巧选器材，提高实验教学的有效性

【摘 要】 《科学课》杂志于2016年第2期在卷首发表了《从教材改革做起》的评论员文章，文中指出“国内现行的科学教材编写和使用存在的主要问题有：教材因为出版时间过长，内容有些陈旧；教材的开放性不够，限制了老师在教学中的自由发挥。教材改革到了一个必须重视、势在必改的时候，现实情况也使我们看到了有可能改变的契机。”本文拟从“巧选实验器材”的角度来阐述如何提高小学科学课堂实验教学的有效性。

【关键词】 实验器材；有效性

科学课堂与其他课堂相比，一个非常显著的特点是很多教学环节都需要引导学生用实验来验证自己的假设。因此，我们要正确把握教学主线，合理制定教学目标，为学生提供或者帮助他们选择有结构的实验器材，以确保实验圆满完成，从而逐步提高课堂中教师讲课的实效性。

一、反复甄选，提高实验的有效性

2006年，本人第一次参加浙江省教育厅教研室组织的“新生代小学科学”学科课堂教学评比，在设计实验“冷热能改变岩石的模样”环节时，充分认识到了“岩石的选择”对实验的效果会起到关键的作用。最好的“教学岩石”应该是在加热时一般不会炸裂，而在加热约半分钟后一放入水中，遇到水就能明显观察到有小碎石掉下来。只有这样的岩石，实验的效果才是最明显的，因为无需不断地几次加热，而且在分组做实验的时候是非常安全的。

课前，我在为学生准备实验岩石时，发现根本就不存在这样“完美”的岩石！我反复试验了很多不同种类的岩石，都没有找到理想的，而且，在加热教参中提到的“页岩”时，我的脸还被突然加热升温的碎石炸了一下，因为这种岩石是一层一层构成的，加热时，里面的岩层升温慢，外面的岩层升温膨胀的速度快，会导致岩石向四面八方炸裂。虽然这种岩石的实验效果很明显，可其中的危险性不言而喻，显然不能提供给学生做实验。

试教环节有过很多次的尝试，我最终选择了家乡附近常见的石灰岩，不过这种岩石还是有不足的地方：用酒精灯加热30秒之内，不管你有没有放入水里，肉眼根本看不到明显的变化。但是加热时间在一分半以上，就比较容易裂开，甚至“炸飞”。后来经过多次试验，我就给学生建议的参考加热时间是60秒左右，这样就可以把危险降低到最低限度。另外，为了杜绝安全事故的发生，我在带领学生做这个实验时，还给每位学生发了一副护目镜，这样就有效保证了实验的成功率和学生的安全。

二、巧用替代品，提高实验的有效性

新课标要求我们应注意在课堂中“用教材教”，而不是一味地“教教材”。这样的观念与以前倡导的“传授式”的理念一比较，让老师有了更多改变教材的机会和权利。所以，本人认为教科书中设计的很多探究环节可根据课堂情况进行適当修改，因为本人认为只要能达到课前预定的教学目标，在课堂中能提高学生的科学素养，进行适当的合理改动应该是值得大力提倡的。

为了使“风或地表变动的作用”这个实验能成功，在准备环节，本人先是完全按照课本上的方法照本宣科地进行了尝试，问题出现了不少：玻璃瓶子在盖子盖紧之后再用力摇晃时，经常出现打不开盖子的“突发”情况；分组实验中，同学们在摇晃过程中会担心摇破瓶子，所以就不敢猛力摇晃，自然无法体会岩石在自然界中受到的各种碰撞情况；而罐头的瓶子又很重，他们的力气比较小，加入石块重量明显增加，要手握重瓶猛力摇晃就有可能失手甚至摔破玻璃瓶。总之，效果都不是很理想。

所以，经过不断的实验，本人对教材进行了较大的改动：用大口的“农夫果园”的玻璃瓶作为教科书里的器材的替代品，岩石也由一种增加到四种，还在瓶子中加入较多的自来水，如此一改，以上问题就不存在了。由于“农夫果园”的玻璃瓶体积较小，授课分组实验时，学生用两只手很容易握紧瓶子，不会担心摇破瓶子或者拿不稳将瓶子落地面，所以在实验中摇得非常用力，模拟到位了，实验效果更加明显了，理解了“岩石除了受到水的冲击之外，还受到了岩石之间的摩擦力”。我把这个改动的实验叫作“水能改变岩石的模样”，课堂效果表明，如此一改，提高了实验的有效性。

三、增加辅助器材，提高实验的有效性

张红霞在《科学究竟是什么》一书中指出：测量使观察精确，测量使观察定量化；事实上，任何一项科学研究都离不开测量。可见，测量能力的培养是多么重要。

在五下第三单元《摆的研究》一课中，学生在分组实验中，在做摆的“摆动次数”实验时会发现一个现象：摆钟的摆与自己创作的摆在十五秒钟内摆动的次数是不一样的，有的快，而有的慢。他们的头脑中就会出现这样的问题：在相同的时间内，为什么不同的摆“摆动的次数”会是不一样的呢？于是他们就很容易想到“摆的快慢”可能与“摆锤的重量”“摆绳的长度”“摆幅的大小”等条件存在一定的关系。

教学中，几乎所有的学生都能利用实验轻松得出摆的快慢与摆线的长短有关，而与摆锤的重量无关的结论，但是在“摆的快慢与摆幅的大小有无关系”这个问题上却出现了很大的争论。究其原因是教材中没有对于“如何保证每次实验使摆在相同幅度开始摆动”的介绍，很多老师在课堂中也没有向学生提醒要注意这个问题，于是学生实验时就会出现“每次摆动都不是从同一幅度开始”的现象，进而会影响实验结果。有的老师虽然向学生提醒了要注意确保每次实验在同一幅度，但是学生很难寻找到有效的参照物，实验时找不准三次实验的同一个摆动起点，更不知道要保证摆在左右15度范围内做实验是最准确的，于是会得出截然不同的结论。

省小学科学教研员喻伯军认为，在《摆的研究》教学中，如果学生认为摆幅会影响摆动的快慢，那么肯定要控制摆幅；即使学生没有提到摆幅问题，教师也要有意识地提醒学生控制摆幅。那么怎样控制摆幅的大小不变呢？为了使学生做这个实验更加准确，最有效的一种方法是加上量角器。本人在研究该课例时，设计了一个用纸板做的直径为20厘米的量角器，在量角器直径的中心点挖了一个与横杆一样粗的圆孔，并标上了10度和20度两个刻度。实验时，我提醒学生将量角器的圆孔插入夹在铁架台上的横杆，使半圆面朝下，然后拉动摆锤，使摆线正对所需的刻度线。这样，学生的实验就很准确，确保了每次摆动都能在同一个刻度上，比较容易地得出了“摆的快慢和摆动幅度无关”的结论。

这样增加了一个小小的辅助器材——量角器，就有效地提高了实验的准确性，收到了事半功倍的效果。

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