徐利紅

小學科學中的大部分科學知識是要求學生通過動手實驗去發(fā)現(xiàn)、理解、運用的。據(jù)初步統(tǒng)計，小學科學學科中，實驗課時占了總課時的半數(shù)以上。學生科學素養(yǎng)的培養(yǎng)主要依賴師生的實驗探究。通過一些直觀的實驗現(xiàn)象，可以使一些“說不清、道不明“的科學概念得以詮釋，學生的科學思維也得到更好的發(fā)展。然而，目前的小學科學實驗課教學還存在很多困難，如實驗儀器欠缺或者不夠完善，教材中有些實驗的方案不合理等等。這些問題若解決不好，輕則影響科學實驗課的順利進行，重則影響學生科學素養(yǎng)的培養(yǎng)。因此，作為科學教師，如果能對教材中的科學實驗作出有益的探索與改進，并進行不斷的創(chuàng)新，將會促進科學實驗課堂更加流暢、生動和高效。

一、改進實驗方案，確保探究實效

案例：教科版五年級上冊第二單元第5課《光與熱》實驗方案的改進。

《光》單元的教學，由于受時間、天氣等的影響，好多探究活動不能很好地開展。在《光與熱》這一課中，要引導學生探究“光的強弱與溫度的關(guān)系”。教材中對實驗方案的設(shè)計有這樣幾點提醒：用鏡子將陽光投射到紙上，觀察、比較用一面鏡子和多面鏡子，反射光的強弱有什么不同？用溫度計測量紙上光斑處的溫度，比較用一面鏡子和多面鏡子，溫度計顯示的溫度有什么不同？教材中還提供了一張記錄表：

鏡子數(shù) 0 1 2 3

光的強弱

溫度

初次引導學生開展這個探究活動時，筆者依照教材中的實驗方法，但實際操作中卻出現(xiàn)了一些狀況：1.實驗現(xiàn)象不明顯。每次增加一面鏡子改變“光的強弱”并不能使溫度產(chǎn)生明顯變化；2.操作有些困難。學生用手舉著鏡子將光反射到紙上，其實操作并不易，他們很難堅持較長時間將反射光投在同一個位子，影響了測試的結(jié)果；3.數(shù)據(jù)收集不理想。本實驗主要靠“數(shù)據(jù)”說話，實驗效果不理想直接影響數(shù)據(jù)的收集，致使無法得出正確的結(jié)論。

針對這些情況，筆者對實驗方案進行了改進，將鏡子數(shù)改成0面、3面、6面、9面，并選擇了一種靈敏的電子測溫計方便學生讀取溫度，同時對記錄表也相應(yīng)地進行了修改：

鏡子數(shù) 0 3 6 9

光的強弱

溫度

在課前，筆者要求學生多帶幾面鏡子，并且建議他們給鏡子做個支架或者選擇可擺放無需手持的鏡子。在實驗時，筆者讓學生把鏡子放在凳子上先調(diào)好鏡子的角度，讓光斑重合后再進行溫度的測量。實驗方案改進后，實驗效果明顯多了，學生也不必那么辛苦地舉著鏡子了，整個探究過程自然、流暢，探究效果大大提高。

在小學科學探究活動中雖然應(yīng)該重過程，但只有過程沒有結(jié)果的探究會削弱學生探究的興趣。因此，我們也應(yīng)考慮到讓學生在探究過程中既能感受“發(fā)現(xiàn)的驚喜”，又能擁有“成功的體驗”。一個成功的實驗可以減少許多煩瑣的敘述，往往能起到“千言萬語道不清，一做實驗便分明”的奇效。但是，教材中有部分探究性實驗在設(shè)計上存在著一些不足，探究時容易出現(xiàn)這樣或那樣的問題：有的實驗不易收集數(shù)據(jù)，有的實驗操作困難，致使探究活動的效果不盡如人意。對于此類實驗，教師就有必要對其方案進行改進或創(chuàng)新，以使探究活動能有效進行。

