高燕紅

摘要：在科學(xué)課中，教師在教學(xué)開展前親自設(shè)計并進行嘗試實驗，獲得第一手資料，從而有效指導(dǎo)學(xué)生科學(xué)探究的行為稱之為“下水實驗”。教師若不能扎實地開展“下水實驗”，必將大大降低課堂效率，“下水實驗”應(yīng)成為科學(xué)教師有效備課的必要環(huán)節(jié)。教師通過對“下水實驗”的不斷重視和研究，可以彌補科學(xué)實驗材料的不足、改進實驗方法、關(guān)注細(xì)節(jié)問題、優(yōu)化小組合作等，從而不斷提高課堂效率。

關(guān)鍵詞：小學(xué)科學(xué);下水實驗;備課

中圖分類號：G623.9 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1673-9094（2015）01-0073-04

實驗是學(xué)生科學(xué)探究的重要手段，是培養(yǎng)學(xué)生探究能力和操作能力的重要途徑，也是當(dāng)代小學(xué)科學(xué)學(xué)習(xí)的重要方式。作為小學(xué)科學(xué)教師，只有在課前積極開展扎實的“下水實驗”，才能有效指導(dǎo)學(xué)生在課堂上開展實驗探究，提高學(xué)生的實驗?zāi)芰?。教師“下水實驗”的實質(zhì)就是一種實驗操作上的備課，是上課之前必不可少的環(huán)節(jié)，它可以避免教師在課堂教學(xué)中走彎路，可以從學(xué)生的角度去思考問題，發(fā)現(xiàn)問題，感受學(xué)生在實際實驗操作中會遇到的困難，幫助學(xué)生想一些應(yīng)付困難的對策，并在課上及時做出針對性的調(diào)整，讓學(xué)生有效參與體驗探究活動。[1]如果教師沒有養(yǎng)成在每節(jié)課之前做“下水實驗”的習(xí)慣，很容易出現(xiàn)課堂上的一些尷尬。如筆者在執(zhí)教《巖石會改變模樣嗎》這一課時，其中有一個內(nèi)容是讓學(xué)生來模擬自然界中冷熱溫度的變化對巖石的影響。由于那天上課比較匆忙，筆者就沒有提前去做實驗，在課堂上直接將自己在野外撿拾的一些小石塊分發(fā)給學(xué)生來做，學(xué)生們異常興奮，紛紛用鑷子夾起小石塊在酒精燈上烤起來，然后放入冷水中，可是學(xué)生反復(fù)了好多次，都沒有發(fā)現(xiàn)預(yù)期的實驗現(xiàn)象：即小石塊開裂或者在冷水的杯中能看到一些碎屑。這時筆者心里有點急了，只能說大家再多反復(fù)幾次，耐心地看一下效果，可是做了很久還是沒有看到現(xiàn)象，這時筆者不知道該怎么向?qū)W生解釋了，頓時感覺課堂上很尷尬。最后筆者只好播放了一段相關(guān)的視頻才草草的將結(jié)論硬塞給了學(xué)生：巖石在冷熱交替變化的環(huán)境中會發(fā)生破裂，從而改變模樣。課后筆者請教了其他有經(jīng)驗的科學(xué)老師，他們說做這個實驗前必須要對石塊有所挑選，必須選擇那些薄的、質(zhì)地比較脆的石塊，這樣才能做出效果來。那次課堂上的尷尬給了筆者一個深深的教訓(xùn)，那就是：在學(xué)生做實驗前，教師一定要對實驗所用的材料，實驗的操作方法，實驗的儀器設(shè)備等做充分的準(zhǔn)備，也就是教師要做好“下水實驗”，保證學(xué)生在課堂上出現(xiàn)較理想的實驗現(xiàn)象，從而幫助他們得出正確的科學(xué)結(jié)論。

根據(jù)近幾年教學(xué)的經(jīng)驗，筆者深深地認(rèn)識到“下水實驗”的重要性，下面來具體分析一下，教師做“下水實驗”，可以解決教學(xué)中的哪些問題。

