蔡紅聰

【摘 要】科學(xué)實驗是開展探究性學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容和方式。但學(xué)生在科學(xué)實驗過程中，往往會出現(xiàn)偏差，從而導(dǎo)致實驗現(xiàn)象達不到預(yù)期效果的狀況，要切實改變這一狀況，教師應(yīng)按照課程標準和教材指明的方向，牢牢把握科學(xué)性、可操作性、直觀性，創(chuàng)造性地選擇和使用實驗材料，為學(xué)生提供最合適的實驗探究的條件，讓實驗現(xiàn)象明顯直觀，提高課堂教學(xué)效益。

【關(guān)鍵詞】實驗材料；科學(xué)性；可操作性；直觀性

《義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標準（2017年版）》（以下簡稱《課程標準》）指出，學(xué)生的科學(xué)學(xué)習(xí)要以探究為核心。而科學(xué)實驗又是學(xué)生開展探究性學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容和方式。實驗設(shè)計，可以發(fā)展學(xué)生的思維；實驗操作，可以培養(yǎng)學(xué)生的動手能力、觀察能力和分析能力?？墒?，科學(xué)實驗又是教師較難掌控，受不確定因素影響最多的環(huán)節(jié)之一。學(xué)生在實驗過程中往往會出現(xiàn)偏差，導(dǎo)致實驗現(xiàn)象達不到預(yù)期，使課堂陷入困境的狀況。如何解決科學(xué)實驗的偏差問題，提高課堂探究效率，是每個科學(xué)教師首要考慮的問題。

一、實驗材料要具有科學(xué)性，貼近學(xué)生生活

大部分實驗教學(xué)內(nèi)容并不是孤立的，在知識與能力等方面與單元教學(xué)內(nèi)容有著緊密的聯(lián)系。教師在設(shè)計教學(xué)方案時，應(yīng)權(quán)衡單元甚至小學(xué)階段所有的教學(xué)內(nèi)容結(jié)構(gòu)。因為學(xué)生的發(fā)展不是一蹴而就的，是螺旋上升的。教師在組織實驗教材時，應(yīng)盡可能選取學(xué)生身邊的、熟悉的、結(jié)構(gòu)性強的材料，實驗設(shè)計也應(yīng)貼近學(xué)生的生活實際。

如教科版六年級上冊“形狀與結(jié)構(gòu)”單元《抵抗彎曲》一課，教材提供了兩個實驗，意在通過實驗對比，讓學(xué)生知道增加梁的寬度和厚度可以提升梁的抗彎曲能力。實驗采用了紙張黏合增加材料厚度的辦法來證實紙梁厚度與抗彎曲能力的關(guān)系。但問題是，這種辦法并不科學(xué)。用膠水把幾張相同的紙張粘在一起，雖然增加了厚度，但材料已經(jīng)不是單純的紙了，因為任何黏合劑都會改變材料的質(zhì)，改變材料的硬度，從而影響材料的抗彎曲能力，造成實驗結(jié)果的偏差。

也有教師采用改變材料組合方式的辦法，即折合卡紙的方法。但這種方法同樣不科學(xué)。因為將一張較寬的紙對折后，折痕位置的硬度相應(yīng)增加了，與中間及另一邊形成較明顯的差異。顯然，這樣的模擬是沒有科學(xué)性的，也是經(jīng)不起推敲和檢驗的。

要保證這個實驗的科學(xué)性，應(yīng)采用相同原料、相同制作工藝、相同大小的紙張進行疊加，以體現(xiàn)紙梁厚度的增加。當然，準備這類實驗材料也不是難事，只要到規(guī)模較大的文具店就能買到。只有這樣，才能把科學(xué)實驗的科學(xué)性根植于學(xué)生幼小的心靈中。

二、實驗材料要具有可操作性，方便學(xué)生實驗

教師在準備實驗材料時，應(yīng)根據(jù)實驗?zāi)繕藙?chuàng)造性地使用材料，以避免導(dǎo)致實驗偏差的因素，使學(xué)生的實驗探究活動順利開展，達到預(yù)期效果。

如教科版六年級上冊“生物多樣性”單元《原來是相互關(guān)聯(lián)的》一課，要完成“紡錘形體型的魚與水的阻力之間的關(guān)系”實驗。教材提供的實驗設(shè)計是：通過模擬實驗，將紡錘形體型的魚和其他體型的魚進行在水中前進速度的對比。該實驗?zāi)康拿鞔_，旨在通過模擬實驗得出“紡錘形體型有利于魚在水中前進”的結(jié)論，從而引導(dǎo)學(xué)生進一步探究“不同環(huán)境中的動物會具有與環(huán)境相適應(yīng)的身體特征”。按照教材提供的實驗提示，首先要尋找到一種不易被水浸濕的紙質(zhì)材料，這比較困難。其次，就算能找到一種理想的紙質(zhì)材料，折出各種形狀的“紙魚”，對比實驗的變量也難以控制，尤其是推力的大小。因為無論是用嘴吹水面上的“紙魚”，還是用手推“紙魚”，都無法保證推力的大小是相同的。從而造成模擬實驗所觀察到的現(xiàn)象達不到預(yù)期目標的結(jié)果。

