科学实验器材有效性的研究

摘 要：小学科学课要让学生亲身经历以探究为主的学习活动。在探究活动中，实验教学尤为重要，而选择有结构的实验材料则是实验成功与否的关键因素。在实验课教学中，要充分利用身边的教育资源，多研究、多反思，选择适合学生年龄特点，并使实验有效的器材，在适当的时机去出示材料。一些实验材料的使用能在课堂上起到画龙点睛的作用，为一节课增色，使学生对科学概念的理解更有效，从而架起一道沟通的桥梁。

关键词：有效教学； 有结构的实验材料； 用教材教而不是教教材

中图分类号：G623.6 文献标识码：A 文章编号：1006-3315（2013）02-083-001

笔者在刚开始从事科学课教学时，曾经有过这样的笑话：在上《蜡烛熄灭了》一课时，用倒扣的杯子扣住燃烧的蜡烛，想证明杯中空气燃烧完了，蜡烛就会熄灭的道理。但是由于选用的杯口不平，与桌面还有一些缝隙，从而导致扣在杯子里的蜡烛熄灭不了的现象。从此我认识到选用恰当的实验器材，对于上好一节课的重要性。我以《空气占据空间吗》一课为例，谈谈怎样有效地选择实验器材。

一、创设情境，有趣的实验材料取得很好的效果

导入部分，我首先设计了“水中蜡烛燃烧的实验”。把蜡烛点燃，放到水面上，看到它会漂浮在水面上，然后浸入水中，看到熄灭了。然后用一个大杯子，把它倒扣入水中，让学生猜测，教师实验，学生观察看到的现象。当学生看到蜡烛在水底能燃烧时，会引起思维冲突，为什么能在水底燃烧呢？为接下来探究空气占据空间做了铺垫。引起学生的好奇心，使学生产生强烈的探究欲望。学生获得积极的情感体验，所以，学生只有在参与探究过程中去深刻体验成功，体验失败，体验质疑，体验挑战，才能真正探究科学。

二、化繁为简，从身边熟知的实验材料开始研究

全日制义务教育《科学（3-6年级）科学课程标准》中指出：“科学课的目标设计要有用教材教的意识，这样才能把科学探究、情感态度与价值观的目标有机地和科学知识目标结合在一起。”在课堂教学中我着重教给学生“提出问题→猜想假设→实验证明→得出结论”的科学探究的学习方法。体现探究活动的层次性和严密性。在宽松的环境下，引领孩子们去亲历科学，大胆的参与到探究活动中来。趣味的课件、神秘的魔术、充分的材料，能让学生有机会去想、去做；充足的时间能让学生有机会去议、去说。在实验中，创新了思维，动手能力表达能力都得到了培养。空气怎样占据空间？在多次试讲后，我舍弃了课本中设计的乌鸦喝水、向瓶中吹气、使水挤出瓶子的实验，选取了塑料袋这个学生熟知的物体，让学生想一想，怎样让空气占据塑料袋的空间？学生都能想出办法，如向塑料袋中吹气，在空中挥舞塑料袋等。怎样证明塑料袋里鼓鼓的就是空气呢？有的学生设计用牙签扎一个洞，有的学生设计把塑料袋放入水中，松开袋口，看它是否冒气泡……有结构的材料，步步深入的提问，培养了学生的发散性思维。这个实验设计的灵感来自于外国科学课例《袋子里面有什么》。与课本中的实验相比，这样设计比较直观、简便和符合三年级学生的年龄具体形象的思维特征，也体现了不是教教材，而是用教材教的理念。

三、建立概念，实验材料的可视性起到关键的作用

帮助儿童获得科学概念是小学科学课的一项重要任务。所谓科学概念，就是理解认识事物的本质特征，并能正确区分事物的本质特征和非本质特征，能透过现象看本质。空气占据空间概念的本质特征是：空气是占据空间的；空气占据着空间，其他物体就进不到这个空间里去；只有空气出去，腾出空间，其他物体才能进到这一空间里去。怎样使学生准确地理解这一科学概念，我设计了三个教学环节：1.用塑料袋来研究空气可以占据空间。2.用底部放有纸巾的杯子倒扣在水中，纸巾不湿的实验证明空气占据空间。3.往杯中倒水，杯中的空气跑到联通的气球里，气球鼓起来了，体现了化无形为有形的教学思路。在这个概念支持下的三个部分都有着各自的概念内涵，形成一个由科学概念联系起来的活动链，在活动链中，学生的思维不断地充实、覆盖、拓展、深入和完善，这样的教学环节可以帮助学生很好地建立空气占据空间的科学概念。

四、手脑并用，让学生在有结构的实验材料面前深入思考

科学课强调让学生亲历探究的过程，更强调让学生经历探究中的思维训练，教师要引领学生用科学、严谨的思维来更好地驱动、发展他们的动作技能，促使学生的探究技能综合提高。本课教学中，在学生认识空气占据空间这一科学概念的过程中，始终有一条思维的主线贯穿在整个教学活动：通过杯子底下塞纸的实验引起学生的争论和猜想，可能是空气的原因使纸不湿，空气看不见，用学生内在的、广泛深入的思维活动牵动他们外在的、有效的行为。用外在的、有效的行为开启他们更广泛深入的内在思维活动。猜想环节的设计非常巧妙，通过学生一步步的猜想和对实验现象的分析，一环扣一环，环环紧扣，层层深入，训练了学生思维的严谨性和连续性，提升了学生的原有认知，有效地促进了学生自己对空气性质的认识，发展了学生的科学思维能力。

总之，实验课教学一定要通过选取身边的、学生易于理解的、有结构的材料，通过教学环节的巧妙设计，探究活动的有效开展起到事半功倍的作用。同时实验材料的适时出示也很重要。每组要多准备几个小筐，按照实验顺序适时出现材料，比一股脑把材料全给学生要好得多。特别是像磁铁、注射器这样的材料，适时出示可以防止学生无目的的在下面玩，影响听课效果。在理解科学概念的过程中，渗透了一种正确认识事物的科学方法；在讨论和交流中，使学生的思维步步深入，学生不断修正自己的认识，不断揭示事物本质，建立了正确的科学概念，提高了学生的科学素质。

参考文献：

[1]《科学（3-6年级）课程标准》（实验稿），中华人民共和国教育部制定，北京师范大学出版社，2001.7第33页

[2]张红霞著.《科学究竟是什么》，教育科学出版社，2003.12第38页