優(yōu)化器材 助力實(shí)驗(yàn)探究

鐘蕾

本文對(duì)優(yōu)化實(shí)驗(yàn)器材助力科學(xué)探究實(shí)效性的原則進(jìn)行了分析，明確了具體的措施;指出了應(yīng)構(gòu)建問題情境、優(yōu)化器材結(jié)構(gòu)、明確教學(xué)重點(diǎn)、配置適宜器材、繼承傳統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)、運(yùn)用自制道具;提出要以實(shí)際為出發(fā)點(diǎn)，總結(jié)整合優(yōu)化實(shí)驗(yàn)器材的注意事項(xiàng)。以期提升實(shí)驗(yàn)探究的科學(xué)性和實(shí)效性，為學(xué)生的全面發(fā)展助力。

一、優(yōu)化器材助力實(shí)驗(yàn)探究的原則

（一）選擇最合適的器材

教師在選擇實(shí)驗(yàn)器材時(shí)，要選取恰當(dāng)并且能夠直觀地反映實(shí)驗(yàn)結(jié)果的器材，提升教學(xué)的效率。同時(shí)，還要對(duì)器材進(jìn)行反復(fù)的實(shí)驗(yàn)，全面記錄實(shí)驗(yàn)時(shí)的數(shù)據(jù)，選擇最合適的器材，讓學(xué)生清楚地看到實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。

（二）選擇常見的器材

在科學(xué)實(shí)驗(yàn)課中，許多的實(shí)驗(yàn)器材大都來自生活。比如，在“向火車那樣驅(qū)動(dòng)小車”這節(jié)課中，教師運(yùn)用學(xué)生身邊較為常見的氣球進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，借助反沖力促進(jìn)小車前進(jìn)。這樣，不僅能為學(xué)生提供正確的指導(dǎo)，還能借助他們熟悉的器材拓寬他們的思維。

（三）選擇簡(jiǎn)單的器材

在新課改的要求下，教師不能僅僅依靠板書進(jìn)行教學(xué)，還應(yīng)帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行觀察和探究，掌握科學(xué)的內(nèi)在規(guī)律。教師要引導(dǎo)學(xué)生多提問，并根據(jù)問題準(zhǔn)備對(duì)應(yīng)的器材，讓學(xué)生進(jìn)行探索和研究。教師要引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成搜集資料的好習(xí)慣，為實(shí)驗(yàn)科學(xué)助力。

（四）選擇健康環(huán)保安全的器材

部分科學(xué)實(shí)驗(yàn)存在一定的危險(xiǎn)性，如果教師沒有對(duì)這些危險(xiǎn)進(jìn)行考量，只是單純地考慮實(shí)驗(yàn)的效果和結(jié)果，將會(huì)造成嚴(yán)重的后果。我國(guó)小學(xué)實(shí)驗(yàn)在安全方面存在一定的隱患。教師應(yīng)選擇健康環(huán)保的材料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并做好學(xué)生的防護(hù)工作，切實(shí)保障學(xué)生的安全。