實驗要想達到預(yù)期目標，教師必須親自做“下水”實驗，根據(jù)實際需要，為學(xué)生提供合適的實驗材料或者改進實驗材料，使其具有可操作性。同時，完善實驗設(shè)計，給予學(xué)生適時指導(dǎo)。這樣，才能減少不可控的干擾因素，方便學(xué)生觀察到更明顯的實驗現(xiàn)象。

如針對上述案例中出現(xiàn)的問題，教師采用實木做成“木魚”代替“紙魚”。“木魚”與真實的魚密度接近，又可以懸浮在水中，能科學(xué)地模擬魚在水中的運動，況且實木加工成魚形比較方便，還能反復(fù)使用。為了保證推動“木魚”前進的力量是相同的，教師先選擇一只透明的塑料飲料瓶，將上部割去，盛滿水，然后兩手握住兩條不同形狀的“木魚”，在距離水面同樣的高度處同時放手，讓這兩條“木魚”在重力的作用下同時進入水中。學(xué)生就能透過塑料瓶清楚地比較哪一條“木魚”在水中游得更快更遠（潛得更深）。教師把用手推“木魚”前進改為利用自身重力推動“木魚”前進，使原來的實驗中最難控制的因素——“保持推力大小的一致”得以一舉突破。

三、實驗材料要凸顯直觀性，方便學(xué)生觀察

《課程標準》明確指出：“本次課程改革以培養(yǎng)小學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)為宗旨，積極倡導(dǎo)讓學(xué)生親身經(jīng)歷以探究為主的學(xué)習(xí)活動，培養(yǎng)他們的好奇心和探究欲，發(fā)展他們對科學(xué)本質(zhì)的理解，使他們學(xué)會探究解決問題的策略，為他們終身的學(xué)習(xí)和生活打好基礎(chǔ)。”如果學(xué)生在課堂教學(xué)中不能觀察到明顯的實驗現(xiàn)象，就無法取得良好的探究效果，學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)也無法落實。

以教科版五年級上冊“地球表面及其變化”單元《地球表面的地形》一課為例，該課主要有兩個活動，一是交流“看到過的地形”， 描述常見地形的特點，形成地形的基本概念；二是“觀察地形圖”，能指認各種地形，了解地球表面及祖國的地形特點。某教師設(shè)計了如下實驗：在一塊三夾板上鏤刻出中華人民共和國的地圖，用不同顏色的橡皮泥代表不同的地形，紅色代表高原，綠色代表丘陵和平原，橙色和黃色分別代表山地、盆地等。教師要求學(xué)生根據(jù)我國地形特點，用不同顏色的橡皮泥進行填充，制作出橡皮泥版的“中國地形圖”。由于橡皮泥質(zhì)地柔軟、色彩鮮艷、可塑性強，非常適合學(xué)生動手操作。學(xué)生在操作過程中，能根據(jù)已經(jīng)掌握的中國地形知識進行填充，如學(xué)生用紅色的橡皮泥填充在青藏高原，且特意堆積得比較高，而對東北、華北、華中、華南等丘陵和平原地區(qū)，則用薄薄的綠色橡皮泥平鋪，比較直觀地反映出我國地形西高東低的特征。這個實驗極大地激發(fā)了學(xué)生探究的積極性，人人動手操作，且在整個操作過程中不斷比照，反復(fù)修正，直至正確為止。教師所選用的實驗材料——橡皮泥，巧妙地將比較抽象的概念直觀呈現(xiàn)，有利于學(xué)生進行科學(xué)探究，有利于學(xué)生觀察比較，也有利于實驗結(jié)果的展示和評價。實驗材料的直觀性，使得實驗取得了意想不到的教學(xué)效果。

要想給科學(xué)教學(xué)插上騰飛的翅膀，教師要按照《課程標準》指明的方向，牢牢把握科學(xué)性、可操作性、直觀性，創(chuàng)造性地選擇和使用實驗材料，為學(xué)生提供最合適的實驗探究的條件，讓實驗現(xiàn)象明顯直觀，提高課堂教學(xué)效益。只有這樣，學(xué)生才能正確掌握科學(xué)概念，培養(yǎng)勇于探索的創(chuàng)新精神，形成良好的科學(xué)素養(yǎng)。

（浙江省慈溪市周巷鎮(zhèn)杭州灣小學(xué) 315300）