創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué) 鼓勵學(xué)生主動探究

呂梅

接到優(yōu)質(zhì)課比賽的通知后，我心里既激動又有點(diǎn)不安。早就盼著優(yōu)質(zhì)課比賽，與教學(xué)精英們一決高低，又擔(dān)心自己被淘汰。從校級比賽到鎮(zhèn)級比賽到片級比賽，一路走來，沒有多少負(fù)擔(dān)，決不能在縣級比賽中輸?shù)簟?/p>

比賽的內(nèi)容是五年級下冊第一單元的《浮力》一課。我仔細(xì)解讀了教材。學(xué)生通過前面幾課的探究已經(jīng)了解了構(gòu)成物體的材料、重量、體積大小對沉浮的影響。實(shí)際上學(xué)生在探索過程中，已經(jīng)感受到浮力的存在，本課要讓學(xué)生進(jìn)一步感受浮力的存在，并通過實(shí)驗(yàn)探究物體受到浮力的大小與其浸入水里的體積大小有關(guān)。這一課主要通過三個實(shí)驗(yàn)的探究來完成學(xué)習(xí)任務(wù)：實(shí)驗(yàn)一感受浮力;實(shí)驗(yàn)二泡沫塑料塊在水中受到的浮力測量;實(shí)驗(yàn)三測量大小不同的泡沫塑料塊在水中受到的浮力。我仔細(xì)分析研究了教材的實(shí)驗(yàn)材料和效果，創(chuàng)造性地對實(shí)驗(yàn)器具、材料做了改進(jìn)，自制了刻度精密的測量杯、特殊的泡沫塑料塊、優(yōu)化了實(shí)驗(yàn)記錄表。降低了難度，便于學(xué)生主動探究完成教學(xué)和學(xué)習(xí)的任務(wù)。為此，我設(shè)計了如下的教學(xué)過程。

一、故事導(dǎo)入感受浮力

首先，講故事《死海不死》激發(fā)學(xué)生探究欲望。讓學(xué)生猜一猜：泡沫塑料塊放入水中是沉還是浮？老師松開手為什么泡沫塊向下落？學(xué)生明確受到重力作用，方向向下。這時還受到什么力？方向向哪里？想感受一下嗎？各小組把乒乓球放入量杯中，學(xué)生輪流輕輕向下按，感受浮力。指名說說感受到了什么。隨機(jī)板書課題（出示示意圖）?，知道此時泡沫塑料塊在水中受到的浮力和重力相等。為了讓學(xué)生更直觀地看到泡沫塑料塊受到的浮力和排開水的體積有關(guān)，我把量杯內(nèi)的水添滿，把泡沫塑料塊放入，水溢出，再測量流出的水是多少。

二、測量泡沫塑料塊受到的浮力

主要開展以下兩個實(shí)驗(yàn)探究活動：利用自制的較精密的測量儀測量同一泡沫塊受到的浮力（出示圖）和測量大小不同的泡沫塊受到的浮力（出示圖）。

這兩個測量浮力的實(shí)驗(yàn)，課本上是這樣做的：用橡皮泥將一個定滑輪或鉤碼固定在杯子底部，然后把一端連有泡沫塊的細(xì)線穿過定滑輪或掛在鉤碼上，最后用彈簧測力計讀出讀數(shù)。我反復(fù)實(shí)驗(yàn)，感覺這種方法有一些不足：橡皮泥經(jīng)水浸泡極易被拉起來，讀數(shù)不準(zhǔn)確，排開的水量不能準(zhǔn)確測出，浸入水中的大小也不好把握;實(shí)驗(yàn)室彈簧測力計的最小刻度是0.1N，泡沫塑料塊較輕，不易測出其重力。針對這些問題，我對實(shí)驗(yàn)器材進(jìn)行了改進(jìn)和創(chuàng)新，設(shè)計了刻度較精密的測量儀（出示創(chuàng)新學(xué)具圖）;用雙面膠把鉤碼在精密刻度杯底部粘牢，使力的方向保持向下，方便學(xué)生對受力示意圖的理解;用墊圈增加泡沫塑料塊的自身重量;將泡沫塑料塊三等分，便于學(xué)生觀察小部分（1/3）、大部分（2/3）、全部浸入水中的明顯對比。

