周法興

所謂“下水試驗(yàn)”，并不是按字面意思理解的需要在水下進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)，“下水實(shí)驗(yàn)”的實(shí)質(zhì)是一種課前的精心備課，對(duì)于實(shí)驗(yàn)教學(xué)來說具有十分重要的意義。通過“下水實(shí)驗(yàn)”能夠大大提高實(shí)驗(yàn)的成功率，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量。本文從四個(gè)方面對(duì)小學(xué)科學(xué)“下水實(shí)驗(yàn)”進(jìn)行了實(shí)踐探究，以期能有所借鑒意義。

一、鉆研實(shí)驗(yàn)教材，知曉實(shí)驗(yàn)梯度

尊重?cái)?shù)據(jù)和事實(shí)、概念的層次性，以及謹(jǐn)慎求真是小學(xué)科學(xué)與其他學(xué)科相區(qū)別的三大重要特征。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，這三個(gè)學(xué)科的特征要切實(shí)的落實(shí)。小學(xué)科學(xué)教材是最直接地體現(xiàn)了這三個(gè)特征的，所以，在開展小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)前，教師必須認(rèn)真鉆研實(shí)驗(yàn)教材，知曉實(shí)驗(yàn)的梯度。

例如，在教學(xué)教科書“測量水的溫度” 中，某位教師設(shè)計(jì)了這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn)——讓學(xué)生連續(xù)測量一杯熱水的溫度變化。然而，學(xué)生組獲得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本上毫無規(guī)律可循，熱水在冷卻的過程中，速度忽快忽慢。不出意外的，這個(gè)實(shí)驗(yàn)探究最終也以失敗收?qǐng)觥?shí)驗(yàn)的失敗很大程度上可以歸咎于教師沒有認(rèn)真鉆研教材。如果教師在備課的時(shí)候，認(rèn)真鉆研了教材，并且自己動(dòng)手親自試驗(yàn)了幾次，就會(huì)發(fā)現(xiàn)：熱水的初始溫度的差異，會(huì)帶來溫度下降速度上的差異。比如說，當(dāng)一杯水的初始溫度是90攝氏度左右時(shí)，在10分鐘之內(nèi)，水溫下降的規(guī)律能夠被輕易地看出來。如果教師認(rèn)真鉆研教材，并且在“下水實(shí)驗(yàn)”中發(fā)現(xiàn)問題，就能在課堂實(shí)驗(yàn)中為學(xué)生提供適當(dāng)?shù)臏囟鹊臒崴@將有助于學(xué)生驗(yàn)證科學(xué)結(jié)論。

二、掌控實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)，把握關(guān)鍵操作

“下水實(shí)驗(yàn)”的目的在于對(duì)實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)的掌控?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)就是這樣，失之毫厘，謬以千里，任何一個(gè)細(xì)節(jié)的忽視，都極有可能造成實(shí)驗(yàn)的失敗，從上面的例子中就能夠窺見一二。所以，我們必須通過“下水實(shí)驗(yàn)”去掌控實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)，把握關(guān)鍵操作。比如，實(shí)驗(yàn)器材的清理是否合乎標(biāo)準(zhǔn)、實(shí)驗(yàn)材料的擺放順序等。對(duì)于困難的實(shí)驗(yàn)，應(yīng)該多次操作，排除可能導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗的各種因素，并采取必要的預(yù)防措施，防止可能影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的意外因素。

例如，教學(xué)五年級(jí)下冊(cè)與“擺”有關(guān)的知識(shí)時(shí)，在課上，教師需要進(jìn)行“擺長影響擺動(dòng)次數(shù)”這一實(shí)驗(yàn)。筆者通過“下水實(shí)驗(yàn)”發(fā)現(xiàn)，如果實(shí)驗(yàn)中所選用的金屬片太輕，擺的重心變化不會(huì)太大，擺長的變化也不甚明顯。在15秒鐘之內(nèi)，沒有加金屬片的擺擺動(dòng)的次數(shù)與加了金屬片的擺擺動(dòng)的次數(shù)很是接近，這樣學(xué)生就無法通過這樣的對(duì)比得出結(jié)論。筆者在“下水實(shí)驗(yàn)”中對(duì)此進(jìn)行了改進(jìn)，將重量適宜的金屬片固定在木條底部，使擺長變化明顯，在相同時(shí)間內(nèi)擺動(dòng)的次數(shù)差異較大，這樣，學(xué)生很容易就得出“在其他條件相同的情況下，擺的擺動(dòng)次數(shù)與擺長有關(guān)，擺長越長，擺動(dòng)次數(shù)越少”這一結(jié)論。

