滕俊玲

小學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的過程，常常是從觀察現(xiàn)象、動手實驗出發(fā)，經(jīng)過形象思維和抽象思維形成概念、規(guī)律，然后再回到實踐中去進行檢驗和展開的，是一個“實驗——認識——再實踐——再認識”的過程。在以“探究”為主要學(xué)習(xí)方式的科學(xué)學(xué)習(xí)中，實驗具有無可替代的重要作用。一個好的實驗設(shè)計具有幫助學(xué)生直觀清晰的觀察到現(xiàn)象，揭示實驗所蘊含的科學(xué)道理，從而建立科學(xué)概念，提高實驗?zāi)芰?，發(fā)展科學(xué)思維，培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)的作用。反之，一個不合理不適切的實驗設(shè)計不僅不能發(fā)揮其原有的作用，甚至?xí)o教學(xué)帶來負面的影響。

然而，在實際教學(xué)中我們經(jīng)常會碰到許多“尷尬”的現(xiàn)象，從而導(dǎo)致實驗教學(xué)無法順利進行的后果。如：學(xué)生配套的實驗包先天不足不可操作；實驗設(shè)計復(fù)雜難以實施；實驗抽象難以直觀等等。面對這些問題，貴在“精”與“巧”。教師應(yīng)當(dāng)精心設(shè)計，巧妙地對實驗適時、適地、適當(dāng)?shù)剡M行改進，從而保證科學(xué)實驗高效地開展。

一、化偶然為必然

一切科學(xué)都來自實踐，都是從科學(xué)實驗和生產(chǎn)實踐中總結(jié)發(fā)展起來的，小學(xué)科學(xué)也不例外。然而教材中的一些實驗，學(xué)生操作時成功率不高，使得實驗的成功很大程度上具有一定的“偶然性”，這樣的結(jié)果不僅僅是浪費教師學(xué)生的精力和寶貴的時間，更可怕的是挫傷了學(xué)生科學(xué)探究的積極性，無法獲得可靠的事實與依據(jù)。

教科版小學(xué)科學(xué)五年級下冊《熱》單元第6課《熱是怎樣傳遞的》有兩個活動：熱在金屬條中的傳遞；熱在金屬片中的傳遞。通過實驗讓學(xué)生感知熱是怎樣傳遞的，明白熱總是從較熱的一端傳向較冷的一端。

教材中的實驗要求在一段鐵絲上每隔一定距離用蠟粘上一根火柴，將鐵絲固定在鐵架臺上，火柴都向下懸掛，用酒精燈給鐵絲的一段加熱。觀察哪端的火柴先掉下來？

根據(jù)教材的要求，課前我和學(xué)生用蠟進行了嘗試?；瞬簧俚臅r間才把火柴粘在鐵絲上。一上課學(xué)生就反映粘不牢，許多火柴棒都掉了，實驗現(xiàn)象無法觀察。這么簡單的實驗為什么會不成功呢？通過觀察，我發(fā)現(xiàn)問題出在蠟油上。我們都知道蠟燭燃燒時流下的蠟會在桌上凝固，由于蠟先要熔化成液體，然后滴在鐵絲上，再往上粘火柴。但蠟的凝固時間快，且熔化后粘性不大，因此成功的不多。

在思考用什么來代替蠟油時，我無意中發(fā)現(xiàn)了燒菜用的豬油。豬油凝固后就具有粘性，相比蠟油要先加熱變成液體凝固后再粘火柴棒更加簡便，而且豬油受熱熔化快，實驗所需時間短，現(xiàn)象又明顯。后來我又將火柴棒改為乒乓球，粘在鐵條上，這樣接觸面大，比鐵絲更容易粘貼。實驗中學(xué)生能親眼觀察到豬油受熱慢慢熔化，隨后乒乓球掉落的過程，現(xiàn)象非常明顯。改進后，教學(xué)中每個小組實驗都取得了成功。后來，也有老師在教學(xué)中采用修自行車的黃油、凡士林等替代蠟油，也取得了好的效果。

科學(xué)實驗只有獲得可靠的事實與依據(jù)，學(xué)生才會對科學(xué)產(chǎn)生興趣，并據(jù)此主動的進行科學(xué)探究活動。因此，對于一些只能“偶然”成功的實驗，教師應(yīng)重新進行設(shè)計和改進，化“偶然”為“必然”。

二、化復(fù)雜為簡單

為了追求最佳的教學(xué)效果，我們看到很多老師在實驗中花盡了心思，在材料上也是不斷地推陳出新，以求最大的效益。因而教師準備的材料越來越多，也越來越“新”、“奇”，背離了實驗的初衷。我們的對策是在實驗中適當(dāng)?shù)剡\用減法，化“繁”為“簡”，這樣做反而取得意想不到的的效果。

