优化器材 助力实验探究

钟蕾

本文对优化实验器材助力科学探究实效性的原则进行了分析，明确了具体的措施;指出了应构建问题情境、优化器材结构、明确教学重点、配置适宜器材、继承传统优点、运用自制道具;提出要以实际为出发点，总结整合优化实验器材的注意事项。以期提升实验探究的科学性和实效性，为学生的全面发展助力。

一、优化器材助力实验探究的原则

（一）选择最合适的器材

教师在选择实验器材时，要选取恰当并且能够直观地反映实验结果的器材，提升教学的效率。同时，还要对器材进行反复的实验，全面记录实验时的数据，选择最合适的器材，让学生清楚地看到实验的结果。

（二）选择常见的器材

在科学实验课中，许多的实验器材大都来自生活。比如，在“向火车那样驱动小车”这节课中，教师运用学生身边较为常见的气球进行实验，借助反冲力促进小车前进。这样，不仅能为学生提供正确的指导，还能借助他们熟悉的器材拓宽他们的思维。

（三）选择简单的器材

在新课改的要求下，教师不能仅仅依靠板书进行教学，还应带领学生进行观察和探究，掌握科学的内在规律。教师要引导学生多提问，并根据问题准备对应的器材，让学生进行探索和研究。教师要引导学生养成搜集资料的好习惯，为实验科学助力。

（四）选择健康环保安全的器材

部分科学实验存在一定的危险性，如果教师没有对这些危险进行考量，只是单纯地考虑实验的效果和结果，将会造成严重的后果。我国小学实验在安全方面存在一定的隐患。教师应选择健康环保的材料进行实验，并做好学生的防护工作，切实保障学生的安全。

二、优化器材助力实验探究

（一）构建问题情境，激发学生探索欲望

探究活动是以问题为基础的。问题能为探究提供正确的引导。探究对学生具有重要的意义，能为他们的学习和发展提供动力。在科学实验课堂上，教师应构建一个真实的情境，提升器材的使用价值，确保实验的实效性;在探究中，教师要对课程进行合理把控，要构建与教学相关的情境，调动学生学习的积极性。比如，在开展“热胀冷缩”实验时，教师先开展“喷泉”实验，把一个有小口并穿过橡胶塞顶部的玻璃管放入装有部分冷水的烧瓶中，保证玻璃管与冷水充分接触。随后在大烧杯中注入100℃的水，并把小烧杯放入大烧杯进行加热，这时小烧杯中的水就会喷涌而出，出现喷泉。学生被这个奇妙的现象所吸引，纷纷探究液体为什么会喷涌而出。由于学生对热胀冷缩的现象较为好奇，激起了强烈的探索欲望。再如，对“水的三态变化”进行探究时，教师带领学生观察水的不同形态，播放视频短片，欣赏大自然中水资源的美好。教师准备一些碎冰块、热水、温度计以及烧杯，把冰块放入烧杯中进行加热，并使用温度计进行测量，探究水在不同温度下的状态。经过这个实验，学生了解到冰的熔点为0℃，水的沸点为100℃。通过构建真实的情境，能激发学生的求知和探索的欲望，为他们的全面发展奠定坚实的基础。

（二）优化器材结构，满足学生探索需求

器材能直接影响学生探究的方向以及效果。教师在选择器材时不仅要参考实验的目标，还要对学生的兴趣、掌握知识的效果以及理解探究能力进行考虑。总体而言，要加强器材和学生成长发展的契合度，凸显器材的结构性。第一，器材要能在实验中得到有效的应用，能直观地体现科学实验的数据和信息，让学生在实验中能有所收获、有所感悟。第二，在实验中要凸显探究的理念，提升实验的意义。比如，在开展“物体在水中是下沉还是上浮”的实验时，教师除准备常规的实验器材外，还应该配置钉子、竹签以及水果等物品，这样才能提升实验的真实性。第三，选取的器材要具有结构性，要让学生直观地发现实验中的变化要素，这样才能提升实验的严谨性。在探究“热胀冷缩”这一课题时，学生先后使用酒精灯加热铁球和铜球，这样就能明确铜铁出现了热胀冷缩的情况。教师借助器材进行实验，能提高小学生参与的热情和积极性，增加他们的知识储备量。

（三）明确教学重点，安排探究流程

在进行科学实验时，要想在仅有的40分钟内获得良好的学习效果，就应该以教材中的难点为切入点進行探究。要科学分配现有的课堂时间，删去不必要的环节，提升时间的利用率。教师要减少在学生发展区使用的时间，把探究的过程放在首要的位置;要科学规划过程，保证教学的针对性。比如，在开展制作“雨量器”的实验中，教师带领学生选取一个较大的塑料瓶，在它的颈圈位置画线，并沿着线段把它剪下来，再选择一张与瓶子等高的纸，在上面画上刻度，把它贴在瓶子上，把剪下的瓶颈位置倒放在瓶口。要把雨量器放在平坦开阔的位置，确保其与地面处于水平位置。要对降水的时间进行把控，降水完成后立即记录数据。教师可以邀请学生对数据进行集中记录，提高他们的参与感。在对某一内容进行探究时，教师应多安排几次丰富多彩的实验，并对实验的过程进行把控，保证每个探究过程都具有重要的价值。

