饒廣榮

【摘 要】隨著科學新教材的推出，以及實驗儀器和實驗室的現(xiàn)代化升級，農村的科學實驗教學也在發(fā)生了一些新的變化。農村小學實驗教學應當立足于激發(fā)學生好奇心和求知欲，提高學生實驗探究的參與度，促進學生對科學概念的建構和完善，為學生的課外探究活動提供有效指導，通過定性向定量實驗的適當轉變，實現(xiàn)農村小學科學課實驗教學的進階。

【關鍵詞】小學科學 實驗教學 定量實驗 教學策略

一、實驗教學在科學教學中的重要性

小學科學實驗中，定性實驗和定量實驗是兩種最常見的類型。就一般意義而言，定性實驗是測定物質的性質，即有或沒有，存在或不存在，是對實驗對象的性質進行描述。而定量實驗是測定物質的性質大小，即有多少，有多強，是對實驗對象數據方面的量化研究。

在科學實驗教學中，做定性實驗和定量實驗，對于學生科學概念的生成具有重要的作用。實驗教學不僅能調動學生的學習興趣，提升學生學習的積極性，而且作為探究性學習中的重要一環(huán)，學生可以在對定性實驗的現(xiàn)象或定量實驗數據的分析中，收集驗證猜想的證據，對科學概念進行自主建構和理解，從而促進學生實驗探究能力和科學思維能力的有效發(fā)展。

二、農村實驗教學中的新變化

（一）實驗室硬件的改善與更新

近些年，科技在民族復興中的作用日益凸顯。各級地方政府對農村小學科學教學的重視程度與日俱增，農村小學科學實驗儀器更新速度也越來越快。農村老舊實驗室逐漸被改造成了極富現(xiàn)代特色的數字化實驗室，配置了許多數字化實驗儀器，如電子天平、紅外線溫度計、帶探頭的電子溫濕度計等。與此同時，也增加了很多的數字傳感器，以及與之相配套的平板或筆記本電腦，如力學傳感器、二氧化碳濃度傳感器、pH值傳感器、心電圖傳感器，等等，這些數字化設備為農村實驗教學進階提供了硬件基礎，為科學教學中定性實驗和定量實驗的展開提供了載體，轉變了實驗結果和數據的呈現(xiàn)方式和形式，使學生的科學學習更為直觀。

（二）新教材中實驗教學設計的新思路

近年來，新儀器和新設備在科學實驗教學中得到了廣泛的運用。新教材對傳統(tǒng)實驗教學的活動設計改進，充分體現(xiàn)了由定性向定量實驗適當轉變的新思路，為農村小學科學課實驗教學進階指出了一條新路，為基礎改革的發(fā)展提供了可能。

例如，在教學三年級上冊“空氣有質量嗎”一課時，學生先用手感覺癟的保鮮袋和裝滿空氣的保鮮袋的質量差異，通過實驗，學生發(fā)現(xiàn)兩者前后的質量根本沒有什么變化，這便引發(fā)學生對空氣有無質量的猜想。接著借助一些材料，引導學生設計一個簡易天平，將兩只充了氣的氣球放置在用細線吊起的細桿兩端，并使之平衡。然后將其中一只氣球的氣放掉，比較放氣前后細桿平衡情況的變化，從而得出空氣是有質量的這一結論。這是一個典型的定性實驗，在以往的教材中這個實驗探究就到此為止了，但學生的好奇心并未得到滿足，他們還想知道空氣的質量到底是多少，能不能稱量出來？基于此，新教材對定性向定量作出了轉變與調整，教材中指導學生學習電子天平的使用方法，并稱量記錄幾個常見物品的質量，其數據可精確到小數點后兩位。接著，教師出示癟的皮球提問：它的質量是多少？如果往皮球里打15下氣，質量會變成多少？如果再打25下、35下質量又分別變成多少？讓學生在小組中稱量并記錄每次的數據，最后利用數據計算出打入不同次數空氣的質量，并與先前所測身邊物品的質量相比較，通過數據的分析發(fā)現(xiàn)空氣其實是一種質量很輕的物質，見下頁圖1。

這又是一個典型的定量實驗，使學生在建構空氣有質量這一概念時，不僅依托定性實驗中的現(xiàn)象分析，而且還可以與定量實驗中的精確數據建立起聯(lián)系，體現(xiàn)了由定性實驗向定量實驗的適當轉變。

三、對農村實驗教學進階的新探索

筆者基于教學實踐，以及對新教材先行課的學習體會，認為定性向定量實驗適當的轉變，實現(xiàn)了農村實驗教學進階的新探索。

（一）利用定性向定量實驗的適當轉變，激發(fā)學生的學習興趣

小學生對周圍世界具有強烈的好奇心和求知欲，這種好奇心和求知欲是推動學生科學學習的內在動力。利用定性向定量實驗的適當轉變，去激發(fā)學生的好奇心和求知欲，可以更好地激發(fā)學生的學習興趣，引導學生主動探究。

