活化实验材料，培养探究能力

夏红

小学科学是一门以探究为基础引导学生能动地学习的学科，而实验教学是学习科学知识技能的主要途径。实验教学的优点在于能将复杂的条件简单化和单纯化，借助仪器设备，突出研究对象的主要因素，排除次要的非本质因素，使需要认识的某种性质或关系以比较纯粹的形态表现出来，以便学生能够比较容易、比较精确地发现规律，是学生掌握知识、提高能力的有效途径。而科学实验课中的“生成力”，是具有导向性和诱发性的呈现方式，每一个实验活动都是有一定机动性的有机整体，是随实验活动的深入、展开，不断产生新问题、新的研究目标。

《热空气与冷空气》是苏教版四年级科学上册，第一单元《我们周围的空气》中的第二课，本课实验较多，在请教了师傅之后，经过自己的精心设计，上完了本课。课后我简要地总结了下，认为在实验教学的过程中，教师需要根据学生的年龄特点，提出合适的探究问题，同时也要注重学生的自主探究；实验难免失败，但可充分利用实验失败的资源；教师也可巧妙运用生活化的实验材料，提高实验的趣味性。下面就本课中的若干实验，详细谈谈自己的思考。

一、根据学生的年龄特点，提出合适的探究问题

[案例一]研究热空气是怎样流动的，我原先的教学设计是这样的：

1.实验一：点燃一根蜡烛，用手分别放在靠近蜡烛火焰的各个方向，感觉热空气在哪里。

2.大家都感受到了，这说明热空气可能是向哪里流动的呢？

3.有没有什么办法证明热空气是向上流动的呢？

4.实验2：把纸蛇放在蜡烛火焰的上方，观察有什么现象发生。

5.提问：是什么力量使纸蛇转动的呢？（热气流）

6.小结：空气受热会向上流动，热空气上升。

[诊断]在上完两个班级的课之后，我发现问题“大家有没有什么办法证明热空气是向上流动的？”设计得非常不合理，因为四年级的学生根本想不出什么切实可行的办法，这超出了学生的年龄特点，学生表现得非常茫然，即使回答，答案也是不着边际的。

[重建]课后经过思考，重新设计了这部分内容：

1.我这里有个会“跳舞”的纸蛇，先来看看蛇是怎么“跳舞”的。

2.是什么力量让蛇“跳舞”的呢？

3.把手放在蜡烛上方和侧面，你感觉到了什么？又能说明什么呢？

4.通过这两个实验，你发现了什么？（热空气上升）

首先以生动的语言激发了学生的兴趣，在强烈的好奇心驱使下，去观看纸蛇跳舞的实验，并且自然会想到“纸蛇为什么会跳舞呢？”，“是什么力量让纸蛇跳舞了呢”这类的问题，此时，学生较难自己解决这个问题，在经过自己体会实验之后，很容易就得出答案了。

二、充分利用实验失败的资源，达到学习目的

[案例二]探究冷热空气的对流是本课的又一重点，但是按教材上的设计成功的概率非常小。本实验中，为了使学生能看到无色透明的冷热空气的流动情况，借助了烟，实验时，往热瓶中加入了烟。在前部分实验中，有烟的热瓶在下，抽掉中间的玻璃板之后，热烟很快上升，效果非常好。但是对于后部分实验，有烟的热瓶在上，学生在实验前就可以容易地推断出热烟应该在上面的热瓶中不下降，但是实验结果是玻璃板抽掉之后，热烟很快下降了，实验失败。

[诊断]实验失败是因为卫生香燃烧产生的白色烟雾中含有很多细小的固体颗粒，在抽掉玻璃片之后，热气流产生的向上的微弱的力量，相对于固体颗粒本身的重力是非常微不足道的，因此，热烟很快地下沉，学生看到了与推断相反的现象。

[重建]曾经把实验做了如下的改动：在下方的冷瓶中加入卫生香燃烧产生的白烟，发现抽掉玻璃板之后，冷瓶中的烟并没有上升，因此得出冷空气下降的结论，但是思考后发现，虽然烟是加在冷瓶中的，但是卫生香产生的烟本身就是热的，使得冷瓶中的冷空气也变成了热空气，实验条件本身就错误了。我想，在实验条件允许的情况下，先在瓶中加入烟，密封后再使瓶子冷处理，是不是就可以达到实验的效果呢？