一、“下水實驗”有助于檢驗材料是否有缺陷

科學(xué)課上學(xué)生開展實驗是獲得知識、習(xí)得能力的重要途徑，同時科學(xué)實驗也是學(xué)生在科學(xué)課堂中最感興趣、最喜歡的一個活動，而實驗材料是學(xué)生進行實驗活動的必要條件。“材料引起學(xué)習(xí)，材料引起活動”，在探究學(xué)習(xí)中，教師為學(xué)生提供合適的、有結(jié)構(gòu)的材料是學(xué)生進行探究學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。學(xué)生通過對材料的操作、使用和思考，才能建構(gòu)科學(xué)立體的概念，從中感悟獲取科學(xué)知識的方法和過程，培養(yǎng)他們科學(xué)的創(chuàng)造性思維，提升他們的科學(xué)素養(yǎng)。[2]因此，教師在開展教學(xué)前必須進行“下水實驗”，才能及時發(fā)現(xiàn)實驗材料的缺陷和不足，想辦法更換或改進實驗材料，使實驗呈現(xiàn)出最佳的現(xiàn)象，有效地幫助孩子們形成科學(xué)觀念。

如筆者在教學(xué)《米飯、淀粉和碘酒的變化》這一課時，為了給學(xué)生創(chuàng)設(shè)一個引人入勝的學(xué)習(xí)環(huán)境，決定采用這樣的導(dǎo)入方式來展開教學(xué)：課前先將淀粉溶解在水中，攪拌均勻，然后用毛筆蘸上淀粉溶液在白紙上寫上幾個字，提前寫好后曬干，曬干后白紙上就看不到任何東西了，然后將稀釋的碘酒噴到白紙上，淀粉遇碘變藍(lán)色，因此白紙上的字也就顯現(xiàn)出來了，學(xué)生會感覺老師像在變魔術(shù)似的，可以激發(fā)孩子們學(xué)習(xí)科學(xué)的熱情。這是書本上介紹的實驗方法，為了確保上課時能順利開展這個導(dǎo)入實驗，筆者抱著試試看的態(tài)度先進行了一番嘗試，選用了一般的A4紙按照上述方法進行操作，可是筆者發(fā)現(xiàn)實際現(xiàn)象并非如想象中那么美好，紙上并沒有出現(xiàn)清晰字跡，而是出現(xiàn)了一團藍(lán)色的模糊的字跡，實驗效果是很差的，學(xué)生肯定不會覺得這個實驗很神奇。筆者心想：怎么會這樣呢？這些字怎么會這么模糊呢？后來仔細(xì)琢磨了一下原因，猜想會不會是紙張的問題呢。筆者找來了各種各樣的紙，進行了不斷的嘗試，最終發(fā)現(xiàn)那種像書的封面比較硬的、光滑的、吸水性較差的紙才真正適合做這個實驗，用這樣的紙顯現(xiàn)出來的字是比較清晰的，實驗效果是非常好的。幸虧筆者提前做了“下水實驗”，發(fā)現(xiàn)了實驗材料的缺陷，及時地找到了最佳的材料，否則課堂上又會出現(xiàn)比較尷尬的情形了，會影響學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效果。

上述案例讓我們不難看出教師“下水實驗”的重要性，它能使我們教師盡早發(fā)現(xiàn)材料的缺陷等問題，優(yōu)化實驗器材。在平時的教學(xué)中筆者通過“下水實驗”還發(fā)現(xiàn)了很多有問題的實驗材料，如示數(shù)不夠精確的溫度計，不適合做驅(qū)動小車實驗的橡皮筋，以及南北方向標(biāo)示錯誤的指南針等。

二、“下水實驗”有助于檢驗實驗方法是否得當(dāng)