三、精選實(shí)驗(yàn)器材，奠定實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)

古人云：“工欲善其事，必先利其器”。優(yōu)良的實(shí)驗(yàn)器材是實(shí)驗(yàn)成功的重要保障。不合適的、處理不當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)器材會(huì)直接導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)的失敗。因此，對(duì)需要用到的器材進(jìn)行認(rèn)真的挑選和把關(guān)是教師不能忽視的一項(xiàng)重要工作。

例如，筆者就對(duì)一實(shí)驗(yàn)器材進(jìn)行了自主改進(jìn)，彌補(bǔ)了原有器材的不足。這個(gè)器材是“水蒸氣”實(shí)驗(yàn)中的兩個(gè)勺子，實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生對(duì)其中一個(gè)金屬勺加熱，以證明加熱能夠加快水的蒸發(fā)。對(duì)于低年級(jí)的學(xué)生來說，剛接觸比較實(shí)驗(yàn)，一手一個(gè)勺子，常常忽略了觀察。于是筆者將兩個(gè)勺子用螺絲固定在玻璃上，取水、加熱更加方便，學(xué)生也能夠抽出空來觀察和對(duì)比。雖然只是小小的改動(dòng)，但實(shí)驗(yàn)的效果非常好。

四、改進(jìn)實(shí)驗(yàn)材料，強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)效果

通過改進(jìn)實(shí)驗(yàn)材料，確實(shí)可以達(dá)到強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)效果的目的。就像電燈的發(fā)明一樣，也是在進(jìn)行了無數(shù)次實(shí)驗(yàn)材料的替換之后，才找到了最合適的一種。教師也可以在“下水實(shí)驗(yàn)”中多試幾次不同的實(shí)驗(yàn)材料，尋求最好的實(shí)驗(yàn)效果。

例如，“熱是怎樣傳遞的”中的實(shí)驗(yàn)，蠟燭這一實(shí)驗(yàn)材料凝固時(shí)間快，且融化后黏性不大，容易使實(shí)驗(yàn)走向失敗。筆者在“下水實(shí)驗(yàn)”中，大膽采用了油墨、和變色指甲油這兩種材料，當(dāng)在銅棒的一端進(jìn)行加熱，熱量傳遞到涂有油墨或者變色指甲油的一端時(shí)，這兩種實(shí)驗(yàn)材料就會(huì)發(fā)生顏色的變化，最終通過顏色的變化使學(xué)生感知熱的傳遞，完成了這一實(shí)驗(yàn)。改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)，操作簡單，實(shí)驗(yàn)誤差較小，實(shí)驗(yàn)結(jié)果明了。筆者在課上給學(xué)生展示了這個(gè)新的實(shí)驗(yàn)，獲得了學(xué)生的一致響應(yīng)，提高了教學(xué)的效率。

再比如，教科版科學(xué)四年級(jí)科學(xué)上冊(cè)《聲音》單元第6節(jié)《我們是怎樣聽到聲音的》在觀察比較“鼓膜”的振動(dòng)實(shí)驗(yàn)時(shí)，課本上要求用氣球皮或薄橡膠、口杯和橡皮筋做一個(gè)“鼓膜模型”，在“鼓膜”上放少量的細(xì)沙或碎紙屑。這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，第一實(shí)驗(yàn)材料沙和碎紙屑在振動(dòng)上不夠明顯和劇烈，使得學(xué)生觀察起來比較費(fèi)力。筆者做了如下改進(jìn)：用塑料球代替沙與碎紙屑，用半邊塑料瓶代替外耳，小鼓代替音叉為聲源，這一舉措解決了原實(shí)驗(yàn)中振動(dòng)不明顯的問題，加強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)的效果，學(xué)生也更易于觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

總而言之，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是小學(xué)科學(xué)教學(xué)的重要組成部分，而“下水實(shí)驗(yàn)”對(duì)于小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)具有十分積極的作用，希望諸位教師都能夠?qū)⑵渲匾暺饋?，使小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)越來越好，使更多的學(xué)生喜歡上這門學(xué)科，為國家培養(yǎng)更多的科學(xué)人才。

【作者單位：臨海市大洋小學(xué)? 浙江】