教科版六上第一單元第四課《輪軸的秘密》的教學(xué)時，我們往往采用的都是螺絲刀來做實驗。為了研究輪越大越省力的問題，有的老師自制了類似“喇叭”的教具（前端小、后端大，并且前端剛好能夠套住螺絲刀的刀柄），不僅準備時不方便、花錢多，而且有一個重要的問題：那就是由于這一材料前端的口徑是固定的，螺絲刀刀柄的大小必須統(tǒng)一，那么教師還要另外為學(xué)生準備好配套的螺絲刀。而另一位教師只是給學(xué)生準備了一塊毛巾，讓學(xué)生把毛巾裹在螺絲刀的刀柄上，增加了輪的直徑，學(xué)生就在實驗中感受到了“輪越大越省力”。

前一位教師對教學(xué)不可謂不用心，在材料的改進上花費了大心思。然而這樣的效果只要一條普普通通的毛巾就能達到了，何不化復(fù)雜為簡單，為教師、為教學(xué)減負呢？

同樣可以化復(fù)雜為簡單的還有教科版小學(xué)科學(xué)五年級下冊《沉和浮》單元第6課《下沉的物體會受到水的浮力嗎》一課，第一個實驗讓學(xué)生設(shè)計下沉的物體受到水的浮力的大小，要求測出這個物體小部分浸入水中、大部分浸入水中和全部浸入水中時受到的浮力大小。

實際教學(xué)中，如果按教材要求進行操作，問題紛至沓來，有的小組不知道“重物怎樣算小部分浸入，大部分浸入”，有的小組反映“測力計的指針只上升了一點點不能讀數(shù)”等問題。原因何在？實驗中我們一般提供的重物是鉤碼。實驗用的鉤碼質(zhì)量為50克，重力約是0.5牛頓，它在水中受到的浮力約是0.1牛頓，而學(xué)生用的測力計的最小刻度一般是0.1牛頓。由于鉤碼高度小，要使一個鉤碼在水中分幾個層次浸入，學(xué)生不易把握，且數(shù)據(jù)在測力計上也很難反映出來，原因在于這個變化在最小刻度0.1牛頓以下。

后來，我把三個干電池用透明膠帶綁成條狀（如圖）。讓學(xué)生把三個干電池看作是一個整體，明確一個浸入水中為“小部分浸入”，兩個為“大部分浸人”，三個浸入水中為“全部浸入”。這樣，學(xué)生容易把握浸入水中的干電池數(shù)，且每浸入水中一個干電池就有了0.45牛的浮力變化，數(shù)據(jù)大效果明顯。三次實驗以后，學(xué)生通過數(shù)據(jù)的觀察與分析后，很輕松地找出了水中物體浮力大小變化的規(guī)律。

所以，化“繁”為“簡”，把復(fù)雜的事情做簡單，是教師在準確把握教材的基礎(chǔ)上追求“簡約”課堂的手段，更是教師智慧的體現(xiàn)。

三、化抽象為直觀

心理學(xué)家魯賓斯坦指出：“任何思維，不論是多么抽象和多么理論的，都是從分析材料開始……”教師可以放手讓學(xué)生自己去發(fā)現(xiàn)規(guī)律、總結(jié)法則，但在這過程中必須提供豐富具體的物質(zhì)載體，作為學(xué)生分析、綜合、比較、抽象、概括的例證。小學(xué)生的思維正處于從具體形象思維向抽象邏輯思維的過渡中，但仍以具體形象思維為主。因此，在教學(xué)中，我們應(yīng)給學(xué)生提供足夠的有結(jié)構(gòu)的材料，獲取具體直觀的實驗事實，從而讓學(xué)生進行有效的科學(xué)探究。

在《光是怎樣傳播的》一課中，教材中安排的實驗是用三張在同一位置打孔

的紙片，排成一排，在后面放一張沒有打孔的白紙做屏，用手電筒照射，觀察光的傳播路線。實際教學(xué)中，學(xué)生能看到三個小孔在一條直線上的紙屏上會出現(xiàn)光點，而沒有在一條直線上的紙屏上不會出現(xiàn)光點。由“光點”得出“直線”，僅憑這些現(xiàn)象就說“光是沿直線傳播的”對學(xué)生來說比較抽象也比較牽強。

如何改進？在一次教學(xué)展示課上，有位教師設(shè)計的實驗有了重大的突破。首先教師將打孔的紙片改為紗網(wǎng)。相比紙片只在最后的屏上留下光點，紗網(wǎng)則每張上都留下了光點。用眼睛看學(xué)生發(fā)現(xiàn)這些光點似乎在同一條直線上。接著教師又給每個組增加了一些紗網(wǎng)，紗網(wǎng)之間的距離變近了，更多更密集的光點通過觀察可以發(fā)現(xiàn)幾乎都是在一條直線上。最后教師利用課件展示如果有更多的紗網(wǎng)和更多的光點，把它們連起來，就形成了一條直線。從而學(xué)生很直觀地看到“光是沿直線傳播的”。接著教師又提供了第二組材料——塑料水管。塑料水管可改變彎曲度，能任意將其變成直管和彎管。學(xué)生通過實驗發(fā)現(xiàn)直管時光能通過管子照射到下面，變成彎管時則不能照射過去，從而進一步深化了“光是沿直線傳播的”這一概念。

