“下水實驗”與小學科學探究教學的有效性

實驗是完成科學課教學任務的有效途徑，也是培養學生動手能力和探究意識的重要方式。“下水實驗”是指教師在課堂實驗之前，根據教學目標要求與教學任務，充分考慮學生實驗時可能出現的各種因素，自己在準備室對課堂上要進行的實驗進行預演或試驗，指導學生科學探究的行為。科學課應提倡“下水實驗”，但是很多老師對下水實驗的重視程度還不夠，往往是拿了儀器就去上課，無法保證學生在課堂上探究活動的有效性。

一位老師執教的是青島版科學四年級上冊《水變熱了》一課，我們一起來看一下這一環節的教學片斷。

學生的實驗桌上擺著老師事先準備好的實驗材料：放了少許水的容量為100毫升的燒杯(水大約占燒杯的1/5，水面上漂浮著一些顆粒比較大的木屑，杯底沉著一些顆粒較小的木屑。)、酒精燈、三角架、石棉網等。

師：現在我們給燒杯中的水加熱，請同學們仔細觀察給水加熱過程中，木屑是怎樣隨著水一起運動的?

(學生開始熱火朝天地投入到實驗探究中：點燃酒精燈，然后目不轉睛地盯著水中的木屑。實驗時，漂浮在水面上的木屑只是在水面上向各個方向運動，自始至終沉不到杯底；杯底的木屑因為水少也是剛剛浮上去就會沉下來，學生如果不仔細觀察，很難觀察到木屑的運動規律，也就體會不到對流現象。)

生1：我觀察到木屑是橫著運動的。(學生只觀察到了漂浮在水面上的大顆粒木屑的運動狀況)

生2：我觀察到木屑有的往下，有的往上，有的斜著往上。(木屑顆粒不均勻，有的漂浮在水面上，有的沉在杯底，加熱過程中木屑隨水的運動規律不明顯，導致學生只是看到了木屑無規律的運動方向，至于木屑是先上升還是先下降，木屑在水中的運動規律卻體會不到。)

生3：我看到木屑是向各個方向運動的。(水太少，導致學生看不到木屑先上升后下降的過程，從而就誤以為木屑是向各個方向運動的)

教師花了很大力氣反復地向學生講解正確的實驗現象，但是實驗現象不是學生真正觀察到的，盡管教師講得口干舌燥，但是學生還是半信半疑，稀里糊涂。

課后與這位老師交流，他說自己按照教學參考書的說明為學生準備了實驗器材，一直以為這個實驗很簡單，就放手讓學生自己去操作了。另外，考慮到當時氣溫比較低，為了讓學生盡快看到實驗現象，就特意選了一個小燒杯，并在燒杯里少放了些水，結果出現了這樣意想不到的狀況。我和這位教師一起分析其中的原因，通過反復實驗，最終發現，在這個實驗中，要想讓學生清楚地觀察到對流現象要注意以下幾點：1、所選取的木屑顆粒要小而均勻，最好選擇鋸末。2、要提前將選好的木屑放入水中，讓木屑沉入杯底，并將漂浮在水面上的大顆粒木屑清除。3、燒杯最好用250毫升的，燒杯中的水要適量，要大約占燒杯容量的3/5，這樣就能加長木屑上升和下降的過程，不至于木屑剛浮上去就會沉下來，便于學生觀察，也能保證學生盡快地觀察到實驗現象。后來，這位教師在重新準備了實驗器材后，又在其他班里上了一次，結果學生很清晰地觀察到木屑的運動規律，并自然順暢地認識了對流現象。

同一個實驗，同一位教師，截然不同的實驗效果。尤其是像第一種情況下，實際的實驗結果與老師的設想相差甚遠，在科學課中時有發生，這充分證明了“下水實驗”的對于小學科學實驗有效性的重要作用。

青島版科學教材的最大特點就是開放性強，很多實驗主題可以選用不同的實驗材料，用不同的實驗方法進行實驗探究。選擇什么樣的實驗材料、用什么樣的實驗方法才能符合學生實際，達到最佳的實驗效果?這個實驗大約需要多少時間?學生在操作過程中可能會出現哪些意外情況?出現這些意外情況應該怎樣處理?這些都需要教師在課前通過反復“下水實驗”做好預設，做到心中有數。這樣，在課堂上對于學生探究過程中出現的問題才能靈活調控，才能保證學生在有限的時間內進行有效科學探究，增強實驗的實效性。

教師認真做好“下水實驗”必將使科學課課堂實驗更加嚴謹科學，讓學生的探究更有效，使我們的科學課不斷煥發出勃勃生機和無窮的魅力。