一个好实验成就一节好课——浅谈小学科学疑难实验的改进与创新

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(浙江省玉环市沙门中心小学)

小学科学是一门以观察和实验为基础的科学启蒙课程，实验教学在科学课教学中的地位十分重要。据不完全统计，小学科学三至六年级(八册)教材中，约有三百多个不同类型的实验。这些实验是否被认真予以实施，直接关系到科学课程目标——提升学生的科学素养。

随着课程改革的深入，小学科学课程体系发生了很大的转变。教学实践证明，实验材料的准备以及实验结果的呈现等情况，直接关系到教学的成功与失败。同一个观察和实验，由于选用不同的实验材料，最后的实验效果也截然不同。在教学实践中，我们发现有些实验的设计或者实验材料的选用，存在着一些不够完善的地方，因此，需要教师对已有的实验做出不断地改进与创新，从而促进科学实验教学的发展。

一、科学实验应具有科学性

科学性原则是指实验的目的、原理、器材、方案、操作方法、数据处理、实验结论等各个环节都应符合科学性、规范化。教材中有些实验在选材上考虑不周，导致实验结果与科学原理背道而驰，严重缺乏科学性。

比如科学五(下)“物体在水中是沉还是浮”中有一个通过改变胡萝卜大小来验证同一物体在水中的沉浮和它的体积大小、重量没有关系。结果实验出现了反常现象：有的小组的红萝卜是沉的，有的小组的红萝卜是浮的；有的小组发现原本沉的红萝卜，切小后居然浮了上来……结果学生得出了一个错误结论：同一种材料构成的物体，在水中的沉浮与自身的体积和重量有关。而之所以出现这种反常现象，其原因是胡萝卜的生长环境的不同以及放置时间的不同，导致胡萝卜的密度分布不均匀。密度大的部分在水中容易沉，密度小的部分在水中容易浮。那教材为什么选用红萝卜？难道是编者科学常识的缺失？其实编者的意图很明显：红萝卜很常见，另外红萝卜的颜色也让实验变得很直观。不过，编者在选择材料时考虑得不够全面，忽略了材料的密度不均问题。

二、科学实验应具有可见性

由于许多实验在演示过程中可见度低，实验现象不明显，教学效果不理想。学生无法看清楚操作过程或实验现象，这样不但不能创设较好的科学学习环境，帮助学生构建科学概念和知识体系，而且不能激发学生的学习积极性和求知欲。因此，提高演示实验可见度的重要性显而易见。

例如，五年级下册第二单元第六课《热是怎样传递的》一文中有两个实验，在涂有蜡的圆形铁片中间或边缘加热，观察热是怎样传递的。由于蜡本身颜色较浅，铁片又薄，所以融化的很快，学生来不及观察，现象很不明显。

为此，我们要对此实验进行改进。在生活中，我们发现了一种可以热感变色油墨，这种油墨从45℃开始变色，50℃变色完成。将变温油墨涂在圆铁片上，干了以后再进行以上两个实验，实验现象非常显著。学生马上就观察到热是从加热点慢慢往四周扩散的。这种变温油墨还可以应用在本单元的其他几个试验中，比如用手感知不同材料的传热速度快慢，可以在这些材料上涂上变温油墨，这比我们用手感知要直白。如铝、铜、钢三种金属的导热性能这个实验，用蜡在金属条上粘贴火柴棒，学生操作起来比较困难，同时蜡的用量也会影响实验的准确性。而借助变温油墨后，这些困难就迎刃而解了。

三、科学实验应具有可控性

可控性原则是指实验的成功率是保证教学顺利开展的必要条件。如果实验的成功率低，则不仅不能让学生信服，还会浪费许多宝贵的时间。因此教师在课前必须进行反复验证，摸索实验的成败规律，保证上课时实验效果好，成功率高。同时，高成功率也能激发学生的兴趣，使学生产生探究的欲望。然而教材中有些实验在操作中存在一定的不可控因素，最终将影响实验的准确性。还有一些实验过程过于繁琐，不易于学生操作。

例如，《怎样得到更多的光和热》一文中将不同颜色的纸袋子放在阳光下晒，再每隔几分钟读取温度计的变化。这个实验比较受场地和太阳强弱、风力大小等外来因素的影响，不利于在教室中开展。而且获得的数据偏差太大，给我们的教学任务造成很大的麻烦。为此，我们可进行改进，其方法是用白炽灯代替阳光，因为白炽灯发出的是自然光，和太阳相似，可以在本次试验中代替太阳。这样，我们在教学中也可以开展实验，不用再受天气以及场地的限制，避免了下雨天不能实验的尴尬。同时，悬挂温度计使温度计不受地面等其他热源的影响，读数也较简便准确。

四、科学实验应具有趣味性

小学生好奇心强，求知欲旺盛。在实验教学中，创设一个有趣味性的实验，能激发学生的兴趣，调动学生的学习积极性。一个设计巧妙的科学实验，可以使复杂的实验变得相对简单，使枯燥乏味的实验变得有趣，使学生在实验教学过程中轻松突破重点和难点。

例如，三年级上册第四单元《空气占据空间吗》这个实验中用到的面巾纸不会动，实验的趣味性不强。若将面巾纸换成小球，小球在这个过程中会上下运动，学生的注意力马上就被吸引了。实验前，我问学生：“小球现在浮在水面上，若将去掉底部的塑料瓶扣在小球上，小球会浮上来还是沉下去？”学生都认为会浮上来。然后通过实验演示，发现小球被压入水中停在水槽底部，这时学生的探究欲望被调动起来。在分组实验时，有些组发现他们的实验结果不一样，小球还是稳稳地浮在水面上。教师再引导他们仔细观察，寻找原因。学生马上就发现，这些组的瓶盖上有一个小孔，原来空气都从小孔中跑光啦。接着，教师就可以升级实验，让小球停留在瓶中不同的位置。在整个探究实验过程中，学生的学习积极性高涨，探究欲望强烈，课堂气氛十分活跃。

再比如，三年级上册第四单元《比较水和食用油》一文中涉及到水的表面张力。老师可以设计一些趣味性强的实验，让学生在试验中感悟水的表面张力。游戏一：水浮硬币。将一枚硬币小心地放入水槽中，让它浮在水面上。通过多次尝试实验，大部分学生可以成功。游戏二：在硬币表面滴几滴水。小心地用滴管往硬币表面滴入水滴，直到水溢出硬币为止。不同小组可以举行比赛的形式，学生的活动积极性很高。游戏三：看看一杯装满了水的杯子中可以加入多少枚回形针。加的时候要小心一点，慢一点，比一比哪个组加入的回形针最多。

五、科学实验应具有经济性

我们要求自制的教具在满足演示效果的前提下，应少花钱或不花钱，只有做到成本低廉、物美价廉，这样的教具才具有推广性。这就要求教师平时要眼明、手勤，尽量就地取材，使用身边常见的、易推广的材料。老师鼓动学生留心收集身边的废旧材料，这样既环保，节约资源，又调动学生的积极性，培养学生勤俭节约的好习惯。

精心设计好每个实验，既是科学老师的职业责任，也是科学老师的职业乐趣所在。在设计与改进实验时，培养师生的创新精神和动手能力是一种富有创造性的科技实践活动，让学生在乐中求知，趣中求索，使教学效果事半功倍。