鹿建桂

摘要：科學實驗教學是小學科學教學的重要組成部分。結(jié)合教學實踐，從改進實驗設(shè)計、自制實驗器材、優(yōu)化實驗過程、適時引入其他學科知識四個方面闡述，提升小學科學實驗教學實效性的具體舉措。

關(guān)鍵詞：小學科學實驗;實驗設(shè)計;自制器材;實驗過程;學科融合

2017年版的《義務(wù)教育小學科學課程標準》明確指出：“小學科學課程實施的主要形式是探究活動?！睂嶒炇翘骄炕顒幼畛Ｒ姷囊环N形式，在培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)方面有著重要的作用。本文結(jié)合教學實踐，從改進實驗設(shè)計、自制實驗器材、優(yōu)化實驗過程、適時引入其他學科知識四個方面，闡述筆者關(guān)于提升小學科學實驗教學實效性的思考。

一、改進實驗設(shè)計

科學實驗離不開科學觀察。科學觀察是人們有目的、有計劃、有步驟地通過自己的感官去反映自然界各種事物、現(xiàn)象的活動。觀察并非隨意性的，一般需要憑借感官或科學儀器完成感性認知活動。因此，實驗現(xiàn)象明顯、直觀、易于觀察，對于小學生來說很重要，否則無法激起他們的觀察欲望和學習興趣。教師在科學實驗教學中，要多注意學生實驗情況的反饋，多思多想，根據(jù)實際情況對教材安排的實驗加以改進。

例如，蘇教版小學科學四年級下冊第三單元第五節(jié)《擺》中的“探究擺的快慢影響因素”實驗，按照教材安排，學生分別要做改變擺錘輕重、擺角大小、擺線長短三次對比實驗，通過比較在規(guī)定時間里的擺動次數(shù)來確定影響擺動快慢（周期）的因素是擺線的長短，與擺錘輕重、擺角大小無關(guān)。學生要做多次重復實驗取平均值以減小誤差，還要對實驗數(shù)據(jù)進行分析，實驗耗時較長;雖是定量觀察，但實驗現(xiàn)象不明顯，一些數(shù)據(jù)難以重復。

對此，我們可以制作兩個相同的擺，前后放置，同時擺動，每次改變其中一個因素，直接觀察擺動的快慢情況。圖1—圖3分別為改變擺角、擺錘輕重、擺線長短的實驗瞬間。

這樣的改進，不但節(jié)約了大量時間，解決了由于課堂時間限制，有的學生無法完成實驗的問題，而且使實驗易于操作且現(xiàn)象非常直觀、明顯，大大提升了實驗教學的實效性。

二、自制實驗器材

科學實驗離不開實驗器材。雖然很多學校實驗室配備了相應(yīng)的器材，但實際使用時會產(chǎn)生一些問題，有的器材只是讓學生簡單動了手，沒有動腦。對此，教師可充分利用已有的材料自制實驗器材，在提升實驗教學實效性的同時，發(fā)展學生創(chuàng)新的眼光和思維。

例如，蘇教版小學科學五年級上冊第一單元第四節(jié)《看月亮》中的“觀察月相”實驗，教材選用的實驗器材是月相盒。由此，學生雖然可以看到月相的周期性變化，但觀察的只是簡單轉(zhuǎn)動月相盒出現(xiàn)的現(xiàn)象，觀察流于形式、不夠深入，不能和實際觀察月亮看到的月相緊密聯(lián)系起來。而課外實際觀察，要耗時一個月，多數(shù)學生不能堅持這么長時間的連續(xù)觀察。

對此，筆者組織學生用乒乓球和呼啦圈自制實驗器材（如圖4所示）：將8個白色乒乓球半面涂黑;將1個呼啦圈八等分，在分點處粘上雙面膠，把乒乓球粘在呼啦圈上，讓亮面對準同一方向。課上，讓學生利用自制的“月相圈”觀察月相：把呼啦圈套在頭上，從全黑的乒乓球開始觀察，逆時針轉(zhuǎn)動身體，旋轉(zhuǎn)一周，觀察乒乓球的變化。

自制的“月相圈”更具模擬效果，有效提升了實驗教學的實效性。更重要的是，在制作、觀察過程中，學生還鍛煉了動手操作能力，發(fā)展了科學創(chuàng)新精神。

三、優(yōu)化實驗過程

科學實驗是為了解決科學問題，科學問題的解決要以事實基礎(chǔ)為證據(jù)，運用各種信息分析和邏輯推理得出結(jié)論。因此，實驗過程一定要明確，證據(jù)要充分，否則可能會得出錯誤結(jié)論。

