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1、小学科学实验的改进与创新科学课程的改革是以实验教学作为切入点和突破口的，是素质教育和创新教育的重要场所和阵地。著名教育家波利亚曾指出：“获取知识的最佳途径是自己的体验，因为自身体验最清楚，也最容易得出其中的内在规律、性质和联系。”科学实验强调学生通过自主参与一些类似于科学家从事科研的学习活动，获得亲身体验和产生积极情感，逐步形成一种在日常学习与生活中喜爱质疑、乐于探究、努力求知的心理倾向，产生运用所学知识解决实际问题，并且有所发现、有所发明、甚至有所创造的积极欲望。小学科学课是一门充满了趣味实验的课程。目前科学实验教学中的仪器欠缺或者不够完善，科学教科书上还有很多内容没有现成的仪器配备。而一个
2、成功的实验可以减少许多烦琐的叙述，往往能起到“千言万语道不清，一做实验便分明”的奇效。因此，需要教师对已有的实验做出有益的改进，并不断创新新的科学实验，从而促进科学实验教学的发展。实验所需要的材料可以用现有的器材和生活中的常见的物品完成。一般根据材料的特性如何、是否价廉以及取材是否方便来选择，尤其提倡利用随手可得的废弃物进行实验。通过自制简易、有趣、适合操作，符合孩子们年龄特点的实验来诠释不同的科学原理，把复杂的科学术语简单化，让学生在愉快的实验过程中，不知不觉地迈进科学的殿堂，使学生得到更多的素质的培养。“小学科学课程以提高学生的科学素质为宗旨，促进学生的全面发展”是小学科学课程的基本理念，
3、为我们指明了实验改进与创新的方向。1、有利于知识的意义建构建构主义理论认为，学习是学生自己建构知识的过程，是通过新信息与学生原有知识经验的相互作用而实现的。教学不仅要将信息适当地呈现给学生，而且要善于激发学生的相关原有知识经验，促进新、旧知识经验的相互作用，使新知识在原有经验的基础上建构起来。实验在学生知识的建构过程中所起的作用是多维的而且往往能收到不同凡响的效果。关于水的表面张力，学生往往不能透彻理解。可以增设这样一项实验，能使学生对水的这种神奇的特性有较准确的认识。需要的工具有丝袜、橡皮筋、透明的玻璃瓶以及一个洗脸盆。用丝袜包住玻璃瓶的瓶口，用橡皮筋固定，使丝袜不至于脱落。实验方法：将玻璃
4、瓶放进洗脸盆灌满水，瓶口向下，瓶子与地面垂直，水不会流出；然后稍微将瓶子倾斜，水流出；再次将瓶子垂直倒过来，水神奇地停止了流动。原理：水的表面张力阻止了水通过丝袜流出瓶子。将瓶子放倒时，水流的力量大于表面张力，水流出。如果想要在实验中获得更加戏剧性的效果，也可以用洋葱的外皮代替丝袜。通过观察此直观现象，能建立起正确的认识，且印象深刻。可见，实验能促进学生更快地建构知识并加深理解。在做磁力实验时这样制作指南针：沿着玻璃杯底在纸上描一个圆，把圆片剪下来。再准备一根粗针，穿过这个圆的中心。拿磁铁的一端，沿同一个方向在这根针上划20下，每次都要把磁铁往上拿起来再划。在一个大碗里装水，把圆纸片放在上面，
5、不久，圆纸片慢慢旋转，然后停止不动。它所指示的方向就是南北方向。原理：磁铁在针上划时，针里的铁粒子会被暂时磁化，而磁化的针会顺着地理磁场的方向排列，可以指示南北方向。静电活动：“舞蛇人”。用盘子在绵纸上画一个圆，把圆剪下来，在圆形绵纸上面画出盘蛇的图案。为了增加逼真的效果，可以在蛇身上画锯齿状的图案做装饰，再用签字笔画出眼睛。然后沿着螺旋线，剪出蛇的身体。拿一把塑料尺，在羊毛衣上迅速用力摩擦大约半分钟，拿这把尺子碰触蛇的头，慢慢把尺子举起来，蛇顺势盘旋而上。原理：羊毛是产生静电的最佳材质。羊毛与塑料尺摩擦，塑料尺所带的静电力量足够把纸蛇往上吸。2、有利于与生活的联系“知识是生活的指南。”科学来