經(jīng)過創(chuàng)新后的實(shí)驗(yàn)更加簡便、實(shí)用，讀數(shù)也更加精確，體現(xiàn)出學(xué)具的形象化、具體化、科學(xué)化（出示實(shí)驗(yàn)記錄圖）。同時，我還對實(shí)驗(yàn)記錄表進(jìn)行了調(diào)整，增加了自重欄，排開的水量也增加了原來刻度和現(xiàn)在刻度，易于算出排開水量和浮力。

教學(xué)時，老師先演示規(guī)范的測量方法（出示圖），學(xué)生合作討論測量時的注意事項(xiàng)：彈簧測力計的使用方法;泡沫未放入水時先測出重力;小組分工合作觀察記錄、分析數(shù)據(jù)。引導(dǎo)學(xué)生思考此時泡沫塑料塊受到哪些力，出示示意圖，分析得出此時浮力等于重力加拉力。

學(xué)生分組測量觀察記錄，分析數(shù)據(jù)，得出結(jié)論。匯報交流數(shù)據(jù)，分析得出結(jié)論：排開的水量（即浸入水中的體積）大，受到的浮力就大。學(xué)生用同樣的方法再次測量大小不同的泡沫塑料塊完全進(jìn)入水中受到的浮力，再次驗(yàn)證結(jié)論。學(xué)生經(jīng)歷了由扶到放的探究活動，自己積極參與，小組合作，動手操作，討論交流，在感知體驗(yàn)的基礎(chǔ)上形成了探究的能力。

通過以上兩個實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新，很好地突出了本節(jié)課的重點(diǎn)：使用較精密的刻度測量杯來測量排開的水量和浮力，感受浮力和排開水量的關(guān)系，并且通過在該實(shí)驗(yàn)過程中使用對比實(shí)驗(yàn)的方法和整理數(shù)據(jù)的方法，使學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)，整理、分析數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)規(guī)律，從而實(shí)現(xiàn)了培養(yǎng)學(xué)生探究精神和創(chuàng)新意識的目標(biāo)。

三、運(yùn)用浮力知識解釋生活現(xiàn)象

科學(xué)就是透過現(xiàn)象剖析本質(zhì)的過程，因此我設(shè)計了這樣一個拓展活動（出示書上圖）：老師將手松開，泡沫塊會怎樣呢？為什么會上浮呢？學(xué)生有了上面的基礎(chǔ)，就能深刻地理解浮力大于重力，物體就會上浮。該活動的設(shè)計有效地突破了本課的難點(diǎn)：運(yùn)用浮力和重力的概念，解釋物體在水中的沉浮。

四、教學(xué)思考

課后用這節(jié)課學(xué)的知識解釋《曹沖稱象》故事所蘊(yùn)含的科學(xué)道理。對這節(jié)科學(xué)實(shí)驗(yàn)課，我進(jìn)行了思考。

