實驗教學有效性初探

李佳慧

小學科學課程相對于其他學科有其獨特之處，即實驗探究。有文獻表明，學生對實驗的興趣，直接影響其對科學課程的興趣。一個好的實驗，必定會為科學教學增光添彩。如何在教學過程中創造性地開展實驗教學，這是值得每位科學教師深思的問題。

實驗是科學教學的重要環節，如何提高實驗的有效性，需要教師多加思考。以下是筆者的一些思考與探索。

一、優化實驗裝置

好的實驗裝置不僅能提高實驗的有效性，還能節省資源，實現重復利用。以教科版《科學》五年級下冊第二單元第6課《熱是怎樣傳遞的》為例，其中在探究二：熱在金屬片中的傳遞，實驗設計中存在不足之處。

課本是在金屬圓片上涂滿蠟燭油，再用酒精燈對其進行加熱，通過蠟燭油的融化快慢來顯示熱的傳遞順序。可是，在實際操作中，這些融化的蠟燭油會滴落下來，不易清理課桌;其次，此方法為一次性操作，下個班研究時還得再涂一層蠟燭油，過程相當煩瑣。

為解決這個問題，我將實驗裝置進行了優化：在金屬圓片上涂溫變油墨。

溫變油墨具有這樣的性質：遇熱時會變色，冷卻時又會恢復原來的顏色，這是一個可逆的變化過程。因此，在教學中，教師能重復利用這個裝置，也避免了后期準備材料時的負擔。

二、提高實驗成功率

一個成功的實驗，必定會讓學生興奮、難忘。此時進行知識點的教學，學生也更容易理解和記憶，因為動作記憶遠比程序性記憶來得深刻。所以，提高實驗的成功率在科學課上尤為重要。

怎樣提高實驗成功率呢？我以教科版《科學》六年級下冊第二單元第4課《小蘇打和白醋的變化》為例，本課實驗設計有以下不足之處。

第一，不易感受玻璃杯外壁反應前后溫度的變化。本實驗先將小蘇打和白醋混合，再請學生用手感受玻璃杯外壁溫度的變化。因為小蘇打和白醋的反應速度是很快的，加上人體對溫度變化的感知是有限的，很多學生不能說出反應后玻璃杯外壁比原來涼一些這個現象。

第二，實驗成功率低，傾倒二氧化碳熄滅蠟燭的現象不明顯。在探究這種氣體能滅火時，可能是學生收集到的氣體量不足，或是收集氣體的瓶子有泄漏，導致個別小組看到的現象只是蠟燭火焰的搖曳，卻沒有熄滅。這樣一來，學生很難發現這種新產生的氣體比空氣重并且能滅火這一性質。

基于以上幾點問題，我對實驗道具進行了微調，以保證實驗的成功率。

要解決玻璃杯外壁溫度的變化，只需要在收集容器的外壁上安裝一個電子溫度計。這個電子溫度計的示數會不斷地改變，這樣一來，學生就能清晰地看到溫度計示數在慢慢降低的過程。

再來解決氣體泄漏的問題。只需要一個容器，因此我找了個玻璃杯，再用輕黏土將蠟燭固定在玻璃杯中。這樣，學生在進行氣體的傾倒時，就算氣體沒有從火焰正上方倒下而熄滅蠟燭，玻璃杯底部像水一樣慢慢滿起來的氣體最終也會“淹沒”蠟燭火焰，這樣就大大提高了實驗的成功率。

三、選擇有結構的材料

小學生的年齡特征決定了他們的觀察能力和分析能力是不能與成人相比的。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，并且是安全的、易操作的。

比如，教科版《科學》三年級上冊第二單元第2課《空氣能占據空間嗎》，教材中有這樣一個實驗步驟：先用完整的杯子進行壓杯入水的實驗，發現紙巾沒有濕，說明空氣占據空間。接著在杯底扎個孔，重復壓杯入水的實驗，發現紙巾濕了，說明空氣原本占據的空間被水占領了。

實驗設計沒有問題，條理清晰，是一個不錯的教學環節。但筆者試用后效果不佳，原因有以下幾點：

第一，三年級的學生自控能力不強，若采用書本上軟而薄的一次性杯子，在下壓的過程中很容易出現擠壓杯子導致空氣逸出的現象。空氣一旦跑掉了，實驗大概率是失敗的。因此，我把一次性杯子換成了最為常見的礦泉水瓶。

第二，在硬度增加的同時，也給學生鉆孔增添了麻煩。教師是來不及現場給學生一一打好孔的，也不可能讓三年級的學生使用電鉆。若事先準備好兩套杯子，一套是完整無孔的，另一套是打好孔的，雖節省了時間，但不具有說服性。學生會問：換了個杯子，實驗結果還是一樣的嗎？此時教師是無法回答的。

第三，就算學生勉強鉆好了孔，也是借助了釘子、鋼針等尖銳的物品。這些物品存在極大的安全隱患不說，也浪費了課堂上大量的時間。

第四，用紙巾雖能明顯地判斷水有沒有進入，一旦紙巾濕掉就成了學生愛“玩”的物品了。可想而知，實驗結束時，學生的桌面是一片狼藉的。

基于以上幾點問題，我舍棄了書本上的實驗材料，改用礦泉水瓶的上半部分（含蓋子），并用乒乓球代替紙巾做第二個實驗。

把礦泉水瓶一切為二，只保留上半部分。當蓋子蓋緊的時候，此時杯子是密封的，壓杯入水時乒乓球在杯子的底部;接著在水中將蓋子打開，此時杯子有個孔，不密封，學生能明顯地看到氣泡從瓶口冒出，水帶動乒乓球從杯底上升直到占據整個杯子。此現象跟書本上的實驗現象幾乎一致。

所以說，書本上的實驗并不都是完美的。教師給學生提供有結構的材料，目的就是避免學生片面地認識事物。要讓學生知道：獲取科學知識的過程是多樣的，但原理是一致的。教師只有在實踐中探索，在嘗試中改進，才能在不背離編寫者意圖的前提下，提供給學生更有結構的材料，做更直觀、更有趣的科學實驗。

小學科學是一門探究性極強的課程，好的實驗設計能調動學生探索的積極性，有利于學生掌握其基礎知識和基本技能，甚至還能鍛煉學生的觀察、動手能力。讓我們不斷提高實驗的有效性，為學生創設更輕松、更愉悅的學習環境而努力吧！