小学科学:小学科学实验设计改进之探究(9页).doc
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1、-小学科学:小学科学实验设计改进之探究-第 8 页小学科学论文小学科学实验设计改进之探究摘要:科学的主要学习方式是观察和实验,主要通过学生的亲自探究获取知识、培养兴趣和科学的态度。教学实践证明,实验设计的好坏直接关系到教学的效率与成败,好的实验设计方案有利于学生快速有效地掌握基础知识,培养学生的技能,也能提高教师的教学效率。在教学实践中我发现有些实验设计存在着不同程度上的不足,如实验设计细节缺失所引起的课堂效率偏低、实验选材不佳导致的实验可操作性不佳、实验器材利用不合理造成实验准备过于繁琐、忽视了实验器材的保护等等。所有这些问题有时只需一些小小的改进就能够达到完全不同的效果。关键词:实验设计
2、细节 改进 可操作性 效率小学科学是以观察和实验为基础的学科,精心设计实验,让学生通过亲身实验获得知识与技能是搞好小学科学教学的关键。耳听为虚,眼见为实,与其老师在课堂上高谈阔论,滔滔不绝,倒不如让学生自己动手去看看究竟会发生什么,但是学生亲自动手也并不意味着完全放手让学生们自己去摸索着做实验,因此科学严谨、具有实际可操作性的实验是科学教学所必须的。随着小学科学课程改革地深层推进,在科学课堂教学发生巨变的今天,一些问题也随之出现,如实验设计细节缺失所引起的课堂效率偏低,实验选材不佳导致的实验可操作性不佳,实验器材利用不合理准备过于繁琐、忽视了实验器材的保护等等。对于这些现象,作为站在教学一线的
3、教师就应该适时地做一些改进来切实有效地提高课堂的教学效率。一、完善细节,效率与科学性并重科学大多来自对科学实验和生产实践经验的总结,小学科学的教学也不例外。教材中有不少实验设计虽然设计理念很不错,但其本身对于细节问题关注不够。那结果很可能就是浪费师学宝贵的精力和时间,更可怕的是让学生认为科学实验是可以不够严谨且费时费力的。(一)教科版小学科学五年级下册时间的测量单元第4课我的水钟有两个活动:设计水钟;用水钟来计时(详见右图)。让学生通过简单水钟的设计,并用水钟来进行简单的计时,来更好的体会我们祖先的智慧。问题:实验中有些学生发现接同样体积的水,3次实验的用时却存在一定的差异,有些甚至存在很大的
4、差异,他们标注的刻度并不好用。虽然书本的本意是想学生通过亲身的实践来改进水钟,但故意安排走弯路,并让学生自己改进他们先入为主所形成的定性思维,对他们来说绝对是一个挑战,对课堂教学效率来说也是一个挑战。因为总体教学时间有限,课外实验效果也不佳,所以我认为此实验应该进行必要的改进。找问题:课本中的实际例子是把刻度标在接水容器上的,且所标注的刻度是均匀的(详见上页图片)。1、我们知道简易水钟的滴水速度是由滴水口到水面的高度差来决定的,即滴水口的水压大小来决定的:高度差越小,滴速越慢;高度差越大,滴速越快。把刻度标在接水容器的问题是:如果水钟滴水计时的开始水位与标定刻度时的水位不同,那么接水容器的刻度
5、将失去它的准确性。2、另外一种细微的差异,可能是由于水滴引起水面振动带来的计时误差。虽然这个问题很容易被学生忽略掉,但是既然这样会产生一定的误差,那么就应该想办法解决它,力求简易水钟能够比较精确地测量一定的时间。3、对于时间差别很大的组,原因在于连续做实验,水位连续下降,水压差异太大所致。解决方法重点就是计时实验开始时,水位一定要恢复到和原来一样高,如果严格执行这样的操作,那么就算滴水容器的形状不规则也没有关系了。改进:改接水容器刻度为滴水容器刻度。标定一个起始刻度,按时间在滴水容器上标注时间刻度(见右上图)。如此一来,只要对准刻度随时可以开始计时,在免去了水位高低带来影响的同时,也免去水滴引