二、優(yōu)化器材助力實(shí)驗(yàn)探究

（一）構(gòu)建問題情境，激發(fā)學(xué)生探索欲望

探究活動(dòng)是以問題為基礎(chǔ)的。問題能為探究提供正確的引導(dǎo)。探究對(duì)學(xué)生具有重要的意義，能為他們的學(xué)習(xí)和發(fā)展提供動(dòng)力。在科學(xué)實(shí)驗(yàn)課堂上，教師應(yīng)構(gòu)建一個(gè)真實(shí)的情境，提升器材的使用價(jià)值，確保實(shí)驗(yàn)的實(shí)效性;在探究中，教師要對(duì)課程進(jìn)行合理把控，要構(gòu)建與教學(xué)相關(guān)的情境，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。比如，在開展“熱脹冷縮”實(shí)驗(yàn)時(shí)，教師先開展“噴泉”實(shí)驗(yàn)，把一個(gè)有小口并穿過橡膠塞頂部的玻璃管放入裝有部分冷水的燒瓶中，保證玻璃管與冷水充分接觸。隨后在大燒杯中注入100℃的水，并把小燒杯放入大燒杯進(jìn)行加熱，這時(shí)小燒杯中的水就會(huì)噴涌而出，出現(xiàn)噴泉。學(xué)生被這個(gè)奇妙的現(xiàn)象所吸引，紛紛探究液體為什么會(huì)噴涌而出。由于學(xué)生對(duì)熱脹冷縮的現(xiàn)象較為好奇，激起了強(qiáng)烈的探索欲望。再如，對(duì)“水的三態(tài)變化”進(jìn)行探究時(shí)，教師帶領(lǐng)學(xué)生觀察水的不同形態(tài)，播放視頻短片，欣賞大自然中水資源的美好。教師準(zhǔn)備一些碎冰塊、熱水、溫度計(jì)以及燒杯，把冰塊放入燒杯中進(jìn)行加熱，并使用溫度計(jì)進(jìn)行測(cè)量，探究水在不同溫度下的狀態(tài)。經(jīng)過這個(gè)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生了解到冰的熔點(diǎn)為0℃，水的沸點(diǎn)為100℃。通過構(gòu)建真實(shí)的情境，能激發(fā)學(xué)生的求知和探索的欲望，為他們的全面發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

（二）優(yōu)化器材結(jié)構(gòu)，滿足學(xué)生探索需求

器材能直接影響學(xué)生探究的方向以及效果。教師在選擇器材時(shí)不僅要參考實(shí)驗(yàn)的目標(biāo)，還要對(duì)學(xué)生的興趣、掌握知識(shí)的效果以及理解探究能力進(jìn)行考慮。總體而言，要加強(qiáng)器材和學(xué)生成長(zhǎng)發(fā)展的契合度，凸顯器材的結(jié)構(gòu)性。第一，器材要能在實(shí)驗(yàn)中得到有效的應(yīng)用，能直觀地體現(xiàn)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)和信息，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中能有所收獲、有所感悟。第二，在實(shí)驗(yàn)中要凸顯探究的理念，提升實(shí)驗(yàn)的意義。比如，在開展“物體在水中是下沉還是上浮”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，教師除準(zhǔn)備常規(guī)的實(shí)驗(yàn)器材外，還應(yīng)該配置釘子、竹簽以及水果等物品，這樣才能提升實(shí)驗(yàn)的真實(shí)性。第三，選取的器材要具有結(jié)構(gòu)性，要讓學(xué)生直觀地發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)中的變化要素，這樣才能提升實(shí)驗(yàn)的嚴(yán)謹(jǐn)性。在探究“熱脹冷縮”這一課題時(shí)，學(xué)生先后使用酒精燈加熱鐵球和銅球，這樣就能明確銅鐵出現(xiàn)了熱脹冷縮的情況。教師借助器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，能提高小學(xué)生參與的熱情和積極性，增加他們的知識(shí)儲(chǔ)備量。

（三）明確教學(xué)重點(diǎn)，安排探究流程

在進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)，要想在僅有的40分鐘內(nèi)獲得良好的學(xué)習(xí)效果，就應(yīng)該以教材中的難點(diǎn)為切入點(diǎn)進(jìn)行探究。要科學(xué)分配現(xiàn)有的課堂時(shí)間，刪去不必要的環(huán)節(jié)，提升時(shí)間的利用率。教師要減少在學(xué)生發(fā)展區(qū)使用的時(shí)間，把探究的過程放在首要的位置;要科學(xué)規(guī)劃過程，保證教學(xué)的針對(duì)性。比如，在開展制作“雨量器”的實(shí)驗(yàn)中，教師帶領(lǐng)學(xué)生選取一個(gè)較大的塑料瓶，在它的頸圈位置畫線，并沿著線段把它剪下來，再選擇一張與瓶子等高的紙，在上面畫上刻度，把它貼在瓶子上，把剪下的瓶頸位置倒放在瓶口。要把雨量器放在平坦開闊的位置，確保其與地面處于水平位置。要對(duì)降水的時(shí)間進(jìn)行把控，降水完成后立即記錄數(shù)據(jù)。教師可以邀請(qǐng)學(xué)生對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行集中記錄，提高他們的參與感。在對(duì)某一內(nèi)容進(jìn)行探究時(shí)，教師應(yīng)多安排幾次豐富多彩的實(shí)驗(yàn)，并對(duì)實(shí)驗(yàn)的過程進(jìn)行把控，保證每個(gè)探究過程都具有重要的價(jià)值。

