〔摘 要〕 科學(xué)實(shí)驗(yàn)是科學(xué)教學(xué)的關(guān)鍵部分，學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)可以在理解相關(guān)內(nèi)容的基礎(chǔ)上熟練掌握科學(xué)知識(shí)。小學(xué)科學(xué)教師要積極轉(zhuǎn)變教學(xué)理念，適時(shí)優(yōu)化和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)器材，使其能夠成為一種重要的輔助工具，從而提高課堂教學(xué)質(zhì)量和效率。本文分析了小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)器材使用中存在的問(wèn)題，提出了優(yōu)化和改進(jìn)實(shí)驗(yàn)器材的策略。

〔關(guān)鍵詞〕 小學(xué)科學(xué)；實(shí)驗(yàn)器材；改進(jìn)

〔中圖分類號(hào)〕 G424 〔文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼〕 A 〔文章編號(hào)〕 1674-6317 （2024） 22 073-075

小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)面臨著諸多問(wèn)題。例如：實(shí)驗(yàn)器材不能很好滿足不同版本教材的需求，會(huì)嚴(yán)重影響課程教學(xué)的實(shí)際效果；一些實(shí)驗(yàn)器材有一定的操作難度，無(wú)法獲得較明顯的實(shí)驗(yàn)結(jié)果；分組合作難度較大，對(duì)于層次不同的學(xué)生，探究活動(dòng)不能滿足其實(shí)驗(yàn)需求；等。這些問(wèn)題均對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的興趣和課堂學(xué)習(xí)進(jìn)度造成較大影響，為此，探尋改進(jìn)和創(chuàng)新小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)器材的有效策略，以保證操作的可行性和實(shí)驗(yàn)效果，具有重要意義。

一、科學(xué)實(shí)驗(yàn)器材使用中存在的問(wèn)題

（一）器材易用性較低

許多實(shí)驗(yàn)操作都要求謹(jǐn)慎小心，稍有不慎便可能導(dǎo)致失誤。小學(xué)生受年齡制約，尚不能完成精細(xì)的操作，并對(duì)許多器材無(wú)法完成獨(dú)立操作。如把多枚回形針懸掛于磁鐵下的實(shí)驗(yàn)，手抖導(dǎo)致磁鐵晃動(dòng)，會(huì)碰落回形針，易用性較差。

（二）器材操作難度較大

在新課程改革的大背景下，小學(xué)科學(xué)教材也隨之改版，原本中5～6年級(jí)的實(shí)驗(yàn)開始出現(xiàn)在1～2年級(jí)的課程中。例如，三年級(jí)上冊(cè)中多次提到的火柴點(diǎn)火實(shí)驗(yàn)，就因?yàn)?～2年級(jí)學(xué)生的畏懼等因素，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)難度大增。

（三）器材使用受眾面較小

實(shí)驗(yàn)通常分為分組實(shí)驗(yàn)和演示實(shí)驗(yàn)，有些學(xué)生可以單獨(dú)完成實(shí)驗(yàn)操作。但不管是對(duì)教師還是對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)，實(shí)驗(yàn)器材制作難度都相對(duì)較大。如果制作方法相對(duì)簡(jiǎn)單，則會(huì)大大提高學(xué)生的探究興趣，提高學(xué)習(xí)效率。

二、科學(xué)實(shí)驗(yàn)器材的改進(jìn)方法

（一）把不同實(shí)驗(yàn)器材組合起來(lái)，使實(shí)驗(yàn)便于操作

在小學(xué)實(shí)驗(yàn)課上，學(xué)生由于對(duì)部分操作的了解程度相對(duì)較低，在實(shí)驗(yàn)課之前普遍存在一定的疑慮。因此，如何讓操作更為簡(jiǎn)易，已經(jīng)成為必須解決的關(guān)鍵問(wèn)題?；诓煌瑢?shí)驗(yàn)在解決方法上的不同，教師在實(shí)際工作中，應(yīng)盡可能打破實(shí)驗(yàn)器材的限制，盡可能應(yīng)用小學(xué)生熟悉的器材，并對(duì)不同實(shí)驗(yàn)材料進(jìn)行靈活搭配，進(jìn)而制作出新的器材，以此在保障實(shí)驗(yàn)時(shí)間的同時(shí)，更好地發(fā)揮不同器材的作用。