課堂上正確的操作方法可以幫助學(xué)生觀察到理想的實驗結(jié)果，是學(xué)生獲得正確結(jié)論的保障。教材上的實驗方法基本上是專業(yè)的研究人員的研究成果，在一定程度上是值得我們一線的教師信任的，但是影響實驗成功的因素有很多，專家在指導(dǎo)實驗方法時也偶爾會有一些因素考慮得不夠周全，這就要求我們教師作為教材的開發(fā)者之一，敢于挑戰(zhàn)權(quán)威，去嘗試和探索更好的方法。[3]有些實驗如果教師不提前嘗試一下，直接“照本宣科”地讓學(xué)生按照書本上的方法來進行實驗的話，很容易導(dǎo)致實驗的失敗，從而大大降低課堂的效率。

如筆者在教學(xué)《浮力》一課時，其中有一個實驗是測量泡沫塑料塊的浮力。教科書在第13頁提供了測量泡沫塑料塊浮力的方法（見圖1）：先用測力計測出泡沫塑料的重力，然后在杯底裝上一個小滑輪或者一個小鉤子，再利用細(xì)線繞過鉤子，一端系住泡沫塑料塊，一端掛在彈簧秤的鉤子上，測出這時測力計的拉力，然后根據(jù)公式F浮=G+F拉算出泡沫塑料的浮力。

圖1

按照這個測量方法筆者在課前也進行了操作，發(fā)現(xiàn)這個實驗操作起來是不方便的：1.因為在實驗過程中要求學(xué)生觀察泡沫塑料排開的水量與浮力大小的關(guān)系?？墒侨粲盟蹃碜鲞@個實驗時學(xué)生很難發(fā)現(xiàn)排水量的變化，因此很難幫助學(xué)生找到兩者的關(guān)系。2.實驗中用的滑輪會使細(xì)線在提拉過程中不小心滑出輪外，影響實驗效果，并且摩擦力較大，小滑輪下面是一個吸盤，太用力拉的時候，吸盤容易被吸起來，實驗就失敗了。當(dāng)筆者在課前的“下水實驗”中發(fā)現(xiàn)了這些問題后，最后采用了如圖2的實驗方法：先用測力計測出泡沫塑料的重力，然后用500毫升的量筒代替水槽，這樣就可以很方便地測出泡沫塑料排開水的體積了，然后用三個鉤碼代替下面的吸盤，防止了吸盤因受拉力而脫落，然后讓帶有泡沫塑料的線穿過鉤碼，在線的一端用測力計來拉，自由地控制泡沫塑料塊的沉浮。根據(jù)公式F浮=G+F拉，很容易就測出了泡沫塑料所受的浮力，同時學(xué)生也能很方便地研究出物體排開水的體積和浮力大小的關(guān)系，即：物體所受的浮力越大，它排開水的體積越大;物體所受的浮力越小，它排開水的體積越小。

圖2

改進實驗方法可以幫助學(xué)生更好地完成研究任務(wù)，教師若不提前進行“下水實驗”，而讓學(xué)生直接按照書本上的方法來開展實驗，學(xué)生在操作時可能出現(xiàn)各種各樣的問題，不能很好地測出浮力，了解物體的浮力和排水量之間的關(guān)系。教師課前的“下水實驗”是非常必要的，它可以幫助教師及時發(fā)現(xiàn)實驗方法的正確與否，當(dāng)實驗方法確實有問題時，教師應(yīng)重新設(shè)計更加合理的實驗方法，避免課堂上因為實驗方法的不恰當(dāng)而導(dǎo)致實驗的失敗。

三、“下水實驗”有助于教師提前預(yù)知實驗中的細(xì)節(jié)問題

正所謂“細(xì)節(jié)決定成敗”，實驗過程是一個復(fù)雜的過程，在實驗過程中經(jīng)常會出現(xiàn)一些細(xì)節(jié)性的問題，如果教師不提前做一做“下水實驗”，這些細(xì)節(jié)問題可能會導(dǎo)致整個實驗的失敗或者無法讓學(xué)生得出科學(xué)的結(jié)論。因此我們要通過“下水實驗”盡可能地發(fā)現(xiàn)各種細(xì)節(jié)問題，這樣在課堂上遇到問題時，我們就可以游刃有余地解決了。