《光的傳播》一課，一直是教學(xué)中的難點，因為光的傳播路線看不到，對學(xué)生來說太抽象了。教師通過對實驗的改進，讓抽象的現(xiàn)象變得直觀，突破了教學(xué)難點，從而幫助學(xué)生從簡明具體的現(xiàn)象與事實中清晰地建構(gòu)了科學(xué)概念。

四、化隱性為顯性

在教學(xué)中有的實驗現(xiàn)象不明顯或變化不大，學(xué)生在觀察時很容易忽視。這種情況下如何將隱性的現(xiàn)象轉(zhuǎn)變?yōu)轱@性的現(xiàn)象就顯得尤為重要。

如，五下《熱》單元第5課《金屬熱脹冷縮嗎》一課中，觀察“鋼條受熱后的變化”這一實驗。做下水實驗時發(fā)現(xiàn)這一實驗存在這樣一些問題：1、30厘米長的鋼條加熱后變長變粗所需的時間很長，課堂40分鐘花不起；2、在鋼條未加熱一端釘上大頭針，鋼條受熱膨脹后將大頭針擠歪，效果不明顯，大頭針太緊擠不動；太松本身容易歪。

針對這些問題，我們教研組的老師對實驗進行了改進：用鋁片代替鋼條，把兩塊鋁片連接進電路，鋁片之間留有一條縫隙。給鋁片加熱時，鋁片受熱后向四周膨脹，縫隙消失，接通電路，燈泡亮；加熱停止后，鋁片遇冷收縮，縫隙出現(xiàn)，電路斷開，燈泡滅。因為鋁片的傳熱比鋼條快，既節(jié)省了時間也讓實驗現(xiàn)象變得更加明顯。

在小學(xué)科學(xué)課中，許多現(xiàn)象都是隱性的，如熱傳遞、熱脹冷縮、電流、溫度等等，如何將這些隱性的現(xiàn)象顯性化，從而讓學(xué)生從顯性的現(xiàn)象中獲取事實，解釋事實，這就需要憑借教師的聰明與智慧了。

五、化分散為集中

學(xué)生進行科學(xué)探究需要保證足夠的探究時間。然而教材中有的內(nèi)容一課時要

進行好幾個實驗，這樣很容易將探究的時間與學(xué)生思維割裂開來，不利于學(xué)生進行有效的探究。這時教師就可以根據(jù)內(nèi)容化分散為集中，適時整合實驗，保證探究的時間和探究中學(xué)生思維的延續(xù)性，從而提高探究的效率。

四上《溶解》單元第1課中要求過濾食鹽、沙、面粉三種液體。如果每個小組都進行過濾的話時間來不及，器材一大堆，又擔(dān)心材料過多反而影響了學(xué)生的探究；如果每個組只對一種溶液進行過濾的實驗，學(xué)生不能觀察到三種溶液過濾后的現(xiàn)象，不利于“溶解”這一概念的建構(gòu)，而且從情感上來說學(xué)生總會覺得有點遺憾。

實際教學(xué)中，我把三個過濾漏斗組裝在一個鐵架臺上（如圖），每個組都同時對食鹽、面粉、沙的水溶液進行過濾。通過這一改進，每個學(xué)生都能親手進行過濾實驗的操作，同時對三種液體進行過濾，又節(jié)省了時間。學(xué)生在過濾結(jié)束后通過觀察三張濾紙很明確地得出了面粉像沙子一樣被留在了濾紙上，所以是不能溶解在水中的結(jié)論，同時進一步完善了“溶解”的概念：溶解了的物質(zhì)是不能用過濾的方法分離出來的。

類似實驗分散的內(nèi)容還有《怎樣得到更多的光和熱》一課中分別對不同顏色的紙袋測試溫度，并對不同擺放方式的紙袋測試溫度的高低等，教師都可以進行整合。

某些實驗的集中與整合，不僅使實驗的過程簡明簡約了，更重要的是學(xué)生在實驗中的思維路徑清晰了。這樣做，有利于學(xué)生科學(xué)思維能力的培養(yǎng)與發(fā)展。

結(jié)束語

實驗是小學(xué)科學(xué)的基礎(chǔ)，實驗教學(xué)有利于激發(fā)學(xué)生的興趣，培養(yǎng)學(xué)生的動手能力，又能幫助學(xué)生建構(gòu)科學(xué)概念，掌握科學(xué)研究的基本過程，形成科學(xué)的思維方法。然而只有在科學(xué)實驗的成功開展下，學(xué)生才會對科學(xué)產(chǎn)生興趣，從而主動的進行科學(xué)探究活動。因此教師要在教學(xué)中精于設(shè)計，巧在改進，這一預(yù)設(shè)小學(xué)科學(xué)實驗的雙刃劍，將極大地提高小學(xué)科學(xué)實驗的開展與效率。

【參考文獻】

[1]《科學(xué)（3—6年級）課程標準》（實驗稿） 北京師范大學(xué)出版社 2002.4

[2]《小學(xué)科學(xué)教師專業(yè)能力必修》 喻伯軍 西南師范大學(xué)出版社 2013.6