宜未雨而綢繆 毋臨渴而掘井
——小學(xué)科學(xué)預(yù)實驗教學(xué)案例集

陳秀玉

(詔安縣金星中心小學(xué)，福建漳州 363503)

預(yù)實驗“是在正式實驗之前，用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)或只用少量樣品進(jìn)行實驗，以便摸索出最佳的實驗條件，為正式實驗打下基礎(chǔ)”[1]。本文所談的小學(xué)科學(xué)預(yù)實驗是指教師在上實驗課之前預(yù)先做的實驗。通過小學(xué)科學(xué)預(yù)實驗可以較準(zhǔn)確地預(yù)知實驗“需要什么材料，哪些材料需要作改進(jìn)，需要多少時間，有些什么現(xiàn)象，可以獲得哪些數(shù)據(jù)或證據(jù)，可以推斷出什么結(jié)論，可能會遇到什么問題，什么時候教師介入是適時必要的等”[2]，從而對課堂教學(xué)了然于胸，游刃有余。如果覺得小學(xué)科學(xué)的實驗比較簡單，沒有必要預(yù)實驗，拿了實驗材料就去上課，不但保證不了學(xué)生在課堂上的有效探究，還會因此誤導(dǎo)學(xué)生。下面結(jié)合教學(xué)實踐中的一些成敗案例談?wù)勵A(yù)實驗時應(yīng)當(dāng)注意的地方。

案例一：為何同極不相斥

【案例描述】

在《磁鐵》單元中有一節(jié)實驗課叫“磁極的相互作用”。這節(jié)課主要是讓學(xué)生通過實驗，得出“當(dāng)兩塊磁鐵相互靠近時，同極相斥，異極相吸”的結(jié)論?！巴瑯O相斥，異極相吸”這個結(jié)論于我來說似乎是天經(jīng)地義的事：讀書時課本這樣寫，老師這樣說，現(xiàn)在，教參也是這樣說明?？稍谶@節(jié)實驗課上，不少同學(xué)的實驗事實卻讓我不敢相信，不知所措。

上“磁極的相互作用”這一課時。我首先指導(dǎo)學(xué)生用懸掛的磁鐵做實驗，同學(xué)們通過動手實驗發(fā)現(xiàn)了：當(dāng)磁鐵靜止時，總是一端指向南方，一端指向北方。由此我做了小結(jié)：“從剛才所做的實驗中，我們了解到，磁鐵可以指示南北方向，而且指向南方和指向北方的磁極是不會變的。人們把指向北方的磁極叫北極，指向南方的磁極叫南極。在英文中‘北方’用‘North’表示,‘南方’則用‘South’表示。所以，人們通常把磁鐵指向北方的一極叫N極，指向南方的一極叫S極。”接下來，就是引導(dǎo)學(xué)生通過實驗證實“同極相斥，異極相吸”，再延伸一下就完美了。

上這節(jié)課之前，我在實驗器材室找到了適合做這個實驗的教具——磁針。因為磁針的兩極涂上了不同顏色，學(xué)生做起來更容易分辨，實驗也會很直觀。因為覺得這個實驗較簡單，所以我沒有做預(yù)實驗。

我出示磁針后，簡單說了實驗要求，就讓每個小組的材料員上來領(lǐng)取我準(zhǔn)備好的學(xué)具——磁針和記錄單。原以為幾分鐘后，優(yōu)秀的小組就可以把正確的結(jié)論快速地總結(jié)出來，差點的小組至少也能為全班分享、總結(jié)提供一些有利的數(shù)據(jù)。讓我沒想到的是，很多學(xué)生用實驗事實告訴我：同極不相斥。剛開始看到有的小組兩片紅色的磁片貼在一起，兩片白色的磁片也不斥開，我以為是個別孩子動手操作時出了問題。可是當(dāng)我看到更多的小組也出現(xiàn)了這種情況，并且我用這些材料親自操作時，也是如此，我真的蒙了。

眼看著就要下課了，我只好把正確的結(jié)論告訴學(xué)生，并讓學(xué)生回去探究一下為什么我們小組實驗時會得出和事實相反的結(jié)論，問題出在哪兒。雖然這樣處理沒給學(xué)生帶來壞的影響，自我感覺也是能利用錯誤引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究。但這節(jié)課最后只能草草收場，后面的延伸更無從談起。

