工欲善其事 必先利其器

張文君 林文杰

摘 要：合理的實(shí)驗(yàn)材料對(duì)提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)有效性和發(fā)展學(xué)生探索能力起著重要的作用。目前廣州市科學(xué)課程配套實(shí)驗(yàn)材料中有部分實(shí)驗(yàn)材料有較大的優(yōu)化空間，如果教師能在組織探究活動(dòng)時(shí)，在實(shí)驗(yàn)材料的優(yōu)化方面予以足夠的重視，那么就可保證學(xué)生在有限的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行高效探究。

關(guān)鍵詞：小學(xué)科學(xué) 實(shí)驗(yàn)材料 優(yōu)化 方法

《義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》中明確指出，科學(xué)課這門(mén)課程的學(xué)習(xí)方式主要是引導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展活動(dòng)，在探究活動(dòng)中實(shí)現(xiàn)對(duì)科學(xué)知識(shí)的積累。隨著新課標(biāo)的不斷深入踐行，我校在科學(xué)課堂教學(xué)活動(dòng)中積極引進(jìn)探究性學(xué)習(xí)方式。在探究性學(xué)習(xí)中，合適、合理的實(shí)驗(yàn)材料能讓學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究的效果得到大幅度的提升，同時(shí)提高科學(xué)課課堂效率。然而，就當(dāng)前而言，廣州市科學(xué)課程配套實(shí)驗(yàn)材料存在不少問(wèn)題。首先，教材上的部分實(shí)驗(yàn)材料在現(xiàn)實(shí)中難以取得;其次，部分配套實(shí)驗(yàn)材料實(shí)驗(yàn)效果不明顯;第三，部分實(shí)驗(yàn)材料不合理導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)操作復(fù)雜。這些問(wèn)題使得教師在科學(xué)課堂中所引導(dǎo)進(jìn)行的科學(xué)探究往往難以見(jiàn)效。因此，對(duì)小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)材料進(jìn)行優(yōu)化成為了科學(xué)教師面前的重要課題。[1]

針對(duì)不同的學(xué)習(xí)目標(biāo)和不同的實(shí)驗(yàn)，對(duì)實(shí)驗(yàn)材料進(jìn)行優(yōu)化的途徑也各不相同，大致可以歸納為以下三種：

一、基于整體置換的實(shí)驗(yàn)材料優(yōu)化

有些實(shí)驗(yàn)看似對(duì)材料的要求不高，很多類似的實(shí)驗(yàn)材料都能在實(shí)驗(yàn)中起到相同的作用，但為了使實(shí)驗(yàn)效果更明顯、具有更高的準(zhǔn)確性，則需要教師根據(jù)實(shí)際情況對(duì)實(shí)驗(yàn)材料進(jìn)行整體置換。[2]

比如《物體在水中是沉是浮》的教學(xué)，課本中的實(shí)驗(yàn)是讓學(xué)生猜測(cè)并驗(yàn)證胡蘿卜在水中的浮沉狀況。但實(shí)際操作中，雖然整個(gè)的胡蘿卜能在水中漂浮，但把胡蘿卜切分開(kāi)后，富含礦物質(zhì)的胡蘿卜末端的密度比其他部分大，會(huì)在水中下沉，影響實(shí)驗(yàn)觀察。在這個(gè)探究活動(dòng)中，筆者把胡蘿卜替換成蘋(píng)果，不論是整個(gè)的蘋(píng)果還是切成小塊的蘋(píng)果都能在水中浮起來(lái)，實(shí)驗(yàn)效果明顯，學(xué)生不會(huì)產(chǎn)生歧義。[3]

又如《光的反射》這個(gè)實(shí)驗(yàn)，由于普通手電筒的聚光性不夠強(qiáng)，光線比較暗，在做實(shí)驗(yàn)時(shí)效果不夠明顯。我們將普通手電筒替換成激光筆，光束變得更集中、穩(wěn)定和清晰，實(shí)驗(yàn)效果更為顯著。

再如《怎樣得到更多的光和熱》的教學(xué)，把不同顏色的紙對(duì)折做成袋狀，分別插上溫度計(jì)放到陽(yáng)光下，從而驗(yàn)證深色物體比淺色物體吸熱快這一現(xiàn)象。但由于受天氣影響，實(shí)驗(yàn)所需時(shí)間較長(zhǎng)，且效果不夠明顯，不利于學(xué)生理解。為此，筆者用“浴霸”燈泡代替太陽(yáng)，在試管外涂上不同顏色的顏料代替不同顏色的紙袋，試管口用橡膠塞密封，用一根玻璃管穿過(guò)橡膠塞，玻璃管用一小段紅色水柱密閉。用試管內(nèi)空氣的膨脹擠壓玻璃管內(nèi)的水柱來(lái)觀察它們的吸熱效果，通過(guò)相同時(shí)間水柱的高低來(lái)表示它們的吸熱情況。這樣增強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)的直觀性，讓實(shí)驗(yàn)操作變得更方便。

二、基于細(xì)節(jié)處理的實(shí)驗(yàn)材料優(yōu)化

實(shí)驗(yàn)材料的細(xì)節(jié)調(diào)整，可以從一定程度上解決教師在材料準(zhǔn)備上的問(wèn)題，還能拓展學(xué)生探究的廣度，發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)新精神和發(fā)散性思維，更順利地讓學(xué)生形成科學(xué)概念。

