說說科學(xué)課的下水實驗

說說科學(xué)課的“下水實驗”遵義市播州區(qū)第二小學(xué)鄧曄《科學(xué)課程標準》中建議：“教材上的觀察、實驗活動，教師在上課前要親自做一遍，保證課堂教學(xué)順利實施?！币簿褪钦f要鼓勵我們科學(xué)教師多做“下水實驗”。所謂“下水實驗”就是教師在上課指導(dǎo)學(xué)生實驗前，自己在器材室進行對課堂上要進行的實驗進行多次預(yù)演或試驗，從而有效指導(dǎo)學(xué)生科學(xué)探究的行為。它包括這個探究活動需要什么材料，需要多少時間，有些什么現(xiàn)象，可能會遇到什么問題，可以獲得哪些數(shù)據(jù)或證據(jù)，可以推斷出什么結(jié)論等等，從而對課堂教學(xué)了然于胸，游刃有余?！跋滤畬嶒灐辈粌H僅是我們科學(xué)教師對待事物“親歷躬行”的科學(xué)態(tài)度，更是能提前預(yù)知實驗過程中可能出現(xiàn)各種狀況的前提，是科學(xué)教師精心備課的重要環(huán)節(jié),更是我們科學(xué)教師建構(gòu)高效課堂的必要條件和真正的落實“全面提高學(xué)生良好科學(xué)素養(yǎng)和全面提高科學(xué)教育教學(xué)質(zhì)量”的需要。我們科學(xué)教師都是在一定程度上接受過“理化生地”專業(yè)知識學(xué)習(xí)和學(xué)科教材教法方面培訓(xùn)，我們教師又是有一定生活經(jīng)驗的成人，所以，經(jīng)常犯“經(jīng)驗主義”，常常用經(jīng)驗來左右我們的思維、定格我們的課堂，往往是課前看看教師用書，上課時拿了實驗材料就去上課，課堂上就保證不了學(xué)生進行有效探究活動。那么，為什么要做“下水實驗”？如何做好“下水實驗”？做好”下水實驗”有什么用”呢？我就這些年在教學(xué)中點滴實例說說我在“下水實驗”方面的想法和做法。一、優(yōu)選實驗材料，糧草先行“材料引起學(xué)習(xí)，材料引起活動?！毙W(xué)科學(xué)課離不開觀察與實驗，觀察與實驗又離不開師生共同準備的有結(jié)構(gòu)有層次的材料。教師為學(xué)生的探究活動提供有結(jié)構(gòu)有層次的材料，讓學(xué)生與材料親密的接觸，是科學(xué)活動中重要的環(huán)節(jié)，指導(dǎo)學(xué)生圍繞探究主題分層次、有梯度第開展探究實驗活動是提高課堂效率的一個重要途徑。但在日常教學(xué)中，也會出現(xiàn)材料影響教學(xué)活動有效進行的場面，這就需要科學(xué)教師在課前的“下水實驗”中一次次去甄別，讓探究實驗中的“糧草”——材料正確化、有效化，以達最優(yōu)化。1.甄別實驗材料的科學(xué)性實驗器材是否科學(xué)直接影響探究活動的順利進行，間接影響學(xué)生對科學(xué)知識的理解。教師如果選擇的材料本身有問題，因材料引起過多的無關(guān)現(xiàn)象，這將不利于學(xué)生的認識，反而出現(xiàn)誤導(dǎo)學(xué)生的現(xiàn)象發(fā)生，繼而保證不了實驗探究的有效性。如我在參加去年的“一師一優(yōu)課”活動中，執(zhí)教五年級下冊第二單元《液體的熱脹冷縮》一課時。實驗室中一般是采用圓底燒瓶來演示液體熱脹冷縮實驗。通常