6、起水面振动带来的计时误差,还可免去容器形状的影响。除非需要一次性测量比较长的时间,不然补水这一步骤也可以适当的免去。小小的改变,带来的却是完全不一样的结果。(二)教科版小学科学三年级上册水和空气单元第7课空气有重量吗有两个活动:简易天平检验空气重量;天平测量篮球充气前后的重量差别。第二个实验中:篮球体积太大,放在天平上称重并不方便,天平的量程也未必够大,这些都是第二个实验的不妥之处。此处重点说说第一个活动的教学经历。问题:1、实验中学生会潜意识的按照书本的流程(详见右图)来系绳子,然后再吊东西,这时候木棒的平衡很难调节,这就是先入为主思维的负面影响。按照书本流程,调节平衡后要把气球拆下来吹气,
7、再挂起来比较轻重。似乎一切按照计划进行,突然一个学生提问了:“老师,我吹气的时候太用力,吹了点口水进去,我怎么知道气球变重是因为口水进去的关系,还是空气进去的关系呢?”那么面对这样的问题教师该怎么如何解决呢?2、学具袋内的绳子太短,短到学生无法用它来系吹好气的气球。对此解决的办法倒是简单,换成长一点的绳子即可。这就是学具袋器材的先天不足。找问题:如何才能解决繁琐的平衡调节呢?气球变重是因为空气吹进去了还是口水吹进去了呢?能不能绕过口水这个问题呢?学生既然提出了老师就应该以科学的态度来对待它。改进:1、号位采用活结,方便调节平衡,、号位采用死结(详见上图)。2、号位系笔帽,系吹好扎紧的气球。3、
8、在吹好的气球上贴一块大透明胶布。4、调节号活结在木棒上的位子,直至木棒平衡。5、在贴有透明胶的地方,用大头针戳一个洞放气,气球漏完气后比较木棒平衡,判断空气有没有重量。表面上看,此实验似乎越改越繁琐,尤其多了一步操作难度较大的贴胶布,但是贴胶布却是一举三得的事情。首先这样的设计免去了气球吊了再吊的问题,其次解决了“口水”的问题,再次解决了戳破气球后气球皮破碎掉落引起的问题。细节决定成败,细节问题如果没有做到位,将直接影响教学的效率与成败。现在小小的一个改进让这个实验变得既有科学性又有可操作性。二、完善实验选材,提高可操作性实验选材绝对是一个不可忽视的环节,材料不合适,不但会使实验的可操作性大打
9、折扣,还有可能引起实验结果的混乱不堪。因此完善实验选材,避免实验乱像是教材编著人员的责任,更是一线科学教师的一个常规教学任务。(一)教科版小学科学五年级上册光单元第5课光与热有一个活动:光的强弱与温度。通过不同数量镜片对阳光的反射来加热温度计,进而直观的体现光照对温度的影响。问题:在相同实验条件下,各组的实验结果差异比较大,有些组镜片多了后升温明显,有些却升温不怎么明显。这么简单的实验为什么会有这样的差别呢?问题究竟出在什么地方?找问题:通过仔细的观察(见上图),学具袋中做潜望镜的镜片拿来做反光镜太小了(器材与制作潜望镜共用),因为学生手部的晃动反射出去的光无法在同一时间内全部都照射到温度计的
10、玻璃泡上去。所以镜片多了以后反而会造成有时或始终有一片或几片镜子反射的光无法照射到玻璃泡,从而造成实验结果的差异。改进:知道了问题后,解决方法很简单,每个学生从家里带一块长宽都在5cm以上的镜子来替代学具袋的小镜子即可。镜子大点反射后的照射面积也大点,只要镜子够大就算是手在晃动也不会造成实验结果的混乱了。(二)教科版小学科学五年级下册沉和浮单元第1课物体在水中是沉还是浮有两个活动:观察更多物体在水中的沉浮;观察同一种材料构成的物体在水中的沉浮。这两个实验都用到了一种材料萝卜(见下图),那么这个萝卜会有什么问题呢?问题:同样是自来水加胡萝卜组合,有些组的胡萝卜是沉的,有些组的胡萝卜却是漂浮的。出
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