孫蘋
實(shí)踐證明,低成本實(shí)驗(yàn)有利于科學(xué)實(shí)驗(yàn)的推廣和有效開展。將小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)朝著低成本化的方向進(jìn)行改進(jìn),是實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的重要方向之一。筆者在科學(xué)教學(xué)研究中發(fā)現(xiàn),廢棄飲料瓶在小學(xué)科學(xué)的一些實(shí)驗(yàn)中能起到意想不到的效果。用飲料瓶能制作實(shí)驗(yàn)器具,取材方便,成本廉價(jià),制作方便,操作簡(jiǎn)易,安全可靠。
所謂低成本器材的科學(xué)實(shí)驗(yàn)是指使用那些材料易得、簡(jiǎn)便易做、趣味性強(qiáng)、形象生動(dòng)、效果明顯的科學(xué)實(shí)驗(yàn)。教學(xué)實(shí)踐和相關(guān)研究證明,低成本實(shí)驗(yàn)有利于科學(xué)實(shí)驗(yàn)的有效開展和廣泛推廣。
廢棄飲料瓶在我們的生活中隨處可見,它們常常被丟棄在垃圾桶里,或被廉價(jià)回收。但是,只要你稍加改進(jìn),就會(huì)發(fā)現(xiàn)其實(shí)它們的在科學(xué)實(shí)驗(yàn)中有著很高的價(jià)值,可以幫助我們完成很多科學(xué)實(shí)驗(yàn),它們不僅在實(shí)驗(yàn)取材方面,大大降低了成本,而且在演示效果上也往往更勝一籌。本文將介紹3個(gè)以飲料瓶為材料的改進(jìn)的教科版小學(xué)科學(xué)教材所涉及的實(shí)驗(yàn)。
實(shí)驗(yàn)一:用飲料瓶改進(jìn)“空氣有重量實(shí)驗(yàn)”
教材中實(shí)驗(yàn)的安排:教科版小學(xué)科學(xué)三上《空氣有重量嗎?》一課,為幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)空氣有重量,教材中安排了兩個(gè)實(shí)驗(yàn)來(lái)認(rèn)識(shí)空氣是有重量的,一是用小天平來(lái)比較充氣前后氣球的重量變化,二是稱量充氣與充足的籃球重量的變化。
教材實(shí)驗(yàn)不足之處:要使未吹氣的氣球和筆帽的平衡就不是件容易事,充氣前后氣球和籃球的體積會(huì)發(fā)生,由此浮力也會(huì)有變化,浮力變化這個(gè)干擾因素影響的實(shí)驗(yàn)的科學(xué)性。
改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)裝置:在塑料瓶身上端側(cè)面打一個(gè)孔,將自行車氣嘴安在瓶身上,用硅膠黏合固定。筆者選用是4L農(nóng)夫山泉飲用水的瓶子。
改進(jìn)后實(shí)驗(yàn)操作步驟:
第一步:稱量出裝滿了空氣的裝置的重量:調(diào)平天平,然后將裝滿空氣的帶氣門嘴瓶子放在天平托盤一側(cè),另一側(cè)托盤里擺放橡皮泥,直至天平平衡。
第二步:在實(shí)驗(yàn)裝置中加入空氣:為方便學(xué)生操作,我為學(xué)生準(zhǔn)備了腳踩式打氣筒給這個(gè)裝置打氣。
第三步:觀察增加了空氣的實(shí)驗(yàn)裝置瓶重量變化情況:將增加空氣的裝置再放入左側(cè)天平,會(huì)看到指針側(cè)向左側(cè)天平傾斜了,說(shuō)明左側(cè)裝置變重了,為什么變重?因?yàn)榧尤肓丝諝猓諝馐怯兄亓康摹?/p>
第四步:用豆子來(lái)測(cè)出增加的空氣重量:那到底這踩進(jìn)去的空氣有多重,引導(dǎo)學(xué)生采用在右側(cè)托盤里添加豆子的方式來(lái)感知了解。
第五步:到底打進(jìn)去了多少空氣:增加的空氣到底有多少呢?將不漏氣的塑料袋里空氣盡可能全部擠走,然后將塑料袋罩在裝置瓶蓋口,抓緊,再打開裝置瓶。這時(shí)剛才增加進(jìn)去空氣由于沒有瓶蓋的束縛,就會(huì)從裝置瓶中跑出來(lái)到塑料袋里,塑料袋會(huì)鼓起來(lái),學(xué)生就能“看”到剛才到底打進(jìn)去了多少,同時(shí)知道添加的赤豆數(shù)量就是這袋子里空氣的重量。
改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)效果:利用自制的實(shí)驗(yàn)裝置瓶,再經(jīng)過(guò)一系列連續(xù)實(shí)驗(yàn)后,學(xué)生觀察到增加了空氣,裝置會(huì)變重,學(xué)生對(duì)空氣是有重量的有了比較明確的了解,以及這一小塑料袋空氣約與7、8粒赤豆重量差不多(如果直接用秤來(lái)稱量也是可以,但對(duì)三年級(jí)學(xué)生來(lái)說(shuō),幾克的概念遠(yuǎn)沒有幾位赤豆來(lái)得更直觀),這些概念也就自然而然地形成了。
