小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)與創(chuàng)新

1、小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)與創(chuàng)新科學(xué)課程的改革是以實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為切入點(diǎn)和突破口的，是素質(zhì)教育和創(chuàng)新教育的重要場(chǎng)所和陣地。著名教育家波利亞曾指出：“獲取知識(shí)的最佳途徑是自己的體驗(yàn)，因?yàn)樽陨眢w驗(yàn)最清楚，也最容易得出其中的內(nèi)在規(guī)律、性質(zhì)和聯(lián)系?！笨茖W(xué)實(shí)驗(yàn)強(qiáng)調(diào)學(xué)生通過自主參與一些類似于科學(xué)家從事科研的學(xué)習(xí)活動(dòng)，獲得親身體驗(yàn)和產(chǎn)生積極情感，逐步形成一種在日常學(xué)習(xí)與生活中喜愛質(zhì)疑、樂于探究、努力求知的心理傾向，產(chǎn)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題，并且有所發(fā)現(xiàn)、有所發(fā)明、甚至有所創(chuàng)造的積極欲望。小學(xué)科學(xué)課是一門充滿了趣味實(shí)驗(yàn)的課程。目前科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的儀器欠缺或者不夠完善，科學(xué)教科書上還有很多內(nèi)容沒有現(xiàn)成的儀器配備。而一個(gè)

2、成功的實(shí)驗(yàn)可以減少許多煩瑣的敘述，往往能起到“千言萬(wàn)語(yǔ)道不清，一做實(shí)驗(yàn)便分明”的奇效。因此，需要教師對(duì)已有的實(shí)驗(yàn)做出有益的改進(jìn)，并不斷創(chuàng)新新的科學(xué)實(shí)驗(yàn)，從而促進(jìn)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的發(fā)展。實(shí)驗(yàn)所需要的材料可以用現(xiàn)有的器材和生活中的常見的物品完成。一般根據(jù)材料的特性如何、是否價(jià)廉以及取材是否方便來(lái)選擇，尤其提倡利用隨手可得的廢棄物進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。通過自制簡(jiǎn)易、有趣、適合操作，符合孩子們年齡特點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)來(lái)詮釋不同的科學(xué)原理，把復(fù)雜的科學(xué)術(shù)語(yǔ)簡(jiǎn)單化，讓學(xué)生在愉快的實(shí)驗(yàn)過程中，不知不覺地邁進(jìn)科學(xué)的殿堂，使學(xué)生得到更多的素質(zhì)的培養(yǎng)。“小學(xué)科學(xué)課程以提高學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)為宗旨，促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展”是小學(xué)科學(xué)課程的基本理念，

3、為我們指明了實(shí)驗(yàn)改進(jìn)與創(chuàng)新的方向。1、有利于知識(shí)的意義建構(gòu)建構(gòu)主義理論認(rèn)為，學(xué)習(xí)是學(xué)生自己建構(gòu)知識(shí)的過程，是通過新信息與學(xué)生原有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)的相互作用而實(shí)現(xiàn)的。教學(xué)不僅要將信息適當(dāng)?shù)爻尸F(xiàn)給學(xué)生，而且要善于激發(fā)學(xué)生的相關(guān)原有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)，促進(jìn)新、舊知識(shí)經(jīng)驗(yàn)的相互作用，使新知識(shí)在原有經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上建構(gòu)起來(lái)。實(shí)驗(yàn)在學(xué)生知識(shí)的建構(gòu)過程中所起的作用是多維的而且往往能收到不同凡響的效果。關(guān)于水的表面張力，學(xué)生往往不能透徹理解。可以增設(shè)這樣一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，能使學(xué)生對(duì)水的這種神奇的特性有較準(zhǔn)確的認(rèn)識(shí)。需要的工具有絲襪、橡皮筋、透明的玻璃瓶以及一個(gè)洗臉盆。用絲襪包住玻璃瓶的瓶口，用橡皮筋固定，使絲襪不至于脫落。實(shí)驗(yàn)方法：將玻璃

