“一波三折”的科學(xué)探究活動

讓學(xué)生有機會動手開展科學(xué)探究實驗，能夠在活動中獲得親歷體驗，在不斷的探究體驗中提高學(xué)生的科學(xué)技能和素養(yǎng)，這是我們小學(xué)科學(xué)教學(xué)的主要目的。我們在科學(xué)教學(xué)中要關(guān)注學(xué)生科學(xué)探究的過程，讓學(xué)生在經(jīng)歷科學(xué)探究活動的同時逐步提升學(xué)生的科學(xué)探究素養(yǎng)。

我在教學(xué)小學(xué)科學(xué)（蘇教版）四年級上冊第一單元“我們周圍的空氣”第二課時“熱空氣和冷空氣”中，有一個冷空氣和熱空氣對流的一個實驗，卻遇到了一些麻煩，整個實驗過程出現(xiàn)了“一波三折”的現(xiàn)象和問題。

第一次探究實驗：我事先按照有關(guān)實驗提示把杯子先預(yù)熱，放在熱水里，然后端到教室里和學(xué)生一起開始做冷熱空氣對流的實驗。在實驗中學(xué)生觀察發(fā)現(xiàn)：當熱空氣在下方時，并沒有看到想象中的熱空氣上升的現(xiàn)象，而是一直沉寂在瓶內(nèi)，與冷空氣沒有絲毫融合的跡象，當熱空氣在上方的時候，卻很明顯看到熱空氣下沉與冷空氣不斷融合的過程。

針對第一次實驗中出現(xiàn)的問題，第二次探究實驗我有意調(diào)整了實驗因素，我沒有預(yù)熱杯子，直接用同溫度的杯子進行實驗，原來的用來制造煙的香換成了更高級的檀香，重新帶領(lǐng)學(xué)生進行實驗。在實驗中學(xué)生觀察發(fā)現(xiàn)：依舊觀察不到熱空氣上升和冷空氣融合的過程，而熱空氣迅速下降和冷空氣融合的過程卻更加明顯。

我的實驗怎么了？怎么一直沒有出現(xiàn)理想的實驗現(xiàn)象和結(jié)論？問題到底出在哪里？我在思考之后重新開始了第三次探究實驗：我把熱水瓶直接帶進了課堂，在實驗中用開水倒入瓶中給杯子加熱，在杯壁滾燙的情況下，收集熱空氣；同時另一個杯子用冷水進行降溫存儲冷空氣，然后進行冷熱氣體對流的實驗。在實驗中學(xué)生觀察發(fā)現(xiàn)：這一次熱空氣上升和冷空氣主動融合的現(xiàn)象非常清晰，學(xué)生明顯觀察到熱空氣上升和冷空氣交疊的現(xiàn)象。熱空氣在上方時，學(xué)生觀察到部分熱空氣呈團狀下沉與冷空氣少量融合的現(xiàn)象。

對三次實驗的分析和思考：

第一次實驗中，針對實驗現(xiàn)象有的學(xué)生認為“熱空氣在上升的過程中，冷空氣像蓋子一樣擋住了熱空氣，所以熱空氣與冷空氣沒有融合”、“熱空氣本來是上升的，可是瓶底擋住了熱空氣上升的去處，所以就向下與冷空氣融合。”這些都是學(xué)生的一些個人觀點。我分析了第一次實驗失敗的原因，可能是香的問題，香燃燒后產(chǎn)生了一些二氧化碳，同時煙霧顆粒比較大，所以導(dǎo)致瓶內(nèi)的熱空氣質(zhì)量可能反而比冷空氣稍重，所以學(xué)生沒有觀察到熱空氣上升的現(xiàn)象。在第二次實驗中我有意改變了實驗的控制因素，選用更高級的檀香，在沒有給杯子加熱的情況下進行實驗，可是實驗仍然以失敗而告終。

針對前兩次實驗中出現(xiàn)的問題以及我自己的一些想法和學(xué)校科學(xué)老師共同分析兩次實驗失敗的原因之后，我們探討認為可能有下列因素導(dǎo)致了實驗的失敗：杯子沒有達到一定的溫度，預(yù)熱不夠；裝冷空氣的杯子溫度過高，制冷不好；香選用煙霧更濃顆粒更細的檀香。結(jié)合陳老師的建議，我和學(xué)生又開始了第三次探究實驗，第三次的探究實驗終于取得了滿意的實驗效果。

雖然是同一個簡單的冷熱空氣對流實驗，但卻經(jīng)歷了三個不同的現(xiàn)象和結(jié)果，綜合這三次不同的實驗過程，主要原因是因為教師對實驗認識不夠，沒有充分認識到科學(xué)實驗中可能出現(xiàn)的各種問題，科學(xué)實驗是學(xué)生認識科學(xué)的必然途徑，作為科學(xué)教師，我們要不斷提高個人科學(xué)實驗的基本技能，積極給科學(xué)課堂“預(yù)熱”，對課堂中將要進行的一些科學(xué)實驗我們要“提前介入”和“有效預(yù)熱”，這樣才能更好地帶領(lǐng)學(xué)生進行科學(xué)實驗，避免實驗走入歧途，不斷提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

【作者單位：金壇市白塔小學(xué) 江蘇】