如筆者在教學(xué)《蚯蚓的選擇》這一課時，要求學(xué)生通過自主設(shè)計實驗，開展實驗來探究蚯蚓喜歡生活在什么樣的環(huán)境中。在課前筆者也親自抓了一些蚯蚓來試一試，在研究蚯蚓喜歡干燥的土壤還是潮濕的土壤這個問題時，筆者在一個盒子的兩邊分別裝上干燥的土壤和潮濕的土壤，然后在盒子的中央放上了幾條大小不一的蚯蚓，蓋上鞋盒蓋，過了幾分鐘，筆者打開鞋盒蓋發(fā)現(xiàn)：大多數(shù)蚯蚓都往潮濕的土壤中爬了，可是有一條蚯蚓在原地不動，一條蚯蚓竟然跑到了干燥的土壤中，這時筆者有點意外，蚯蚓不是都喜歡潮濕的環(huán)境嗎？為什么這兩條蚯蚓會出現(xiàn)這樣的情況呢？如果課堂上學(xué)生們也做出了這樣的實驗情況，該怎么向他們解釋呢。隨后筆者再仔細(xì)地觀察了這兩條“特殊”的蚯蚓，發(fā)現(xiàn)那條在原地不動的蚯蚓很細(xì)小，猜想對于比較幼小的蚯蚓，它的感覺器官可能還不是很靈敏或者活動能力太弱了，所以它才會出現(xiàn)在原地不動的情況。筆者到網(wǎng)上查找了相關(guān)的資料，猜想得到了證實。對于那條鉆進干燥的土壤中的蚯蚓，筆者也對它進行了一番觀察，發(fā)現(xiàn)它在放入盒中之前身上已經(jīng)裹上了一些干土，也許正是這樣，蚯蚓皮膚表面的感覺器官受到了影響，因此不能做出正確的選擇。在正式上課時，有些小組也出現(xiàn)了類似的實驗情況，筆者引導(dǎo)他們對這些特殊的蚯蚓進行觀察，他們因此也能做出一些合理的解釋，從而幫助他們建立了科學(xué)概念：一般情況下，蚯蚓喜歡生活在濕潤的土壤中。

正因為筆者提前做了實驗，才發(fā)現(xiàn)了實驗中的這些細(xì)節(jié)問題，使筆者對課堂教學(xué)有了一個良好的預(yù)設(shè)，對學(xué)生可能會出現(xiàn)的一些情況了然于心，從而可以更好地幫助學(xué)生樹立正確的科學(xué)概念。

四、“下水實驗”有助于優(yōu)化小組合作

義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)指出：“培養(yǎng)學(xué)生對科學(xué)的興趣和求知欲，引領(lǐng)他們學(xué)習(xí)與周圍世界有關(guān)的科學(xué)知識，幫助他們體驗科學(xué)活動的過程和方法，使他們了解科學(xué)、技術(shù)與社會的關(guān)系，樂于與人合作，與環(huán)境和諧相處?！盵4]這就要求我們的學(xué)生在探究科學(xué)的同時更要學(xué)會與人合作，與環(huán)境和諧相處。因此在科學(xué)課堂中我們主張“小組合作學(xué)習(xí)”，“小組合作學(xué)習(xí)”的特性是以學(xué)生為主體，采用自主、合作、探究的學(xué)習(xí)方式，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)意識和與人交流合作的能力。但是如何讓小組合作發(fā)揮最大的價值是我們教師一直在思考的問題。小組合作時經(jīng)常會出現(xiàn)這樣的情況，即小組成員因為不能很好地配合，從而導(dǎo)致實驗數(shù)據(jù)出現(xiàn)較大的差錯或者不能獲得理想的實驗效果。因此教師在課前先來試著做一做實驗，這樣就可以關(guān)注到一些小組配合方面的問題，從而幫助學(xué)生實現(xiàn)小組合作的最優(yōu)化，使學(xué)生獲得最理想的實驗數(shù)據(jù)，從而獲得科學(xué)的實驗結(jié)論。

