王永萍

【摘 要】實驗設(shè)計的好壞直接關(guān)系到教學(xué)的效率與成敗。通過教學(xué)實踐發(fā)現(xiàn)，在教材編排中，有些實驗在實際操作過程中存在著不夠完善之處;有些實驗需要根據(jù)學(xué)生前概念認(rèn)知適時地進(jìn)行微調(diào);有些實驗則需要在教學(xué)遇阻時重新設(shè)計和補(bǔ)充等情況。教師要根據(jù)教學(xué)的需要，結(jié)合學(xué)生的認(rèn)知水平，因地制宜地進(jìn)行實驗的改進(jìn)和創(chuàng)新，提高實驗的可操作性、實用性、趣味性，將實驗的價值發(fā)揮淋漓盡致，為有效地進(jìn)行科學(xué)探究助航。

【關(guān)鍵詞】實驗設(shè)計;改進(jìn)實驗;科學(xué)實踐

【中圖分類號】G623.6 ??????【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A

【文章編號】2095-3089（2019）15-0276-01

小學(xué)科學(xué)課是一門以實驗為基礎(chǔ)的課程，學(xué)生通過親身經(jīng)歷的科學(xué)實踐活動學(xué)習(xí)知識，促進(jìn)他們科學(xué)態(tài)度的發(fā)展，讓學(xué)生在實驗中觀察、實驗和推理來獲取正確的知識，培養(yǎng)學(xué)生的動手能力，并能夠引用科學(xué)語言進(jìn)行表達(dá)和交流，提高他們的思維能力和創(chuàng)新能力。因此，可操作性的、成功的實驗才是科學(xué)課堂的基石。

但是在教學(xué)實踐中，我們發(fā)現(xiàn)有些實驗的設(shè)計和實驗材料的選用不合理、不科學(xué)。因此科學(xué)教師在進(jìn)行教學(xué)設(shè)計時，在用好教材的基礎(chǔ)上應(yīng)該進(jìn)行實驗研究和改進(jìn)，從而提升科學(xué)實驗教學(xué)的實效。通過設(shè)計簡單、便于操作、有趣、符合孩子們年齡特點的實驗來詮釋不同的科學(xué)原理，把復(fù)雜的問題簡單化，讓學(xué)生體驗實驗的樂趣，使學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)得到培養(yǎng)和提升。

一、實驗材料的改進(jìn)

教材中的實驗材料存在著一些先天不足，學(xué)生實驗時缺乏可操作性，改進(jìn)實驗材料需要準(zhǔn)備便于操作，能夠替代教材中材料的功能，并能使實驗效果明顯。

案例1：四年級《食鹽在水中溶解了嗎》一課，食鹽溶解后在水中是如何分布的，這一現(xiàn)象學(xué)生無法用肉眼直接觀察到。很多學(xué)生甚至錯誤地認(rèn)為“下面多上面少”，因為生活經(jīng)驗告訴他們，很多時候，喝湯時覺得下面會咸一些。怎么辦？最好找一種溶解過程是可視的、溶解后分布情況是可以看得見的物質(zhì)做類比。高錳酸鉀是最好的選擇。學(xué)生在觀察高錳酸鉀顆粒溶解的過程中，形象地觀察到高錳酸鉀從可見到不可見、擴(kuò)散后均勻分布、水從無色到紫色的變化過程。這時，學(xué)生頭腦中溶解的概念就豐富了：物質(zhì)在水中溶解的過程是慢慢擴(kuò)散的，溶解后是均勻分布在水中的。

二、實驗方法的改進(jìn)

實驗的方法多種多樣，但是方法不同實驗的效果就不一樣。在教學(xué)設(shè)計時，我們要采用方法簡單、便于操作、效果明顯的方法。在教學(xué)預(yù)設(shè)中，教師在實驗方法研究時，可引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實驗探討，找到更合適的實驗方法，提高實驗的成功率，找到解決問題的最佳途徑。

案例2：三年級《空氣有重量》一課，如何設(shè)計一個實驗來證明空氣是否有重量？教材提供的做一個小天平：在一根細(xì)木棍上用尺子確定一個中心點，并作上記號;再在細(xì)木棍中心點的兩個側(cè)面按上圖釘，拴上細(xì)線;在木棍的一側(cè)拴上一個沒充氣的氣球，另一側(cè)拴上筆帽，再提起系在木棍中心點的細(xì)繩，想辦法使木棍達(dá)到平衡;把小天平上的氣球充氣后，再拴在小天平上，觀察小天平是否依舊平衡。

基于學(xué)生的實際情況，該實驗的兩次平衡環(huán)節(jié)，即自制小天平本身平衡和小天平兩端分別掛上氣球、筆帽后再次達(dá)到平衡。難度較大，學(xué)生操作和理解困難。同時用頭提細(xì)繩，手的輕微抖動會導(dǎo)致小天平搖擺不定，不便于觀察。

