例談小學科學實驗器材改進與準備原則

祝守宏

【摘 ?要】探究活動是離不開實驗器材的，我們在教學時往往會發現，準備好的實驗器材不能有效地幫助學生在課堂上進行實驗。究其原因主要是，實驗器材與學生的發展水平沒有很好地契合，存在器材操作難度大、干擾因素多、啟發性不強、不夠直觀、脫離學生生活等諸多原因。如果實驗器材不適用，我們該如何改進和準備實驗器材呢？

【關鍵詞】小學科學;實驗器材;原則

中圖分類號：G623 ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ?文章編號：0493-2099（2020）27-0177-02

【Abstract】Inquiry activities are inseparable from experimental equipment. When teaching， we often find that prepared experimental equipment cannot effectively help students conduct experiments in the classroom. The main reason is that the experimental equipment does not fit well with the development level of the students， and there are many reasons such as difficult operation of the equipment， many interference factors， not strong inspiration， not intuitive enough， and separation from student life. If the experimental equipment is not suitable， how can we improve and prepare the experimental equipment？

【Keywords】Primary school science; Experimental equipment; Principles

《小學科學課程標準》（2017版）指出，小學科學課程是一門實踐性課程。探究活動是學生學習科學的重要方式，要從學生熟悉的日常生活出發，通過學生親身經歷動手動腦等實踐活動進行學習，強調做中學和學中思。

一、易操作性（效率性）原則

（一）減少機械重復

在實驗操作過程中，不可避免地會存在重復或反復操作實驗器材的情況，有些重復是必要的，可幫助學生反復觀察，加深印象。但有些重復是不必要的，過多的重復就是浪費時間。

案例：四年級《100毫升水能溶解多少克食鹽》一課，課本建議用100毫升水做實驗，一般情況下，100毫升水可以溶解36克鹽。在具體的實驗操作中，如果每次加入2克鹽，前后需要加18次以上，如果把水調整為50毫升，就只需要加9次左右就可以了。9次加鹽足以讓學生經歷從可溶解到不能溶解的過程。在節約一半時間的同時，也能實現探究的目標，確保學生能建構準確的科學概念，即“一定量的水中，溶解的鹽是有限的。”

（二）降低非必要操作難度

有些實驗器材操作難度大，實驗器材與學生的動手能力不適應，學生操作實驗器材的時間往往超過觀察現象的時間，經常出現忙于操作而疏于思考和觀察的情況。

案例：五年級《擺的研究》實驗中，要通過改變擺長來研究影響擺動快慢的原因。學生在改變擺長時往往需要對繩子重新打結、固定等操作。這種操作比較費時，而且擺長的改變具有不確定性。如果改成用夾子的開合來固定或松開繩子，就可以順利地改變擺長和固定擺繩，降低操作難度，節約時間。

（三）防止意外干擾

有些實驗器材容易受外界環境影響，導致學生不易觀察到現象，或者器材本身吸引力太強，導致學生的興趣點在器材本身，出現玩器材而不是用器材來開展研究的情況。

案例：四年級《生活中的靜電現象》一課，課本實驗是用兩個吊著的氣球與羊毛制品摩擦后觀察靜電排斥現象。氣球對學生有吸引力，容易讓學生偏離探究主線，會出現以下一些現象：1.學生玩氣球;2.氣球被摩擦破了，需要重新充氣綁繩;3.氣球被風吹動，難以觀察到排斥現象。往往一節課過去了，還有學生沒能很好地觀察到排斥現象。參考一些資料后，筆者把氣球排斥實驗改為吸管排斥，實驗現象同樣明顯，操作也更容易。而將氣球排斥現象用微視頻展示并布置給學生作為課后探究的一項活動。

二、典型性原則

典型性原則也可稱為代表性原則，有代表性的材料更容易幫助學生在觀察的基礎上進行歸納和概括。因此在實驗材料選擇時要盡可能選擇少而精的典型材料來幫助學生觀察，找到事物的共同屬性并進行自主概括，減少非典型材料的干擾。

