小学科学试验设计的探究与改进

1、小学科学实验设计的探究与改进【摘要】:小学科学是以实验为根底的学科,教学实践证实,实验设计的好坏直接关 系到探究实验的成功与失败,好的实验设计有利于学生有效地掌握根底知识、 根本方法,培养学生的技能和水平,有利于义务教材内容的完成.但在教学实 践中我们会发现有些实验存有着一些缺乏,需教学一线的教师应地制宜适时改 进.【关键词】：实验设计 探究 改进“我看见了,但我可能忘记了；我听到了,就可能记住了；我做过了,便 真正理解了.小学科学是以实验为根底的学科,精心设计实验,让学生通过 亲白参加实验获得知识是搞好小学科学实验教学的关键.所以可操作的、成功 的实验是课堂教学的基石.但随着小学科学课程改革

2、的推动,科学课堂教学发 生巨变的今天,一些问题也随之出现,如：学生配套实验包先天缺乏不可操作； 实验设计复杂难以实施；实验抽象难以直观等等.对于这些现象,一线的教师 就须应地制宜适时改进.教学实践证实,实验设计的好坏直接关系到探究实验 的成功与失败.现就对科学教学中的一些实验设计改进谈谈个人的体会.一、化先天缺乏为后天完善一切科学都来白实践,都是从科学实验和生产实践中总结开展起来的,小 学科学也不例外.现如今配套的学生实验材料包却存有着一些先天缺乏,学生 实验时缺乏可操作性,那结果就是浪费教师学生的精力和珍贵的时间,更可怕 的是挫伤学生的科学探究积极性.教科版小学科学五年级下册热?单元第 6课

3、热是怎样传递的?有二 个活动：热在金属条中的传递；热在金属片中的传递.通过实验让学生感知热 是怎样传递的,明白热总是从较热的一端传向较冷的一端.课文中的实验见 图要求在一段铁丝上每隔一定距离用蜡粘上一根火柴,将铁丝固定在铁架台 上,火柴都向下悬挂,用酒精灯给铁丝的一段加热.观察哪端的火柴先掉下来 课文的要求是用蜡粘,课前我让学生实行尝试,学生化了很多的时间,可一上 课学生向我抱怨的却很多都说粘不牢,成功的寥寥无几,上来展示时颤颤抖抖 的又掉落了几根.那么简单的实验为什么会不成功呢问题究竟出在什么地方找问题：通过了解又白己亲白实验终于明白了是怎么回事.虽然日常生活中我 们都知道蜡烛燃烧时流下的蜡

4、会在桌上凝固.由于蜡先要熔化成液体,然后滴 在铁丝上,再往上粘火柴.但蜡的凝固时间快 指冬天,夏天正好相反,且熔 化后粘性不大,所以很难粘上去,所以成功的不多.改进：改蜡为修白行车用的轴承油一“黄油.明白了其中的道理后,想了 一想,什么东西粘性大呢平时白行车经常修,只见修车师傅往轴承里抹“黄 油,有时白己也尝试过,这“黄油能把钢珠粘住,对,这东西可能行！就 赶忙跑到校门口修白行车的摊上要了一些交给学生去尝试,经过一番忙碌,教 室里响起了阵阵欢呼声.又如教科版小学科学五年级下册沉和浮?单元第 4课空气的热胀冷缩? 中,观察空气是否具有热胀冷缩的现象.学生配套实验包中只有一个已粘连的 小气球,根本

5、没有课文插图中的锥形烧瓶.见插图：如果瓶内的空气体积膨胀, 瓶内的空气就会往外挤.只要想方法观察到瓶内的空气在往外跑,我们就知道 瓶内的空气在膨胀课文中内容.分析课文得知,气球的胀与瘪能反响出空气 的热胀冷缩.而导致气球胀与瘪的是温度的不同,所以不管是教师的演示实验还是学生的分组实验都需要准备热水、常温下的水、冰水,复杂异常.实验结果见课文插图：找问题：问题是显而易见的,按课文的实验设计,需要一大堆的瓶瓶罐罐,以及不同温度下的三种水,同时还要保证气球与锥形烧瓶接口 的密封性,实验效果还不具有震撼性,对学生的感官刺激不够强烈,印象不深.总来说之,复杂有余,效果缺乏.改进：实际上关于空气的热胀冷缩

6、历史上就已有成熟的经典实验,从早先的白然?到近几年前的常识?采用的都是平底烧瓶 +橡胶塞+90度直角玻璃导管.实验时用手掌捂、放烧瓶使烧瓶内的空气热胀冷缩来移动玻璃导管中的 一段红水.此实验效果明显,趣味性强,学生参与的积极性很高.教学中可利 用教师的演示实验来设计“比一比谁的热量大的教学活动吸引全班学生积极 参与活动,到达教学的目的,克服了分组实验需大量时间组装的缺点.在空气中的重力在水中的重力浮力大小排开的水量小局部浸入水中绝大局部浸入水中全部浸入水中现在的时代里,我们总是奉行着加法和乘法,持续地追求更大的利益和权 力,持续地索取.其实,人生有一种哲学叫减法：化复杂为简单,化多为少, 化粗

7、为精.这句话说得多好啊！在科学的实验里如果我们尝试一下哲学减法, 减去空洞、减去迷茫、减去复杂、减去重复,那又会怎样呢教科版小学科学五年级下册沉和浮?单元第 6课?下沉的物体会受到水 的浮力吗?一课中,第一个实验让学生设计下沉的物体受到水的浮力的大小, 实验报告见以下图：下沉的物体受到水的浮力记录表实验时,学生习惯挂上一只钩码按记录表要求分三次实验,可问题纷至 沓来,有的小组汇报说“钩码怎样算小局部浸入,绝大局部浸入,有的小组 问“测力计的指针只上升了一点点怎样读数据等问题.究竟问题出在什么地 方呢找问题：由于是分组实验,我们一般提供的重物是钩码.实验用的钩码的 质量是50克,重量约是0.5牛

