12小學(xué)科學(xué)生命世界模擬實(shí)驗(yàn)裝置的改進(jìn)

1、小學(xué)科學(xué)“生命世界”模擬實(shí)驗(yàn)裝置的改進(jìn)永嘉縣外國語實(shí)驗(yàn)小學(xué)葉丐強(qiáng)【摘要】小學(xué)科學(xué)是一門探究性極強(qiáng)的課程，模擬實(shí)驗(yàn)是小學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究的重要方法，是培養(yǎng)科學(xué)探究素養(yǎng)的重要途徑。實(shí)驗(yàn)材料是學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究的必要條件。但由于種種，教科版小學(xué)科學(xué)“生命世界”領(lǐng)域涉及的模擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在“缺斤少兩”的現(xiàn)象，使得科學(xué)課堂教學(xué)效率大打折扣。本文這一現(xiàn)象，提出：改造模擬裝置，教學(xué)難點(diǎn)；整合模擬對(duì)象，促進(jìn)課堂生成；替換模擬材料，提升實(shí)驗(yàn)效果；精選配套儀器，提高數(shù)據(jù)度等策略進(jìn)行有效彌補(bǔ)，保證科學(xué)探究的有序開展，提高科學(xué)課堂教學(xué)實(shí)效?！尽?小學(xué)科學(xué) 生命科學(xué)模擬實(shí)驗(yàn)裝置改進(jìn)小學(xué)科學(xué)課程是一門以實(shí)驗(yàn)探究為基礎(chǔ)的綜合學(xué)科

2、。模擬實(shí)驗(yàn)是小學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究的重要方法，是培養(yǎng)科學(xué)探究素養(yǎng)的重要途徑。實(shí)驗(yàn)材料是學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究的必要條件。精心準(zhǔn)備有關(guān)的教學(xué)器材，器材必須充足和典型，才能保證學(xué)生觀察、實(shí)驗(yàn)活動(dòng)順利進(jìn)行。器材要適合學(xué)生的學(xué)習(xí)，要突出探究活動(dòng)的重點(diǎn)和本質(zhì)。對(duì)中的設(shè)計(jì)做適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)，提倡開展教具，提高教學(xué)效率。“生命世界”是小學(xué)科學(xué)的重要組成部分，教科版小學(xué)科學(xué)生命世界”領(lǐng)域部分內(nèi)容，由于受到客觀條件的限制，需要借助模擬實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)豐富多彩的生命世界。由于實(shí)驗(yàn)材料的不足或提供實(shí)驗(yàn)方案可操作性比較弱等,在的教學(xué)中，這部分內(nèi)容的模擬實(shí)驗(yàn)往往“缺斤少兩”，使得科學(xué)課堂教學(xué)效率大打折扣。筆者就這一領(lǐng)域模擬實(shí)驗(yàn)裝置的

3、改進(jìn)談?wù)劦淖龇?，以保證科學(xué)探究的有序開展，提高科學(xué)課堂教學(xué)實(shí)效。一、改造模擬裝置，教學(xué)難點(diǎn)心臟工作模擬裝置改進(jìn)教科版小學(xué)科學(xué)四（上）第四單元第四課運(yùn)動(dòng)起來會(huì)怎樣（二）“體驗(yàn)心臟的工作”這部分的實(shí)驗(yàn)裝置，如圖 1，用一個(gè)洗耳球表示心臟，用一根相連接的橡膠管表示，表示人體，擠壓時(shí)從洗耳球中流出水（血液），放手（舒1圖 1張）時(shí)，水回流到洗耳球，以體驗(yàn)心臟工作的辛苦。這個(gè)裝置有以下缺點(diǎn)：（1）血液的進(jìn)出是同一根的，忽視了對(duì)模擬實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的科學(xué)性思考，應(yīng)該是要有分工，進(jìn)血和都應(yīng)有各自專門的；（2）血液的不夠明顯，不利于同學(xué)觀察。基于以上二點(diǎn)，筆者進(jìn)行了性改造（如圖 2），用兩根橡膠管代替兩根分別連接“”

4、和“心臟”，在“心臟”上裝有單向水閥（相反安裝），來血液的方向，不致于回流，各管一個(gè)方向，這符合心臟工作原理，這樣實(shí)驗(yàn)的科學(xué)性提高了；裝置分“心臟”和“身體”的目的有兩個(gè)：1.這樣能更接近心臟工作的實(shí)際情況；2.“心臟”工作時(shí)血液情況，能看得更清楚。一只手捏“心臟”表示收縮，血液可以在“”內(nèi)看到血液流出，表明“心臟”流液，放手表示心臟舒張，在“心臟”里看到有血液流出，說明是回流的血液，每收縮舒張一次，就是心跳一次，心臟就進(jìn)出一次血液，操作簡單。本裝置取材容易，制作簡易，現(xiàn)象明顯，展示生動(dòng)有趣，易于學(xué)生了解心臟辛苦工作和工這一難點(diǎn)的理解，符合兒童觀察思考特點(diǎn)。二、整合模擬對(duì)象，促進(jìn)課堂生成胃和食