以三年級(jí)上冊(cè)“空氣”單元中“把針筒的空氣壓縮實(shí)驗(yàn)”為例：學(xué)生在實(shí)際操作過(guò)程中，可以一只手將出氣端抵住，隨后將杯子分別在開孔以及不開孔的情況下，倒扣入水進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。在實(shí)際開展針筒實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，由于空氣的不斷壓縮，學(xué)生抵住針筒的一端勢(shì)必會(huì)因痛感而未能將針口壓住，導(dǎo)致漏氣，進(jìn)而給人一種空氣過(guò)度壓縮的假象，這會(huì)在很大程度上影響最終結(jié)果的準(zhǔn)確度。在此過(guò)程中，可以通過(guò)使用橡膠帽堵住針口的方式實(shí)現(xiàn)解決問(wèn)題的目的。另外一個(gè)實(shí)驗(yàn)則是通過(guò)應(yīng)用橡膠帽將杯底的小孔完全堵住，如果第一個(gè)實(shí)驗(yàn)挪用這個(gè)橡皮塞，便可倒置針筒，用桌面直接把針口抵住。這樣不僅能保證實(shí)驗(yàn)更準(zhǔn)確，還能激發(fā)學(xué)生的探究興趣。

再如，學(xué)習(xí)“讓小車動(dòng)起來(lái)”一課時(shí)，需要用到墊圈。該實(shí)驗(yàn)需要通過(guò)對(duì)比三種不同的情況，在三次實(shí)驗(yàn)中需要成倍增加墊圈數(shù)量，才能得出數(shù)據(jù)明顯變化的情況，因此便給實(shí)驗(yàn)帶來(lái)了一定難度——墊圈太多很難同時(shí)懸掛，而且也無(wú)法尋找數(shù)量較多的墊圈進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)。因?yàn)閷?shí)驗(yàn)只在第一次需要逐漸增加數(shù)量，第二次和第三次只需增加倍數(shù)即可，因此不一定非得用墊圈。根據(jù)實(shí)際情況，我們可以用吸鐵石代替，其可以在用回形針做的鉤子上直接吸住，并且找到一種一枚重量等于8個(gè)墊圈重量的圓形吸鐵石，每組分幾個(gè)吸鐵石便可完成實(shí)驗(yàn)。

（二）尋找適合人人均可獨(dú)立完成的實(shí)驗(yàn)材料

科學(xué)實(shí)驗(yàn)一般包括分組實(shí)驗(yàn)和演示實(shí)驗(yàn)，但也有部分實(shí)驗(yàn)適合獨(dú)自完成。換言之，只要有充足的器材，一些實(shí)驗(yàn)無(wú)須幾個(gè)人一組，完全可以獨(dú)立完成，主要制約因素便是缺乏足夠的器材。有的在課上無(wú)法有效完成的實(shí)驗(yàn)需要學(xué)生帶回家做，這時(shí)保持人手一套器材就極為重要。超市貨物種類齊全，只要用心，每位學(xué)生都可以尋找到適合自己的實(shí)驗(yàn)器材。

例如，在學(xué)習(xí)降水量相關(guān)內(nèi)容時(shí)，不一定正好能碰上下雨天，而且即便碰到雨天，也不能進(jìn)行一天實(shí)際降水量的測(cè)量?；诖?，可在課堂上進(jìn)行降水模擬實(shí)驗(yàn)，而要想達(dá)到實(shí)驗(yàn)的效果，就必須提前做好相應(yīng)的準(zhǔn)備。而且，需要學(xué)生提前在家中做好相關(guān)準(zhǔn)備，隨后在課堂上直接進(jìn)行實(shí)驗(yàn)結(jié)果的反饋。在此過(guò)程中，學(xué)生必須提前準(zhǔn)備好不同口徑的雨量器。在準(zhǔn)備雨量器的過(guò)程中同樣有許多需要注意的問(wèn)題，例如底部平整、上下口一致。而要想實(shí)現(xiàn)此目的，學(xué)生可以尋找盛棉簽的盒子、牙簽盒子或者彩筆的蓋子等直筒容器，確保其底部平整。由此，很容易找到不同類型的容器，隨后貼上刻度條，從而制成簡(jiǎn)單的雨量器。照此標(biāo)準(zhǔn)讓學(xué)生去超市尋找合適的實(shí)驗(yàn)器材，不僅能夠激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，還能培養(yǎng)學(xué)生的探究意識(shí)。