二、改進實驗材料，實現(xiàn)探究高效

案例：教科版五年級上冊第二單元《光》中的《光是怎樣傳播的》《光的發(fā)射》《光的折射》等課的實驗材料改進。

科學探究中，為學生準備合適的探究材料至關(guān)重要。如果教師能在組織探究活動時，在“材料”的科學優(yōu)化和呈現(xiàn)方面予以足夠的重視，那么就可保證學生在有限的教學時間內(nèi)進行高效探究。

在“驗證光的傳播路線”探究活動中，教材中用光是否能通過小孔的實驗進行了驗證。這個實驗對于小學生來說，還不夠直觀。怎么辦？課前，筆者就進行了資料的查找和實驗材料的改進。筆者將實驗用的普通手電筒改成了“紅外線手電筒”。此外，還將除教材以外的幾種驗證方法向?qū)W生進行了展示。如：在透明的水槽中裝些拌有粉筆灰的水，再用紅外線手電筒照射；在透明的水槽中用蚊香燃起一些煙霧后密封住，再用紅外線手電筒照射；在彎管的一頭用紅外線照射，可看見光束只能在直管的一端留下紅點等。用多種方式進行驗證，學生在多種驗證方式的啟發(fā)下，想出了“在盒子的兩端各開一個小孔，再用紅外線手電筒照射的方法”進行驗證等等，讓人驚喜，然而更大的驚喜還在后面。

就在實驗課后的第二天，有一位學生興致勃勃的來找筆者展示他的驗證方法。原來他用了一根比較厚實的有機玻璃條。在以上幾種驗證方法中，實驗現(xiàn)象確實直觀，但都是演示實驗，在小組里開展不是很方便。而這位同學的發(fā)現(xiàn)恰恰給了筆者靈感，于是，筆者借助有機玻璃條設(shè)計了一種教具。使用這個教具，其實不僅可驗證光的傳播路線，還可觀察光遇到不同鏡面（平面鏡、凹面鏡、凸面鏡、凸透鏡）時產(chǎn)生的現(xiàn)象。

小小的材料改進，不僅解決了課堂教學中的受探究時間限制的難題，又提高了學生的創(chuàng)新意識；既讓學生開心地完成了探究活動，又為學生在課堂中完成證據(jù)的收集和師生的交流留足了空間。

三、改進拓展實驗，提升探究深度

案例：教科版五年級下冊第一單元《沉和浮》復習梳理時對資料庫中的“浮沉子”制作方法的改進。

在一次小學科學單元復習課的教學研討中，有位教師對五下《沉和浮》單元進行了復習梳理。復習課的教學對于大家來說都是個難題，設(shè)計不好就會變成練習課。那么，該如何有效地讓學生在復習課中不僅是進行知識重現(xiàn)，而且獲得知識重構(gòu)呢？這位教師動了一番腦筋，她將單元資料庫中的拓展小制作“沉浮自如的浮沉子”進行了改進，并用改進后的“浮沉子”引入課題，學生的探究欲望瞬間就被激發(fā)了。

原本該單元資料庫中的“浮沉子”是用 “一個筆帽、一小塊橡皮泥和一個礦泉水瓶”制作的。當我們用力擠壓瓶子時，筆帽里的空氣被壓縮，一部分水進入筆帽，導致“浮沉子”排開水的體積變小，受到的浮力減小，它就下沉了；反之，當我們松開手，水的壓力減小，筆帽里的空氣體積增大，“浮沉子”排開水的體積隨之增大，受到的浮力也增大，它就浮上來了。其實，這其中的科學原理對于學生來說理解起來并不容易。而且，由于筆帽不是透明的，筆帽里的空氣被壓縮或體積增大時都無法直觀地看到，導致學生的探究興趣大大減弱。

經(jīng)這位教師改進后的“浮沉子”不用“筆帽”做，而用“滴管”來做 。在滴管內(nèi)吸入適量的水，使滴管放入水中剛好能浮在水面上，然后裝入密封的塑料瓶中，用手輕輕擠壓它就沉下去了，松手后它又浮上來了。因為滴管是透明的，當擠壓大瓶子時，可以看到滴管中進入了一些水（水面在上升）；松開大瓶子時，可以看到滴管中的空氣體積增大，非常直觀。這樣的改進使學生產(chǎn)生了制作和觀察的興趣，學生愿意進行更進一步的探究。

