在科學實驗中創造性地使用器材

李佳慧

科學課程相對于其他學科的獨特之處在于實驗探究。有研究表明，學生對實驗的興趣，直接影響其對科學課程的興趣。與其教導一位學生坐端正，不如讓他動手實驗。他們在實驗中得出的結論會比直接告知的理論更具吸引力。如何在教學過程中創造性地使用科學器材，是值得每位科學老師深思的問題。以下是我對這一問題的思考與探索。

一、我的思考

（一）能否依據學生的認知心理降低實驗標準

小學科學中的實驗探究，在我看來主要有以下目的：在教師的指導下，學生能動手動腦、積極體驗、親歷實踐，以掌握一些科學知識，形成正確的科學觀。因此，實驗時過分要求學生必須使用初高中的實驗器材，對他們來說未必是件好事。小學生只要掌握實驗目的是什么，可以用什么材料來觀察即可。此外，高標準的實驗要求對小學生而言也存在著危險性。比如《給冷水加熱》這一節，“給試管加熱”這個步驟，不乏打翻酒精燈的現象，試管預熱的小組也寥寥無幾，其中存在的危險可想而知。

我有一個班級，當時正好上《熱是怎樣傳遞的》這課。我按照課本上的要求一步步引導他們使用酒精燈和蠟。但出乎意料的是，在交談的過程中，學生首先想到的是用熱水和巧克力！是啊，這才是他們的生活，這才符合他們的認知。

因此，教師只有不斷揣摩學生的想法，適當地降低實驗標準，從他們的角度來學科學，這樣才能體現“以學生為主體”的課程基本理念。

（二）能否大膽嘗試，化繁為簡，優化實驗裝置

小學科學課程標準雖然提倡讓小學生像科學家、工程師那樣做科學，但是，小學生的年齡特征決定了他們的觀察和分析能力是不及成人的。因此，教師提供給學生的實驗材料應盡可能地反映出現象的直觀性。同時，教師還要考慮實驗操作的可行性，一些冗繁的操作大可被替代掉。后面介紹的溫變油墨就是這樣一個例子。

（三）能否結合各科教學綜合開展實驗

現在，越來越多的教師喜歡把綜合學科的教學融入自己的課堂。多媒體技術就以其聲畫并茂、突破時空限制的特點，深受教師們喜愛。它能直觀、形象地反應事物的本質，彌補了實驗教學的不足。

比如教科版《科學》四年級上冊“聲音”這一單元，學生對“分貝”這個概念是無法理解的。我無意間讀到了《多學科融合：自主創新的重要基礎》一文，它指出，多學科的融合是形成創新思維的重要方式。于是，我經多次嘗試，做了如下調整：在圖像上顯示聲波，或者可以根據音量的大小亮起不同高度的燈。可見，教師不妨開放思維，多借鑒其他學科的教學，定能使自己的課堂絢麗起來！

二、改進建議

基于理論聯系實際的原則，以下介紹筆者對幾個小學科學實驗中道具的改進方案。

（一）空氣中有什么

1.實驗問題

本節選于蘇教版《科學》四年級上冊第一單元第三課《空氣中有什么》的第二課時。

制取二氧化碳：書本上的集氣方式是向上排空氣法，由于二氧化碳和空氣均為無色，學生不易判斷二氧化碳何時收集滿。

探究二氧化碳的性質：學生易得出“二氧化碳不支持燃燒”這個性質。但“二氧化碳比空氣重”這個性質需學生進行抽象類比，理解起來較難。

2.解決方案

制取二氧化碳：將含有小蘇打的氣球倒箍在裝有白醋的塑料瓶上。

探究二氧化碳的性質：在進行上述操作前，增加一個趣味實驗：讓學生猜測兩個相同大小的氣球（一個裝二氧化碳，另一個裝空氣），如果同時放在平衡尺上，會出現怎樣的現象？

3.改進后的可行性

制取二氧化碳

優點：簡化裝置。器材易獲取。最大限度地收集二氧化碳氣體。學生可直觀地判斷出二氧化碳氣體的收集量。

若采用書本上的操作方法，教師必須加上一個步驟，即檢驗二氧化碳是否收集滿，這樣務必會用到火柴，無形中加重了本課的教學難點。

缺點：塑料制品原則上不能盛酸性溶液。收集到的二氧化碳氣體不純，無法排出原先瓶子里的空氣。

探究二氧化碳的性質

在教師的適當引導下，學生能直觀地得出：同體積的二氧化碳比空氣重。

（二）熱是怎樣傳遞的

1.實驗問題

本節選于教科版《科學》五年級下冊第二單元第六課。

熱在金屬條中的傳遞：課本中道具的制作和擺放過于復雜，還需間隔相同的距離，這對學生的精細度要求太高了。

熱在金屬片中的傳遞：融化的蠟燭油滴落后不易清理;此方法為一次性操作，不可重復利用。

2.解決方案

熱在金屬條中的傳遞：在有間隔標記的金屬銅棒上套蠟環。

熱在金屬片中的傳遞：在金屬圓片上涂溫變油墨。

3.改進后的可行性

熱在金屬條中的傳遞

優點：蠟環替代蠟滴和火柴棒，簡化裝置。銅棒上已打好標記，方便擺放蠟環。

缺點：相應孔徑的蠟環需教師自制。

熱在金屬片中的傳遞

溫變油墨的變化是一個可逆的過程，可重復利用，操作簡單，現象明顯，且易收拾。

（三）測量力的大小

1.實驗問題

本節選于教科版科學五年級上冊第四單元第四課。筆者聽過一節公開課，執教老師的導入比較新穎。她以“誰是大力士”的游戲導入，請兩位同學上臺表演掰手腕的游戲。體驗游戲的兩位同學能說出力的方向和大小，但對未實踐的大部分同學來說，力的方向在哪邊仍然搞不明白。

2.解決方案

將科學與數學、物理、信息技術等學科相結合。執教老師給我們展示了一個函數軟件，在學生施力掰手腕時，把他們的力顯示在圖像上。

3.改進后的可行性

Y軸正半軸代表自己的力，而負半軸代表對手的力，且力的大小由峰值的高低來表示。學生一看，只有兩個力方向相反、大小不一致才能比出勝負。這樣，教學的一個難點就不攻自破了。

三、結語

筆者從教科學的時間不長，對于科學實驗道具的改進觀點也只是冰山一角，望各位教師給予修正和指導。