4、瓶放進(jìn)洗臉盆灌滿水，瓶口向下，瓶子與地面垂直，水不會(huì)流出；然后稍微將瓶子傾斜，水流出；再次將瓶子垂直倒過來(lái)，水神奇地停止了流動(dòng)。原理：水的表面張力阻止了水通過絲襪流出瓶子。將瓶子放倒時(shí)，水流的力量大于表面張力，水流出。如果想要在實(shí)驗(yàn)中獲得更加戲劇性的效果，也可以用洋蔥的外皮代替絲襪。通過觀察此直觀現(xiàn)象，能建立起正確的認(rèn)識(shí)，且印象深刻。可見，實(shí)驗(yàn)?zāi)艽龠M(jìn)學(xué)生更快地建構(gòu)知識(shí)并加深理解。在做磁力實(shí)驗(yàn)時(shí)這樣制作指南針：沿著玻璃杯底在紙上描一個(gè)圓，把圓片剪下來(lái)。再準(zhǔn)備一根粗針，穿過這個(gè)圓的中心。拿磁鐵的一端，沿同一個(gè)方向在這根針上劃20下，每次都要把磁鐵往上拿起來(lái)再劃。在一個(gè)大碗里裝水，把圓紙片放在上面，

5、不久，圓紙片慢慢旋轉(zhuǎn)，然后停止不動(dòng)。它所指示的方向就是南北方向。原理：磁鐵在針上劃時(shí)，針里的鐵粒子會(huì)被暫時(shí)磁化，而磁化的針會(huì)順著地理磁場(chǎng)的方向排列，可以指示南北方向。靜電活動(dòng)：“舞蛇人”。用盤子在綿紙上畫一個(gè)圓，把圓剪下來(lái)，在圓形綿紙上面畫出盤蛇的圖案。為了增加逼真的效果，可以在蛇身上畫鋸齒狀的圖案做裝飾，再用簽字筆畫出眼睛。然后沿著螺旋線，剪出蛇的身體。拿一把塑料尺，在羊毛衣上迅速用力摩擦大約半分鐘，拿這把尺子碰觸蛇的頭，慢慢把尺子舉起來(lái)，蛇順勢(shì)盤旋而上。原理：羊毛是產(chǎn)生靜電的最佳材質(zhì)。羊毛與塑料尺摩擦，塑料尺所帶的靜電力量足夠把紙蛇往上吸。2、有利于與生活的聯(lián)系“知識(shí)是生活的指南。”科學(xué)來(lái)

6、源于生活，同時(shí)也是生活的指南。重視和回歸學(xué)生生活世界是科技發(fā)達(dá)國(guó)家科學(xué)課程改革的基本特點(diǎn)，也是我國(guó)新課程的目標(biāo)之一?？茖W(xué)已經(jīng)廣泛滲透到兒童的日常生活之中，科學(xué)教育應(yīng)該聯(lián)系學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)，為學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)提供意義基礎(chǔ)?？茖W(xué)無(wú)處不在。小學(xué)科學(xué)的很多實(shí)驗(yàn)都可以和學(xué)生的生活相聯(lián)系。為了讓學(xué)生看得見微生物的奇妙變化，可以再補(bǔ)充“酵母吹氣球”的實(shí)驗(yàn)。把2茶匙的干燥酵母和2茶匙溫水加在一起，再加入1茶匙的糖攪拌均勻。把這個(gè)混合液倒進(jìn)小玻璃瓶里，在玻璃瓶口套一個(gè)氣球。然后把瓶子浸入裝有溫水的大碗里，靜置20至30分鐘，氣球會(huì)膨脹。原理：干燥的酵母不會(huì)發(fā)生任何作用，添加了水和糖之后就不一樣了。糖是酵母的食物，酵母