5、道模擬實(shí)驗(yàn)裝置改進(jìn)教科版小學(xué)科學(xué)四（上）第四單元第五課在體內(nèi)的旅行“人的消化”部分胃和食道的實(shí)驗(yàn)裝置，如圖 3，用袋表示胃，袋中裝的水表示胃里的胃液，切成小塊兒的饅頭和煮蔬菜表示進(jìn)入胃中的，用手反復(fù)揉擠袋子表示胃的蠕動(dòng)；一根管表示食道，裝入幾粒煮米飯表示經(jīng)過食道，學(xué)生借助直觀操作對(duì)的消化過程有一定的了解。我認(rèn)為這個(gè)裝置有以下缺點(diǎn)：（1）裝置難以固定，操作是要一只手提著袋，一只手反復(fù)揉擠袋子，給實(shí)驗(yàn)操作帶來難度；（2）管太細(xì)與實(shí)際差距較大；（3）兩個(gè)裝置，是兩個(gè)零散的消化過程模擬實(shí)驗(yàn)，對(duì)學(xué)生建立兩者之間的關(guān)系有一定的難度。2圖 3圖 2基于以上三點(diǎn)，筆者進(jìn)行了裝置整合與改進(jìn)（如圖 4），鐵架臺(tái)用

6、于固定裝置、漏斗表示在的第一站口腔、管表示食道，管的粗細(xì)長短盡可能接近食管大小、袋表示胃，三種模擬材料組一個(gè)大小接近實(shí)際的消化系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置。孩子的雙手與精力得到，專注于在這些里發(fā)生怎樣的變化的觀察與思考，在模擬實(shí)驗(yàn)過程后，學(xué)生交流觀察的發(fā)現(xiàn)時(shí)有著精彩的生成：S1：有些卡在食道，看來吃東西的時(shí)候，在口腔要多嚼一嚼。S2：旺仔饅頭在胃里慢慢變成小粒的了。S3：有些變小了，還有些還是比較大粒，看來在胃里需要長時(shí)間。S4：揉的越快，變得小塊，的胃有這樣突然劇烈的蠕動(dòng)嗎？三、替換模擬材料，提升實(shí)驗(yàn)效果“驗(yàn)證魚的體形有利于它在水中前進(jìn)”模擬實(shí)驗(yàn)材料改進(jìn)教科版小學(xué)科學(xué)六（上）第四單元第六課原來是相關(guān)聯(lián)的中，

7、“不同環(huán)境中的動(dòng)物”部分出現(xiàn)一個(gè)“驗(yàn)證魚的體形有利于它在水中前進(jìn)”模擬實(shí)驗(yàn)，如圖 5，科學(xué)講究實(shí)證，六年級(jí)的學(xué)生已經(jīng)具備了一定的過程與方法能力，他們能夠利用已有的經(jīng)驗(yàn)對(duì)金魚和鴿子的一些特殊結(jié)構(gòu)的功能進(jìn)行推測(cè)，他們能夠想辦法通過模擬實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證的推測(cè)。驗(yàn)證魚的體形有利于它在水中前進(jìn)，可以選用模擬實(shí)驗(yàn)的方法。給出的建議是選擇不宜被水浸濕的紙，折成大小相似形狀不一的魚，要盡量用同樣大小的力推動(dòng)它們，注意觀察誰前進(jìn)的最遠(yuǎn)。筆者認(rèn)為這種模擬對(duì)比實(shí)驗(yàn)的材料以及變量與不變的量難度大，實(shí)驗(yàn)效果難以區(qū)別，要提升實(shí)驗(yàn)的效果就必須得替換模擬的材料。改進(jìn)方案一：演示實(shí)驗(yàn)裝置油墨動(dòng)力小船（如圖 6）3圖 5圖 4材料：、

8、老式圓珠筆芯、熱水、水槽。制作：將兩塊小塊制成相同體積不同形狀，尾部安裝同結(jié)構(gòu)的筆芯管作為動(dòng)力油管，管子有一定的傾斜度，末端浸入水中。操作：給油管注入相同的圓珠筆的油墨，相同航行起點(diǎn)，接觸水面之際的一齊放開手，油墨從管子，遇到熱水溶解擴(kuò)散產(chǎn)生反推力推動(dòng)小船前進(jìn)。兩只特殊動(dòng)力小船無形中吸引了孩子的目光，當(dāng)那兩艘“小船”悄然“駛出”時(shí)，僅僅兩秒鐘而已，可教學(xué)效果已躍然眼前，無需言喻，菱形小船明顯的比長方形小船行得遠(yuǎn)，“船尾”灑下兩道紅色痕跡即刻，有孩子問：“，是怎么做的？” 驗(yàn)證魚的體形有利于它在水中前進(jìn)的同時(shí)激發(fā)了學(xué)生課后進(jìn)一步探究的欲望。思考：采用這一演示實(shí)驗(yàn)，有余而學(xué)生的體驗(yàn)不夠；受實(shí)驗(yàn)材料