通过查阅资料，并且与其他老师的讨论，并没有寻找到其他改进的方法或替代的实验。在失败的情况下，让学生讨论实验失败的原因，同样也可以起到教学效果。因此，我让学生按实验小组讨论、交流并汇报了实验失败的原因，学生的积极性非常的高昂，达到了预设的效果。

三、充分利用实验失败的资源，达到学习目的

[案例三]探究冷热空气的对流是本课的又一重点，但是本人觉得本实验教材上的设计成功的概率非常小。本实验中，为了使学生能看到无色透明的冷热空气的流动情况，借助了烟，实验时，往热瓶中加入了烟。在前部分实验中，有烟的热瓶在下，抽掉中间的玻璃板之后，热烟很快上升，效果非常好。但是对于后部分实验，有烟的热瓶在上，学生在实验前就可以容易地推断出热烟应该在上面的热瓶中不下降，但是实验结果是玻璃板抽掉之后，热烟很快下降了，实验失败。

[诊断]实验失败是因为卫生香燃烧产生的白色烟雾中含有很多细小的固体颗粒，在抽掉玻璃片之后，热气流产生的向上的微弱的力量，相对于固体颗粒本身的重力是非常微不足道的，因此，热烟很快地下沉，学生看到了与推断相反的现象。

[重建]曾经把实验做了如下的改动：在下方的冷瓶中加入卫生香燃烧产生的白烟，发现抽掉玻璃板之后，冷瓶中的烟并没有上升，因此得出冷空气下降的结论，但是思考后发现，虽然烟是加在冷瓶中的，但是卫生香产生的烟本身就是热的，使得冷瓶中的冷空气也变成了热空气，实验条件本身就错误了。我想，在实验条件允许的情况下，先在瓶中加入烟，密封后再使瓶子冷处理，是不是就可以达到实验的效果呢？

通过查阅资料，并且与其他老师的讨论，并没有寻找到其他改进的方法或替代的实验。但是，“失败是成功之母”，实验允许失败。因失败能更好地引人深思，总结教训，加以改进。在失败的情况下，让学生讨论实验失败的原因，同样也可以起到教学效果。因此，我让学生按实验小组讨论、交流并汇报了实验失败的原因，学生的积极性非常的高昂，达到了预设的效果。

四、巧妙运用生活化的实验材料，激发学生兴趣

[案例三]用垃圾袋做模拟的热气球，实验材料非常简单，却起到了意象不到的效果。虽然学生已能根据日常生活中的经验，发现“孔明灯”“热气球”这些生活中运用热空气上升的原理的例子，但对只用一只垃圾袋，一根燃烧的蜡烛就能做模拟实验，仍然抱有怀疑的态度。尽管实验的结果仅是垃圾袋微微腾空后，便由于受力的不平衡而倾斜，但学生仍是发出阵阵惊叹声。

[诊断]本实验让学生更直观地感受了热空气上升，但实验中垃圾袋上升了一小段距离便倾斜，难免有所遗憾。

[重建]为了使实验的效果更明显，我对实验材料做了一个小小的改进，在垃圾袋的袋口处箍了一圈细细的铁丝，使得垃圾袋在上升的过程中平稳了，效果非常好。但是铁丝必须非常细、重量非常轻，不然空气上升的微弱的力量不足以抵消铁丝的重力。

小学科学以研究贴近儿童生活的科学现象为主要内容，学生在参与各种科学探究活动的过程中运用生活化实验材料，会使他们感到课堂中开展的实验在平时的生活中也可以进行，无形中会引导学生在生活中继续进行探究、实验。

学无止境，一节科学课是否成功，还要看学生还想在课外探究什么。一节成功的科学课本身有很强的延伸力。不需要老师要求，学生自然还想去探究课堂中遗留下来的“未知数”。如果教师再利用一点激励法适当的检查、评价，效果会更好。因此，最后我以“大家回去在你的周围寻找运用‘热空气上升、冷空气下降的原理的例子，比比谁发现的最多”结束了本课。