6、源于生活，同时也是生活的指南。重视和回归学生生活世界是科技发达国家科学课程改革的基本特点，也是我国新课程的目标之一。科学已经广泛渗透到儿童的日常生活之中，科学教育应该联系学生的生活经验，为学生学习科学提供意义基础。科学无处不在。小学科学的很多实验都可以和学生的生活相联系。为了让学生看得见微生物的奇妙变化，可以再补充“酵母吹气球”的实验。把2茶匙的干燥酵母和2茶匙温水加在一起，再加入1茶匙的糖搅拌均匀。把这个混合液倒进小玻璃瓶里，在玻璃瓶口套一个气球。然后把瓶子浸入装有温水的大碗里，静置20至30分钟，气球会膨胀。原理：干燥的酵母不会发生任何作用，添加了水和糖之后就不一样了。糖是酵母的食物，酵母
7、分解糖之后，会产生二氧化碳气体，从而吹起气球。这样改进“不一样的热导体”实验：需要的材料有：钢勺、瓷勺、塑料勺各一把、黄豆三粒、少许黄油、玻璃杯一只。在三把勺柄的同等高度上用黄油各粘上一粒黄豆，小心地放在一只玻璃杯中。往杯中倒入热水，观察黄豆掉下的次序。钢勺上的黄豆先掉下来而塑料勺和瓷勺上的黄豆后掉下来。原理：钢的传热比瓷和塑料快。所以生活中用的汤锅和熨斗的把柄都是用塑料制成。利用淀粉遇碘酒变色这种神奇的颜色变化设计“白纸显字”实验：用手指蘸米汤在白纸板上任意写字、作画。等字迹干后，浸泡在稀释的碘酒中，字迹瞬间清晰，一份无字天书便呈现眼前。然后把它放入青菜叶柄的汁液里，蓝色的字迹又变成了乳白色
8、。原理：淀粉遇碘酒变蓝紫色，而维生素C与碘反应使字变回白色，用同样方法可以检测蔬果中是否含有维生素C。3、有利于学生探究能力的培养在科学（16年级）课程标准(修订送审稿）中详细列出了要求学生掌握的科学探究的内容标准并指出“科学探究是科学家发现自然规律、获取科学知识的主要过程和方法。在小学阶段运用探究式学习方式，希望孩子在建立科学概念的同时，体验探究过程，了解探究方法，培养科学探究能力。”新课程改革的一项重要内容就是要求在教学中注重探究。虽然探究不一定要做实验，但毫无疑问，教学中许多探究活动都是通过实验来完成。托马斯.富勒说过：“知识是珍宝，但实践是得到它的钥匙。”在科学探究中，要想让儿童热爱科
9、学并增长专业知识，就必须让他们体验到许许多多快乐的、富有成效的科学探究经验。在做种子快快发芽实验时，学生不好掌握水的多少，由于各种原因而以失败告终。可以这样改进：准备两杯水，一杯放入5颗绿豆种子，一杯放入5颗菜豆种子或者选用其它干燥的豆种，完全浸泡两小时。在两个透明的玻璃瓶里塞满纸巾。把水倒入两个瓶中，直到纸巾完全湿透。将两种种子分别塞入两个瓶子的边上，放在通风较暗处并每天加水保持纸巾湿润，促使种子发芽。发芽后把瓶子移到光线明亮的窗台上同时让纸巾保持湿润。这样方便学生从瓶外观察，知道要使发芽后的种子生长良好，阳光和水就是必要条件。风向标实验的改进：在塑料杯底部戳一个洞，将附有橡皮擦的铅笔插进洞
10、里，把杯子用万能黏土固定在盘子上。剪一块正方形彩色纸板，分别在四个角标上东南西北。在纸板中央打洞，接着让纸板穿过铅笔，固定好。另外剪两个三角形纸板，按照同一指向把纸板粘在吸管的两端，拿大头针穿过吸管的中央，并固定在橡皮擦上。方法：把做好的风向标拿到户外。根据指南针，让纸板上标着北的那角朝向北方，风会吹拂并转动风向标，直到风向标的箭头指向风吹来的方向。自制电磁铁：将细漆包铜线一端留出十几厘米，然后在拧紧螺母的螺丝上绕150圈左右。再用刀片刮去两端漆包铜线上的绝缘漆。当铜线的两端连接上干电池时，电磁铁就可以吸起近百枚大头针等铁质物体，即制成了一个电磁铁。4、有利于学生好奇心与求知欲的培养激发学生的
