创新实验教学 鼓励学生主动探究

吕梅

接到优质课比赛的通知后，我心里既激动又有点不安。早就盼着优质课比赛，与教学精英们一决高低，又担心自己被淘汰。从校级比赛到镇级比赛到片级比赛，一路走来，没有多少负担，决不能在县级比赛中输掉。

比赛的内容是五年级下册第一单元的《浮力》一课。我仔细解读了教材。学生通过前面几课的探究已经了解了构成物体的材料、重量、体积大小对沉浮的影响。实际上学生在探索过程中，已经感受到浮力的存在，本课要让学生进一步感受浮力的存在，并通过实验探究物体受到浮力的大小与其浸入水里的体积大小有关。这一课主要通过三个实验的探究来完成学习任务：实验一感受浮力;实验二泡沫塑料块在水中受到的浮力测量;实验三测量大小不同的泡沫塑料块在水中受到的浮力。我仔细分析研究了教材的实验材料和效果，创造性地对实验器具、材料做了改进，自制了刻度精密的测量杯、特殊的泡沫塑料块、优化了实验记录表。降低了难度，便于学生主动探究完成教学和学习的任务。为此，我设计了如下的教学过程。

一、故事导入感受浮力

首先，讲故事《死海不死》激发学生探究欲望。让学生猜一猜：泡沫塑料块放入水中是沉还是浮？老师松开手为什么泡沫块向下落？学生明确受到重力作用，方向向下。这时还受到什么力？方向向哪里？想感受一下吗？各小组把乒乓球放入量杯中，学生轮流轻轻向下按，感受浮力。指名说说感受到了什么。随机板书课题（出示示意图） ，知道此时泡沫塑料块在水中受到的浮力和重力相等。为了让学生更直观地看到泡沫塑料块受到的浮力和排开水的体积有关，我把量杯内的水添满，把泡沫塑料块放入，水溢出，再测量流出的水是多少。

二、测量泡沫塑料块受到的浮力

主要开展以下两个实验探究活动：利用自制的较精密的测量仪测量同一泡沫块受到的浮力（出示图）和测量大小不同的泡沫块受到的浮力（出示图）。

这两个测量浮力的实验，课本上是这样做的：用橡皮泥将一个定滑轮或钩码固定在杯子底部，然后把一端连有泡沫块的细线穿过定滑轮或挂在钩码上，最后用弹簧测力计读出读数。我反复实验，感觉这种方法有一些不足：橡皮泥经水浸泡极易被拉起来，读数不准确，排开的水量不能准确测出，浸入水中的大小也不好把握;实验室弹簧测力计的最小刻度是0.1N，泡沫塑料块较轻，不易测出其重力。针对这些问题，我对实验器材进行了改进和创新，设计了刻度较精密的测量仪（出示创新学具图）;用双面胶把钩码在精密刻度杯底部粘牢，使力的方向保持向下，方便学生对受力示意图的理解;用垫圈增加泡沫塑料块的自身重量;将泡沫塑料块三等分，便于学生观察小部分（1/3）、大部分（2/3）、全部浸入水中的明显对比。

经过创新后的实验更加简便、实用，读数也更加精确，体现出学具的形象化、具体化、科学化（出示实验记录图）。同时，我还对实验记录表进行了调整，增加了自重栏，排开的水量也增加了原来刻度和现在刻度，易于算出排开水量和浮力。

教学时，老师先演示规范的测量方法（出示图），学生合作讨论测量时的注意事项：弹簧测力计的使用方法;泡沫未放入水时先测出重力;小组分工合作观察记录、分析数据。引导学生思考此时泡沫塑料块受到哪些力，出示示意图，分析得出此时浮力等于重力加拉力。

学生分组测量观察记录，分析数据，得出结论。汇报交流数据，分析得出结论：排开的水量（即浸入水中的体积）大，受到的浮力就大。学生用同样的方法再次测量大小不同的泡沫塑料块完全进入水中受到的浮力，再次验证结论。学生经历了由扶到放的探究活动，自己积极参与，小组合作，动手操作，讨论交流，在感知体验的基础上形成了探究的能力。

通过以上两个实验的创新，很好地突出了本节课的重点：使用较精密的刻度测量杯来测量排开的水量和浮力，感受浮力和排开水量的关系，并且通过在该实验过程中使用对比实验的方法和整理数据的方法，使学生通过实验，整理、分析数据，发现规律，从而实现了培养学生探究精神和创新意识的目标。

三、运用浮力知识解释生活现象

科学就是透过现象剖析本质的过程，因此我设计了这样一个拓展活动（出示书上图）：老师将手松开，泡沫块会怎样呢？为什么会上浮呢？学生有了上面的基础，就能深刻地理解浮力大于重力，物体就会上浮。该活动的设计有效地突破了本课的难点：运用浮力和重力的概念，解释物体在水中的沉浮。