案例：《聲音是怎樣產生的》一課，實驗器材尺子、橡皮筋、吉他都是振動現象明顯的，能讓學生觀察到上下左右重復運動的材料。這樣的材料才能讓學生歸納出振動的特征是往返重復運動，并且這些材料能幫助學生清晰地觀察到振動時有聲音，停止振動就沒有聲音，容易在振動與聲音之間建立聯系。

三、 直觀性原則

小學生的年齡特征決定了他們以形象思維為主要的思維方式，教師應盡可能選擇直觀性較強的實驗材料。如此，不僅能讓學生對實驗現象看得更清楚準確，還能把原本看不見的概念轉化為看得見的現象。

案例1：六年級《杠桿的科學》一課的實驗材料中，實驗室現有的杠桿尺都不夠長，筆者自制了一條3米長的杠桿尺用于演示省力效果，激活了學生的興趣點，強化了觀察效果。

案例2：五年級《給冷水加熱》一課中，教材實驗是用透明的塑料袋裝水做實驗，導致學生觀察不便。筆者選用紅色或黃色氣球代替透明袋來裝水做實驗，用顏色來刺激視覺，更便于學生觀察。

案例3：六年級《拱形的力量》一課，選用模塊化拱橋模型能把原本看不見的力傳遞轉化為看得見的位置移動。當拱橋模型之中有一塊受到壓力后，會產生向下的位置移動，從而推動左右兩側的結構塊向外移動，這樣一來，學生就可以根據位置移動這一現象來判斷力的傳遞方向。

四、安全性原則

安全是科學教學中必須注意的，很多實驗和材料都會存在安全隱患。如：酒精燈的使用、給物體加熱、各種玻璃器皿、工具等。教師在組織教學時，要盡量選擇安全的材料或引導學生采用安全的方法。

案例1：六年級有一個實驗是給白糖加熱，觀察白糖在加熱過程中的變化。教材給的方法是學生手持鐵勺在酒精燈上加熱。這種操作存在的安全隱患較多。筆者改為用三腳架、石棉網、和蒸發皿做實驗，學生不用手持，可以防止燙傷。同時，還可以把這個裝置放進一個金屬盆或玻璃水槽中，學生圍著觀察，更能防止酒精燈傾倒帶來的意外。

五、啟發性原則

探究活動中最有價值的點是學生的思維要受到啟發和激活，教學中要利用一些啟發性的材料來引導和幫助學生思考。

1.能使學生產生認知沖突的材料。利用材料制造認知沖突，打破學生前概念，產生學習的需求，啟發新的思考，激發學生的學習主動性。

案例：在沉浮實驗前，學生普遍認為重的會沉，輕的會浮。教師就要提供一些很輕，但下沉的材料，或者提供一些很重，便上浮的材料。

2.能幫助學生對比思考的材料。根據小學生的認知特點，學生善于從比較中學習，通過比較事物的相同點和不同點來學習。

案例：《水能溶解一些物質》一課，用了鹽、面粉、沙三種實驗材料來幫助學生對比。比較一：鹽和沙在水中的狀態;比較二：鹽和面粉以及沙和面粉在水中的狀態;比較三：面粉在水中沉降前和沉降后的狀態;比較四：溶液過濾前、后的狀態;比較五：濾紙上余留物質的狀態。

總之，學生的探究活動離不開合適的實驗材料，上述總結的實驗材料準備原則不是孤立存在的，每一份實驗材料的選擇和使用都應當是上述原則的綜合統一，都必須與學生的認知能力和發展水平相適應，必須符合探究性學習的要求，否則，學生的探究性學習就會淪為空談。

參考文獻：

[1]中華人民共和國教育部.義務教育小學科學課程標準[S].2017.

（責任編輯 ?范娛艷）