7、分解糖之后，會(huì)產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w，從而吹起氣球。這樣改進(jìn)“不一樣的熱導(dǎo)體”實(shí)驗(yàn)：需要的材料有：鋼勺、瓷勺、塑料勺各一把、黃豆三粒、少許黃油、玻璃杯一只。在三把勺柄的同等高度上用黃油各粘上一粒黃豆，小心地放在一只玻璃杯中。往杯中倒入熱水，觀察黃豆掉下的次序。鋼勺上的黃豆先掉下來(lái)而塑料勺和瓷勺上的黃豆后掉下來(lái)。原理：鋼的傳熱比瓷和塑料快。所以生活中用的湯鍋和熨斗的把柄都是用塑料制成。利用淀粉遇碘酒變色這種神奇的顏色變化設(shè)計(jì)“白紙顯字”實(shí)驗(yàn)：用手指蘸米湯在白紙板上任意寫字、作畫。等字跡干后，浸泡在稀釋的碘酒中，字跡瞬間清晰，一份無(wú)字天書便呈現(xiàn)眼前。然后把它放入青菜葉柄的汁液里，藍(lán)色的字跡又變成了乳白色

8、。原理：淀粉遇碘酒變藍(lán)紫色，而維生素c與碘反應(yīng)使字變回白色，用同樣方法可以檢測(cè)蔬果中是否含有維生素c。3、有利于學(xué)生探究能力的培養(yǎng)在科學(xué)（16年級(jí)）課程標(biāo)準(zhǔn)(修訂送審稿）中詳細(xì)列出了要求學(xué)生掌握的科學(xué)探究的內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)并指出“科學(xué)探究是科學(xué)家發(fā)現(xiàn)自然規(guī)律、獲取科學(xué)知識(shí)的主要過程和方法。在小學(xué)階段運(yùn)用探究式學(xué)習(xí)方式，希望孩子在建立科學(xué)概念的同時(shí)，體驗(yàn)探究過程，了解探究方法，培養(yǎng)科學(xué)探究能力。”新課程改革的一項(xiàng)重要內(nèi)容就是要求在教學(xué)中注重探究。雖然探究不一定要做實(shí)驗(yàn)，但毫無(wú)疑問，教學(xué)中許多探究活動(dòng)都是通過實(shí)驗(yàn)來(lái)完成。托馬斯.富勒說(shuō)過：“知識(shí)是珍寶，但實(shí)踐是得到它的鑰匙?！痹诳茖W(xué)探究中，要想讓兒童熱愛科

9、學(xué)并增長(zhǎng)專業(yè)知識(shí)，就必須讓他們體驗(yàn)到許許多多快樂的、富有成效的科學(xué)探究經(jīng)驗(yàn)。在做種子快快發(fā)芽實(shí)驗(yàn)時(shí)，學(xué)生不好掌握水的多少，由于各種原因而以失敗告終。可以這樣改進(jìn)：準(zhǔn)備兩杯水，一杯放入5顆綠豆種子，一杯放入5顆菜豆種子或者選用其它干燥的豆種，完全浸泡兩小時(shí)。在兩個(gè)透明的玻璃瓶里塞滿紙巾。把水倒入兩個(gè)瓶中，直到紙巾完全濕透。將兩種種子分別塞入兩個(gè)瓶子的邊上，放在通風(fēng)較暗處并每天加水保持紙巾濕潤(rùn)，促使種子發(fā)芽。發(fā)芽后把瓶子移到光線明亮的窗臺(tái)上同時(shí)讓紙巾保持濕潤(rùn)。這樣方便學(xué)生從瓶外觀察，知道要使發(fā)芽后的種子生長(zhǎng)良好，陽(yáng)光和水就是必要條件。風(fēng)向標(biāo)實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)：在塑料杯底部戳一個(gè)洞，將附有橡皮擦的鉛筆插進(jìn)洞