其實，不管是演示實驗還是分組實驗，實驗?zāi)康亩际且龑W生在實驗中探究，在探究中獲得科學知識。在平時的教學中，學生的探究欲望直接影響著科學探究的深度。因此，如果教師能有意識地開發(fā)或改進一些拓展性實驗，不但能激發(fā)學生的探究欲望，還能發(fā)揮學生的自主性，使其全身心地投入到探究活動中來，用自己的各種感官去感知實驗時的各種現(xiàn)象和變化，使學生的學習從被動變?yōu)橹鲃?，真正使學生成為學習的主體，從而提高實驗教學的有效性。

四、創(chuàng)新實驗裝置，促使探究高效

案例：教科版五年級下冊第二單元《金屬熱脹冷縮嗎》中的“觀察鋼條受熱后會伸長嗎”自制教具。

教科版五下《金屬熱脹冷縮嗎》中有一個“觀察鋼條受熱后會伸長嗎”實驗裝置（如圖1），通過酒精燈在鋼條的一端進行加熱，引導學生觀察鋼條另一端的大頭針會發(fā)生什么情況（比如向外傾斜），從而得出“鋼條受熱后會伸長”的結(jié)論。教材上設(shè)計的這個實驗原型在具體操作時，實驗現(xiàn)象很不明顯，且實驗不容易取得成功，學生很難觀察到鋼條熱脹冷縮的現(xiàn)象。

為了解決這一難題，筆者在這個實驗裝置上動了一番腦筋。最終利用“木板、音樂盒、指針、刻度盤、橡皮筋、螺絲釘、圖釘、銅條、鋁條、鐵條”等材料自制了一個教具——“金屬的熱脹冷縮”聲光顯示器（如圖2）。實驗時，用兩盞酒精燈分別對銅條、鋁條、鐵條進行加熱。 金屬條受熱后伸長，推動指針下端向右移動，運用杠桿原理，指針上端又使“音樂開關(guān)”向左移動，電路接通，音樂響起，指示燈亮起。待金屬條受冷后變短，指針上的橡皮筋會使指針復位，即“音樂開關(guān)”向右移動，電路斷開，音樂盒停止工作。

圖1 圖2

這個實驗裝置制作成功后，已在教學中多次進行實驗。實踐證明，它不僅有助于教學目標的達成，而且由于它運用杠桿原理、橡皮筋彈性復位控制音樂盒的工作狀態(tài)，借助“聲、光” 等形式從而使實驗現(xiàn)象變得明顯、生動、有趣，學生的探究熱情能很好地被激發(fā)。值得一提的是，不僅多種金屬條可在這個實驗平臺上進行實驗，而且還可進行金屬熱脹冷縮速度快慢的檢測?！耙痪叨嘤谩钡奶攸c更使教學時的探究范圍得以拓展，有效地培養(yǎng)了學生的科學素養(yǎng)。

實驗是學科學最有效的手段，實驗裝置是學生進行實驗探究的“載體”。但是，教材中有些實驗裝置的設(shè)計，粗看并沒有什么問題，可一進入課堂，到了實際操作階段，情況就不一樣了。課堂中，由于實驗裝置本身的原因，導致探究活動不能有序進行的情況時有發(fā)生。許多實驗裝置要么操作起來不方便，要么實驗現(xiàn)象不明顯。因此，教師對相關(guān)的實驗裝置作出有益的改進或創(chuàng)新很有必要。一個合適的實驗裝置可以使課堂的探究活動更順利、有效。

綜上所述，“改進或創(chuàng)新實驗” 的好處不勝枚舉?？茖W教師有義務(wù)去挖掘和設(shè)計更多的、有趣的實驗來進行演示或提供給學生操作，努力追求令人滿意的教學效果，讓學生在簡單、有趣的科學探究過程中求知和求索。

（浙江省衢州市衢江區(qū)第一小學 324000）