（四）配置適宜器材，注重探索實(shí)效

在實(shí)驗(yàn)中，教師要優(yōu)化器材設(shè)計(jì)工作，增強(qiáng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的實(shí)效性。部分實(shí)驗(yàn)器材容易受到氣候以及溫濕度的影響，會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)的效果造成干擾。比如，在“光與熱”的實(shí)驗(yàn)中，在分析光與熱之間的聯(lián)系時(shí)，要掌握光的強(qiáng)弱情況以及溫度的高低。在一般情況下，都采用一邊觀測(cè)、一邊實(shí)驗(yàn)的方法進(jìn)行分析。可以利用放大鏡把光反射在紙上，比較分析使用一面或者多面放大鏡之間的異同。隨后使用放大鏡探測(cè)白紙上光斑的溫度，獲得具體的溫度數(shù)值。探究一面和多面鏡下，溫度的變化情況。但是有時(shí)候，這個(gè)實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)并不明顯，兩個(gè)地方的溫度差值過低，無(wú)法直觀地定義實(shí)驗(yàn)的效果。這時(shí)教師可以使用電燈泡帶著學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，選擇25W、60W、150W的白熾燈、燈座、電源、放大鏡、溫度計(jì)以及數(shù)據(jù)采集表等。開啟電源后，就能使用溫度計(jì)探究溫度的變化情況，這樣就能獲得直觀的測(cè)量效果，不易受到天氣的影響。只有在實(shí)驗(yàn)中配置適宜的器材，才能提升探索實(shí)驗(yàn)的效果。

（五）繼承傳統(tǒng)，夯實(shí)探索基礎(chǔ)

每個(gè)學(xué)期學(xué)校都會(huì)配置多種多樣且體積龐大的器材。但是課程改革后，課程的教學(xué)內(nèi)容和方向發(fā)生了一定的改變，造成大量的傳統(tǒng)器材處于荒廢的狀態(tài)。教師應(yīng)該對(duì)傳統(tǒng)器材進(jìn)行科學(xué)的認(rèn)識(shí)，豐富教學(xué)素材和思路，對(duì)那些廢棄器材的使用性能和功能進(jìn)行剖析，挖掘它們的優(yōu)點(diǎn)，達(dá)到合理運(yùn)用的目的。第一，傳統(tǒng)器材的數(shù)量較多。目前，學(xué)校訂購(gòu)的教具箱數(shù)量有限，且其中部分使用頻率較高的器材，破損率也較高，一旦出現(xiàn)問題就需要重新修正，一旦某個(gè)器具出現(xiàn)問題，就會(huì)影響整個(gè)實(shí)驗(yàn)的效果。而傳統(tǒng)器材較為充足，即使存在部分破損，也不會(huì)對(duì)整體的實(shí)驗(yàn)造成影響。第二，雖然在實(shí)驗(yàn)中一直強(qiáng)調(diào)自主探究的理念，但也要掌握正確的方法。教師應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生掌握正確的操作技能，提升他們的邏輯思維能力。在探究過程中，教師要對(duì)實(shí)驗(yàn)的器材科學(xué)把控。比如，在進(jìn)行攪拌操作時(shí)，要求玻璃棒不能與燒杯的內(nèi)壁和底部接觸。但是現(xiàn)在的“材料包”中存在著使用塑料杯代替玻璃杯的情況。學(xué)生在攪拌時(shí)無(wú)法聽到攪拌棒與容器內(nèi)壁碰撞的聲音，學(xué)生無(wú)法認(rèn)識(shí)到自身操作的正確與否。教師要發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)器材的優(yōu)點(diǎn)，把它們有效地融入科學(xué)實(shí)驗(yàn)課堂，提升學(xué)生操作的規(guī)范性。