例如，蘇教版小學科學四年級下冊第四單元第四節(jié)《電路暗箱》中的“檢測電路暗箱”實驗，教材列出了所有連接方法：4個觸點的暗箱，共檢測12次，判斷出暗箱中電路的連接情況。

這個實驗要解決的問題是畫出暗箱中的電路圖。暗箱中連接了哪些電路元件，要基于觀察到的檢測器中小燈泡亮、滅和亮度變化的事實，通過分析推理得到。

亮與不滅（不亮）容易觀察判斷，但“更亮”“更暗”的亮度變化，如果沒有比較，是不能一次性判斷出來的。因此，在把檢測器接入暗箱前，可以讓學生先將檢測器的兩端連接，觀察小燈泡的亮度，以此作為參照，判斷接入暗箱時小燈泡的亮度變化。另外，還應(yīng)引導學生思考、分析：每兩個插孔正反測兩次，是為了區(qū)分電池接反和電路斷開，因為這兩種情況的現(xiàn)象相同——小燈泡不亮;而對于小燈泡亮和“更暗”，正反測具有相同現(xiàn)象，不需要測兩次;出現(xiàn)小燈泡“更亮”這種現(xiàn)象，只有電池串聯(lián)正向接入一種情況，也無須測兩次。如此，檢測的次數(shù)大大減少。實驗過程的優(yōu)化，不僅節(jié)約了實際操作時間，更發(fā)展了學生邏輯推理的嚴密性。

四、適時引入其他學科知識

2017年版的《義務(wù)教育小學科學課程標準》在說明小學科學課程綜合性課程性質(zhì)時，強調(diào)了“科學課程與并行開設(shè)的語文、數(shù)學等課程相互滲透”。在科學實驗教學中，適時引入其他學科知識（技能），可以有效提升教學的實效性。

例如，蘇教版小學科學六年級上冊第一單元第二節(jié)《做酸奶》中的“體驗細菌繁殖的速度”實驗，教材安排的是用豆子模仿細菌，準備8個紙杯并編號，在1號杯中放一粒豆子，代表第一代細菌，在2號杯中放兩粒豆子，代表第二代細菌，表示一個細菌分裂成了兩個……實際教學時發(fā)現(xiàn)，有相當多的學生受動植物繁殖方式的影響，計算第幾代細菌數(shù)目時，誤以為是所有杯子中豆子的總數(shù);另外，隨著分裂次數(shù)的增加，細菌數(shù)目指數(shù)式增長，變得巨大，單純數(shù)數(shù)，非常耗時，而受所學數(shù)學知識限制，學生也不會通過數(shù)學公式計算。

如何解決這兩個問題呢？考慮到小學生很喜歡美術(shù)手工制作，實驗時，可以指導學生分組合作，用橡皮泥進行模擬：先用橡皮泥搓成一個球狀、桿狀或螺旋狀的“細菌”，把這個“細菌”掰成兩半，表示第一次分裂;然后各自加入橡皮泥，搓成和分裂前一樣的大小和形態(tài)，表示“細菌”長大;再把兩個“細菌”分別一分為二，表示第二次分裂……如此反復，學生在有趣的手工制作中，觀察到了形象直觀的實驗現(xiàn)象，有效地避免了錯誤的認識。

接著，課件展示“棋盤上的麥?！钡墓适拢?/p>

傳說，古代印度有個喜歡下棋的國王叫舍罕，而宰相達依爾是個聰明的大臣，發(fā)明了國際象棋。國王玩得愛不釋手，決定獎賞達依爾。達依爾說：“陛下，我別無他求，請你在這張棋盤的第1個格子里賞我1顆麥粒;在第2個格子里賞我2顆麥粒;在第3個格子里賞我4顆麥粒;在第4個格子里賞我8顆麥?！来祟愅浦钡降?4個格子，將這張棋盤上各格應(yīng)賞的麥粒全賞給我吧。”國王聽了，覺得達依爾的要求并不高，說道：“你能如愿以償?shù)??！比欢?，國王卻不知道這個數(shù)字是多么巨大。按照達依爾的要求，64個格子總共要放n=1+2+22+23+24+…+263顆麥粒。這個數(shù)到底有多大呢？通過計算，n=18446744073709551615顆。如果按150000顆麥粒大約為1升的話，那么賞給達依爾的麥粒要達到140億升，相當于當時全世界麥子年產(chǎn)量的兩千倍。國王一聽傻了眼，才明白上了聰明的達依爾的當。

引導學生閱讀材料，比較往棋盤格子里放麥粒和細菌分裂的相同和不同之處，從而深入了解細菌繁殖速度非?？?，分裂次數(shù)多時后代數(shù)目巨大這一重要特點。

通過不同學科（美術(shù)和數(shù)學）知識（技能）的滲透，很好地解決了兩個問題，提升了實驗教學的實效性。

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