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有经验的科学教师一节科学实验探究课上下来,条理清晰,学生被引导得井井有条,实验做得顺顺当当,实验效果明显,收集的实验数据科学有序,科学规律显而易见。深入研究就会发现,这些有经验的教师,他们在备课时很注意实验细节。
1.备实验材料结构的细节。我们选择实验材料要有结构性,要选比较典型、比较有代表性的材料,这是大家都知道的。但即便这样的材料,还要注意细节的选择,否则还有可能会影响实验效果。如何去发现选择材料细节的不足呢?课前教师先做实验非常重要,这样,在做实验的过程中会发现选择材料细节的一些不足,及时进行调整。如教科版六年级《形状与抗弯曲能力》一课,选择纸作为抗弯曲材料,垫片作为重物。看似很简单,可我先做实验了便发现,在一定的跨度下,纸太厚抗弯曲能力太强不行,太薄了抗弯曲能力太弱也不行;垫片选择太小,个数则太多,不便计数;垫片太大、太重,区分度太低。只有先行反复实验,才能根据不同跨度选择适当厚度的纸片、适当大小的垫片,学生做实验时,才能收集到有一定区分度、又有效的实验数据。
2.备实验仪器选择的细节。相同功能的实验仪器,因大小、形状等的不同,在不同的实验中有不同的选择。教师先做实验,可以针对不当或不足,重新选择仪器或改进。如教科版五年级下册《浮力》一课,按教材实验示意图,备好水槽、橡皮泥、滑轮、绳子、水,先用橡皮泥固定滑轮,再用绳子一端钩住泡沫塑料,另一端穿过滑轮,用测力计测量塑料泡沫在水中的浮力。可在做实验时发现,橡皮泥很容易被拉脱,而且拉脱后因水槽底已湿,橡皮泥变稀,无法再次固定滑轮;拉线容易滑人滑轮边缘被卡住拉不动。于是,我改用AB胶把回形针做成的钩胶在水槽底,却又不好固定滑轮。不用滑轮的话,普通绳子被水浸湿后与回形针的摩擦力又很大,测出的数据明显大于实际浮力。经过多次实验改用钓鱼线,它有不怕水、光滑、摩擦力小的特点。可在测量排开水量的多少时又出问题:因水槽面积很大,塑料泡沫下沉排开水量在水槽边上升的程度很不明显,要选用面积尽量小一点、深一点的水槽,边上贴一条1毫米一个刻度的纸条,事先要先测量出水槽中的水每上升一个刻度的体积,这样才便于计算出每一次实验时的排水量。
3.备实验操作的细节。有些实验需要在操作过程中做好细节准备,否则很难达到预期的实验效果。如科教版六年级上册《形状与抗弯曲能力》一课的对比实验,要比较把同样大小与厚薄的纸折成槽形、w形、三角形、四方形、圆形等不同形状后各能承受多少个铁垫圈。从表面看,只要做成不同形状的纸放在相同跨度处,然后就在不同形状的纸的中间放垫圈即可。可是做了实验才发现,四方形的上方虽然可以放垫圈,可是没放几个垫圈就开始变成平行四边形了,三角形、圆形的上方还无法放垫圈。通过多次实验后我想出了用细铁丝,根据不同形状,中间折成相应的马鞍形,两端折成钩,让它骑在四方形、三角形、圆形纸的中间,再在两边钩上对称地挂垫圈。这样铁丝不但能挂放垫圈,还能起到固定形状的作用,效果很好。
4.备实验方案设计的细节。有的实验只用常规的思路去解决会行不通,在设计实验方案时必须考虑好细节,引导学生处理好细节,才能使实验顺利进行。如上教科版四年级上册《谁流得快》一课时,要设计水、食用油、洗洁精这三种液体谁流得最快的实验。这是一组对比实验,按常规思路只要有相同的坡度、同样多的液体、同时开始流即可。当学生知道了该组实验必须具备的相同条件和不同条件后,我提出一个问题:“怎样才能让三种液体同时起步呢?”有的学生应用运动会赛跑的常规经验说:“要一个人指挥,三个人同时向斜面的起跑线上滴同样多滴的液体。”可当他们在操作时才发现,同样是液体,可因其黏稠度不同,水很快滴下,油和洗洁精就慢多了,出现了相同量的液体不能同时到达起跑线的问题。有什么办法能让同样多的三种液体同时起步呢?引导学生思考、讨论,换了一种思路来解决问题:先把斜板放平,把同样的三种液体滴在起跑线上,只要抬起斜面起跑线这一端,三种液体同时起步往斜坡下流的条件就具备了。
5.备实验数据收集处理的细节。做实验如何收集处理数据,也是实验成败的关键。如果能根据学生的年龄特点、知识水平,备好收集实验数据的方法细节,可以为学生发现规律起到很好的帮助。如教学教科版五年级上册《形状与抗弯曲能力》一课,全班分12个实验小组,学生做了5种不同形状纸形的承重力实验,收集的实验数据类型多,又分散在各实验小组中,如果没有采取合适的方法收集,就很难进行多组多项的数据比较,找出共同规律。我在课前设计好实验记录汇总表,让学生把各自的实验数据填在相应的格子里(见附表),表的后面还留有空格供新方案补充。不用几分钟,实验数据就汇总完毕,并体现出规律。有了这个汇总表,虽然全班的实验组数多、实验类型多,但汇总速度快,分类清楚,比较起来方便,很快就得出方形、圆形承受力明显较大,W形、三角形承受力居中,一字型(没改变形状)承受力很差的普遍规律。克服了学生只能从自己单一的实验数据中找科学规律的弊端。从表中还可以发现个别组实验在规定时间里没有完成、个别小组实验数据反常的现象,从而有利于教师有针对性地指导。