（六）運(yùn)用自制道具，掌握探索要點(diǎn)

在生活中，教師可以帶領(lǐng)學(xué)生一起制作實(shí)驗(yàn)器材，這樣能拉近科學(xué)實(shí)驗(yàn)與生活之間的距離。比如在進(jìn)行“聲音的產(chǎn)生”實(shí)驗(yàn)時(shí)，教師為學(xué)生提供一些生活中常見的器材，飲料瓶、廢紙以及格尺等，讓學(xué)生運(yùn)用多種方法使它們發(fā)出聲音。或者使用沙土以及易拉罐進(jìn)行“浮沉實(shí)驗(yàn)”，分別選取4個(gè)易拉罐，分別在其中裝1/4的沙土、1/2的沙土、3/4的沙土以及裝滿沙土。將其放入水中觀察易拉罐的浮沉情況，其中只有裝著1/4沙土的易拉罐處于上浮的狀態(tài)，其他三個(gè)都處于下沉的狀態(tài)。教師可以引導(dǎo)學(xué)生利用周圍的物品制作實(shí)驗(yàn)器材，培養(yǎng)他們的動(dòng)手能力，激發(fā)他們的求知欲望，讓他們真切地感受到科學(xué)的價(jià)值。許多科學(xué)實(shí)驗(yàn)都來源于我們的生活，又豐富了我們的生活。我們要培養(yǎng)學(xué)生在生活中求知的意識(shí)，積極進(jìn)行科學(xué)的探索。

三、優(yōu)化實(shí)驗(yàn)器材的注意事項(xiàng)

第一，明確器材的可操作性。要提高器材的可操作性，確保能精準(zhǔn)地獲取各項(xiàng)數(shù)據(jù)。在正式上課前，教師應(yīng)先進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，明確操作要領(lǐng)、重難點(diǎn)以及損耗情況。第二，掌握器材的有效性。選取的器材既要滿足教材的要求，又要體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象，保障實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的直觀性。如果實(shí)驗(yàn)中的數(shù)據(jù)沒有達(dá)到要求，在保證操作沒有問題的基礎(chǔ)上，要對(duì)器材進(jìn)行改進(jìn)。因?yàn)閱蝹€(gè)器材和組合器材會(huì)形成不同的效果，所以要嚴(yán)格調(diào)試。第三，體現(xiàn)器材的代表性。在選取器材的時(shí)候，要保障器材具有代表性、保障數(shù)量和種類的充足性，只有這樣，才能獲得充足的數(shù)據(jù)信息。教師利用器材開展多組實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，學(xué)生通過觀察能掌握真實(shí)的情況，加深記憶效果。第四，分析器材的可測(cè)性。要對(duì)實(shí)驗(yàn)的精準(zhǔn)度和數(shù)據(jù)要求進(jìn)行探究，選擇適宜的器材，從而獲得最佳的實(shí)驗(yàn)效果。一套優(yōu)質(zhì)的器材能成就一門實(shí)驗(yàn)課，好的器材能對(duì)課程進(jìn)行有效的補(bǔ)充。在課前教師要進(jìn)行充分的調(diào)試工作，保障實(shí)驗(yàn)操作的嚴(yán)謹(jǐn)性，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)成果得出結(jié)論。

綜上所述，科學(xué)實(shí)驗(yàn)課能培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力，激發(fā)學(xué)生的興趣和愛好，在小學(xué)生活中發(fā)揮重要的引領(lǐng)作用。而實(shí)驗(yàn)器材在活動(dòng)中占據(jù)重要地位，它不僅能影響活動(dòng)的效果，還能影響學(xué)生的參與感。因此，應(yīng)選擇適宜的器材，保證教學(xué)的效率不斷提升。