10、里，把杯子用萬(wàn)能黏土固定在盤子上。剪一塊正方形彩色紙板，分別在四個(gè)角標(biāo)上東南西北。在紙板中央打洞，接著讓紙板穿過鉛筆，固定好。另外剪兩個(gè)三角形紙板，按照同一指向把紙板粘在吸管的兩端，拿大頭針穿過吸管的中央，并固定在橡皮擦上。方法：把做好的風(fēng)向標(biāo)拿到戶外。根據(jù)指南針，讓紙板上標(biāo)著北的那角朝向北方，風(fēng)會(huì)吹拂并轉(zhuǎn)動(dòng)風(fēng)向標(biāo)，直到風(fēng)向標(biāo)的箭頭指向風(fēng)吹來(lái)的方向。自制電磁鐵：將細(xì)漆包銅線一端留出十幾厘米，然后在擰緊螺母的螺絲上繞150圈左右。再用刀片刮去兩端漆包銅線上的絕緣漆。當(dāng)銅線的兩端連接上干電池時(shí)，電磁鐵就可以吸起近百枚大頭針等鐵質(zhì)物體，即制成了一個(gè)電磁鐵。4、有利于學(xué)生好奇心與求知欲的培養(yǎng)激發(fā)學(xué)生的

11、好奇心和求知欲是科學(xué)教學(xué)的重要目標(biāo)之一。皮亞杰指出：“所有智力方面的工作都要依賴于興趣。”興趣是人類認(rèn)識(shí)客觀事物的一種心理表現(xiàn)，是一個(gè)人獲得知識(shí)、開闊視野、推動(dòng)學(xué)習(xí)的一種強(qiáng)勁的內(nèi)部驅(qū)動(dòng)力。在小學(xué)階段，學(xué)生若能形成熱愛科學(xué)的情感和志趣，不僅將極大地調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)在動(dòng)機(jī)，而且將為他們今后投身科學(xué)事業(yè)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，因此，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)興趣具有十分重要的意義。在教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)是激發(fā)學(xué)生科學(xué)興趣不可替代的重要途徑。因?yàn)閷?shí)驗(yàn)具有生動(dòng)、形象的特點(diǎn)，有利于激發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲，而且實(shí)驗(yàn)是一種有目的、操作性很強(qiáng)的實(shí)踐探索活動(dòng)，既能滿足學(xué)生的操作欲望，又能培養(yǎng)學(xué)生的探索興趣。在空氣占據(jù)空間實(shí)驗(yàn)中，這樣改進(jìn)實(shí)

12、驗(yàn)更能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。需要的材料有：小漏斗、塑料瓶子、水、橡皮泥、吸管。把一只漏斗插入瓶口，用橡皮泥密封瓶口與漏斗交接的地方，把水倒入漏斗，水不會(huì)流進(jìn)瓶中。如果想讓水流進(jìn)瓶中，只要將一根吸管通過漏斗插入瓶口，水流進(jìn)瓶中，如果用手指按住吸管口，水停止流下去。原理：當(dāng)吸管插入瓶中時(shí)，瓶中空氣通過吸管被排出，水就可以流過漏斗進(jìn)入瓶中。如果把糖放進(jìn)水里，猜猜它在水中哪個(gè)地方溶解得快，哪個(gè)地方溶解得慢？為“溶解最快的糖”做準(zhǔn)備：三塊糖、三根細(xì)線、三個(gè)玻璃杯。分別向三個(gè)玻璃杯中倒入大半杯清水，把三塊糖剝開，用三根細(xì)線拴住，再分別放入三個(gè)水杯里。讓第一塊糖沉在杯底，第二塊糖懸在水杯中央，第三塊糖懸在水的