（四）配置适宜器材，注重探索实效

在实验中，教师要优化器材设计工作，增强科学实验的实效性。部分实验器材容易受到气候以及温湿度的影响，会对实验的效果造成干扰。比如，在“光与热”的实验中，在分析光与热之间的联系时，要掌握光的强弱情况以及温度的高低。在一般情况下，都采用一边观测、一边实验的方法进行分析。可以利用放大镜把光反射在纸上，比较分析使用一面或者多面放大镜之间的异同。随后使用放大镜探测白纸上光斑的温度，获得具体的温度数值。探究一面和多面镜下，温度的变化情况。但是有时候，这个实验的数据并不明显，两个地方的温度差值过低，无法直观地定义实验的效果。这时教师可以使用电灯泡带着学生进行实验，选择25W、60W、150W的白炽灯、灯座、电源、放大镜、温度计以及数据采集表等。开启电源后，就能使用温度计探究温度的变化情况，这样就能获得直观的测量效果，不易受到天气的影响。只有在实验中配置适宜的器材，才能提升探索实验的效果。

（五）继承传统，夯实探索基础

每个学期学校都会配置多种多样且体积庞大的器材。但是课程改革后，课程的教学内容和方向发生了一定的改变，造成大量的传统器材处于荒废的状态。教师应该对传统器材进行科学的认识，丰富教学素材和思路，对那些废弃器材的使用性能和功能进行剖析，挖掘它们的优点，达到合理运用的目的。第一，传统器材的数量较多。目前，学校订购的教具箱数量有限，且其中部分使用频率较高的器材，破损率也较高，一旦出现问题就需要重新修正，一旦某个器具出现问题，就会影响整个实验的效果。而传统器材较为充足，即使存在部分破损，也不会对整体的实验造成影响。第二，虽然在实验中一直强调自主探究的理念，但也要掌握正确的方法。教师应指导学生掌握正确的操作技能，提升他们的逻辑思维能力。在探究过程中，教师要对实验的器材科学把控。比如，在进行搅拌操作时，要求玻璃棒不能与烧杯的内壁和底部接触。但是现在的“材料包”中存在着使用塑料杯代替玻璃杯的情况。学生在搅拌时无法听到搅拌棒与容器内壁碰撞的声音，学生无法认识到自身操作的正确与否。教师要发现传统器材的优点，把它们有效地融入科学实验课堂，提升学生操作的规范性。

（六）运用自制道具，掌握探索要点

在生活中，教师可以带领学生一起制作实验器材，这样能拉近科学实验与生活之间的距离。比如在进行“声音的产生”实验时，教师为学生提供一些生活中常见的器材，饮料瓶、废纸以及格尺等，让学生运用多种方法使它们发出声音。或者使用沙土以及易拉罐进行“浮沉实验”，分别选取4个易拉罐，分别在其中装1/4的沙土、1/2的沙土、3/4的沙土以及装满沙土。将其放入水中观察易拉罐的浮沉情况，其中只有装着1/4沙土的易拉罐处于上浮的状态，其他三个都处于下沉的状态。教师可以引导学生利用周围的物品制作实验器材，培养他们的动手能力，激发他们的求知欲望，让他们真切地感受到科学的价值。许多科学实验都来源于我们的生活，又丰富了我们的生活。我们要培养学生在生活中求知的意识，积极进行科学的探索。

三、优化实验器材的注意事项

第一，明确器材的可操作性。要提高器材的可操作性，确保能精准地获取各项数据。在正式上课前，教师应先进行实验，明确操作要领、重难点以及损耗情况。第二，掌握器材的有效性。选取的器材既要满足教材的要求，又要体现实验的现象，保障實验数据的直观性。如果实验中的数据没有达到要求，在保证操作没有问题的基础上，要对器材进行改进。因为单个器材和组合器材会形成不同的效果，所以要严格调试。第三，体现器材的代表性。在选取器材的时候，要保障器材具有代表性、保障数量和种类的充足性，只有这样，才能获得充足的数据信息。教师利用器材开展多组实验活动，学生通过观察能掌握真实的情况，加深记忆效果。第四，分析器材的可测性。要对实验的精准度和数据要求进行探究，选择适宜的器材，从而获得最佳的实验效果。一套优质的器材能成就一门实验课，好的器材能对课程进行有效的补充。在课前教师要进行充分的调试工作，保障实验操作的严谨性，引导学生根据实验成果得出结论。

综上所述，科学实验课能培养学生的动手能力，激发学生的兴趣和爱好，在小学生活中发挥重要的引领作用。而实验器材在活动中占据重要地位，它不仅能影响活动的效果，还能影响学生的参与感。因此，应选择适宜的器材，保证教学的效率不断提升。