如《小蘇打和白醋》的教學(xué)，筆者嘗試使用了多種實(shí)驗(yàn)材料，如透明玻璃杯、平底燒瓶、燒杯等，在這些容器中讓小蘇打和白醋進(jìn)行混合，都能讓學(xué)生觀察到冒出了大量氣泡這一現(xiàn)象，但大部分學(xué)生不會(huì)直接聯(lián)想到這個(gè)過(guò)程其實(shí)就是產(chǎn)生了氣體。為此，我對(duì)這一實(shí)驗(yàn)的材料進(jìn)行了細(xì)節(jié)處理：把小蘇打和白醋放入密封袋中混合。由于拉上密封口后氣體不會(huì)跑出去，學(xué)生就會(huì)觀察到密封袋慢慢地鼓起來(lái)了，這樣能讓學(xué)生非常直觀地觀察到兩者混合過(guò)程中產(chǎn)生了一種無(wú)色氣體。

再如《化學(xué)變化伴隨的現(xiàn)象》這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，課本中的鐵釘與硫酸銅溶液發(fā)生反應(yīng)后，溶液顏色變化并不明顯。通過(guò)多次實(shí)踐，我們用盤(pán)起來(lái)的幾圈鐵絲來(lái)替代鐵釘，學(xué)生很容易就發(fā)現(xiàn)溶液顏色變淺了。[4]

三、基于簡(jiǎn)化操作的實(shí)驗(yàn)材料優(yōu)化

為了追求最佳的教學(xué)效果，很多老師在實(shí)驗(yàn)中費(fèi)盡了心思，在材料上也是不斷地推陳出新，不斷地做著加法，以求最大的效益。但如果我們?cè)趯?shí)驗(yàn)中適當(dāng)?shù)鼗胺薄睘椤昂?jiǎn)”，反而會(huì)取得意想不到的效果。下面以《輪軸的秘密》教學(xué)片斷為例加以說(shuō)明：[5]

在這一課中，組裝一個(gè)輪軸實(shí)驗(yàn)裝置花費(fèi)時(shí)間很長(zhǎng)，且線常常會(huì)脫落。為了研究輪越大是否越省力，有的老師自制了類似“喇叭”的教具，不僅準(zhǔn)備時(shí)不方便、花錢(qián)多，而且更重要的是這一材料前端的口徑是固定的，螺絲刀的刀柄大小必須統(tǒng)一，教師還要為學(xué)生準(zhǔn)備好配套的螺絲刀。對(duì)此，我采用這樣的優(yōu)化處理：教師給學(xué)生準(zhǔn)備一塊毛巾，讓學(xué)生把毛巾裹在螺絲刀的刀柄上，增加了輪的直徑，學(xué)生就在實(shí)驗(yàn)中感受到了“輪越大越省力”。

又如《浮力》一課，按照教材上的實(shí)驗(yàn)操作要在杯子底部裝一個(gè)小滑輪，再用細(xì)線一端系住泡沫塊，另一端要穿過(guò)滑輪用彈簧秤的掛鉤勾住，從而測(cè)量泡沫塑料塊拉入水中所受到的拉力。在實(shí)際操作時(shí)我們發(fā)現(xiàn)細(xì)線很容易脫離滑輪槽而夾在縫隙中。優(yōu)化方法：對(duì)彈簧秤進(jìn)行改裝，在彈簧秤的鉤子處沿反方向安裝一根金屬條，這樣，彈簧秤就可倒過(guò)來(lái)使用，把泡沫塑料塊放在溢水杯中而不是放在量杯中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，在溢出口用量杯接水，實(shí)驗(yàn)時(shí)就可直接從彈簧秤上讀出浮力的大小，在量杯中測(cè)出排開(kāi)的水量，降低實(shí)驗(yàn)操作難度。

總之，實(shí)驗(yàn)材料優(yōu)化的目的是讓學(xué)生更投入地探究、更自由地操作、更有效地學(xué)習(xí)，優(yōu)化應(yīng)站在學(xué)生的角度，考慮小學(xué)生的活動(dòng)特點(diǎn)和需要。為此，教師要針對(duì)不同的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，通過(guò)整體置換、細(xì)節(jié)調(diào)整等方式，可操作性和直觀性又強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)材料進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)，通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)材料進(jìn)行優(yōu)化，提高實(shí)驗(yàn)的有效性和直觀性。

參考文獻(xiàn)

[1]中國(guó)人民共和國(guó)教育部.小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)[M].北京師范大學(xué)，2017.

[2]郭庭霞.小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改進(jìn)與創(chuàng)新策略[J].小學(xué)科學(xué)：教師版，2017，（7）：28.

[3]徐富娟.略談小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)材料的運(yùn)用策略[J].小學(xué)教學(xué)研究，2012，（35）：21.

[4]滕俊玲.精設(shè)計(jì)巧改進(jìn)[J].湖北教育：科學(xué)課，2017，（3）：34-36.

[5]汪良清.小學(xué)科學(xué)課實(shí)驗(yàn)材料的選用策略[J].實(shí)驗(yàn)教學(xué)與儀器，2017，（6）：59-62.