“空气占据空间”的实验创新

摘 要：在没有最好只有更好的思想指导下，提出了《对小学科学书上几个小实验的创新设计》的课题。目的在于通过尝试设计与完成实验过程，让实验更安全、绿色、有趣，同时训练细致的观察能力、缜密的思考能力、敢于超越的创新能力。这种活动不仅能提高学生的科学素养，培养自信心，对鼓励学生投入创新活动也有重要的榜样作用。

关键词：实验创新；安全实验；绿色实验；趣味实验

本研究对“空气占据空间”的实验进行创新设计，完成了“自制小喷泉”“霸气的空瓶”“听话的乒乓球”三个创新实验，用绿色环保的材料代替了有毒橡皮泥，实验更安全，用乒乓球代替纸团，避免浪费，保护了森林，其中“听话的乒乓球”小魔术，能激发学生探索兴趣，启发学生创新思维。所有实验操作简单、现象明显、趣味性浓，符合中年级学生的心理特点及审美需求。创新点：①材料创新，“空气占据空间”实验用橡皮塞代替有毒橡皮泥，乒乓球代替纸团，更安全更绿色；②设计小魔术“听话的乒乓球”，使现象更明显，实验更有趣。

一、实验在教材中的地位与作用

1.“空气占据空间”是教科版小学科学三年级上册78页中的教学活动。让学生在探究的过程中认识空气确实存在，空气和其他物质一样，能够占据空间，为后面“空气占据空间的变化”“空气的重量”的学习奠定基础。

2.通过尝试设计与完成实验过程，培养学生的观察能力、探究创新能力，对发展学生科学素养、培养探究精神具有重要的作用。

二、实验原型及不足之处

1.实验材料橡皮泥有毒，操作中容易出现橡皮泥堵塞吸管的失误，从而导致实验失败；一次性吸管学生反复试吹不够卫生，丢弃易造成资源浪费和环境污染。

2.学生气息不足或操作不当时，不易将水顺利吹出来，导致现象不明显。

3.如果杯子接触水面时没有垂直，很难达到理想的效果。

4.三年级的学生在操作时容易把纸团掉在水中，且采用纸张，不利环保。

三、创新实验的器材

水槽、下部分套有铁环的去底矿泉水瓶（缠绕铁丝）、玻璃管、橡胶管、带孔橡皮塞、乒乓球、注射器、红墨水、记号笔、可粘贴的刻度尺。

四、实验创新与改进之处

创新实验1：①用橡皮塞替代有毒的橡皮泥更安全环保；②用玻璃管代替塑料吸管，消除浪费，减少了污染；③用推注射器活塞代替用嘴吹气实验，安全可靠，更加卫生。

创新实验2：用无底矿泉水瓶代替玻璃杯，是变废为宝；用乒乓球代替纸团能节约用纸，保护森林，使实验更加绿色环保。

创新实验3：①在矿泉水瓶壁粘贴刻度尺，在水面放一乒乓球，可以非常直观地观察到瓶内水位的升降；②用推拉注射器的活塞来控制瓶内空气的流动，操作方便，现象明显。（可用记号笔做标志更直观）

五、实验过程

自制小喷泉：（1）连接装置；（2）推动活塞，观察现象。

“霸道”的空瓶：（1）用去底矿泉水瓶对着水中的乒乓球用力下压；（2）观察现象。

“听话”的乒乓球；（1）连接装置；（2）推拉活塞，观察现象。

六、实验效果及自我评价

1.用无底矿泉水瓶代替玻璃杯，是变废为宝，用可以重复使用、不会造成浪费的乒乓球代替纸团，节约纸张、保护森林，充分体现了绿色环保的科学理念。同时提高了实验器材的使用率。

2.用推拉注射器活塞代替用嘴去吹吸管，实验安全卫生。

3.所有实验操作简单、现象明显、趣味性浓，符合三年级学生的心理特点及审美需求，能有效地激发学生的学习兴趣。

4.培养了学生敢于质疑、勇于创新的优良品质，教师的创新激发了学生的创新，学生可以发挥想象。

备注：该项目代表邵阳市参加湖南省实验创新大赛，荣获湖南省实验创新比赛二等奖，全省共有一等奖4项。

（作者单位 湖南省邵阳市隆回县青少年活动中心）