再如，學(xué)習(xí)“空氣占據(jù)空間”內(nèi)容時(shí)，其中一個(gè)實(shí)驗(yàn)為：把長(zhǎng)短不同的兩根管子插入一個(gè)瓶子中，兩根分別在水面上和水面下，分別從兩頭吹氣，得到的結(jié)果也不相同。在課堂做這個(gè)實(shí)驗(yàn)時(shí)一般是教師做演示，讓學(xué)生觀察，不會(huì)讓學(xué)生獨(dú)立或分組實(shí)驗(yàn)。由于要自己制作器材，并且需在瓶蓋上開只能插入吸管的兩個(gè)孔，還要保證其氣密性，所以制作相對(duì)較難，而超市里盒裝酸奶正好能解決此問(wèn)題。通過(guò)預(yù)留的小孔，吸管可以輕松地插入其中，而此時(shí)包裝本身的氣密性并沒(méi)有受到影響。隨后，可以喝掉一半酸奶，然后拔出一部分吸管，再用一根牛奶盒上的彎頭吸管插入底部，彎頭伸向前，這樣從原來(lái)的吸管吹氣，彎頭吸管便會(huì)噴出乳酸奶。該試驗(yàn)每個(gè)學(xué)生均能在家單獨(dú)完成，可較大程度地提高學(xué)生探究知識(shí)的興趣，而且實(shí)驗(yàn)器材成本較低，每個(gè)學(xué)生都能參與。

（三）在白紙上做好標(biāo)記，使實(shí)驗(yàn)具有可視性

小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)所選擇的實(shí)驗(yàn)器材不僅需要保證操作的便利性，還要確保觀察的便利性。許多實(shí)驗(yàn)在開始之前，都應(yīng)該提前依照距離以及位置做好器材的擺放工作，而且因?yàn)槟挲g的制約，小學(xué)生的細(xì)微操作以及觀察能力都相對(duì)較差，在操作中難免會(huì)由于主觀意識(shí)而出現(xiàn)失誤，從而對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性造成影響。

例如，二年級(jí)“紙的承重”實(shí)驗(yàn)，一般是用兩本詞典把紙條架起，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中要求兩本詞典保持相同的間距，教材中對(duì)兩本詞典間距的定位是中間可以再插入一本詞典。實(shí)際上，在該實(shí)驗(yàn)中可以準(zhǔn)備一張白紙，上邊有兩個(gè)打印好的方框，實(shí)驗(yàn)時(shí)要求學(xué)生按照方框的位置和距離與詞典相對(duì)應(yīng)即可。這樣，用標(biāo)記的白紙便能使承重跨度定位問(wèn)題得到解決，而且便于學(xué)生觀察其改變情況，還培養(yǎng)學(xué)生積極觀察的實(shí)驗(yàn)意識(shí)。六年級(jí)“形狀與結(jié)構(gòu)”中也有諸如此類的實(shí)驗(yàn)，均可采用這種實(shí)驗(yàn)方法，把刻度打印好，可直接用來(lái)定量。

又例如，在二年級(jí)“磁鐵的兩極”相關(guān)內(nèi)容的教學(xué)中，在實(shí)際開展磁鐵不同部位磁性實(shí)驗(yàn)時(shí)，可以將一個(gè)條形磁鐵排成一排并推動(dòng)5個(gè)回形針進(jìn)行平行推動(dòng)。在此過(guò)程中，應(yīng)該秉承先觀察后吸引的順序展開。在操作時(shí)，可以將5個(gè)回形針依照左右相同的曲線排列成一條直線，而且在此過(guò)程中，需要將磁鐵的兩極與頭尾相互對(duì)齊，同時(shí)磁鐵必須保證平行推進(jìn)。這一系列要求均挑戰(zhàn)著二年級(jí)學(xué)生的操作能力，而且學(xué)生也無(wú)法準(zhǔn)確分辨出是否擺直了。如果我們直接取一張白紙，按照相同的距離打印好每個(gè)回形針的位置以及磁鐵的位置，并按照一定的間距在中間畫上許多條平行線，這樣學(xué)生便可以根據(jù)輔助線擺放和操作器材，操作的準(zhǔn)確性也會(huì)大大提高。