1.备实验材料结构的细节。我们选择实验材料要有结构性,要选比较典型、比较有代表性的材料,这是大家都知道的。但即便这样的材料,还要注意细节的选择,否则还有可能会影响实验效果。如何去发现选择材料细节的不足呢?课前教师先做实验非常重要,这样,在做实验的过程中会发现选择材料细节的一些不足,及时进行调整。如教科版六年级《形状与抗弯曲能力》一课,选择纸作为抗弯曲材料,垫片作为重物。看似很简单,可我先做实验了便发现,在一定的跨度下,纸太厚抗弯曲能力太强不行,太薄了抗弯曲能力太弱也不行;垫片选择太小,个数则太多,不便计数;垫片太大、太重,区分度太低。只有先行反复实验,才能根据不同跨度选择适当厚度的纸片、适当大小的垫片,学生做实验时,才能收集到有一定区分度、又有效的实验数据。
2.备实验仪器选择的细节。相同功能的实验仪器,因大小、形状等的不同,在不同的实验中有不同的选择。教师先做实验,可以针对不当或不足,重新选择仪器或改进。如教科版五年级下册《浮力》一课,按教材实验示意图,备好水槽、橡皮泥、滑轮、绳子、水,先用橡皮泥固定滑轮,再用绳子一端钩住泡沫塑料,另一端穿过滑轮,用测力计测量塑料泡沫在水中的浮力。可在做实验时发现,橡皮泥很容易被拉脱,而且拉脱后因水槽底已湿,橡皮泥变稀,无法再次固定滑轮;拉线容易滑人滑轮边缘被卡住拉不动。于是,我改用AB胶把回形针做成的钩胶在水槽底,却又不好固定滑轮。不用滑轮的话,普通绳子被水浸湿后与回形针的摩擦力又很大,测出的数据明显大于实际浮力。经过多次实验改用钓鱼线,它有不怕水、光滑、摩擦力小的特点。可在测量排开水量的多少时又出问题:因水槽面积很大,塑料泡沫下沉排开水量在水槽边上升的程度很不明显,要选用面积尽量小一点、深一点的水槽,边上贴一条1毫米一个刻度的纸条,事先要先测量出水槽中的水每上升一个刻度的体积,这样才便于计算出每一次实验时的排水量。
3.备实验操作的细节。有些实验需要在操作过程中做好细节准备,否则很难达到预期的实验效果。如科教版六年级上册《形状与抗弯曲能力》一课的对比实验,要比较把同样大小与厚薄的纸折成槽形、w形、三角形、四方形、圆形等不同形状后各能承受多少个铁垫圈。从表面看,只要做成不同形状的纸放在相同跨度处,然后就在不同形状的纸的中间放垫圈即可。可是做了实验才发现,四方形的上方虽然可以放垫圈,可是没放几个垫圈就开始变成平行四边形了,三角形、圆形的上方还无法放垫圈。通过多次实验后我想出了用细铁丝,根据不同形状,中间折成相应的马鞍形,两端折成钩,让它骑在四方形、三角形、圆形纸的中间,再在两边钩上对称地挂垫圈。这样铁丝不但能挂放垫圈,还能起到固定形状的作用,效果很好。
4.备实验方案设计的细节。有的实验只用常规的思路去解决会行不通,在设计实验方案时必须考虑好细节,引导学生处理好细节,才能使实验顺利进行。如上教科版四年级上册《谁流得快》一课时,要设计水、食用油、洗洁精这三种液体谁流得最快的实验。这是一组对比实验,按常规思路只要有相同的坡度、同样多的液体、同时开始流即可。当学生知道了该组实验必须具备的相同条件和不同条件后,我提出一个问题:“怎样才能让三种液体同时起步呢?”有的学生应用运动会赛跑的常规经验说:“要一个人指挥,三个人同时向斜面的起跑线上滴同样多滴的液体。”可当他们在操作时才发现,同样是液体,可因其黏稠度不同,水很快滴下,油和洗洁精就慢多了,出现了相同量的液体不能同时到达起跑线的问题。有什么办法能让同样多的三种液体同时起步呢?引导学生思考、讨论,换了一种思路来解决问题:先把斜板放平,把同样的三种液体滴在起跑线上,只要抬起斜面起跑线这一端,三种液体同时起步往斜坡下流的条件就具备了。
5.备实验数据收集处理的细节。做实验如何收集处理数据,也是实验成败的关键。如果能根据学生的年龄特点、知识水平,备好收集实验数据的方法细节,可以为学生发现规律起到很好的帮助。如教学教科版五年级上册《形状与抗弯曲能力》一课,全班分12个实验小组,学生做了5种不同形状纸形的承重力实验,收集的实验数据类型多,又分散在各实验小组中,如果没有采取合适的方法收集,就很难进行多组多项的数据比较,找出共同规律。我在课前设计好实验记录汇总表,让学生把各自的实验数据填在相应的格子里(见附表),表的后面还留有空格供新方案补充。不用几分钟,实验数据就汇总完毕,并体现出规律。有了这个汇总表,虽然全班的实验组数多、实验类型多,但汇总速度快,分类清楚,比较起来方便,很快就得出方形、圆形承受力明显较大,W形、三角形承受力居中,一字型(没改变形状)承受力很差的普遍规律。克服了学生只能从自己单一的实验数据中找科学规律的弊端。从表中还可以发现个别组实验在规定时间里没有完成、个别小组实验数据反常的现象,从而有利于教师有针对性地指导。