9、制約無法重復(fù)實(shí)驗(yàn)；影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的因素較多。改進(jìn)方案二：分組實(shí)驗(yàn)裝置小車運(yùn)動(dòng)的遷移運(yùn)用（如圖 7）小學(xué)科學(xué)倡導(dǎo)探究式教學(xué)。親身經(jīng)歷以探究為主的學(xué)習(xí)活動(dòng)是學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的主要途徑，科學(xué)課程應(yīng)向?qū)W生提供充足的器材和時(shí)間，保證學(xué)生獲得充分的科學(xué)探究機(jī)會(huì)。如何讓每個(gè)小組都有體驗(yàn)的機(jī)會(huì)，如何經(jīng)得起重復(fù)試驗(yàn)我們可以花較多的時(shí)間與心思，筆者想到重力小車的遷移運(yùn)用。材料：白蘿卜、回形針、不吸水細(xì)線、水槽制作：用白蘿卜制成相同體積的紡綞型及其他各種形體代表不同的生物體形，前端安裝回形針連接細(xì)線，線的另一端掛若干回形針作為重物拉動(dòng)生物在水中前行，用于固定前進(jìn)路線。操作：給每個(gè)小組一個(gè)紡綞型生物體與不同的體形去做對(duì)比，

10、實(shí)驗(yàn)爭取公平，不變量，相同體積，相同重量的重物，同一起跑線同時(shí)出發(fā)；為了起點(diǎn)，在每個(gè)水槽底貼了條線，生物4圖7圖6體前端的回形針要對(duì)齊這條線；作為重物的回形針不能太多或太少，太多對(duì)比不明顯，太少導(dǎo)致各種體形從起點(diǎn)出發(fā)之后無法到達(dá)終點(diǎn)就停下了。思考：能不能用更好的材料來代替白蘿卜，最好是做成之后可以多次重復(fù)利用，否則每試教一次就要做這么多模型難度太大，而且有季節(jié)性。于是有了的想法：用去做，用圖釘去調(diào)節(jié)重量；用木頭去做，外面涂漆；或找一種合適密度的去工廠一個(gè)磨子，但這些還都只是設(shè)想，有待于去嘗試。四、精選配套儀器，提高數(shù)據(jù)度動(dòng)物的體形與降溫快慢的模擬實(shí)驗(yàn)裝置改進(jìn)科學(xué)課的重要特性表現(xiàn)在對(duì)證據(jù)的追求和

11、對(duì)證據(jù)的尊重。要注重證據(jù)，突出科學(xué)本質(zhì)，突出證據(jù)來源正確，證據(jù)運(yùn)用恰當(dāng)。教科版小學(xué)科學(xué)六（上）第四單元第七課誰選擇了它們第二個(gè)活動(dòng)“大自然選擇了它們”中的動(dòng)物的體形與降溫快慢的模擬實(shí)驗(yàn)，建議：選擇2 個(gè)大小不同的球形燒瓶，1 個(gè)與大燒瓶體積相近的細(xì)而長的瓶，3 支溫度計(jì)；在 3 個(gè)容器內(nèi)同時(shí)放入同樣溫度的熱水；用溫度計(jì)測(cè)量，觀察哪個(gè)容器的水溫降得慢。筆者認(rèn)為其中三個(gè)瓶與三支溫度計(jì)的選擇直接影響實(shí)驗(yàn)的度，三支溫度計(jì)的精確度要盡可能相同，瓶子材質(zhì)厚度要相近，特別是 1個(gè)與大燒瓶體積相近的細(xì)而長的瓶的選擇。從形狀上看，在我們儀器室里符合此要求的可能就是量筒，但是量筒的刻度是指溫度在 20時(shí)的體積數(shù)。

12、溫度升高，量筒發(fā)生熱膨脹，容積會(huì)增大。由此可知，量筒是不能加熱的，也不能用于量取過熱的液體，更不能在量筒中進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)或配制溶液。在教學(xué)中，很多委曲求全，使用 2 只大小不同的試管與 1個(gè)小的球形燒瓶來替代，不難發(fā)現(xiàn)大試管與小球性燒瓶的體積大小相差太大，這樣降溫的快慢數(shù)據(jù)度。精選儀器，才能提高數(shù)據(jù)正確度。筆者與儀器廠家，定制了一批形體與量筒相似，與大燒瓶體積與材質(zhì)相近的細(xì)而長的瓶，實(shí)驗(yàn)時(shí)借助鐵架臺(tái)與細(xì)繩將 3 支溫度計(jì)進(jìn)行懸掛固定，如圖 8，幫助他們放開雙手，仔細(xì)觀察溫度的變化，確認(rèn)大而圓的動(dòng)物的體形降溫慢這一事實(shí)。5圖 8實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)于培養(yǎng)學(xué)的動(dòng)口、動(dòng)手、動(dòng)腦能力，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)都具有其他教學(xué)不可替代的作用，它常常以獨(dú)特的吸引著學(xué)生步入奇妙的科學(xué)殿堂。作為一線教師，我們深知實(shí)驗(yàn)材料存在問題，勢(shì)必會(huì)影響學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ陌l(fā)展，在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，優(yōu)化實(shí)