做法是讓學(xué)生在裝滿液體的圓底燒瓶口塞一個軟木塞，再鉆孔接上一個細的玻璃管。由于實驗室器材有限（尤其是打孔器的配備），加上鉆孔的要求和學(xué)生用玻璃管時容易發(fā)生安全事故（原來上課時讓學(xué)生組裝實驗裝置時就有把手劃傷的事發(fā)生）加上是全程錄課，我就更不敢冒這種風(fēng)險，所以，在學(xué)校磨課時我就自己制作了10套器材來替代實驗室中圓底燒瓶和玻璃管的器材。記得課堂上學(xué)生順利討論后，把理想中的實驗方案搬上了黑板，這時，我順勢拿出自己的這套裝置，講解操作注意點后，學(xué)生歡天喜地的領(lǐng)取器材，做起了水受熱膨脹的實驗。在實驗約5分鐘后，學(xué)生有了以下匯報交流：組1：水在吸管里快速上升，最后，吸管不夠長，水都跑到外面來了。組2：我在實驗前，給原來水在吸管里的水位做了一個記號，放入熱水后，水位上升了，我量了下，大約上升7厘米。組3：老師，我們也先做了記號的，在加入熱水后，我們發(fā)現(xiàn)水位先是下降的，過了幾秒后，水位開始上升，最后上升到比原先還高的位置。（這時，我看見有小部分同學(xué)在點頭，說明他們也有這個發(fā)現(xiàn)。）的確，課堂上基本上所有的同學(xué)最終都親歷了探究水受熱后體積膨脹的過程，也親眼觀察到液體受熱后體積膨脹的現(xiàn)象。但是，課后我反思了組3同學(xué)們的匯報交流情景，覺得還是有地方需要斟酌。我在想：是不是實驗操作不當(dāng)？是不是裝置有問題？難道還是，水遇熱膨脹前先有個體積縮小的過程？當(dāng)然，作為教師，這個假設(shè)肯定會被推翻。但這個問題肯定會困擾一部分發(fā)現(xiàn)這個現(xiàn)象的同學(xué)。于是課后，利用實驗裝置我親自做了一次下水實驗?，F(xiàn)象很明顯，水位先下降，后上升。反思結(jié)果是該裝置缺乏科學(xué)性。根據(jù)上網(wǎng)查閱，制作這套器材的塑料瓶材料只能耐熱至70°C，適合裝暖飲或凍飲，裝高溫液體或加熱則易變形。而實驗操作中，為了讓實驗現(xiàn)象更明顯，則是采用了高于70C的熱水。于是就出現(xiàn)了塑料瓶先遇熱瞬間的膨脹現(xiàn)象，于是瓶內(nèi)水位會先出現(xiàn)下降，接著水位會上升的現(xiàn)象。一方面原因是，瓶內(nèi)的水遇熱開始了膨脹，另一個因素也是因為，塑料瓶被熱水燙之后，雖然瞬間出現(xiàn)了肉眼看不見的膨脹的情形。看來，這套自制裝置不是非常典型，不太適合學(xué)生剛開始進行液體熱膨脹的研究。如果，能在課前就對這套裝置進

行“下水實驗”，并仔細觀察，就不會出現(xiàn)這類的尷尬和誤導(dǎo)了。2.甄別實驗材料的精確性科學(xué)教師平時應(yīng)時刻保持對新實驗材料進行檢驗的習(xí)慣。因為有時，過于信任新材料，也會出現(xiàn)意料不到的后果。如我在執(zhí)教六年級上冊的《電和磁》一課時，為節(jié)省學(xué)生組裝電路的時間，特意在網(wǎng)購一批鱷魚夾導(dǎo)線。上課時，學(xué)生猜測導(dǎo)線本身能使磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)的假設(shè)。為了將這種可能性排出，教師通常采用未通電的導(dǎo)線靠近小磁針，來觀察現(xiàn)象?？僧?dāng)使用這批淘寶上的導(dǎo)線時，令人意想不到的事情發(fā)生了。導(dǎo)線靠近磁針時，磁針竟然發(fā)生了偏轉(zhuǎn)。課后，我通過研究這批導(dǎo)線，發(fā)現(xiàn)這批導(dǎo)線時并沒有用純銅的材料，而是一種合金材料，的確是能夠被磁針吸引的。吃一塹，長一智，類似的錯誤是應(yīng)該早就被拒絕在課堂之外的?！凹埳系脕斫K覺淺，絕知此事要躬行”。小學(xué)科學(xué)課堂上的材料是實驗的基礎(chǔ)，材料質(zhì)量的高低直接關(guān)系實驗的成敗。以上兩例提醒我們，如果課前沒有“下水實驗”，按照自己的生活經(jīng)驗去準備器材，很有可能會讓實驗失敗。因此，在實驗材料準備上，我們不僅要明確實驗所需的材料，更要關(guān)注材料本身是否有效，還可以考慮有沒有更好的替代品等細節(jié)問題，讓一次次的材料優(yōu)選成為提高實驗成功率的保障。