13、表面。過一段時(shí)間看到，第一塊糖溶解得最慢，其次是第二塊糖，第三塊糖溶解得最快。原理：糖在水中溶解主要是利用了水的對(duì)流。沉在杯底的糖溶解后，杯底的溶液濃度變大，而且擴(kuò)散不開，等溶液飽和后，糖就不再溶解了。第二塊糖也是同樣道理。而第三塊糖溶解后，濃度大的糖溶液會(huì)下沉到杯底，然后周圍的水又會(huì)補(bǔ)充過來(lái)，它周圍始終是低濃度的水，所以它溶解得最快。靜電游戲：用塑料繩和pvc管制作“飛在天上的水母”。實(shí)驗(yàn)用品：塑料繩、pvc管。實(shí)驗(yàn)方法：將透明的塑料繩剪成40厘米一段，捆成一束，在毛衣上輕輕摩擦，將pvc管也在毛衣上摩擦，然后用pvc管靠近塑料繩。原理：由于塑料繩和pvc管屬于同一種材質(zhì)，因此和毛衣摩擦以后

14、，會(huì)產(chǎn)生相同的電荷。當(dāng)pvc管靠近塑料繩的時(shí)候，就會(huì)相互排斥。塑料繩的末端就會(huì)向天空方向舞動(dòng)起來(lái)。看上去就像一只張開無(wú)數(shù)觸角的水母在天上飛翔一般。5、有利于技術(shù)創(chuàng)新教育利用課堂上所學(xué)的科學(xué)知識(shí)進(jìn)行一些小發(fā)明、小制作，不僅能加深對(duì)科學(xué)知識(shí)的理解與認(rèn)識(shí)，而且可以培養(yǎng)學(xué)生對(duì)技術(shù)的好奇心，激發(fā)學(xué)生進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)造的內(nèi)心沖動(dòng)，讓學(xué)生學(xué)習(xí)技術(shù)設(shè)計(jì)和技術(shù)創(chuàng)造的方法，并進(jìn)行簡(jiǎn)單的技術(shù)設(shè)計(jì)，從而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。自制紫甘藍(lán)試紙：把半棵紫甘藍(lán)切成細(xì)絲，放到湯鍋里，加水淹過菜絲，煮沸之后放涼。在大碗上架一個(gè)濾網(wǎng)，把菜絲和液體一起倒進(jìn)去，過濾出液體。把厚紙巾剪成手指寬的長(zhǎng)條狀，浸入液體中，晾干成試紙。準(zhǔn)備三個(gè)透明杯，分

15、別倒入1厘米的醋、水、小蘇打水，拿三張?jiān)嚰埛謩e浸在這三種液體中。會(huì)發(fā)現(xiàn)試紙遇酸變紅，遇堿變綠，水是中性的不會(huì)讓試紙變色，可以拿試紙來(lái)測(cè)試不同物質(zhì)的酸堿性。利用酒精、油、水單位體積的重量差異和不相溶的特性，可以制造出“水中升起的太陽(yáng)”。在燒杯中放入三分之一的水，再放入三分之一的酒精，倒時(shí)要將燒杯傾斜，讓液體沿著燒杯的內(nèi)壁小心地流進(jìn)去，不能攪動(dòng)。用滴管吸幾滴黃色的豆油，滴入燒杯中酒精和水交界的中間部位。原理：由于酒精、油、水不相溶，油會(huì)由于表面張力的作用，成為一個(gè)圓圓的油滴，看起來(lái)好像水中的太陽(yáng)。在制作浮沉子時(shí)可以把課本中的橡皮泥換成保險(xiǎn)絲，這樣效果會(huì)更好、永久。先將保險(xiǎn)絲繞在筆帽開口處，放在水杯