下課后，我開始研究“為何同極不相斥”的問題。我首先想到的是：磁極錯誤。但是當(dāng)我把磁針單獨擺放時，磁針指示的方向是正確的。而且，磁針異極也不相斥。這說明磁極是沒有問題的。那么，是不是一邊有磁力一邊沒磁力呢？我用它們吸鐵屑，兩頭都能吸一些，說明都有磁力。我自己想不出一個所以然來，只好請教一些有經(jīng)驗的科學(xué)老師，但他們也無法解釋這種現(xiàn)象。最后還是化學(xué)院的朱博士給出了看法，我驗證后覺得有道理。他說，應(yīng)該不是同極相吸，而只是貼在一起。原因是磁性較弱，因為這種磁針較大，很容易退磁。他建議用磁力強一點的磁鐵一端，對同一個磁針的兩極做一下，看是否都能被吸。如果都能被吸，就說明是磁力太小所致。我照著做了，確實如他所說，都被吸。想想這些學(xué)具也有些年頭了，磁性退掉可能性較大。

再次上課時，問學(xué)生對上節(jié)課的問題有怎樣的想法，沒有一個學(xué)生發(fā)言，而且孩子們一臉茫然。我只好自圓其說，用了近一節(jié)課的時間把我求證的過程告訴學(xué)生。學(xué)生聽得云里霧里，浪費了一節(jié)課時間。

【案例反思】

由此我想到：盡管提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力，是我們科學(xué)課的一個重要目標(biāo)，甚至是更為重要的目標(biāo)。但當(dāng)問題太復(fù)雜，超出學(xué)生的探究能力時，學(xué)生的能力不但沒有得到有效的提高，而且興趣也會下降。就像這個突發(fā)的、后來被我補救的問題，對于學(xué)生來說是沒有探究價值的，不但浪費了時間，能力也得不到提高，還讓學(xué)生產(chǎn)生了不好的情緒體驗。這就違背了《小學(xué)科學(xué)新課程標(biāo)準(zhǔn)(2011版)》總目標(biāo)的要求——通過小學(xué)科學(xué)課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握關(guān)鍵的基礎(chǔ)科學(xué)知識和技能，培養(yǎng)科學(xué)興趣和思維習(xí)慣。屬于無效課。如果我能在實驗之前做一下預(yù)實驗，探究在課前，就能排除這些不利因素，避免實驗材料引起的實驗錯誤，花最少的時間，給學(xué)生留下一個清晰的結(jié)論了。

案例二：為何還是白醋

【案例描述】

我聽過一節(jié)課——《白醋和小蘇打的變化》。執(zhí)教的老師等學(xué)生做完主要實驗后，提出了一個探究問題：怎樣判斷白醋和小蘇打變化后產(chǎn)生的剩余物是不是白醋？有學(xué)生想出了將小蘇打放入剩余物中檢測。如果出現(xiàn)氣泡，說明有白醋的成分；如果沒有出現(xiàn)氣泡，說明是別的物質(zhì)。我心里正為這位老師的創(chuàng)意和學(xué)生的智慧喝彩，卻看到了另一種現(xiàn)象：當(dāng)執(zhí)教老師把一勺小蘇打加入到學(xué)生反應(yīng)后的剩余物時，大量的氣泡從杯中溢出。這時，學(xué)生激動地說：“是白醋！”而事實上，這時的剩余物已經(jīng)不完全是白醋了。因臨近下課，那位老師只好跟學(xué)生說：“現(xiàn)象證明了，剩下的液體中還含有白醋,不過已經(jīng)不是原來的白醋了?！睂W(xué)生的反應(yīng)可想而知。

【案例反思】

反思實驗的過程，應(yīng)該是學(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)。我動手做了實驗后，得出的結(jié)論證實了我的想法。那位老師課后反思時也意識到了這個問題。這樣處理雖然對培養(yǎng)學(xué)生“求真務(wù)實、堅持真理”的科學(xué)精神影響不大，但是本來是為課堂增彩的環(huán)節(jié)，卻出現(xiàn)了這種誤導(dǎo)。這樣的結(jié)果令人遺憾。如果這位老師課前能跟個別學(xué)生做做預(yù)實驗，及時發(fā)現(xiàn)這個問題，把學(xué)生要參與反應(yīng)的白醋與小蘇打的量控制一下，就能減少學(xué)生實驗中出現(xiàn)的這種誤差，也不會因此影響到實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性了。

案例三：紙不濕的真正原因

【案例描述】

《空氣占據(jù)空間嗎》一課中有個經(jīng)典實驗——紙不濕實驗。實驗器材很簡單:水槽、杯子、面巾紙。步驟也不復(fù)雜：水槽里預(yù)先裝些水；紙團(tuán)緊貼杯底，使它掉不下來；慢慢地將杯子豎直倒扣到水底；再將杯子慢慢豎直拿起來。檢查看看紙濕不濕就算完成了。

