有效科学教学 从有效实验开始

选择具有典型性的材料有利于学生认识，符合建立概念从一般到特殊的科学规律。如《使沉在水里的物体浮起来》一课，实验材料最夺人眼球的是那只装满水的玻璃瓶。老师的目的是让学生通过操作发现，减轻物体的重量（把瓶子里的水倒出来），来使得原本下沉的玻璃瓶浮起来。课堂上，学生确实做到了这一点。热闹了，也得出了相应的结论。但将此瓶的沉浮与实际生活，特别是军事上的潜水艇联系起来时，就显得有点断层，学生对于老师的问题，有点摸不到头脑。我想，这里实际上老师在处理水瓶时过于简单了，也就是一般到特殊这一环节出现了问题。如果把水瓶的沉浮做足文章的话，学生就会很容易到实际应用。

潜艇的沉浮，是通过舰体进水排水的多少，使得自身重量发生改变，从而来实现在水中的自由沉浮，当然也存在悬浮在水体中间的那种状态。那何不让几个小组的学生倒出不同的水，然后把瓶子都一起扔到讲台上的演示水槽内，实验现象不就一目了然。此时，老师再引导一下：“生活中，有没有这样的船只，能和小水瓶一样，在水里能自由的想停哪儿就停哪儿啊？”这时候学生肯定能说出潜水艇。马上追问：“潜水艇，是怎么实现舰体的自由沉浮？”这时候材料的直观性得以充分的体现，也使学生真实的感受到，实际科学就在我们身边。典型材料，不仅决定了学生实验的有效性，而且提高了教师教学的目的性。即使是普通的材料，也包含着极其丰富的学习资源，而老师在使用的时候不应该只追求表面化的现象与结论，而应该根据实际情况，把学习材料中那些有价值、有结构、有利于探究学习的特质凸现出来，在不改变材料的性质的前提下可以对材料或操作进行一些处理，使实验现象更加明显。此时实验材料与实验结论、模型与实际应用，就能做到有效的链接和迁移。

实验教学能否成功、效果能否达到，不仅仅取决于实验材料是否具有典型性，还取决于实验材料选择是否科学，搭配是否精当。实验材料选择科学、搭配精当，学生操作起来自然得心应手，观察方便，现象明显，实验效果就好。《折形状》一课的设计，就是从这一点出发的。为了使学生在测试自己所制作的纸筒能很好的进行承受力实验。执教老师设计很多细致的环节，把纸筒置于三脚架中间，保证每次放的重物能都放在中间；用来衡量的重物，老师选取了沙子，并提供了大量的小塑料杯（装满同等沙子的杯子），提醒学生如果何保证每次倒的沙子质量是相同的；而承接沙子的杯子也做了精心的设计，固定在木板上，并测量了空杯子和木板的重量，要求学生在最后的计算时别忘了加上去。从老师的实验材料看来，确实做到了精心、周密的准备。那是不是这样，就能有效的达到预期的教学目标呢。但适得其反，各种纸筒的承重实验的数据没有像老师的预期那样，有差异的呈现。甚至一直纠结在怎么纸筒还没有塌，老师一次次给学生准备沙子，更有甚者端出了整盘准备的沙子让学生倾倒。千呼万唤中，纸筒塌了，而实验数据和结论却没有，因为没有产生预期的数据。分析分析，到底是哪个环节出了问题呢？我想就是因为上课老师对于实验材料装置做了过于细致的准备，而导致最后的实验操作受到装置的牵累。三脚架的使用，目的是为了确定承重实验时，放置重物的中心。但恰恰是这个小小的三脚架，干扰了纸筒的倒塌。有两点可以说明：①三脚架的高度和纸筒高度，相差不明显（才2厘米左右），下面学生在观察实验现象时，不够清晰，特别是后排的同学，是看不出纸筒的轻微变化的。②三脚架的圈口与纸筒截面的大小差距不大，当纸筒承受不住重物发生变形倾斜时，会依靠在三脚架上，在三脚架的扶持下，纸筒还是没有完全塌掉，再加上上一点的缺陷，学生是根本发现不了。（如果没有三脚架的“帮助”，估计纸筒早塌了。）这样自然就会产生课堂实验中，学生不断的倒沙子，直至整个承接杯都满了，纸筒还没有塌掉的现象。

如何进行修改，使得所放的重物正好在纸筒的中心呢？我认为，可以将三脚架改成一块透明塑料板（纸筒至少能承受其重量），中间画一个圈，其大小正好与测量纸筒的横截面相当，此时再在塑料板上放重物。还是倒用沙子的方法吗？不是，实际沙子本身在倾倒的时候是做不到均匀散落的，也就会造成纸筒所承受的力不够均匀。还是用最经典的做法，在塑料板上放相同的书或本子（书或本子必须平整），其能均匀的施力，也便于学生操作。那就不会像课堂上那般，学生细致的装沙子，均匀的倾倒。使得整堂课的重点着眼于实验数据得出后的观察比较，而不是仅仅投入在测量上面。周到准备实验材料，是为了让学生展开有效的实验操作；细致的实验操作，是为了得到实验的有效数据和结论。而有的时候过分周密的安排，往往会束缚学生的发挥。特别是过于精细的操作步骤，往往会加重学生上台实验的心理负担。一紧张，势必会影响实验进程，而更多的结局往往朝老师精心准备的反方向发展的。与其追求近乎完美的实验材料和操作，不如设计更适合学生动手操作的活动，让其在实验中游刃有余，而不是束手束脚。这就要求我们老师在平时设计实验的时候，应该站在高处，着眼于学生，方便学生动手操作，让其在“简单”操作中，理解和运用科学知识，提高动手操作能力，而不是为了自己需要的那几个“有效数据”，而设计过多精细的“障碍”。

准备好精炼的实验材料，保证材料的出示以后立刻为相应年龄的学生所接受，并引发他们的探究欲望，使他们更深地“卷”入其中。这才是我们科学老师在上课前准备的时所必须去精心思考的问题。从符合学生心理和行为特点的要求出发，需要对实验材料进行精简，尽量让学生使用起来容易操作，使课上起来不拖沓，高效。只有精心准备实验材料，精心设计实验操作，才有可能指导学生进行好实验，使学生在实验中自主探究，提高科学学习能力，真正营造一个有效的科学课堂。

【作者单位：无锡市玉祁中心小学 江苏】