如筆者在執(zhí)教五年級上冊《我們的小纜車》這一課時，要求學(xué)生探究小纜車所受拉力的大小和小車運動快慢之間的關(guān)系。筆者在課前先做了一下實驗，發(fā)現(xiàn)要想測準(zhǔn)每次小車運動所用的時間，必須做到小組成員之間親密配合，如果操作小車的同學(xué)和計時員之間不能很好配合的話，測出來的時間是不準(zhǔn)確的。通過“下水實驗”，筆者發(fā)現(xiàn)如果在課堂上單靠教師語言講解實驗方法，是很難讓學(xué)生理解如何親密地配合開展實驗操作的，因此在上課前筆者先請幾個同學(xué)來演示這個實驗的過程，并錄像。這樣上課時，當(dāng)學(xué)生還不明白如何協(xié)作配合時，筆者出示這段視頻，學(xué)生很快就掌握了實驗的具體操作方法，領(lǐng)悟了小組成員之間如何配合。教師通過“下水實驗”制作的這一段錄像，有效避免了學(xué)生因為小組的配合不恰當(dāng)而浪費實驗的時間，得不到正確的數(shù)據(jù)，從而影響實驗結(jié)論的得出。

“下水實驗”可以讓教師想學(xué)生之想，幫助小組成員更加合理地分工與合作，從而在無形中幫助學(xué)生突破了實驗的難點，避免了一些學(xué)生容易犯的錯誤，真正幫助學(xué)生實現(xiàn)了小組合作的最優(yōu)化，提高了課堂教學(xué)的效率。

科學(xué)課上課之前的“下水實驗”促使教師抓住教學(xué)的重難點，從思考“教師的教”轉(zhuǎn)為思考“學(xué)生的學(xué)”，從學(xué)生學(xué)的實際出發(fā)，思考如何讓學(xué)生探究得主動，探究得精彩，探究得有效。因此，科學(xué)課中“下水實驗”應(yīng)該成為我們科學(xué)教師的職業(yè)習(xí)慣，成為我們科學(xué)教師備課的一種常用方式。在教學(xué)生之前自己先站在學(xué)生的角度去思考一下，嘗試一下，這樣我們就能和學(xué)生的心貼得更近，更能和學(xué)生產(chǎn)生思想上的共鳴。相信教師在課前沉下心來的思考和研究，會讓我們的科學(xué)課堂更加合理有效，讓孩子們在科學(xué)課堂中真正享受探究的樂趣。

參考文獻(xiàn)：

[1]王興林，蓋玲.讓“下水實驗”成為實驗教學(xué)的前奏[J].小學(xué)時代（教育研究），2011（1）.

[2]任存寶.合理選擇材料，提高實驗的有效性[J].科學(xué)課，2010（7）.

[3]陳紅芬.注重下水實驗[J].科學(xué)課，2010（9）.

[4]全日制義務(wù)教育科學(xué)（7—9年級）課程標(biāo)準(zhǔn)[S].北京：北京師范大學(xué)出版社，2007：2.

責(zé)任編輯：石萍

“Teachers Own Pre-class Experiment” and Effective Preparation for Primary School Science Classroom Teaching

GAO Yan-hong

（Taicang Mingde Primary School， Suzhou 215400， China）

Abstract： “Teachers own pre-class experiment” indicates that， before Science classroom teaching， teachers themselves design and carry out pilot experiment and obtain the first-hand data so that they could effectively guide students actions of scientific exploration. But if teachers can not do so， classroom teaching will definitely be less efficient， so this kind of teachers experiment should be the necessary step for their effective preparations for classroom teaching. Teachers constant emphasis and research could make up for lack of scientific experimental materials， improve the approaches， focus on the detailed questions and optimize group cooperation for a continuous improvement in classroom teaching efficiency.

Key words： Primary School Science; teachers own pre-class experiment; preparation for classroom teaching