（一）探究活動必不可少

《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》指出：“科學(xué)學(xué)習(xí)要以探究為核心。探究既是科學(xué)學(xué)習(xí)目標(biāo)又是科學(xué)學(xué)習(xí)方式。親身經(jīng)歷以探究為主的學(xué)習(xí)活動，是學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的主要途徑。科學(xué)課的課程改革要以培養(yǎng)小學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)為宗旨，積極倡導(dǎo)讓學(xué)生親身經(jīng)歷以探究為主的學(xué)習(xí)活動，培養(yǎng)他們的好奇心和探究欲，發(fā)展他們對科學(xué)本質(zhì)的理解，使他們學(xué)會探究解決問題的策略，為他們終身學(xué)習(xí)和生活打好基礎(chǔ)。”在科學(xué)課程中加強(qiáng)探究教學(xué)，有利于改變單一的學(xué)習(xí)方式。學(xué)生通過小組合作學(xué)習(xí)，以合作的形式開展探究活動，能取得較好的課堂教學(xué)效果。探究式教學(xué)有利于提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，有利于引導(dǎo)學(xué)生主動建構(gòu)知識，有利于培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力，有利于提高學(xué)生和他人溝通的技能。因此，在科學(xué)教學(xué)中，我讓學(xué)生放開手腳去探究，還學(xué)生學(xué)習(xí)主人的身份。在教學(xué)《怎樣放得更大》一課時，學(xué)生通過前一課的學(xué)習(xí)已經(jīng)知道了放大鏡能把物體的圖像放大，但怎樣才能把物體的圖像放得更大呢？學(xué)生思考討論，有的學(xué)生拿起一個放大鏡觀察圖畫、文字，有的拿起兩個放大鏡比畫。突然一個學(xué)生驚喜地喊道：“兩個放大鏡可以放得更大！”我認(rèn)可地點(diǎn)點(diǎn)頭。“真的嗎？”其他組學(xué)生也紛紛拿起兩個放大鏡嘗試。“真的！”通過探究自己發(fā)現(xiàn)是多么令人高興啊！學(xué)生的獲得感、成就感溢于言表。如果我一開始就告訴他們用兩個放大鏡可以放得更大，何來的驚喜與滿足？“其實(shí)這就是顯微鏡，”我滿意地告訴他們，“怎樣制作簡易的顯微鏡呢？需要哪些材料？請各組討論一下。”在剛才嘗試的基礎(chǔ)上，一些學(xué)生上下調(diào)整了兩個放大鏡之間的距離。怎樣才能固定住呢？“用紙筒裹。”“用膠帶固定。”各組學(xué)生在組長的帶領(lǐng)下都制作成了簡易的顯微鏡。

（二）創(chuàng)造性地開展教學(xué)活動

開拓創(chuàng)新是科學(xué)精神的本質(zhì)。在我們的實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，好多實(shí)驗(yàn)器材與教材不配套，需要我們自制、創(chuàng)新。教學(xué)《斜面》一課時，為了讓學(xué)生感受斜面的作用，體會古代勞動人民的聰明、智慧，讓他們分組用竹筒搭一個斜面。我們實(shí)驗(yàn)室里有以前舊教材做實(shí)驗(yàn)使用的平直光滑的斜面，可以拿過來直接用。但新教材目的是讓學(xué)生感受，從古至今人們在利用和改造自然的過程中發(fā)明和運(yùn)用了許多工具和技術(shù)，并且一直沿用至今，斜面就是一個例子。學(xué)生要模擬古人搬運(yùn)物品，使用舊的器材顯然不合適。我買來了專門用來排水的VC管道，花了近兩節(jié)課的時間截成幾節(jié)。盡管忙碌勞累，但看著學(xué)生成功模擬古人用竹筒運(yùn)輸物品的高興勁兒，我感到很滿足。為了在學(xué)生心中播下科學(xué)的種子，付出再多也是值得的。

再如，教學(xué)《小蘇打和白醋的變化》一課時，將小蘇打和白醋混合后溫度的變化，學(xué)生用手摸變化不大，用溫度傳感器觀察溫度的變化比較直觀。我用來混合小蘇打和白醋的瓶子比較特殊，也是反復(fù)試驗(yàn)才確定的。驗(yàn)證二氧化碳?xì)怏w比空氣重，看似簡單，實(shí)則費(fèi)了很大的勁兒。按教材上說的一匙小蘇打三匙白醋混合，產(chǎn)生的二氧化碳?xì)怏w太少，加之學(xué)生操作不當(dāng)，很難倒在燃著的蠟燭上，將火焰熄滅。實(shí)際上，即使不熄滅，只要發(fā)現(xiàn)火變小了或火苗有所傾斜都能說明有氣體倒出來，只是不太明顯而已。給學(xué)生足量的小蘇打和白醋讓他們自己調(diào)試吧，又怕他們小蘇打多了加白醋，白醋多了加小蘇打，課堂失控。一開始我選擇實(shí)驗(yàn)室里較大燒杯，用天平反復(fù)稱量小蘇打和白醋的量（自己試驗(yàn)了好幾次），給學(xué)生稱好一份小蘇打，讓他們實(shí)驗(yàn)時量三份醋就行，結(jié)果還是不成功，并且限制了學(xué)生的自主操作。最后轉(zhuǎn)了幾家商場、超市，發(fā)現(xiàn)鴨嘴水瓶很合適傾倒液體或氣體，又配了一把大勺子，就是感覺有點(diǎn)浪費(fèi)材料了。幾次試驗(yàn)，超市買的幾元一瓶的白醋浪費(fèi)得自己都心疼，去批發(fā)市場買10元一大桶的白醋來試驗(yàn)。果然效果明顯，學(xué)生看到了小蘇打和白醋發(fā)生變化時產(chǎn)生的現(xiàn)象，并驗(yàn)證了產(chǎn)生的二氧化碳?xì)怏w的特點(diǎn)。