二、充分預(yù)測問題，有備無患通常在課堂實驗前，教師要充分預(yù)測學(xué)生在實驗過程中可能出現(xiàn)的影響實驗結(jié)果的不當(dāng)操作或是實驗材料帶來的偏差，并能對實驗操作作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，使學(xué)生按照正常的操作方法開展實驗，提高實驗的成功率。而這種預(yù)測，只有在多次下水之后，才會逐漸豐富，從而做到有備無患。1.預(yù)測影響實驗數(shù)據(jù)的外界因素影響實驗成功的因素有很多，有時是來自無法預(yù)料的外界影響。如在教學(xué)《抵抗彎曲》一課時，需要探究不同寬度和厚度紙的承載力實驗。在材料準備上，我頭一天下午就將準備好的紙條放進了學(xué)生的實驗盤中?？稍诘诙斓膶嶒炛?，紙片連最輕的一個重物都無法承載。課后反思其原因，原來罪魁禍首是當(dāng)夜一場連夜的傾盆大雨。潮濕的空氣使得紙片也嚴重受潮，當(dāng)然不能在承載稍微偏重的物體。這次看似不起眼的經(jīng)歷給自己深深的上了一課，那就是在準備器材時，要盡可能的預(yù)設(shè)到一切影響因素，不可過于“放心”材料。2.預(yù)測影響實驗數(shù)據(jù)的內(nèi)在因素如果說，有時外界的影響因素不會被我們第一時間發(fā)現(xiàn)，那影響實驗的內(nèi)在因素則可以通過多次“下水實驗”避免。如在《白醋和小蘇打的變化》一課中，要說明白醋和小蘇打變化后產(chǎn)生的剩余物還是不是白醋時，學(xué)生提出繼續(xù)將小蘇打放入透明液體中去檢測。假如繼續(xù)出現(xiàn)氣泡，則說明還是有醋的成分，假如沒有出現(xiàn)上述現(xiàn)象，則可以說明是另一種物質(zhì)。聽取學(xué)生的建議后，我隨意拿起學(xué)生反應(yīng)后的透明液體，加入了一勺小蘇打演示驗證。接著，學(xué)生看見的現(xiàn)象是仍有大量的氣泡逸出。這時，學(xué)生的第一反應(yīng)就是，透明液體仍是白醋。而事實上，這時的液體已經(jīng)不完全是白醋了。出現(xiàn)了這種誤導(dǎo)后，我馬上意識到該學(xué)生的操作沒有按照一定的比例讓白醋和小蘇打完全反應(yīng)。當(dāng)我意識到這種情形后，下課的鈴聲也已經(jīng)響起。遺憾之余，只得告訴學(xué)生這個透明液體已經(jīng)不是原來的白醋了。并讓學(xué)生課后再去驗證。這是我的一次慘痛教訓(xùn)，而由于事先的“下水實驗”過少，沒有將這么關(guān)鍵的操作考慮透徹，輕易作出了容易讓學(xué)生產(chǎn)生錯誤概念的動作。由此可見，關(guān)注實驗的每個細節(jié)，將預(yù)測工作做到位，是提高課堂效率的關(guān)鍵。多做“下水實驗”，將更多的問題提前暴露，以便對課堂實驗的每個操作都做到心中有數(shù)，才能確保順利完成教學(xué)任務(wù)，幫助學(xué)生建構(gòu)正確的科學(xué)知識體系。誠然，“下水實驗”的實質(zhì)就是一種精心備課，教師以學(xué)習(xí)者的角色，設(shè)身處地的去實踐，以探知學(xué)生實驗這盆水之深淺。這種探知所獲取的第一手資料，首先有利于教師洞察學(xué)生的發(fā)展需要，從而制定出恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)目標；其次，有利于教師關(guān)注學(xué)生原有經(jīng)驗，設(shè)計便于學(xué)生進行建構(gòu)學(xué)習(xí)的情境；再次，可以為實時、動態(tài)的教學(xué)生成預(yù)留空間，成就精彩瞬間。因為以學(xué)生為主體的科學(xué)探究學(xué)習(xí)，并不是以教師的主觀預(yù)設(shè)為基礎(chǔ)的，他們的情感思維常常會脫離教師預(yù)設(shè)的軌道。我們教師只有通過下水實驗的途徑，才能抓住教學(xué)焦點，堵住教學(xué)的“死穴”，