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小學(xué)科學(xué)實(shí)驗教學(xué)改進(jìn)與創(chuàng )新論文
小學(xué)生對新事物具有強烈的好奇心與求知欲，小學(xué)時(shí)期是培養科學(xué)素養的黃金時(shí)期�？茖W(xué)素養的培養離不開(kāi)科學(xué)探究，故作為科學(xué)探究主要過(guò)程和重要方法的科學(xué)實(shí)驗，受到越來(lái)越多科學(xué)教育者的重視。作為小學(xué)科學(xué)教育的一線(xiàn)教師，筆者結合教學(xué)中的幾個(gè)案例，闡述對科學(xué)實(shí)驗改進(jìn)與創(chuàng )新的實(shí)踐的幾點(diǎn)思考。
一、實(shí)驗材料創(chuàng )新———化抽象為直觀(guān)。
材料是科學(xué)實(shí)驗的必要條件，但在教學(xué)中經(jīng)常出現教師準備的材料在實(shí)驗中并不適用的情況，有時(shí)現象不明顯達不到實(shí)驗的目的，有時(shí)甚至還會(huì )產(chǎn)生“偽現象”。小學(xué)生的思維特點(diǎn)以直觀(guān)形象為主，一些抽象的實(shí)驗現象難以在實(shí)驗中直接觀(guān)察，需要借助更為科學(xué)有效的實(shí)驗材料幫助學(xué)生進(jìn)行觀(guān)察、思考。因此實(shí)驗前教師要預先根據學(xué)情研究教材，細心考慮實(shí)驗過(guò)程的每一個(gè)環(huán)節，精選有利于實(shí)驗的好材料。以《熱是怎樣傳遞的》一課為例。教材中安排了三個(gè)探究實(shí)驗：
1、用手觸摸一端浸在熱水中的金屬棒；
2、酒精燈加熱掛有蠟粘火柴的鐵絲；
3、從不同位置加熱涂蠟的金屬圓盤(pán)。
教師引導學(xué)生通過(guò)觀(guān)察火柴下落的順序和加熱后的熔蠟變化，推斷熱傳導的過(guò)程和方向。教材在實(shí)驗材料的選擇上已經(jīng)給我們提出了思路———將抽象現象通過(guò)實(shí)驗材料的改進(jìn)轉化成容易觀(guān)察到的直觀(guān)現象。但用蠟粘貼火柴耗時(shí)費力，不易取換、調整，實(shí)驗方案單一。針對這個(gè)不足，筆者把火柴換成大小相等的蠟燭環(huán)，將鐵絲換成金屬棒，將蠟燭環(huán)等距離套在金屬棒上，這樣蠟燭環(huán)取換、調整方便，學(xué)生可以自主設計不同的實(shí)驗方案，實(shí)驗中蠟燭環(huán)掉落的次序也更為明顯。實(shí)驗3中由于蠟是半透明物質(zhì)，加熱融化后的現象并不明顯，效果不佳，筆者則用變溫油墨來(lái)代替蠟，加熱后油墨顏色變化明顯，方便學(xué)生進(jìn)行觀(guān)察和思考。
二、實(shí)驗教具創(chuàng )新———化模糊為清晰。
小學(xué)科學(xué)以實(shí)驗探究為教學(xué)的基本手段，但實(shí)驗室中的實(shí)驗器材有限，有時(shí)并不適合當地的學(xué)情和地域特點(diǎn)。要想達成教學(xué)目標，教師還得根據實(shí)驗探究的重難點(diǎn)，結合實(shí)際學(xué)情，對實(shí)驗教具進(jìn)行創(chuàng )新改進(jìn)，以便放大實(shí)驗現象，增強對比性，提高實(shí)驗效率。以《金屬熱脹冷縮嗎》一課為例，金屬的熱脹冷縮是個(gè)細微的變化現象，用肉眼幾乎觀(guān)察不到，因此需要借助其他實(shí)驗器材把這種微小的變化放大。教學(xué)時(shí)筆者對實(shí)驗教具進(jìn)行了改進(jìn)，做一個(gè)串聯(lián)電路，電路里面連接小燈泡、開(kāi)關(guān)、電池盒，電路的一端連接金屬夾子，另一端連接金屬棒，分別固定在兩個(gè)相對的支架上，再將以上實(shí)驗設備集成在一塊固定板上，一個(gè)“金屬膨脹和收縮試驗臺”就準備就緒了。
把要檢測的金屬條用金屬夾子夾緊，調整金屬棒與金屬條之間的距離（為保證實(shí)驗效率要盡量靠近），用酒精燈加熱金屬條。當金屬條受熱膨脹到一定程度時(shí)，接觸到另一端的金屬棒，電路被接通，小燈泡亮起來(lái)。移開(kāi)熱源后金屬條慢慢冷縮，當夠不到金屬棒時(shí)，電路斷開(kāi)，小燈泡熄滅。用鐵條、銅條、鋁條重復實(shí)驗，都可以觀(guān)察到相同的實(shí)驗現象。這樣的改進(jìn)把金屬熱脹冷縮這種不容易觀(guān)察到的細微現象轉換成了容易觀(guān)察的光現象，同時(shí)可以檢測多種金屬材料的熱脹冷縮，保證了科學(xué)實(shí)驗的嚴謹性，增加了實(shí)驗的趣味性與探究性，滲透了創(chuàng )新教育。