實(shí)驗(yàn)二:用飲料瓶模擬“耳郭有收集聲波的作用實(shí)驗(yàn)”
教材中實(shí)驗(yàn)的安排:教科學(xué)版小學(xué)科學(xué)四上《我們是怎樣聽到聲音的》中在介紹耳郭有收集聲波的作用,如何讓學(xué)生來(lái)體驗(yàn)感受耳郭的這一作用,教材中沒有安排實(shí)驗(yàn),老師教學(xué)中常采用用手?jǐn)n在耳郭后來(lái)感知。
教材實(shí)驗(yàn)不足之處:手比較小,將手?jǐn)n在耳郭前后聲音響度的變化效果不明顯,學(xué)生無(wú)法體會(huì)聲音響度的變化,因此對(duì)耳郭收集聲波的作用還無(wú)法真切體會(huì)。
改進(jìn)的實(shí)驗(yàn)裝置:
將大飲料瓶去除瓶蓋再去底,制成“耳郭模擬器”。在此實(shí)驗(yàn)中筆者選用是4L農(nóng)夫山泉飲用水的瓶子。
改進(jìn)后實(shí)驗(yàn)操作步驟:
第一步:教師敲擊音叉,學(xué)生直接用耳朵傾聽感受。
第二步:教師以同樣力度敲擊同一音叉,學(xué)生將飲料瓶制成的“耳郭模擬器”放置在耳朵上,再次傾聽感覺。
改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)效果:由于使用大飲料制作的“耳郭模擬器”放大了“耳廓”,使得使用前后聲音響度變化十分明顯,學(xué)生能有效感受到“耳郭有收集聲波的作用”。
實(shí)驗(yàn)三:用飲料瓶改進(jìn)“空氣占據(jù)空間實(shí)驗(yàn)”
教材中實(shí)驗(yàn)的安排:教科版小學(xué)科學(xué)三上《空氣占據(jù)空間》,教材中安排的實(shí)驗(yàn)是將紙團(tuán)塞在玻璃杯底部,再將這個(gè)玻璃杯豎直倒扣在水中,看到杯底的紙團(tuán)沒有被水浸濕,由此證明空氣占據(jù)空間。
教材實(shí)驗(yàn)不足之處: 1.如果杯子接觸水面時(shí)沒有垂直,很難達(dá)到理想的效果。2.學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作時(shí)不易把握,導(dǎo)致有的學(xué)生方法不當(dāng),把紙團(tuán)掉入水中,浪費(fèi)紙張,不利于環(huán)保。3.學(xué)生如果用濕手觸摸紙團(tuán),感知紙團(tuán)的干濕較模糊。
改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)裝置:剪去350ml飲料瓶下半部,保留瓶蓋。
改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)步驟:
第一步:在水槽中裝染色后的水(便于觀察),將乒乓球放入水槽中,改制后的透明飲料瓶擰緊蓋后,罩著乒乓球,豎直壓入水中,觀察乒乓球的停留位置。
第二步:擰開瓶蓋,觀察飲料瓶里的乒乓球的位置變化,會(huì)發(fā)現(xiàn)這次乒乓球浮在水面了
第三步:比較發(fā)現(xiàn),開始乒乓球留在水槽底部,說(shuō)明空氣占據(jù)飲料瓶的空間,水進(jìn)不去;當(dāng)把瓶蓋打開,瓶中空氣就從瓶口跑出,水就進(jìn)入瓶中占據(jù)原來(lái)那部分空氣占據(jù)的空間,乒乓球隨水面上升。
第四步:得出結(jié)論:空氣占據(jù)空間。
改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)的效果:
改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)所需材料既簡(jiǎn)易,又綠色環(huán)保安全。實(shí)驗(yàn)操作既簡(jiǎn)單,又可重復(fù)實(shí)驗(yàn),便于推廣,同一個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置可重復(fù)使用,回收利用。通過(guò)觀察乒乓球位置的變化,變靜態(tài)為動(dòng)態(tài),感知理解空氣占據(jù)空間,可視性強(qiáng),更適合三年級(jí)的學(xué)生探究。
低成本實(shí)驗(yàn)資源的利用,就是利用像飲料瓶之類身邊隨手可取的日常生活用品來(lái)做實(shí)驗(yàn),既能激發(fā)學(xué)生對(duì)小學(xué)科學(xué)產(chǎn)生濃厚的興趣,又能取得理想的教學(xué)效果,使學(xué)生深切地感受到科學(xué)就在我們身邊,同時(shí)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中自然也得到了增強(qiáng)。
【作者單位:蘇州市善耕實(shí)驗(yàn)小學(xué)校江蘇】