（四）動(dòng)手改造適宜學(xué)生使用的易復(fù)制器材

在改進(jìn)實(shí)驗(yàn)器材時(shí)，創(chuàng)新相對(duì)較難。在創(chuàng)新過(guò)程中要降低成本，還要保證其他教師看后也能自己制作，還要適合廣大學(xué)生使用。在小學(xué)實(shí)驗(yàn)器材改進(jìn)的比賽中，就有許多令人驚嘆的優(yōu)秀作品出現(xiàn)。但是，許多教具制作成本較高，制作起來(lái)費(fèi)時(shí)費(fèi)力，且只能用于演示實(shí)驗(yàn)，幾乎不可能大量制作出來(lái)讓學(xué)生使用。所以，我們?cè)诟倪M(jìn)實(shí)驗(yàn)器材時(shí)要以易復(fù)制、低成本和能廣泛使用為方向。以下筆者介紹一種曾經(jīng)指導(dǎo)學(xué)生制作的易拉火柴盒實(shí)驗(yàn)器材。

在科學(xué)實(shí)驗(yàn)中，需要用到點(diǎn)火的地方較多，盡管打火機(jī)使用相對(duì)容易，但考慮到安全因素等，實(shí)驗(yàn)中點(diǎn)火器材仍然提倡使用火柴。隨著新課改的不斷推進(jìn)，三年級(jí)上冊(cè)出現(xiàn)了許多次需要點(diǎn)火的實(shí)驗(yàn)。三年級(jí)學(xué)生不管是身體還是心智均未發(fā)育成熟，火柴點(diǎn)火對(duì)于這個(gè)年齡段的學(xué)生來(lái)說(shuō)挑戰(zhàn)較大，而且許多學(xué)生怕火，火柴不容易劃，且越劃不著對(duì)火的恐懼會(huì)越大。使用易拉火柴盒，每個(gè)學(xué)生最多嘗試一兩次便能把火柴點(diǎn)燃。這種簡(jiǎn)單的方法，還能使學(xué)生克服對(duì)火的恐懼，提高實(shí)驗(yàn)操作的積極性。

具體操作方法：將火柴用兩張磷片包夾住，隨后用力地往外拉，由此火柴就能夠被輕松點(diǎn)燃。原理：長(zhǎng)期以來(lái)所使用的火柴盒都是在兩側(cè)分布磷片，但在實(shí)際應(yīng)用中只能使用一面來(lái)劃火柴。在此過(guò)程中，要想順利點(diǎn)燃火柴，應(yīng)以恰當(dāng)?shù)乃俣?、力度以及角度才能順利點(diǎn)燃。而易拉火柴盒的設(shè)計(jì)是通過(guò)將兩側(cè)的磷片放置到一起，使用過(guò)程中由于是兩張磷片同時(shí)夾住，角度以及力度的限制也隨之被降低。這種操作相當(dāng)于將點(diǎn)火器材簡(jiǎn)化，而且能夠充分激發(fā)學(xué)生的探究興趣，很多原本沒(méi)有興趣的學(xué)生，興趣也被點(diǎn)燃了。此類點(diǎn)火器材的設(shè)計(jì)，只需對(duì)傳統(tǒng)火柴盒的磷片位置加以改變，整體成本較低而且實(shí)際應(yīng)用相對(duì)簡(jiǎn)單。學(xué)生針對(duì)點(diǎn)火過(guò)程進(jìn)行操作，使器材本身的受歡迎程度以及最終的實(shí)用效果都得到很大提高。

三、結(jié)語(yǔ)

小學(xué)實(shí)驗(yàn)是學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的重要基礎(chǔ)，各類易獲取、易觀察和易操作的實(shí)驗(yàn)器材更是提高學(xué)習(xí)效果的必要條件。教師在開展小學(xué)科學(xué)課程教學(xué)時(shí)，必須充分發(fā)揮自身的創(chuàng)造力，針對(duì)實(shí)驗(yàn)器材進(jìn)行科學(xué)、合理地改進(jìn)。這不僅能提升學(xué)生參與的積極性，還能讓學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)更好地感悟?qū)W習(xí)科學(xué)課程的重要性，從而更好地達(dá)到素質(zhì)教育的基本要求。

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