立足教材，大膽創新改實驗

趙琳謙

提高實驗教學的有效性，核心在于實驗。一個設計合理的實驗內容和實驗方法會促進實驗發揮自身最大的有效性。目前教學中的實驗均來自于教材，不可否認，教材是每一位教師不可或缺的教學資源。但是，在實際教學過程中，教師照本宣科，過分強調教材的“權威性”，對于教材提供的實驗基本按部就班的完成。部分難以操作的實驗或選擇性避開，或用視頻、課件演示，此等做法在很大程度上影響了科學實驗教學的有效性。因此，教師要立足教材，教材中的實驗有其存在的科學性和合理性，教材編寫者在實驗內容和編排上也是深思熟慮的。立足教材就是以教材實驗的主要目的為根本出發點。與此同時，大膽創新，在教學實踐中思考實驗改進的必要性和可行性，對于較難的實驗，創新改變實驗操作方法，以此充分發揮實驗的有效性。

【實例1】 ?《聲音是怎樣傳播的》實驗創新

實驗選自教科版小學科學四年級上冊第三單元第5課《聲音是怎樣傳播的》。教材原實驗以音叉放置在水面上，希望以水波啟發學生理解聲音是以波的形式傳播，如下圖1。但在實際操作過程中存在以下問題：

1.用音叉使水面產生波紋，對于四年級學生來說太難，不易操作;

2.用音叉激起水面波紋成功率低，水面波紋效果不佳，學生不易觀察。而且容易造成水花四濺，實驗結束后需要花費較多時間收拾，課堂時間利用率低;

3.即便實驗成功，出現波紋，學生很難觀察到水面波紋的擴散傳播，對于聲波向外傳播的理解仍存在困難。

為了更好地讓學生理解聲音是以波的形式傳播，將實驗進行以下創新：

材料：鐵架臺、細棉線、音叉（256HZ）

操作：

1.將音叉組合完整;

2.將細棉線的兩端分別系在鐵架臺和音叉上。如圖2所示;

3.敲擊音叉，仔細觀察細棉線的變化。

實驗原理：敲擊音叉，音叉振動發聲，系在音叉上的細棉線隨著音叉的振動而振動，將振動放大并向外傳播。我們可以觀察到棉線上下波動產生的波紋，且波紋沿著棉線向外傳播。學生通過觀察棉線即可看到聲波的傳播。

操作說明：

1.棉線不易過粗和過細，實驗中的棉線選自《小車》實驗材料中，效果最佳;

2.敲擊時另一只手穩住音叉，避免因音叉的晃動影響實驗效果;

3.敲擊前要將細棉線適當拉緊，棉線過于寬松則影響實驗效果。敲擊后效果圖3。

【實例2】 ?《下沉的物體會受到水的浮力嗎》實驗改進

實驗選自浙教版小學科學五年級下冊，教材原實驗旨在通過測出鉤碼在空氣中、水中的重力，計算得出浮力大小。但實驗操作過程中，存在以下問題：

1.操作不便：鉤碼扁平狀的形狀很難區分小部分和大部分，造成操作上的不便;

2.實驗現象不明顯：因為科學儀器中的鉤碼都不是很大，在此基礎上區分小部分大部分浸入水中，造成我們讀數的困難。因為浮力變化只是相差零點幾，在我們精確度不高的彈簧測力計下進行讀數，很容易出現錯誤數據;

3.排水量的測量。由于鉤碼的體積不大，所以不能引起太大的水位變化。而且在小學科學儀器中，能夠較為準確地測量液體體積的只有量筒，學生無法通過燒杯準確地測量出排水量。

為了更好地理解浮力概念并測量，將實驗做如下改進：

1.材料的應用。在燒杯能容納的范圍內盡量選擇縱身較長的物體，如電池等。但為了與彈簧測力計連接方便，還是選擇用鉤碼，不同的是需要三個或更多的鉤碼。將三個以上的鉤碼連在一起作為一個整體，浸入一個鉤碼作為小部分浸入，浸入兩個以上鉤碼作為大部分浸入，這樣進行體積區分就比較容易，讀數區別也會相對大一些（如圖4所示）。

2.利用杯口溢水法進行排水量的比較。本課要求學生能夠明白物體排開的水量越多，受到的浮力越大這一知識原理。所以我們只需要比較出不同情況下排開水量的多少即可，不一定要測出具體的數值，這時候就可以用杯口溢水法進行排水量的比較，有條件的可以直接用溢水杯。如果一定要測出排開的水量，只要將小燒杯中的水倒入量筒中進行讀數即可。

材料：大燒杯、形狀較規則的小木塊，小燒杯

方法：如圖5所示，將大燒杯杯口一側用木塊墊起，杯口放一個小燒杯。將水灌滿至杯口，物體浸入時，水即從杯口溢出流到下面的小燒杯中，小燒杯接到的水就是物體排開的水量。

本實驗通過改進，呈現很多優點：

1.雖然還是用鉤碼，但將三個及其以上連起來的鉤碼看成一個整體，可以培養和提高學生的整體思維，能夠打破思維的局限性，為今后認識事物、解決問題提供便利;

2.三個以上的鉤碼能夠較好地區別浸入的體積多少，方便操作和數據的讀取;

3.利用杯口溢水法進行排開的水量的比較和測量，首先在不增加其他科學儀器的前提下解決了排開的水量的比較問題;利用小燒杯獲得排開的水量，將三種情況下的水量進行比較，學生能更直觀地獲得物體排開的水量越多，受到的浮力越大的感受;利用排水法測不規則物體的體積是初中科學的內容，而我們的杯口溢水法測排開的水量正是利用了排水法，小學階段的科學能夠為今后的科學學習奠定基礎，更重要的是能夠培養學生的類比思維。