實驗，可有效提升學生的實驗技能。然而，在實際的實驗教學中，教師往往忽視實驗材料的篩選，實驗操作不規范，不開展預實驗，導致各種“狀況”發生：實驗數據與理論數據不符，實驗效果不理想，甚至實驗失敗。我們選取其中的一些案例進行分析，提出有效的對策，提高科學實驗課的效率，提升師生的實驗技能。

問題一：

忽視細節，導致實驗數據不準確

案例：在教授小學科學四年級上冊第二單元第六課《100毫升水能溶解多少克食鹽》時，教師覺得溶解實驗是一個相對簡單的實驗，探究“100毫升水溶解36克食鹽”會比較順利，于是進行簡單的實驗設計后，便讓學生進行實驗。

大半節課過去了，100毫升水溶解十幾克食鹽后便不再溶解，學生在未制得飽和溶液的情況下獲得實驗數據，而這數據與教材中的理論數據不符。

原因分析：溶解實驗中水的溫度對食鹽在水中溶解的速度影響較大。教師準備的水溫度較低，導致食鹽在水中溶解的速度較慢，學生無法獲取準確的實驗數據。

改進策略：通過預實驗，教師可確保水溫在一定的時間內維持在45攝氏度左右。在實驗課上，學生選擇用溫度約為45攝氏度的水進行溶解實驗，可以保證實驗效果，獲取準確的實驗數據——100毫升水溶解36克左右的食鹽。同時可以讓同學們探究為什么用45攝氏度的水，并用不同溫度的水做對比實驗。

問題二：

實驗操作不規范，教師妄下結論

案例：在小蘇打與白醋的變化實驗課上，參與實驗的學生在教師的指導下，按照教材上的方法直接將小蘇打與白醋混合后生成的二氧化碳氣體倒在蠟燭的火焰上，且反復操作了幾次，火焰都沒有熄滅，只有變小后恢復正常。

對于這種失誤，教師沒有充分重視，將失誤原因歸結為實驗材料數量太少，產生的二氧化碳不足以熄滅蠟燭。這樣的解釋不具有說服力，學生在實驗中的體驗感較差。

原因分析：教師的實驗經驗不足，指導學生完全按照教材上的方法進行實驗，導致學生操作不規范。實驗失敗后，教師沒有認真分析失敗的原因，沒有進行深入探究，妄下結論。

改進策略：實驗失敗的原因是傾倒二氧化碳氣體的方法不對。將瓶口對著蠟燭火焰的上部傾倒氣體，氣體接觸面較大，真正接觸火焰的很少，所以火焰沒有熄滅，只是變小了。正確的方法是把蓋有毛玻璃片的玻璃杯傾斜，杯口下端靠近火焰下端，然后移開毛玻璃片，這樣，足夠的二氧化碳氣體會迅速包圍火焰使其熄滅。

問題三：

實驗選材不嚴謹，結果大相徑庭

案例：在進行“磁鐵指示南北方向”實驗時，學生將磁鐵水平懸掛在鐵支架上，讓磁鐵自由旋轉，觀察磁鐵停下來后指示的方向。奇怪的是，學生們觀察到磁鐵不是吸附于鐵支架就是沒有指示南北方向，與教材中的實驗結果不符。

原因分析：鐵支架為鐵質的，磁鐵離鐵支架太近而被吸引，導致磁鐵失去特性，不能指示南北方向。

改進策略：將鐵支架更換為木質支架，學生可順利完成實驗。

如果教師在課前細心觀察，合理選擇實驗器材，就能避免這種意外發生。

問題四：

知識儲備不足，無法應對“意外”

案例：在實驗課上，為了辨別食物中是否有淀粉，教師直接將碘酒滴到淀粉上，竟然出現了兩種不同的實驗現象：淀粉遇碘酒沒有變成藍色，而是變成了紅棕色;淀粉遇碘酒變成了黑色。

原因分析：淀粉分為直鏈淀粉和支鏈淀粉兩類。直鏈淀粉與碘酒接觸呈藍色，而支鏈淀粉與碘酒接觸呈紅棕色。教師將碘酒滴在淀粉上，淀粉變成紅棕色，這說明這種淀粉是支鏈淀粉。

淀粉遇碘酒變成黑色，是教師把淀粉放在培養皿中，再將碘酒直接滴在淀粉上，碘酒與淀粉的混合物堆積在一起呈現的視覺效果。

改進策略：面對突發情況，教師不知如何解釋，可見實驗中出現的新問題超出了教師的知識范疇。 教師應該及時查找資料或者向有經驗的教師請教，了解“意外”發生的原因，然后主動“充電”，充實自己，擴大知識面。

在做“淀粉遇碘酒變藍”實驗時，教師得先將碘酒稀釋，再把直鏈淀粉做成淀粉糊，然后把碘酒滴到淀粉糊上。這樣，教師和學生都能清楚地看到淀粉糊變成藍色。

對于科學小實驗，教師同樣需要樹立大問題觀。首先，教師要在課前做好預實驗，了解實驗材料的屬性，并挑選合適的實驗器材;其次，必須認真研究教材，多花時間思考和設計實驗，不能一味地照搬教材，如此，才能避免“意外”的現象出現，保證實驗的嚴謹性和準確性，提高實驗效率。同時也引導學生對“意外”現象進行分析，增強學生的探究興趣，有效提升師生的實驗技能。

（欄目編輯：方郁芝、陽丹彥）