8、顿,它在水中受到的浮力约是 0.1牛顿,而学 生用的圆筒测力计的最小刻度是 0.1牛顿.由于钩码高度小,要使一个钩码在 水中分几个层次浸入,学生不易把握,且数据在测力计上也很难反映出来,原 因在于这个变化在最小刻度0.1牛顿以下.改进：所以,做这个实验时,可因地制宜变更实验材料,每组准备一个剪 去顶部的矿泉水瓶一个,1号干电池三个.把三个干电池用透明胶带绑成条状. 让学生把三个干电池看作是一个整体,使其浸入水中一个为“小局部浸入水 中,浸入水中两个为“绝大局部浸人水中,三个浸入水中为“全部浸入水中.这样,学生容易把握好浸入水中的干电池数,且每浸入水中一个干电池 就有了 0.45牛顿的浮力变化,

9、数据大效果明显这就是不采用钩码的原因.三次实验以后,学生通过数据的观察与分析后,很轻松地找出了水中物体浮力 大小变化的规律.又如教科版小学科学三年级上册水和空气?单元第6课空气占据空间吗?一课中,要求把一团纸巾放在一个杯子的杯底,然后将杯子竖直倒扣入 水中.预测一下,纸巾会被浸湿吗这是一个经典的实验, 从原先的人教版白 然?到常识?直到现在的科学?一直没变.但是在实验时总存有着一些不 完美的地方.找问题：该实验存有着较大的缺陷：一是纸巾容易浸湿,影响实验效果. 二是后续实验即水进来把空气赶跑的现象不够直观,三年级学生理解起来有困 难.三是一堂课下来桌上堆满了纸巾,浪费严重.改进：用大号漏斗和小

10、块塑料泡沫涂上红色代替纸团和杯子做实验. 实验时,先用手按住漏斗上的小孔,再用漏斗把泡沫垂直扣入水中,泡沫球就 停留在水底,说明空气占据了漏斗的空间,水就进不去了.然后放开按住漏斗 的小孔,空气从小孔中逃出,泡沫球就浮上来,说明水就进来占据了原先空气 占据的空间.改进后的实验材料即能够重复使用,又克服了原先实验的缺陷, 还使空气占据空间与空间水被替换的现象更加明显.见图1图2三、化抽象为形象直观教育家第斯多惠有句名言：“一个坏的教师是奉送真理,一个好的教师是 教人发现真理.心理学家鲁宾斯坦也指出：“任何思维,不管是多么抽象 和多么理论的,都是从分析材料开始教师能够放手让学生白己去发现规 律、总

11、结法那么,但在这过程中必须提供丰富具体的物质载体,作为学生分析、综合、比较、抽象、概括的例证.小学儿童的思维正处于从具体形象思维向抽象逻辑思维的过渡中,但仍以具体形象思维为主.所以,在教学中,我们应采 取形象生动的教学,提供充足的有结构材料,来培养学生的创新思维.教科版小学科学四年级上册有生命的物体?单元第3课植物怎样生存?一课中, 有一个实验,是让学生通过观察理解气孔,但对叶的光合作用的理解却很简单、 抽象,大都由教师的讲解来理解的.找问题：用语言表达叶的光合作用显得简单、抽象,学生不易理解.改进：先取两个1000毫升的玻璃烧杯,分别放人同样多的水草,再在两 个烧杯里分别倒入适量同样多的水.

12、取两个口径稍小于烧杯口径的短柄玻璃漏 斗,分别倒置在两个烧杯中,再将两支大号口径玻璃试管装满水,分别倒过来 扣在两个盛满水的水槽中,连接好导管,用排水集气法收集氧气.一个装置放 在阳光下,另一个放在光线很暗的地方.过些时候,阳光下的水草就会持续地 冒泡,而暗处的水草却不易冒泡,再过一段时间,你会发现,套在阳光下水草 上的试管内的空气比套在光线较暗的水草上的试管内的空气要多得多,说明植 物光合作用需要阳光,在不同光照条件下的光合强度是不同的.最后盖住试管 口,把试管轻轻拿出来,将一根带有火星的木条伸进试管,木条就会猛烈地燃 烧,发出耀眼的光芒,证实水草光合作用产生了氧气.这个实验材料容易准备,

13、操作简单,效果明显,是协助学生理解光合作用的有效手段.教科版小学科学四年级上册溶解?单元第 1课食盐在水里溶解了?一 课中,有一个实验是观察高锭酸钾和砂糖的溶解,课本要求在两个玻璃杯里各 装半杯水,分别投入几小粒高锭酸钾、砂糖、食盐、沙、面粉.观察、描述水、 高锭酸钾、砂糖、食盐、沙、面粉的变化.观察报告见下表：空格中所填的应是理想的答案面粉沙食盐高猛酸钾能否看见颗粒分布是否均匀是否有沉淀出现能用过滤的方法别离吗是溶解还是没有溶解该实验的目的是从高猛酸钾溶解于水的实验中,得到“均匀分散的结 论.学生解释这个现象时会说：水变红了,高猛酸钾不见了.却得不出均匀分 散这这个结论.找问题：造成该问题的原因是实验缺少参照物.乌申斯基说过：“比较是 一切理解和一切思维的根底.改进：重新组织实验材料,增加熟蛋花一项材料.使实验更能符合儿童的 认知规律,易于接受.具体做法是把搅拌均匀的蛋液倒入盛有热水的玻璃杯中, 这时蛋花有的浮,有的沉有的