四、教学思考

课后用这节课学的知识解释《曹冲称象》故事所蕴含的科学道理。对这节科学实验课，我进行了思考。

（一）探究活動必不可少

《义务教育科学课程标准》指出：“科学学习要以探究为核心。探究既是科学学习目标又是科学学习方式。亲身经历以探究为主的学习活动，是学生学习科学的主要途径。科学课的课程改革要以培养小学生科学素养为宗旨，积极倡导让学生亲身经历以探究为主的学习活动，培养他们的好奇心和探究欲，发展他们对科学本质的理解，使他们学会探究解决问题的策略，为他们终身学习和生活打好基础。”在科学课程中加强探究教学，有利于改变单一的学习方式。学生通过小组合作学习，以合作的形式开展探究活动，能取得较好的课堂教学效果。探究式教学有利于提升学生的学习兴趣，有利于引导学生主动建构知识，有利于培养学生解决问题的能力，有利于提高学生和他人沟通的技能。因此，在科学教学中，我让学生放开手脚去探究，还学生学习主人的身份。在教学《怎样放得更大》一课时，学生通过前一课的学习已经知道了放大镜能把物体的图像放大，但怎样才能把物体的图像放得更大呢？学生思考讨论，有的学生拿起一个放大镜观察图画、文字，有的拿起两个放大镜比画。突然一个学生惊喜地喊道：“两个放大镜可以放得更大！”我认可地点点头。“真的吗？”其他组学生也纷纷拿起两个放大镜尝试。“真的！”通过探究自己发现是多么令人高兴啊！学生的获得感、成就感溢于言表。如果我一开始就告诉他们用两个放大镜可以放得更大，何来的惊喜与满足？“其实这就是显微镜，”我满意地告诉他们，“怎样制作简易的显微镜呢？需要哪些材料？请各组讨论一下。”在刚才尝试的基础上，一些学生上下调整了两个放大镜之间的距离。怎样才能固定住呢？“用纸筒裹。”“用胶带固定。”各组学生在组长的带领下都制作成了简易的显微镜。

（二）创造性地开展教学活动

开拓创新是科学精神的本质。在我们的实验室内，好多实验器材与教材不配套，需要我们自制、创新。教学《斜面》一课时，为了让学生感受斜面的作用，体会古代劳动人民的聪明、智慧，让他们分组用竹筒搭一个斜面。我们实验室里有以前旧教材做实验使用的平直光滑的斜面，可以拿过来直接用。但新教材目的是让学生感受，从古至今人们在利用和改造自然的过程中发明和运用了许多工具和技术，并且一直沿用至今，斜面就是一个例子。学生要模拟古人搬运物品，使用旧的器材显然不合适。我买来了专门用来排水的VC管道，花了近两节课的时间截成几节。尽管忙碌劳累，但看着学生成功模拟古人用竹筒运输物品的高兴劲儿，我感到很满足。为了在学生心中播下科学的种子，付出再多也是值得的。

再如，教学《小苏打和白醋的变化》一课时，将小苏打和白醋混合后温度的变化，学生用手摸变化不大，用温度传感器观察温度的变化比较直观。我用来混合小苏打和白醋的瓶子比较特殊，也是反复试验才确定的。验证二氧化碳气体比空气重，看似简单，实则费了很大的劲儿。按教材上说的一匙小苏打三匙白醋混合，产生的二氧化碳气体太少，加之学生操作不当，很难倒在燃着的蜡烛上，将火焰熄灭。实际上，即使不熄灭，只要发现火变小了或火苗有所倾斜都能说明有气体倒出来，只是不太明显而已。给学生足量的小苏打和白醋让他们自己调试吧，又怕他们小苏打多了加白醋，白醋多了加小苏打，课堂失控。一开始我选择实验室里较大烧杯，用天平反复称量小苏打和白醋的量（自己试验了好几次），给学生称好一份小苏打，让他们实验时量三份醋就行，结果还是不成功，并且限制了学生的自主操作。最后转了几家商场、超市，发现鸭嘴水瓶很合适倾倒液体或气体，又配了一把大勺子，就是感覺有点浪费材料了。几次试验，超市买的几元一瓶的白醋浪费得自己都心疼，去批发市场买10元一大桶的白醋来试验。果然效果明显，学生看到了小苏打和白醋发生变化时产生的现象，并验证了产生的二氧化碳气体的特点。

（三）引导学生自主学习

“课堂，是让学生忙，不是老师忙。”这是李玉贵的经典语音。“教，重要的在于听;学，重要的在于说。”美国的德·鲍拉也曾经说过。自主学习是现代学习的核心特征。只通过老师的力量来教学是不够的，要通过学生“讲出来”进行学习者之间的对话。实验课的教学更是如此，把主动权、探究权交给学生。在引导学生测量时，需要注意什么，我并不是直接告诉学生，而是让学生讨论，自己得出测量的注意事项。教学《发现变化中的新物质》时，用燃烧的蜡烛加热白糖，分组实验前，我让学生讨论实验时需注意什么。通过讨论，他们提出：“要用蜡烛的外焰加热。”“加热时要离自己或他人远一点，小心液体溅到烫伤。”“加热后的勺子要放到盘子里冷却，不要直接放在课桌上。”

（四）实验操作要规范

实验操作时要适时收发材料，不能影响学生的思维，不给学生随意操作提供方便。实验中，我把实验材料都发给了学生，在探究同一泡沫塑料块浸入水中受到的浮力时，我发现有一个小组把大小不同的泡沫塑料块放入水中，造成了不必要的干扰。

科学以培养学生科学素养为宗旨。在测量大小不同的泡沫塑料块受到的浮力时，因为泡沫塑料块本身较轻，实验室中的弹簧测力计的最小刻度是0.1N，难以测量出浮力的大小。我自作聪明地在每块泡沫塑料块中加了4个垫圈，并用胶带缠上。实验中，有一个学生对我自制的“特殊泡沫”质疑：“老师，这不完全是泡沫塑料块受到的浮力，还含有铁。”

科学源于生活，服务于生活。小学科学的许多内容都与生活密切相关，学生通过探究了解科学现象，用所学知识来解释生活现象，用于生活实践，提高他们创新意识和能力。科学课堂不局限于课内，还要延伸至课外。所以在作业设计环节，我让他们用学过的知识解释《曹冲称象》故事中所蕴含的科学现象。

科学是四位一体的科学，要培养学生科学知识、科学思想、科学方法和科学精神。培养学生积极主动的探究意识和创新精神。灵活分析处理教材，创造性地使用实验器材，是一堂好的科学实验课必备的，也是科学老师必备的素养。