淺談實驗材料的準備與科學探究

摘 要：科學課離不開實驗教學，實驗教學與實驗料材緊密相連，由此實驗材料的準備就成為科學探究的重要組成部分。所以，我們科學教師在課前應該準備出有結構的研究材料，作為科學教學的一個重要內容。

關鍵詞：科學課； 實驗料材； 科學探究

中圖分類號：G623.6 文獻標識碼：A 文章編號：1006-3315（2014）02-000-001

準備有結構的實驗材料的過程實際上是一個繁瑣而縝密的探究過程，需要做大量的工作，如材料的選擇、試驗、取舍（最后決定使用什么材料）等，下面就“電和磁”的教學為例，具體談談材料的準備與科學探究的關系。

“電和磁”是六年級科學教材上冊“能量”單元的第一課，課文以提出問題引發學生思考電、磁之間的聯系開始，通過一組實驗，先認識通電導線周圍產生磁，使小磁針偏轉；繼而通過嵌入通電線圈中的指南針偏轉來進一步認識電可以轉化為磁；并由此指導學生檢驗廢電池有無電能。本課第一個實驗是“通電導線和指南針”。這是一個比較重要的、也是較難做的實驗，往往是教師演示的一個實驗。為了能達到理想的教學效果，通過選擇、對比，我把原來的指南針改為小磁針，把原來的包皮導線改為漆包線（繞電動機線圈用的），還選擇好鐵釘、木板。課前實驗時，把鐵釘釘在木板上，鐵釘之間的距離約40厘米，把絕緣線繃直固定在鐵釘之間，小磁針的擺放與漆包線成水平狀且并行，讓小磁針自然指南北，小磁針與漆包線的距離在0.5-1厘米左右，兩節電池（盒），用直接通電的方式，瞬間接通、斷開電源，使小磁針偏轉，經過反復試驗，效果良好。

課前，我在選擇實驗材料時，首先思考的問題是：漆包線粗細的選擇、電池的節數、磁針與通電導線的距離、導線的長度；導線通電的方式，是導線先通電，然后讓小磁針靠近，還是讓小磁針先靠近導線，再通電；通電時間長短，電流正負極與導線的連接等，這些問題在實驗前都有所探索。接著邊選擇材料邊做實驗，確定粗細合適的漆包線，擺放好小磁針與導線，最后一步是瞬間通電、斷開電源。經過多次試驗，終于確定所選擇的材料和操作過程。這些都是課前必須做的材料準備與試驗。

課上，導入部分首先復習磁鐵的有關知識，演示一下用條形磁鐵靠近靜止的小磁針，學生看到小磁針會相斥或相吸，是因為磁鐵同級相斥異極吸引的緣故。然而設疑：如果用通電導線靠近小磁針會出現什么現象呢？緊接著切入課文第一段話，“我們也來做一做這樣的實驗，看看會有什么發現？”出示所準備的實驗材料，用背投視頻做演示實驗展示給學生看，通過短路的方式瞬間接通、斷開電源，小磁針偏轉角度較大，實驗效果明顯。與學生一起分析磁針偏轉的原因：在導線不通電的情況下，靠近導線的小磁針靜止不動，而導線瞬間通電、斷開后小磁針偏轉，說明通電導線周圍產生了磁，小磁針的偏轉是由于磁極的相互作用引起的（同極相斥，異極吸引都能使小磁針偏轉）。通過這個演示實驗，學生初步認識“通電導線周圍存在磁”的現象。

雖然第一個實驗收到了良好的效果，但是學生還沒有親手體驗沒有真實感。為了讓學生親自感受“通電導線周圍存在磁”的現象，我啟發學生：“如果把漆包線改為包皮導線并把它繞成線圈，通電線圈周圍會產生磁嗎？我們一起來試試?！苯又鴮W生分組進行第二個實驗：“通電線圈周圍產生磁”。按照課文要求提供給學生包皮導線（兩頭去掉絕緣層）、電池1節帶盒、指南針等材料，指導學生繞線圈，直徑大小正好能塞進指南針，使塞進的指南針正面與線圈的平面垂直，提醒學生實驗中通電時間只能是短暫的一瞬間，因為短路通電時間長了電池會燒壞，導線也會發熱。（我在課前做這個實驗時，線圈的圈數有15圈，并且把繞好的線圈用棉線纏繞，比較整齊，效果更好一點）學生分工合作，繞線圈的、裝電池的、準備塞指南針的……一切就緒，學生細致實驗。巡視學生實驗結果，12個組的通電線圈都能使指南針偏轉，其中3個組的通電線圈能使小磁針較快的轉動起來。通過實驗，學生體會到成功的喜悅，進一步認識了“通電導線周圍存在磁”的現象，同時也體驗了“電”產生“磁”的魅力所在。

學生分組實驗完成了，但他們的探究興致依然高昂。趁著學生的探究熱情，我讓他們拿出早已準備好的廢舊電池，試試這些電池還有沒有電能。繼續讓他們小組實驗，摸索怎樣的現象說明電池沒電了，什么樣的情況說明電池還有電。通過小組檢測，學生告訴我：廢舊電池的兩極接上線圈的兩頭，如果指南針偏轉，說明電池還有電；如果指南針不偏轉，說明電池沒電了。“為什么？”學生回答說：“如果廢舊電池有電，通電線圈就能產生磁，指南針就會偏轉……”從學生的回答中，可以體現出他們真正理解了“電”能產生“磁”的科學道理。

當學生還喜滋滋的沉浸在歡樂之中時，我又拋出一些問題：如果把現在的導線繞在鐵釘上，鐵釘的兩頭會不會產生“磁”呢；如果會產生“磁”，那么有沒有南北極，如果有南北極怎么去檢測呢？有學生說可能會產生“磁”，至于有沒有南北極，學生以期待的眼光看著我，而對于怎么檢測那是一臉茫然。我猜透學生的心思，順水推舟布置下一課的準備工作：1.每組準備1-2節電池，2.每組準備一個8厘米左右的鐵釘，3.每組準備50厘米左右細軟的包皮導線（或漆包線），4.每組準備些鐵墊片等鐵的小物件，可以分工合作。為上第2課“電磁鐵”作充分準備。

如果教師不作具體布置，學生準備的材料可能只是一個鐵釘，或者是一段導線，或者是一節電池，甚至空手。因此教師在課前作得當的布置，學生在準備材料的過程中，有可能在思索：老師為什么要我們準備這些材料，這些材料派什么用，如何使用……說不定在準備材料的同時，已經躍躍欲試。

總結、反思這課的教學，本課三個實驗能比較順利地完成，得益于實驗材料充分準備和選擇，而第一個實驗“通電導線和指南針”是基礎，起引導、啟發作用，這個演示實驗讓學生初次感受了“通電導線能使小磁針偏轉”，而第二個實驗“通電線圈和指南針”是學生親身經歷“電產生磁”的現象，第三個實驗“檢測廢電池”是學生進一步加深對“電產生磁”這種現象的理解。這節課的三個實驗足以證明：一個成功的實驗需要有實驗材料的充分準備和材料的選擇以及謹慎的操作過程。所以說準備有結構的實驗材料也是科學探究的重要組成部分。