16、中稍做調(diào)節(jié)，使它垂直懸浮水中。再把它放進(jìn)礦泉水瓶中，擰上蓋。用力捏瓶子，小“潛水艇”會(huì)沉下去，松開瓶子時(shí)又會(huì)浮上來(lái)。原理：用手捏時(shí)，水進(jìn)入筆帽而減少它內(nèi)部空氣的體積，浮力降低，會(huì)下沉。相反，松開時(shí)，水的壓力降低，使它空氣體積增加，浮力增加，上浮。6、有利于優(yōu)化實(shí)驗(yàn)操作過程實(shí)驗(yàn)操作過程優(yōu)化就是改進(jìn)與創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)時(shí)，對(duì)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)操作過程進(jìn)行簡(jiǎn)化與優(yōu)化。實(shí)驗(yàn)操作過程的合理化、科學(xué)化是實(shí)驗(yàn)順利完成的保證。傳統(tǒng)的科學(xué)實(shí)驗(yàn)一般都有較為合理的操作過程，是一定歷史時(shí)期教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和教學(xué)科研的產(chǎn)物，但隨著對(duì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)要求的提高和人們對(duì)實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)的發(fā)展，有必要對(duì)某些實(shí)驗(yàn)操作過程進(jìn)行優(yōu)化。優(yōu)化實(shí)驗(yàn)操作過程一般可以從簡(jiǎn)化實(shí)驗(yàn)操作、

17、強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和提高實(shí)驗(yàn)效果入手。例如覆杯實(shí)驗(yàn)?zāi)芎芎玫卣f(shuō)明大氣壓的作用。如果再將實(shí)驗(yàn)稍加改進(jìn)實(shí)驗(yàn)效果會(huì)更好。方法相同只是將杯子改成大瓶子，并在紙片上用針刺許多小孔，一張帶孔的小紙片竟能托住一大瓶水，更有利于學(xué)生科學(xué)概念的建構(gòu)。起到“豪華落盡見真醇”的效果。在我們的印象中，聲音是一種看不見、摸不著的東西。其實(shí)，只要?jiǎng)觿?dòng)腦筋，是可以“觸摸”聲音的。只需準(zhǔn)備好一米長(zhǎng)的細(xì)繩子和鐵勺。把鐵勺拴在細(xì)繩子的中間，再把繩子的兩端分別纏繞在兩只手的手指上，讓繩子多纏幾圈。把食指插進(jìn)耳朵里。讓小伙伴幫忙，用勺子碰撞堅(jiān)硬的物體或墻壁。等勺子落下來(lái)把線拉直時(shí)，會(huì)聽到敲鐘似的聲音。原理：當(dāng)鐵勺碰撞到堅(jiān)硬的物體上時(shí)會(huì)發(fā)生振

18、動(dòng)，接著聽到聲音。不過，耳朵感受到的振動(dòng)不是通過空氣傳播的，而是通過繩子和手指?jìng)鹘o耳膜的。通過這個(gè)實(shí)驗(yàn)我們知道，聲音不僅能夠在空氣中傳播，還可以在固體、液體中傳播。利用磁鐵的性質(zhì)設(shè)計(jì)“懸在空中的磁鐵”，能更清楚、更直觀地看到它們相互排斥的樣子。準(zhǔn)備好兩塊磁鐵、一塊橡皮、透明膠帶。方法：將兩塊磁力強(qiáng)一點(diǎn)的圓形磁鐵，讓它們同極相對(duì)。在兩塊磁鐵之間放一塊橡皮，然后用透明膠帶把它們固定好。抽掉中間的橡皮，會(huì)發(fā)現(xiàn)一塊磁鐵老老實(shí)實(shí)地懸在另一塊磁鐵的上面。原理：同極相互排斥。如果沒有透明膠帶給它們互相靠近的拉力，磁鐵就會(huì)跳開或者翻過來(lái)吸到一起。用一把銅鑰匙、一把鐵叉子和一個(gè)西紅柿湊在一起，就可以讓小燈泡發(fā)光，這就是“有趣的西紅柿電池”。先把西紅柿捏軟，再把銅鑰匙、鐵叉子分別平行插入西紅柿中，鑰匙和叉子的上半部分露在外面，讓它們之間的距離近些。過一段時(shí)間后，把銅鑰匙柄和鐵叉叉柄分別接在小燈泡的側(cè)邊和底部，這時(shí)燈泡就亮了。原理：西紅柿也可當(dāng)做是一種電解液。在電解液中，只要放進(jìn)去兩種