（三）引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)

“課堂，是讓學(xué)生忙，不是老師忙。”這是李玉貴的經(jīng)典語音。“教，重要的在于聽;學(xué)，重要的在于說。”美國的德·鮑拉也曾經(jīng)說過。自主學(xué)習(xí)是現(xiàn)代學(xué)習(xí)的核心特征。只通過老師的力量來教學(xué)是不夠的，要通過學(xué)生“講出來”進(jìn)行學(xué)習(xí)者之間的對話。實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)更是如此，把主動權(quán)、探究權(quán)交給學(xué)生。在引導(dǎo)學(xué)生測量時，需要注意什么，我并不是直接告訴學(xué)生，而是讓學(xué)生討論，自己得出測量的注意事項(xiàng)。教學(xué)《發(fā)現(xiàn)變化中的新物質(zhì)》時，用燃燒的蠟燭加熱白糖，分組實(shí)驗(yàn)前，我讓學(xué)生討論實(shí)驗(yàn)時需注意什么。通過討論，他們提出：“要用蠟燭的外焰加熱。”“加熱時要離自己或他人遠(yuǎn)一點(diǎn)，小心液體濺到燙傷。”“加熱后的勺子要放到盤子里冷卻，不要直接放在課桌上。”

（四）實(shí)驗(yàn)操作要規(guī)范

實(shí)驗(yàn)操作時要適時收發(fā)材料，不能影響學(xué)生的思維，不給學(xué)生隨意操作提供方便。實(shí)驗(yàn)中，我把實(shí)驗(yàn)材料都發(fā)給了學(xué)生，在探究同一泡沫塑料塊浸入水中受到的浮力時，我發(fā)現(xiàn)有一個小組把大小不同的泡沫塑料塊放入水中，造成了不必要的干擾。

科學(xué)以培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)為宗旨。在測量大小不同的泡沫塑料塊受到的浮力時，因?yàn)榕菽芰蠅K本身較輕，實(shí)驗(yàn)室中的彈簧測力計的最小刻度是0.1N，難以測量出浮力的大小。我自作聰明地在每塊泡沫塑料塊中加了4個墊圈，并用膠帶纏上。實(shí)驗(yàn)中，有一個學(xué)生對我自制的“特殊泡沫”質(zhì)疑：“老師，這不完全是泡沫塑料塊受到的浮力，還含有鐵。”

科學(xué)源于生活，服務(wù)于生活。小學(xué)科學(xué)的許多內(nèi)容都與生活密切相關(guān)，學(xué)生通過探究了解科學(xué)現(xiàn)象，用所學(xué)知識來解釋生活現(xiàn)象，用于生活實(shí)踐，提高他們創(chuàng)新意識和能力。科學(xué)課堂不局限于課內(nèi)，還要延伸至課外。所以在作業(yè)設(shè)計環(huán)節(jié)，我讓他們用學(xué)過的知識解釋《曹沖稱象》故事中所蘊(yùn)含的科學(xué)現(xiàn)象。

科學(xué)是四位一體的科學(xué)，要培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)知識、科學(xué)思想、科學(xué)方法和科學(xué)精神。培養(yǎng)學(xué)生積極主動的探究意識和創(chuàng)新精神。靈活分析處理教材，創(chuàng)造性地使用實(shí)驗(yàn)器材，是一堂好的科學(xué)實(shí)驗(yàn)課必備的，也是科學(xué)老師必備的素養(yǎng)。