11、好奇心和求知欲是科学教学的重要目标之一。皮亚杰指出：“所有智力方面的工作都要依赖于兴趣。”兴趣是人类认识客观事物的一种心理表现，是一个人获得知识、开阔视野、推动学习的一种强劲的内部驱动力。在小学阶段，学生若能形成热爱科学的情感和志趣，不仅将极大地调动学生学习的内在动机，而且将为他们今后投身科学事业奠定坚实的基础，因此，培养学生的科学兴趣具有十分重要的意义。在教学中，实验是激发学生科学兴趣不可替代的重要途径。因为实验具有生动、形象的特点，有利于激发学生的好奇心和求知欲，而且实验是一种有目的、操作性很强的实践探索活动，既能满足学生的操作欲望，又能培养学生的探索兴趣。在空气占据空间实验中，这样改进实
12、验更能激发学生的学习兴趣。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，用橡皮泥密封瓶口与漏斗交接的地方，把水倒入漏斗，水不会流进瓶中。如果想让水流进瓶中，只要将一根吸管通过漏斗插入瓶口，水流进瓶中，如果用手指按住吸管口，水停止流下去。原理：当吸管插入瓶中时，瓶中空气通过吸管被排出，水就可以流过漏斗进入瓶中。如果把糖放进水里，猜猜它在水中哪个地方溶解得快，哪个地方溶解得慢？为“溶解最快的糖”做准备：三块糖、三根细线、三个玻璃杯。分别向三个玻璃杯中倒入大半杯清水，把三块糖剥开，用三根细线拴住，再分别放入三个水杯里。让第一块糖沉在杯底，第二块糖悬在水杯中央，第三块糖悬在水的
13、表面。过一段时间看到，第一块糖溶解得最慢，其次是第二块糖，第三块糖溶解得最快。原理：糖在水中溶解主要是利用了水的对流。沉在杯底的糖溶解后，杯底的溶液浓度变大，而且扩散不开，等溶液饱和后，糖就不再溶解了。第二块糖也是同样道理。而第三块糖溶解后，浓度大的糖溶液会下沉到杯底，然后周围的水又会补充过来，它周围始终是低浓度的水，所以它溶解得最快。静电游戏：用塑料绳和PVC管制作“飞在天上的水母”。实验用品：塑料绳、PVC管。实验方法：将透明的塑料绳剪成40厘米一段，捆成一束，在毛衣上轻轻摩擦，将PVC管也在毛衣上摩擦，然后用PVC管靠近塑料绳。原理：由于塑料绳和PVC管属于同一种材质，因此和毛衣摩擦以后
14、，会产生相同的电荷。当PVC管靠近塑料绳的时候，就会相互排斥。塑料绳的末端就会向天空方向舞动起来。看上去就像一只张开无数触角的水母在天上飞翔一般。5、有利于技术创新教育利用课堂上所学的科学知识进行一些小发明、小制作，不仅能加深对科学知识的理解与认识，而且可以培养学生对技术的好奇心，激发学生进行技术创造的内心冲动，让学生学习技术设计和技术创造的方法，并进行简单的技术设计，从而培养学生的创新能力。自制紫甘蓝试纸：把半棵紫甘蓝切成细丝，放到汤锅里，加水淹过菜丝，煮沸之后放凉。在大碗上架一个滤网，把菜丝和液体一起倒进去，过滤出液体。把厚纸巾剪成手指宽的长条状，浸入液体中，晾干成试纸。准备三个透明杯，分
15、别倒入1厘米的醋、水、小苏打水，拿三张试纸分别浸在这三种液体中。会发现试纸遇酸变红，遇碱变绿，水是中性的不会让试纸变色，可以拿试纸来测试不同物质的酸碱性。利用酒精、油、水单位体积的重量差异和不相溶的特性，可以制造出“水中升起的太阳”。在烧杯中放入三分之一的水，再放入三分之一的酒精，倒时要将烧杯倾斜，让液体沿着烧杯的内壁小心地流进去，不能搅动。用滴管吸几滴黄色的豆油，滴入烧杯中酒精和水交界的中间部位。原理：由于酒精、油、水不相溶，油会由于表面张力的作用，成为一个圆圆的油滴，看起来好像水中的太阳。在制作浮沉子时可以把课本中的橡皮泥换成保险丝，这样效果会更好、永久。先将保险丝绕在笔帽开口处，放在水杯