例如，在五年級上冊先行課“熱對流”的教學中，教師先出示一套裝置，一根裝有大半管水的試管被固定在鐵架臺上，在試管中部偏下的位置有一盞酒精燈。接著，教師用幻燈標注水里離加熱點距離差不多的A、B兩點，讓學生猜想加熱一會兒之后，兩點溫度會怎樣，很多學生依據上節(jié)課學到的熱傳導知識，判斷兩點溫度會升到差不多高。然后教師讓兩個學生用紅外線溫度計測了加熱前A、B兩點的水溫，隨后點燃酒精燈加熱了一會兒，在熄滅酒精燈后，又同時測了加熱后兩點的水溫，并將兩次數據都用希沃展示在大屏上。通過所測數據發(fā)現(xiàn)A點溫度從25℃上升到34℃ ，而B點的水溫幾乎沒變，如圖2。

與傳統(tǒng)的將試管上部的水燒沸，讓學生摸試管底部的水溫的定性實驗不同，這樣的實驗設計更能引起認知沖突，點燃更學生的好奇心和求知欲，使他們能積極主動地投入后續(xù)的探究活動中。

（二）利用定性向定量實驗的適當轉變，提高學生的參與度

俗話說：“聽，會忘記；看，能記住；做，才能理解?！毙W科學作為一門實踐性課程，讓更多的學生通過親歷實驗，獲得真實的實驗數據，并以此作為最有力的證據，獲得自己的科學發(fā)現(xiàn)，切身感受科學探究的樂趣，這將是學生在課堂上最大的成功與收獲。同時，也體現(xiàn)出面向全體學生，突出學生主體地位的教學理念。

例如，在五年級上冊“物體的傳熱本領”的教學中，有比較不同材料傳熱快慢的實驗探究活動，教材中提供的實驗方法是先用凡士林分別在5種材料棒上粘一顆珠子，再把它們放入盛有熱水的燒杯中，接著觀察材料棒上珠子脫落的先后順序，這是一個由現(xiàn)象到結論的定性實驗。但先行課的教師卻大膽創(chuàng)新，先出示不同材料制成的小棒，引導學生設計如何相對公平地通過實驗比較它們傳熱的快慢，學生通過討論，只是提出用手感覺小棒頂端熱度的不同來作為判斷的依據。教師又出示了一個帶探頭的電子溫度計，并將探頭用膠帶固定在不同小棒頂端的相同位置，提示學生實驗時先讀出放入熱水前的溫度，再同時往燒杯中倒入熱水，倒計時兩分鐘后讀出不同材料在小棒上的溫度。

這樣就將定性實驗轉變成可以獲取準確溫度變化的定量實驗。既降低了教師課前實驗準備的難度，又為更多學生提供了動腦動手做實驗的機會，使每一組學生都能獲取不同材料傳熱時溫度變化的數據，有效提升了學生的實驗探究能力。

（三）利用定性向定量實驗的適當轉變，促進學生對科學概念的建構和完善

現(xiàn)代學習理論認為，學生是知識的建構者，他們只能理解和運用依據自己已有的知識建構的概念。利用定性向定量實驗的適當轉變，可以促進學生對科學概念的建構和完善。

例如，在上文提到的“物體的傳熱本領”一課的教學中，學生通過展示各組記錄的溫度數據，對不同材料的傳熱快慢進行排序，然后將傳熱快的材料分為一類，傳熱慢的分為另一類，使學生能自主建構熱的良導體和熱的不良導體的概念。

再如，在教學三年級上冊“人的呼吸”一課時，在比較我們吸進的空氣和呼出的氣體有什么不同的實驗探究活動中，教師引導學生用注射器分別往裝有空氣和呼出氣體的保鮮袋里注入10毫升澄清的石灰水，再用力晃一晃，發(fā)現(xiàn)呼出氣體的袋子內石灰水變渾濁了，說明呼出的氣體中二氧化碳變多了。通過這個定性實驗，學生雖能建構起空氣中的氧氣和體內的二氧化碳在肺部交換的概念，但很多學生會產生空氣中的氧氣全部被體內的二氧化碳替換掉的錯誤認識。

鑒于此，筆者增設了一個測定教室中空氣和呼出氣體中二氧化碳濃度的定量實驗，利用二氧化碳濃度傳感器連接到筆記本電腦，通過特定的測量軟件很快測量出兩種氣體中的二氧化碳濃度數值，通過數據的比較，使學生之前建構的概念得以修正完善。

（四）借助定性向定量實驗轉變的新思路，為學生的課外探究活動提供有效指導

小學科學課程注重學生探究能力的培養(yǎng)，探究活動不僅在課堂，更要延伸到課外，要善于發(fā)現(xiàn)和提出與生活息息相關的科學問題，并嘗試用科學方法和科學知識來解決。借助定性向定量實驗轉變的新思路，可以為學生的課外探究活動提供有效指導。

例如，學生發(fā)現(xiàn)很多教師喜歡帶著“小蜜蜂”上課，有的音量還調得很大，連隔壁班的學生都能聽到，這樣對學生的聽力是否會產生影響，有幾個學生準備對這一情況作調查研究。

他們除了通過調查問卷了解情況，還在教師的指導下借助音量傳感器設計定量實驗，測量用“小蜜蜂”上課時在教室的不同位置音量大小的數值，發(fā)現(xiàn)當“小蜜蜂”擴音器的音量調到較大時，面向小音箱方向較近的位置音量數值大，會特別吵，并依據調查和實驗數據對“小蜜蜂”的使用提出了合理的建議。

【參考文獻】

[1]劉恩山.義務教育小學科學課程標準解讀[M].北京：高等教育出版社.2017.

[2]曾寶俊， 王天峰.小學科學教師入門十課[M].北京：化學工業(yè)出版社.2019.