農(nóng)村小學(xué)低成本科學(xué)實(shí)驗(yàn)開發(fā)案例

史沁

雖然農(nóng)村地區(qū)的教育這些年一直在發(fā)展，但一些偏遠(yuǎn)的小學(xué)所擁有的資源非常有限。對小學(xué)生而言，科學(xué)課堂如果缺少了實(shí)驗(yàn)，將無法實(shí)現(xiàn)科學(xué)課程的宗旨——提高學(xué)生的素養(yǎng)。實(shí)驗(yàn)可以促進(jìn)學(xué)生對知識的直觀了解，促進(jìn)小學(xué)生動(dòng)手能力和創(chuàng)新思維的發(fā)展。如何為農(nóng)村地區(qū)小學(xué)科學(xué)課提供實(shí)驗(yàn)尤為重要。低成本實(shí)驗(yàn)的開發(fā)就是解決這一問題的一個(gè)有效途徑。

探究實(shí)驗(yàn)是小學(xué)科學(xué)課堂的靈魂。小學(xué)科學(xué)課程實(shí)踐性強(qiáng)，老師不僅需要帶領(lǐng)學(xué)生做大量的觀察實(shí)驗(yàn)、動(dòng)手操作等活動(dòng)，而且需要指導(dǎo)學(xué)生開動(dòng)腦筋創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)。然而事實(shí)情況卻不容樂觀，尤其對于條件落后的農(nóng)村小學(xué)來說，經(jīng)費(fèi)、器材、師資的欠缺，直接導(dǎo)致科學(xué)課堂實(shí)驗(yàn)課開課量不足。本人先后訪談了本區(qū)幾位農(nóng)村科學(xué)老師，他們普遍表示，自己在實(shí)驗(yàn)課教學(xué)過程中遇到了很多困難。

首先，缺少老師。現(xiàn)在小學(xué)從一年級到六年級都開設(shè)了科學(xué)課程，這對學(xué)生來說是好事，但專職科學(xué)老師的缺乏卻是個(gè)大問題。很多學(xué)校科學(xué)老師不夠，只好讓其他學(xué)科老師兼職，更不可能配備專業(yè)的實(shí)驗(yàn)員，這就造成實(shí)驗(yàn)課開展的困難。其次，實(shí)驗(yàn)場地、設(shè)備的缺乏。就我本人所在小學(xué)來說，雖然學(xué)校配備了專門的科學(xué)實(shí)驗(yàn)室，但也只是放了幾張桌子，而不是配備了專業(yè)的物理、化學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)。因此，開發(fā)適合農(nóng)村經(jīng)濟(jì)條件的低成本實(shí)驗(yàn)就顯得尤為重要。

一、揭開“無影燈”的秘密

教育科學(xué)出版社小學(xué)科學(xué)五年級上冊第二單元第一課是《光和影》。五年級的學(xué)生對于影子的產(chǎn)生已經(jīng)積累了不少日常生活經(jīng)驗(yàn)，他們已經(jīng)知道光源、遮擋物和屏是影子產(chǎn)生的條件，光影會(huì)隨位置的改變而改變。但是他們對這些知識在工程技術(shù)中的應(yīng)用還不太了解，特別是農(nóng)村的學(xué)生，更沒有條件出去觀察實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用。因此，本節(jié)課老師可以安排一個(gè)有趣簡單的低成本實(shí)驗(yàn)——“揭開無影燈的秘密”。學(xué)生可以從這個(gè)實(shí)際操作中更深刻地體會(huì)到光影的關(guān)系。

（一）實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)

通過動(dòng)手操作，了解“無影燈”的原理;進(jìn)一步理解物體影子的方向隨著光源位置的變化而變化;在實(shí)驗(yàn)觀察中體會(huì)科學(xué)原理與工程技術(shù)的相互關(guān)系。

（二）材料準(zhǔn)備

六根同樣高的蠟燭，一個(gè)一次性紙杯，火柴。

（三）實(shí)驗(yàn)步驟

在桌子上放一張白紙，將一次性紙杯放在白紙中間;用火柴點(diǎn)燃一根蠟燭放在紙杯旁邊，觀察此時(shí)紙杯的影子;在第一根蠟燭的對面再點(diǎn)燃一根蠟燭，發(fā)現(xiàn)此時(shí)的影子已經(jīng)變淡了;圍著紙杯多點(diǎn)幾根蠟燭，發(fā)現(xiàn)影子基本消失了。

（四）實(shí)驗(yàn)分析

手術(shù)無影燈的原理就是想辦法消除本影的視覺影響。簡單來說，如果我們在一個(gè)筒狀物旁邊點(diǎn)一支蠟燭，筒子的本影就會(huì)特別明顯。可是如果我們在這支蠟燭旁再點(diǎn)一支蠟燭，就會(huì)形成兩個(gè)相疊但不重合的影子，這部分黑暗的影子我們同樣稱為本影。可如果在這個(gè)基礎(chǔ)上再點(diǎn)三支四支五支，本影就會(huì)慢慢縮小，要是在筒狀物旁邊繞了一圈蠟燭，本影就會(huì)完全消失。

二、制作一個(gè)“滾珠軸承”

教育科學(xué)出版社小學(xué)科學(xué)五年級上冊第四單元第六課是《滑動(dòng)與滾動(dòng)》。本節(jié)課安排實(shí)驗(yàn)探究，得出了重要的結(jié)論：滾動(dòng)摩擦比滑動(dòng)摩擦力小得多。為了讓學(xué)生進(jìn)一步理解這一結(jié)論，老師要給學(xué)生介紹自行車上的滾珠軸承。介紹方式一般是通過圖片、視頻等多媒體形式，沒辦法讓學(xué)生親身體驗(yàn)。如果從自行車、工廠中獲取滾珠軸承，對農(nóng)村老師來說，又是很麻煩的事。這個(gè)時(shí)候，設(shè)計(jì)一個(gè)能讓學(xué)生動(dòng)手做的“低成本滾珠軸承”定會(huì)提高學(xué)生的興趣，并且容易掌握本節(jié)課的目標(biāo)。

（一）實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)

知道滾珠軸承是一種將滑動(dòng)變?yōu)闈L動(dòng)的裝置;能用身邊的低成本材料，變廢為寶，模擬制作滾珠軸承;深刻理解從實(shí)驗(yàn)中找到的科學(xué)規(guī)律。

（二）材料準(zhǔn)備

兩個(gè)一大一小的瓶蓋、玻璃球若干、透明膠、一根一次性筷子、一把剪刀、雙面膠。

（三）實(shí)驗(yàn)步驟

把小瓶蓋用橡皮泥固定在桌面上，用膠帶把鉛筆粘到大瓶蓋上;把大瓶蓋蓋到小瓶蓋上，用力轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn);在小瓶蓋上放進(jìn)一些玻璃球;把大瓶蓋蓋到小瓶蓋上，用力轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)。

（四）實(shí)驗(yàn)分析

第一次轉(zhuǎn)，大瓶蓋轉(zhuǎn)動(dòng)不靈活，因?yàn)閮蓚€(gè)瓶蓋之間的摩擦是滑動(dòng)摩擦。用了玻璃珠后，大瓶蓋轉(zhuǎn)動(dòng)靈活多了，因?yàn)閮蓚€(gè)瓶蓋之間的摩擦是滾動(dòng)摩擦，將滑動(dòng)摩擦變成滾動(dòng)摩擦，大大減少了阻力。