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浅谈小学科学教学实验设计方法

伽利略曾说过:“一切推理都必须从观察与实验得来。”对于小学科学来说,培养学生的想象力尤为关键。根据我个人的教学经历得出一个结论:实验设计事关教学成败。科学的实验设计方案有助于学生积极地学习基础知识、基本方法和基本技能,有利于新课标的实现与完成。但是,深入教学实践中去,我们会发现,有部分实验存在着这样或那样的不足,急须一线教师结合本校实际情况及时改进。在此,根据我多年执教科学的经验,简单谈谈小学科学教学中实验设计的改进方法。

一、实验越改越好

实验不应一成不变,须要适当修改。科学源于实践,小学科学也是如此。如今科学配套的仪器与实验袋有部分实验缺乏可操作性,这容易挫伤学生的热情与积极性。教科版小学科学五年级上册《光》单元第三课《光是怎样传播的》的第二个实验:三位小朋友,一个眼睛对着一根暖气管一端,一个负责在另一端用手电筒照射,一个负责记录现象。这本来是教材中的一个明确的实验,但是又有什么问题呢?不足之处:实际操作下来,我发现了其中的种种不妥之处:第一,暖气管无论弯与直,想要批量给各个小组都比较困难,这不仅仅是一个成本问题;第二,教材中的男孩用的是老式手电筒,采用老式普通低亮度灯泡,发光较暗,可以用眼睛直视。但我校目前仪器室中全都是高亮LED手电筒,明显不可以这样操作,否则会对眼睛造成伤害。改进之法:既然金属的暖气管选材困难,那我就先从材料开始思考,我选取了造价十分低廉的电工用的塑料管,两块钱能买超长的一根,再用V线器(一根长弹簧)制作成我想要的弯管(两道弯),直管直接截取,这就解决了问题一。然后,我禁止学生用眼睛紧盯管的一端,改用本课实验一中的光屏承接,这样既可以看到清晰的现象,又能有效避免对眼睛的伤害。教科版小学科学五年级下册《热》单元第三课《液体的热胀冷缩》中的第二个实验,验证其他液体的热胀冷缩,在实际操作中,困难重重。不足之处:第一,学生对牛奶、酱油、可乐、果汁、醋等液体材料需求较大,课后浪费严重;第二,重新组装装置,十分耗费时间,很容易课上完不成教学任务;第三,实验效果不够明显。改进之法:实验前,教师准备废旧的青霉素小瓶,清洗干净,去封口处的铁皮,在瓶体用胶布贴上“牛奶、可乐、果汁、酱油、醋”等标签,胶布大块覆盖,做到防水效果。瓶口胶塞出,用口服液的吸管插入,越细的效果越好。用注射器填装液体材料,再在吸管液面处用皮套固定作为记号。这样学生可以拿来就用,不但节约了大量的液体材料,也使操作十分方便简单,现象的明显程度更上一层楼。

二、眼前的假鸟也远胜于想象的雄鹰

海阔凭鱼跃,天高任鸟飞。学生的想象力是大自然赐予人类的礼物,教师应该放手让学生去大胆想象,但在方法上须要积极地引导。儿童的思维发展还有很多尚未成熟之处,因此,在教学中,我们应该根据学生的兴趣爱好,生动形象地设计实验。教科版小学科学五年级上册《生物与环境》单元第四课《蚯蚓的选择》中有一个对比实验,是让学生通过观察,了解蚯蚓喜欢什么样的生活环境。但实际操作起来有一定的困难。不足之处:未要求蚯蚓、土壤的品质,湿度、时间等因素不准确。改进之法:教师在课前为学生准备足够干燥的土壤,不要有沙子、石子等杂物,为学生准备小烧杯和滴管,以湿润的土壤控制滴水的量,例如20滴或30滴。计时方面,可以为学生配置秒表,准确计时。教材中要求五分钟后揭开盖子观察,这五分钟时间,不要浪费,要让学生积极地去设想、去猜测。教科版小学科学六年级下册《微小世界》第四课《放大镜下的晶体》中有一个观察实验,用放大镜观察食盐、白糖、味精的几何结构,寻找规律。在具体操作中,学生遇到了很大的困难。不足之处:学校实验室配备的放大镜一般都是五倍或十倍的,放大效果十分有限,观察食盐与味精时,问题并不大,很容易观测,但观察白糖的六棱两端尖顶形状,则很难观测。改进之法:将白糖换为它的“好朋友”冰糖,冰糖的分子结构与白糖极其类似,教师要在课前提前挑选好尽可能规则的“六棱两端尖顶”的冰糖,分发给每个小组,这样就解决了观测方面的难题,帮助学生很容易地得出结论,但要注意的是禁止食用。总之,即使一个并不完美的实验,也远胜于教师空洞的语言叙述。让学生动起手来最重要。

三、傻瓜化并不是贬义词

现实中,人们总是追求华丽的辞藻,却鲜有人欣赏简短的诗篇。不如把有些复杂的实验简单化,还学生一个自由的空间。教科版小学科学五年级下册《沉和浮》单元第六课《下沉的物体会受到水的浮力吗》中有一个实验,要求学生设计实验,测量下沉物体受到的浮力。实验时,学生分不清“小部分”是多小,弹簧测力计读数特别小时怎么办等也无从知晓。不足之处:我们实验室配备的钩码都是50克的,大约0.5牛顿,所受的浮力太小难以读数。改进之法:将钩码更换为其他材料,例如三个大小相等的电池或者铁块等下沉的物体,把它们用胶布绑在一起,三分之一下沉为小部分,三分之二下沉为大部分,三分之三下沉为全部。材料的选择要重一些,例如电池应该选择一号大电池。注意要用废旧的电池,不要浪费。

教科版小学科学三年级上册《水和空气》单元第六课《空气占据空间吗》中有一个实验,要求杯子内塞纸巾,倒扣入水中,取出后纸巾为干的。这是一个很经典的实验,但实际操作中,却有很多问题。不足之处:第一,纸巾容易湿,三年级学生难以做到垂直操作;第二,现象不够明显,需要进一步推理与分析;第三,资源有一定的浪费。改进之法:用废旧矿泉水瓶裁剪一半,选择上半部分。在矿泉水瓶内壁画上刻度。取半水槽水,将水中用滴管滴几滴红墨水,染色使现象非常直观。改用乒乓球替代纸巾,节省材料。这样操作,学生能在一个全透明的环境中去观察空气是否占据空间,而且,即使失败了,也可以反复实验,避免了浪费现象。

教科版小学科学三年级下册《磁铁》单元第三课《磁铁的两极》中有一个实验,教材中只给了两条莫名其妙的线,悬挂了一根条形磁铁,利用磁铁不同位置吸上去的回形针数量判断磁力强弱。不足之处:按课文的实验设计,学生在操作时往往不知所措,不知如何将一块磁铁凭空稳定地悬挂在空中,他们往往想到的是铁架台,但是铁架台等仪器由于其本身是铁制的,所以往往会对磁铁产生干扰,无法实验。改进之法:利用仪器室中六年级的杠杆尺材料去加以改造,由于杠杆尺材料全是塑料的,这就解决了干扰的问题,底座稳定,杠杆尺上还有刻度,只需在左右相同刻度处拴上细线,将条形磁铁穿过其中,这样便可以轻松稳定地悬挂磁铁,使后续实验简单方便。

“纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行。”科学不是闭门造车,希望我们科学同仁团结起来,共同研究,共同进步。

作者:王丽君 单位:东丰县二龙山乡中心校

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