16、中稍做调节，使它垂直悬浮水中。再把它放进矿泉水瓶中，拧上盖。用力捏瓶子，小“潜水艇”会沉下去，松开瓶子时又会浮上来。原理：用手捏时，水进入笔帽而减少它内部空气的体积，浮力降低，会下沉。相反，松开时，水的压力降低，使它空气体积增加，浮力增加，上浮。6、有利于优化实验操作过程实验操作过程优化就是改进与创新实验时，对传统实验操作过程进行简化与优化。实验操作过程的合理化、科学化是实验顺利完成的保证。传统的科学实验一般都有较为合理的操作过程，是一定历史时期教学经验和教学科研的产物，但随着对科学实验要求的提高和人们对实验认识的发展，有必要对某些实验操作过程进行优化。优化实验操作过程一般可以从简化实验操作、
17、强化实验现象和提高实验效果入手。例如覆杯实验能很好地说明大气压的作用。如果再将实验稍加改进实验效果会更好。方法相同只是将杯子改成大瓶子，并在纸片上用针刺许多小孔，一张带孔的小纸片竟能托住一大瓶水，更有利于学生科学概念的建构。起到“豪华落尽见真醇”的效果。在我们的印象中，声音是一种看不见、摸不着的东西。其实，只要动动脑筋，是可以“触摸”声音的。只需准备好一米长的细绳子和铁勺。把铁勺拴在细绳子的中间，再把绳子的两端分别缠绕在两只手的手指上，让绳子多缠几圈。把食指插进耳朵里。让小伙伴帮忙，用勺子碰撞坚硬的物体或墙壁。等勺子落下来把线拉直时，会听到敲钟似的声音。原理：当铁勺碰撞到坚硬的物体上时会发生振
18、动，接着听到声音。不过，耳朵感受到的振动不是通过空气传播的，而是通过绳子和手指传给耳膜的。通过这个实验我们知道，声音不仅能够在空气中传播，还可以在固体、液体中传播。利用磁铁的性质设计“悬在空中的磁铁”，能更清楚、更直观地看到它们相互排斥的样子。准备好两块磁铁、一块橡皮、透明胶带。方法：将两块磁力强一点的圆形磁铁，让它们同极相对。在两块磁铁之间放一块橡皮，然后用透明胶带把它们固定好。抽掉中间的橡皮，会发现一块磁铁老老实实地悬在另一块磁铁的上面。原理：同极相互排斥。如果没有透明胶带给它们互相靠近的拉力，磁铁就会跳开或者翻过来吸到一起。用一把铜钥匙、一把铁叉子和一个西红柿凑在一起，就可以让小灯泡发光
19、，这就是“有趣的西红柿电池”。先把西红柿捏软，再把铜钥匙、铁叉子分别平行插入西红柿中，钥匙和叉子的上半部分露在外面，让它们之间的距离近些。过一段时间后，把铜钥匙柄和铁叉叉柄分别接在小灯泡的侧边和底部，这时灯泡就亮了。原理：西红柿也可当做是一种电解液。在电解液中，只要放进去两种不同的金属，就能形成电池，再接上灯泡，就构成了一个简单电路。还可以用苹果、橙子、柠檬等其他汁液丰富的水果来做很方便。成功的实验是保证教学顺利进行的条件之一。科学实验教学改进与创新的途径多种多样，如改进现有实验、开发突破重点与难点实验、开发低成本实验、开发玩具的教学功能、开发游戏活动及开展创造性思维活动等。在研究设计与改进实验时，注重因陋就简、就地取材、废物利用，以最低的成本，取得最好的实验效果，这些低成本实验不仅仅是为了节约开支，更重要的是可以用来激发学生的学习兴趣和创造性思维，加深理解与我们息息相关的事物的基本原理和运行规律。让学生在乐中求知，趣中求索，使教学效果事半功倍。
