浅谈实验材料的准备与科学探究

摘 要：科学课离不开实验教学，实验教学与实验料材紧密相连，由此实验材料的准备就成为科学探究的重要组成部分。所以，我们科学教师在课前应该准备出有结构的研究材料，作为科学教学的一个重要内容。

关键词：科学课； 实验料材； 科学探究

中图分类号：G623.6 文献标识码：A 文章编号：1006-3315（2014）02-000-001

准备有结构的实验材料的过程实际上是一个繁琐而缜密的探究过程，需要做大量的工作，如材料的选择、试验、取舍（最后决定使用什么材料）等，下面就“电和磁”的教学为例，具体谈谈材料的准备与科学探究的关系。

“电和磁”是六年级科学教材上册“能量”单元的第一课，课文以提出问题引发学生思考电、磁之间的联系开始，通过一组实验，先认识通电导线周围产生磁，使小磁针偏转；继而通过嵌入通电线圈中的指南针偏转来进一步认识电可以转化为磁；并由此指导学生检验废电池有无电能。本课第一个实验是“通电导线和指南针”。这是一个比较重要的、也是较难做的实验，往往是教师演示的一个实验。为了能达到理想的教学效果，通过选择、对比，我把原来的指南针改为小磁针，把原来的包皮导线改为漆包线（绕电动机线圈用的），还选择好铁钉、木板。课前实验时，把铁钉钉在木板上，铁钉之间的距离约40厘米，把绝缘线绷直固定在铁钉之间，小磁针的摆放与漆包线成水平状且并行，让小磁针自然指南北，小磁针与漆包线的距离在0.5-1厘米左右，两节电池（盒），用直接通电的方式，瞬间接通、断开电源，使小磁针偏转，经过反复试验，效果良好。

课前，我在选择实验材料时，首先思考的问题是：漆包线粗细的选择、电池的节数、磁针与通电导线的距离、导线的长度；导线通电的方式，是导线先通电，然后让小磁针靠近，还是让小磁针先靠近导线，再通电；通电时间长短，电流正负极与导线的连接等，这些问题在实验前都有所探索。接着边选择材料边做实验，确定粗细合适的漆包线，摆放好小磁针与导线，最后一步是瞬间通电、断开电源。经过多次试验，终于确定所选择的材料和操作过程。这些都是课前必须做的材料准备与试验。

课上，导入部分首先复习磁铁的有关知识，演示一下用条形磁铁靠近静止的小磁针，学生看到小磁针会相斥或相吸，是因为磁铁同级相斥异极吸引的缘故。然而设疑：如果用通电导线靠近小磁针会出现什么现象呢？紧接着切入课文第一段话，“我们也来做一做这样的实验，看看会有什么发现？”出示所准备的实验材料，用背投视频做演示实验展示给学生看，通过短路的方式瞬间接通、断开电源，小磁针偏转角度较大，实验效果明显。与学生一起分析磁针偏转的原因：在导线不通电的情况下，靠近导线的小磁针静止不动，而导线瞬间通电、断开后小磁针偏转，说明通电导线周围产生了磁，小磁针的偏转是由于磁极的相互作用引起的（同极相斥，异极吸引都能使小磁针偏转）。通过这个演示实验，学生初步认识“通电导线周围存在磁”的现象。

虽然第一个实验收到了良好的效果，但是学生还没有亲手体验没有真实感。为了让学生亲自感受“通电导线周围存在磁”的现象，我启发学生：“如果把漆包线改为包皮导线并把它绕成线圈，通电线圈周围会产生磁吗？我们一起来试试。”接着学生分组进行第二个实验：“通电线圈周围产生磁”。按照课文要求提供给学生包皮导线（两头去掉绝缘层）、电池1节带盒、指南针等材料，指导学生绕线圈，直径大小正好能塞进指南针，使塞进的指南针正面与线圈的平面垂直，提醒学生实验中通电时间只能是短暂的一瞬间，因为短路通电时间长了电池会烧坏，导线也会发热。（我在课前做这个实验时，线圈的圈数有15圈，并且把绕好的线圈用棉线缠绕，比较整齐，效果更好一点）学生分工合作，绕线圈的、装电池的、准备塞指南针的……一切就绪，学生细致实验。巡视学生实验结果，12个组的通电线圈都能使指南针偏转，其中3个组的通电线圈能使小磁针较快的转动起来。通过实验，学生体会到成功的喜悦，进一步认识了“通电导线周围存在磁”的现象，同时也体验了“电”产生“磁”的魅力所在。

学生分组实验完成了，但他们的探究兴致依然高昂。趁着学生的探究热情，我让他们拿出早已准备好的废旧电池，试试这些电池还有没有电能。继续让他们小组实验，摸索怎样的现象说明电池没电了，什么样的情况说明电池还有电。通过小组检测，学生告诉我：废旧电池的两极接上线圈的两头，如果指南针偏转，说明电池还有电；如果指南针不偏转，说明电池没电了。“为什么？”学生回答说：“如果废旧电池有电，通电线圈就能产生磁，指南针就会偏转……”从学生的回答中，可以体现出他们真正理解了“电”能产生“磁”的科学道理。

当学生还喜滋滋的沉浸在欢乐之中时，我又抛出一些问题：如果把现在的导线绕在铁钉上，铁钉的两头会不会产生“磁”呢；如果会产生“磁”，那么有没有南北极，如果有南北极怎么去检测呢？有学生说可能会产生“磁”，至于有没有南北极，学生以期待的眼光看着我，而对于怎么检测那是一脸茫然。我猜透学生的心思，顺水推舟布置下一课的准备工作：1.每组准备1-2节电池，2.每组准备一个8厘米左右的铁钉，3.每组准备50厘米左右细软的包皮导线（或漆包线），4.每组准备些铁垫片等铁的小物件，可以分工合作。为上第2课“电磁铁”作充分准备。

如果教师不作具体布置，学生准备的材料可能只是一个铁钉，或者是一段导线，或者是一节电池，甚至空手。因此教师在课前作得当的布置，学生在准备材料的过程中，有可能在思索：老师为什么要我们准备这些材料，这些材料派什么用，如何使用……说不定在准备材料的同时，已经跃跃欲试。

总结、反思这课的教学，本课三个实验能比较顺利地完成，得益于实验材料充分准备和选择，而第一个实验“通电导线和指南针”是基础，起引导、启发作用，这个演示实验让学生初次感受了“通电导线能使小磁针偏转”，而第二个实验“通电线圈和指南针”是学生亲身经历“电产生磁”的现象，第三个实验“检测废电池”是学生进一步加深对“电产生磁”这种现象的理解。这节课的三个实验足以证明：一个成功的实验需要有实验材料的充分准备和材料的选择以及谨慎的操作过程。所以说准备有结构的实验材料也是科学探究的重要组成部分。