三、實(shí)驗設計創(chuàng )新———化驗證為探究。
探究式學(xué)習是學(xué)生學(xué)習科學(xué)的重要方式。但部分科學(xué)教師受到一些主客觀(guān)因素的影響，追求“省事”和“高效”，對實(shí)驗過(guò)程進(jìn)行簡(jiǎn)略化處理，直接對實(shí)驗結果進(jìn)行驗證，甚至直接告訴學(xué)生實(shí)驗結論，忽略了實(shí)驗的探究性過(guò)程。死記硬背和被動(dòng)接受學(xué)習并不能有效培養學(xué)生的科學(xué)素養，只有讓學(xué)生主動(dòng)參與實(shí)驗，經(jīng)歷探究過(guò)程，才能促進(jìn)其形成探索未知世界所必需的各種能力。教科版小學(xué)科學(xué)三年級下冊《磁鐵的兩極》（下文稱(chēng)“課1”）與《磁極的相互作用》（下文稱(chēng)“課2”）是前后相連的兩課。這樣的課程安排把一個(gè)完整的知識塊進(jìn)行割據分布，表面上看起來(lái)降低了學(xué)生的探究難度，實(shí)際上卻對學(xué)生的認知規律造成干擾，到學(xué)習課2時(shí)學(xué)生的探究興趣和熱情已經(jīng)大打折扣。
于是筆者對實(shí)驗的流程進(jìn)行了調整：將課1中“磁鐵什么地方磁力大”的實(shí)驗后置到該單元第5課《磁力大小會(huì )變化嗎》里，課2的“磁極與方向”的實(shí)驗后置到第6課時(shí)《指南針》里，而將課1與課2整合為“磁鐵的兩極及相互作用”，使課程更具有連貫性，形成相對完整的知識塊，方便教師與學(xué)生探究時(shí)“盡其理，究其難”。實(shí)驗設計筆者也做了改進(jìn)：用“磁懸浮魔環(huán)”實(shí)驗作為整節課的開(kāi)始，激發(fā)學(xué)生興趣后引出問(wèn)題，讓學(xué)生進(jìn)行大膽猜想；然后運用未標識的磁鐵進(jìn)行實(shí)驗探究，使學(xué)生認識磁鐵兩極；再對磁鐵兩極的相互作用進(jìn)行實(shí)驗探究，得出磁鐵性質(zhì)。這樣設計，學(xué)生的興趣被有效激發(fā)，學(xué)生能夠積極主動(dòng)地參與探究實(shí)驗，充分體驗到科學(xué)探索的樂(lè )趣，教學(xué)流程也更加順暢，顯著(zhù)提高了教學(xué)效率。
四、實(shí)驗環(huán)境改進(jìn)———化低效為高效。
教科版五年級上冊第二單元《怎樣得到更多的光和熱》一課，要求學(xué)生在陽(yáng)光下通過(guò)觀(guān)察不同顏色紙袋中溫度計的升溫情況，分析不同顏色的物體對熱的吸收本領(lǐng)的不同。本實(shí)驗的不足在于：容易受天氣的影響；學(xué)生要在陽(yáng)光下長(cháng)時(shí)間觀(guān)察記錄，還要控制不同變量，不能遮住陽(yáng)光，這對五年級的學(xué)生來(lái)說(shuō)難度極大；室外教學(xué)活動(dòng)，學(xué)生組織困難，實(shí)驗效率低下。為避免以上實(shí)驗中的不足，順利達成教學(xué)目標，筆者對實(shí)驗進(jìn)行了改進(jìn)與創(chuàng )新：用電子溫度計代替水銀溫度計，用彩砂代替紙袋，將電子溫度計放入試管相同位置，試管中分別裝入不同顏色的彩砂，試管口用玻璃膠密封；采用發(fā)光發(fā)熱性能好的白熾燈泡連接充電電池、開(kāi)關(guān)，做一個(gè)標準化實(shí)驗平臺。
小燈泡外加一層磨砂燈罩，既能避免光線(xiàn)照射眼睛，又能盡量使小燈泡發(fā)光發(fā)熱均勻，有效模擬太陽(yáng)光的照射。實(shí)驗時(shí)，學(xué)生根據探究的問(wèn)題自行選擇相應變量的試管進(jìn)行實(shí)驗，這樣就把實(shí)驗從室外搬入室內進(jìn)行，排除了天氣及室外其他因素的影響。改進(jìn)后的實(shí)驗器材可以同時(shí)滿(mǎn)足室內與室外實(shí)驗的需求，降低了操作難度，有效突破教學(xué)難點(diǎn)，顯著(zhù)提高了實(shí)驗效率，幫助學(xué)生把更多的時(shí)間與精力集中到觀(guān)察、記錄與思考上來(lái)。綜上所述，教師根據實(shí)際情況對實(shí)驗進(jìn)行改進(jìn)和創(chuàng )新，為學(xué)生營(yíng)造寬松的學(xué)習環(huán)境，使學(xué)生的主體性地位得以突出，科學(xué)探究的興趣得到有效激發(fā)，不僅能提高科學(xué)實(shí)驗的教學(xué)效率，還提升了學(xué)生探究科學(xué)知識的能力，促進(jìn)了學(xué)生科學(xué)素養的形成。
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