改進(jìn)中為避免調(diào)平衡的難處，只要思考打破平衡，實驗就成功了，那樣方法的多種多樣。在此我提供結(jié)構(gòu)性的材料，掛在鐵架臺的杠桿尺、氣球、回形針等，讓學(xué)生討論實驗方案并畫出來（如圖一）。

三、實驗設(shè)計的創(chuàng)新

實驗設(shè)計往往是教學(xué)中的難點，不論是教師精心進(jìn)行的實驗設(shè)計還是小組合作進(jìn)行的實驗設(shè)計，都體現(xiàn)了智慧的力量。

案例3：五年級《浮力》一課中有測量泡沫塑料塊受到的浮力，按課本的實驗設(shè)計（如圖二），是想利用彈簧測力計來測量浮力，但是在一個很淺的水槽里很難用彈簧測力計在水下直接測浮力。因此，在杯子的底部裝上一個小滑輪，利用定滑輪不改變力的大小只改變方向的原理，來間接測浮力。

但教師在下水實驗中會出現(xiàn)諸多困難，為此進(jìn)行實驗改進(jìn)（如圖三）：用棉線將泡沫塑料塊、鉤碼綁扎好，量筒內(nèi)裝400毫升的水。提起小號泡沫塑料塊，慢慢往下移動，鉤碼浸沒時，讀出此時水面的刻度1和彈簧測力計的拉力讀數(shù)1。繼續(xù)往下移動，鉤碼和泡沫塑料塊同時浸沒時，讀出此時水面對用刻度2和彈簧測力計的拉力讀數(shù)2。測量發(fā)現(xiàn)，泡沫塑料塊排開的水量為（刻度2-刻度1），受到的浮力為（讀數(shù)2-讀數(shù)1）。

以此方法，將中號、大號泡沫塑料塊浸入水中測量，記錄排開的水量和受到的浮力。還可以讓泡沫塑料塊逐漸浮出水面，觀察彈簧測力計的變化并思考原因。

改進(jìn)后的實驗由于裝置簡單，操作便捷，可以反復(fù)測量，提高了數(shù)據(jù)的可信度;由于避免了摩擦帶來的測量，實驗數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度大大提高，且因直接測量得到浮力值，省去了復(fù)雜的計算過程，因此，學(xué)生可以專注排開水量與浮力之間的關(guān)系。同時成功操作測量獲得數(shù)據(jù)后，學(xué)生會產(chǎn)生愉快的情感體驗。這樣就能達(dá)到教師預(yù)設(shè)的目標(biāo)，這也正是著眼于學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)進(jìn)行的教學(xué)。

四、實驗記錄的改進(jìn)

實驗記錄是為分析、討論、得出科學(xué)的結(jié)論服務(wù)的，不同年級的學(xué)生科學(xué)觀察及記錄的能力不同，這種能力的不同都可以在實驗記錄上有所體現(xiàn)。所以實驗記錄單上可以在方法上或工具上具有一定的指導(dǎo)意義。同時應(yīng)該有層次性設(shè)計。

例如：二年級《磁極與方向》一課，在探究條形磁鐵能否指示南北方向時，科學(xué)活動手冊的實驗記錄形式是這樣的（如表一）。

對于二年級學(xué)生的認(rèn)知來說，他們對于這個記錄表的解讀是很有難度的，教師在設(shè)計時對其應(yīng)該有一定的敏感度。所以在教學(xué)中我們可以將其簡化成既簡單又方便觀察的表（如表二）。

有效的實驗改進(jìn)確實能為探究活動起到推波助瀾的作用。教師在教學(xué)設(shè)計時，應(yīng)該在教材實驗的基礎(chǔ)上，以教學(xué)重難點的突破、科學(xué)概念的建構(gòu)、認(rèn)知理解的疏導(dǎo)及動手操作的簡便等作為改進(jìn)的依據(jù)，結(jié)合學(xué)生的年齡特點和實際需要，有的放矢地進(jìn)行。

科學(xué)教師是學(xué)生與實驗的溝通者、引導(dǎo)者、解釋者。我們有責(zé)任和義務(wù)結(jié)合教材實際，設(shè)計和改進(jìn)符合學(xué)生認(rèn)知發(fā)展的好實驗，通過改進(jìn)實驗，不僅可以達(dá)到最佳的教學(xué)效果，加深學(xué)生對課堂中所學(xué)知識的理解，而且能激發(fā)他們在相關(guān)知識領(lǐng)域的探索興趣，拓寬學(xué)生的思維，培養(yǎng)他們細(xì)致觀察現(xiàn)象科學(xué)分析問題的能力。