儿童科学探究活动材料改进的实践研究

儿童科学探究活动材料改进的实践研究

刘星星

关键词：材料；改进；实践研究

科学教育要积极倡导让学生亲身经历以探究为主的学习活动。而开展探究式学习中有一个关键点：即实验实材，因为充分的，合理的实验材料是开展探究、解决问题的物质基础。如果没有材料或教具的支撑，就将严重制约探究活动的顺利开展，学生的探究活动效果大打折扣。因此，探讨探究活动材料的改进与优化具有十分重要的意义。笔者结合平时的教学实践，认为材料的改进与优化可以从以下几个方面做起：

一、立足生活，使实验材料生活化

现行的小学科学教材，基本上都有与之配套的实验材料。这些材料，虽然省去了教师准备的麻烦，但这些材料中有许多在实际教学中使用起来存在一些不足，对实验探究活动的开展带来了一些不利的影响。

案例1.五年级上册《光》单元《怎样得到更多的光和热》

教材为了研究“物体的颜色与吸热本领有关系吗？”这一个问题，推荐了以下的材料及研究方法：大小相同颜色不同的纸纸，并将纸张制成小纸袋；温度计，将其插入纸袋中随时测出纸袋中温度的变化；实验探究过程：让学生将制好的纸袋同时摆放在阳光下，观察纸袋温度的变化。

这个实验设计，看似简单，其实也有一些问题的存在：受学生动手能力的影响，学生用同样大小的纸张会做出不同大小的纸袋；容易受到天气的影响，特别是这条，往往学生精心准备了纸袋、温度计等材料后，却因为天气而无法开展实验研究。

那如何克服这些问题呢？笔者对这个实验的材料进行了调整：试管、温度计(实验室已备)，大小相同的不同颜色的纸、橡皮泥、白炽灯及灯座、圆形底盘(直径约1米左右)。

如右图所示：我们将不同颜色的纸卷在试管上，试管口用橡皮泥将温度计固定在试管中(也可以用打孔的橡皮塞固定)，打开白炽灯，学生即可通过观察每一支温度计上的温度变化而来判断颜色对物体吸热本领的影响了。

这样的设计，使这组对比实验更加科学：纸张大小一样、纸与热源之间的距离一样、不再会受到天气的影响。

二、调整材料，使实验过程易操作

在教学中，教师们也经常会遇到一些由于操作难度大，而导致学生实验失败的例子。分析其中的原因有：学生的动手能力、教师的指导以及实验材料教具等方面的原因。笔者认为，对这些操作难度较大的实验除了对学生进行细致到位的指导外，也可以从教具材料的准备上下功夫，设计一些简单易操作的教具。

案例2：五年级下册《沉与浮》单元《浮力》一课。

在本课中，教材设计了活动：测量泡沫塑料块受到的浮力。教材推出了一组测量装置：(如图)

这个装置将塑料泡沫用棉线捆绑后，将棉线的另一端通过固定在水槽底部的滑轮扎在弹簧测力计上，实验者，向上拉动棉线，将塑料泡沫拉到水中不同位置，并读出拉力的大小，进而计算出塑料泡沫在水中受到的浮力大小的情况。

这个实验在学生实际操作过程中非常困难：1.泡沫过小，并通过棉线将它拉入水中，学生不易控制泡沫的浸没程度。2.水槽底部的滑轮容易脱落，难固定。3.泡沫下拉过程中，容易与棉线接触影响拉力的大小。4.棉线容易脱离滑轮凹槽，造成不必要的误差。

为了解决这些材料对学生实验操作带来的困难，笔者对相关材料进行了改进：(1)使用拉压两用测力计代替普通的弹簧测力计。

(2)采用大块、形状规则的泡沫代替小块泡沫。

采用调整后的材料进行实验，实验操作难度明显降低：a.拉压两用测力计的使用，使实验中省去了固定滑轮，棉线易脱落的麻烦。b,使用体积大，形状规则的泡沫。使学生很好的控制泡沫浸没在水中的体积大小，同时泡沫排开水的水量更加明显。

在小学科学中，同上述案例这样，通过对材料进行调整或对教具进行改进，使实验操作变得简单有效的实验还有许多。

案例3：五年级下册《沉与浮》单元《沉浮与什么因素有关》一课。

本课在通第一个环节的教学研究得出结论的基础上，引导学生利用小空瓶继续研究沉浮的秘密：找一个空瓶子，往空瓶中一次次地加水，研究加入多少水，小瓶子就能沉入水中。这个实验的目的是通过实验让学生明白：在体积不变的情况下，改变空瓶的重量就能改变它的沉浮，即潜水艇的原理。教材还展示了一组小空瓶在水中不同位置的图片。

这个实验，学生非常感兴趣，但实际操作起来却有一定的难度；特别是让瓶子悬浮在水中学生成功的例子少之又少。

那问题出在哪里呢？笔者发现：教材中推荐的小空瓶自身重量较重，学生稍加一些水，就沉入水中，逐渐加水，让空瓶逐渐下沉的过程学生不易观察到。同时，加水不方便，学生每次加水时需打开瓶盖加水，并且加入的水量也不容易控制。正是这些原因导致了学生实验的失败。

因此，对这个实验在材料上，可以做出这些调整：①材料：针筒、葡萄糖酸钙口服液瓶子、橡皮塞。②制作方法：我们将橡皮塞加工成玻璃瓶口大小，塞住瓶口。然后，在橡皮塞上插上两根注射器针头：一根插入较深，直达瓶底，作为进出气口。另一根插入较浅针头靠近瓶口，作为进出水口。

在实验过程中，学生只需要利用注射器来给空瓶中加入水改变空瓶在水中的沉浮情况。

采用这样的设计能很好的解决以下这些问题：葡萄糖酸钙口服液的瓶子较轻较长，有注射器针头重量的帮助下，能保持瓶口向下，竖直的浮在水中并且露出水面的部分较多，有利于学生观察到：随着瓶中水的增多，空瓶逐渐下沉的过程。利用注射器的刻度，学生能很方便地控制加入玻璃瓶中的水量。

一组简单易操作的实验教具材料，有利于孩子们体会实验探究成功的乐趣，一组有趣富有挑战的教具材料能极大的激起学生科学学习的兴趣。相信在我们的共同努力下通过对材料教具的优化研究对提高科学课的魅力，构建学生快乐学习的课堂氛围会起到极大的助力。

(作者单位：浙江省泰顺县仕阳镇中心小学325508)