四则实验的设计

实验器材是科学教师上课的“道具”，创新器材，用活器材，科学课堂才会更“出彩”。下面是笔者创新改进的4个实验器材，在教学中收到了很好的效果，可供同行参考。

1 空气占据空间

实验器材：矿泉水瓶、水、高锰酸钾、透明水槽、纸巾。

实验步骤：

1. 上课前，老师在矿泉水瓶底端侧面相对位置开两个孔；上课时，老师拿出矿泉水瓶子，截取下半段当杯子，在杯子底部（可以贴双面胶）塞入纸巾，在纸巾中包着高锰酸钾，（或者在杯底贴遇水变色贴纸），老师用拇指中指按住两个小孔，倒扣垂直插入装水的透明水槽中5--10秒钟，轻轻摇晃一下，让学生猜一猜纸巾会湿吗？再取出让学生验看，好奇怪哦，说明什么呢？（空气占据空间）

2.让学生上台实验，学生不明白矿泉水瓶子底端有孔，拿着杯子倒扣垂直插入水中，占据杯子中的空气从孔中排出，水就进入杯中了，水溶解了纸巾中高锰酸钾，一会儿杯中的水就成红色了（贴纸遇水变色），即使教室后排学生也能看得明白，那里还需要近距离验看纸巾是否湿了，一目了然也，通过师生前后实验对比，睁大好奇眼睛的是学生。

2 会转动的线圈

1. 问题揭示： 教科版六年级下册的《神奇的电动机》一课，实验提供办法是拆解拼装电动机，拆电动机，容易损毁，再用架子支撑组合展示，试转成功也不容易，如果要进行分组实验，备好这些材料，着实不易。

2.装置构成： 简单又神奇的电动机，由电池、线圈、钕铁硼磁铁（钕磁体）组成，示意图、实物图如下：

3. 制作材料： 电池为5号或者7号电池，钕磁体，演示的线圈用粗一些的铜线，分组实验的线圈，可以用废弃的铜网线去掉外皮来制作线圈，既能废物利用，又因为铜线小，弯折容易成型。

4. 制作步骤：

“布袋”线圈制作：见示意图、实物图。铜线像扎布口袋一样绕长圈，绞两下，铜线头翻折过来，调整线圈，上面接点顶电池正极，下面接点靠在磁铁上。

“卡环”（抱环）线圈制作：见实物图。取20厘米长的铜线，对折，对称弯折，比5号电池长一点再弯折，下端制成抱磁铁的“卡环”，“卡环”太松通不了电，太紧会卡住。

5. 转动实验：调整线圈，用砂纸打磨连接点，电池的正极铜帽压凹，线圈转动时线头不容易滑出，钕磁体贴电池负极，置放平稳，放线圈试转，简单神奇的电动机，就转起来了。更神奇的是，反贴磁铁，线圈会反转。

6. 效果与启示：教学中，形成一个“看——做——悟”体会过程。材料易得，制作不难，简单却神奇……学生实验成功后很兴奋，下课了依然舍不得离开，调皮的学生课后悄悄央求，我想再玩再实验，钕铁硼磁铁能送一个，或者借一个，好吗？老师还有其它玩法吗？

3 一顺一逆偏转的指南针

1. 问题呈现： 教科版六年级上册第四单元第一课《电与磁》一课，用通电导线经过指南针上面的方法进行实验，效果不尽人意。实验时，在指南针南北方向上面，用手压住导线，如果把圆的导线放在指南针下方，难以使指南针保持平稳，指南针放不平稳，自然会影响其偏转，一人压导线与指南针，还得一人接电池，容易形成遮挡，影响观察，如果老师一人进行实物投影展示，操作就更加不便。实验只用了一个指南针，没有对比呈现的展示效果。

2. 组成材料：“几”字型回折铝框，粘胶（或者透明胶），两个盒式指南针，一节干电池。铝条选取长30厘米、宽0.5厘米至2厘米的铝薄片。

3. 制作步骤：见示意图与实物图，“几”字型弯折铝条上下面各一个指南针，正面朝上，按南北标志方向粘贴，铝条两端回卷接电池，电池连接处，用砂纸打磨一新。

4. 使用方便：装置简洁，放置平稳，操作观察都方便，可以单手接电池通电实验，指南针偏转20-60度，偏转角度与电池电量及指南针大小厚薄有关。

5. 展示效果：让学生上台连接电池投影演示，为这一神奇的电与磁现象惊叹？学生的好奇心被激发，从对比实验进入到奥斯特的故事里……

6. 制作反思： 选择铝片，比铜片便宜，且易得；用柔性胶（或者透明胶）粘贴，指南针不容易掉；铝薄片比导线更靠近指南针，平稳放置，易操作，实验效果自然好。用两个指南针，一个指南针顺时针偏转，一个指南针逆时针偏转，奇了，反接电池，指南针偏转又刚好相反了，对比呈现生疑，感悟科学的神奇魅力。

4 会提醒的模型

1. 问题来源：教科版四年级下册第一单元第二课《点亮小灯泡》一课，用现有小灯泡与电池做演示实验，实物太小，影响观察，演示摆放不便，操作不便，效果不佳。

2. 制作材料：纸板、卡纸、光盘（或者有机玻璃）、铝片、导线、胶布、电池、LED灯、话筒、喇叭、录放电路及电源输出短路触发电路等材料。

3. 制作步骤：

①灯泡模具制作，用铝片制作灯泡螺口及灯泡金属触头连接点，灯泡螺口与灯泡金属触头连接点用绝缘材料隔开，并固定在光盘的一边，用一个或者多个LED灯固定在光盘中间，灯泡螺口连接点与灯泡金属触头连接点经过正负转换的整流桥后连接至LED灯两端，装置背面有灯泡连线标注，装置背面有吸附磁铁。

②电池模具制作，铝片做电池模型的正极与负极的连接点，模型背面有吸附磁铁与电池，有电源输出短路触发电路与语音提示装置。

4. 使用效果：模具吸附在磁性黑板上，演示方便，模型大，便于观察，电池模具输出端形成短路连接时，声光提醒，形象具体。见实物图。

上课导入后，让多个学生依次尝试多种连接演示，连接错误，声光提醒。提醒语音可以按需要录制，如：“糟糕，短路了，赶快断开。”“糟糕，你连错了。”“这位同学，你的连接不正确，断开连接，重试。”

电路连接的三种状态：

①连接正确，LED灯亮，电路形成完整的回路。

②连接错误，导线两端连接到电池的侧面，或者连接到灯泡玻璃泡上，连接到绝缘部分，没有联通，电路没有形成完整的回路。

③連接错误，造成电池模具两端短路，声光提醒。

演示导入后，再认识灯泡的构造，电流怎样流过完整的回路，也就不难了。

总之，科学探究是核心，实验是基础，不论是利用会变色的水来增加学生视觉冲击，来揭示空气的“占据”空间，更有可视性；不论是化繁为简的电动机，简单又神奇，更有可操作性；不论是上下贴板的指南针，一顺一逆偏转让人疑，更具对比性；还是温馨提示的模具装置，更具人性化。这些都让学生入迷，原来科学这么好玩。创新实验器材，能激发学生的好奇心和求知欲，体验科学的无穷魅力和乐趣。

作者简介

兰如根（1966-），男，武平县永平中心学校高级教师，研究方向：小学科学教学电子电器专利。