上課之前我把這個實驗做了一下。兒子正好在旁邊玩，我就問他：“你知道紙為什么不會濕嗎？”他答：“紙沒浸到水，當(dāng)然不會濕了?！闭?dāng)我暗自高興時，沒想到他居然說：“你杯子里的紙在水上面呢！”這時我才發(fā)現(xiàn)，因為杯子較大，水面太低，杯子無法完全浸沒在水里。我只好往水槽里繼續(xù)加水，可是要完全浸沒，水槽里的水就要加到快滿了。這樣一來，當(dāng)杯子放進(jìn)時，一不小心，水就有可能溢出。而且水太滿，搬水槽也很不方便。怎么辦呢？要浸沒杯子，除了提高水面，還可以降低杯子的高度嘛！想到這兒，我把杯子換成比水槽高度的一半多一些的更小的杯子，又試了一次，先前的問題就都解決了。因為做了預(yù)實驗，精選了實驗材料，上課時，學(xué)生做起實驗來順利多了。

【案例反思】

這個實驗的成功，讓我進(jìn)一步確信：我們通過預(yù)實驗精選了實驗材料，就可以把有效的精力聚焦在真正的問題上。這樣的實驗用時短、效果好。

案例四：“集氣排水”實驗

【案例描述】

《空氣占據(jù)空間嗎》一課中，我設(shè)計了一個 “集氣排水”實驗，具體步驟是：把杯子浸入水中，盛滿水，倒過來（杯底朝上），提起水杯（注意：杯口不能離開水面），這時水杯里有一截水柱，再用吸管朝杯子下方慢慢吹氣。這樣學(xué)生可以直觀地看到空氣進(jìn)入杯中，擠占了水原來的空間。

我預(yù)計這個實驗每人做下來用不上半分鐘，準(zhǔn)備讓每個學(xué)生做一次。包括討論記錄預(yù)計5分鐘。上課之前，我讓兒子和他的一個小伙伴做了一下，因為把杯子放入水中有氣泡出來，他們玩了一會兒。一手提杯子一手拿吸管吹有些不方便，又花了不少時間，近兩分鐘。如果學(xué)生都這樣，每個小組6個人，就需10多分鐘，加上討論及收發(fā)實驗材料，就會花費不少時間。如何把時間控制在5分鐘內(nèi)呢？最后我決定讓一個學(xué)生提杯子，另一個學(xué)生吹氣，其他4個學(xué)生用心觀察，適時提醒。這樣只做一次，時間較充裕，而且也人人參與了，還能培養(yǎng)他們的合作能力。

【案例反思】

有些實驗看似簡單，但實際操作和我們預(yù)想的卻有很大的出入，特別是在時間的把控上。而對活動時間的錯誤估計，直接會影響實驗活動的成敗。就像“集氣排水”實驗，如果沒有事先的預(yù)實驗，只安排5分鐘，而且要求每人做一次，就會有兩個結(jié)果：學(xué)生沒做完，心收不回來；讓學(xué)生做完，影響了其他活動。這樣的結(jié)果都不是我們想要的。而做了預(yù)實驗后，對實驗活動的大概時間心里有底，修改了教學(xué)設(shè)計，不但學(xué)生盡興，教學(xué)任務(wù)也能順利完成。

結(jié) 語

不管實驗多簡單，我都會抽出時間做預(yù)實驗，甚至還會叫上我兒子和他的小伙伴一起做。這樣的習(xí)慣讓我對“磨刀不誤砍柴工”高度贊同。通過預(yù)實驗，我對實驗材料了如指掌，對實驗時間準(zhǔn)確預(yù)知，對實驗現(xiàn)象、實驗中會出現(xiàn)的問題做到心中有數(shù)。所以在設(shè)計實驗活動時，我能更好地選擇實驗材料，更合理地安排實驗時間，準(zhǔn)備更準(zhǔn)確有效的提示語，提出更合理的實驗要求。當(dāng)我用心地把預(yù)實驗做好，實驗課也就成功了一半。因為實驗材料是精選的，實驗環(huán)節(jié)的設(shè)計更為合理，實驗要求更為精確。學(xué)生在實驗活動時真正地參與其中，活動更充分，探究更深入，課堂效率也就會顯著提高。

在福建漳州，特別是詔安，小學(xué)科學(xué)教師很多是通過轉(zhuǎn)崗培訓(xùn)后任教的。15天的集中培訓(xùn)加上7天的小組交流活動中所學(xué)的知識與技能，對于涉及多方面知識的小學(xué)科學(xué)來說，是杯水車薪。如果實驗技能與經(jīng)驗不多，對實驗的預(yù)知能力就無從談起。所以上實驗課之前，不但自己要“下水”試一下，還要請部分孩子一起做做預(yù)實驗，多“琢磨”，避免因為種種原因教給學(xué)生不正確的探究方法，留給學(xué)生錯誤的實驗表象，甚至是錯誤的結(jié)論。

[1]張媛柯,田榮波,張芳,等.大學(xué)生創(chuàng)新性實驗的體會[J].中國民族民間醫(yī)藥,2012(21):71-72.

[2]王興林,蓋玲.讓“下水實驗”成為實驗教學(xué)的前奏[J].小學(xué)時代·教育研究,2011(01):12-12.