低成本科学实验有利于推广和有效开展

2019-06-24 08:31孙苹
小学科学·教师版 2019年6期
关键词:耳郭饮料瓶科学实验

孙苹

实践证明,低成本实验有利于科学实验的推广和有效开展。将小学科学实验朝着低成本化的方向进行改进,是实验改进的重要方向之一。笔者在科学教学研究中发现,废弃饮料瓶在小学科学的一些实验中能起到意想不到的效果。用饮料瓶能制作实验器具,取材方便,成本廉价,制作方便,操作简易,安全可靠。

所谓低成本器材的科学实验是指使用那些材料易得、简便易做、趣味性强、形象生动、效果明显的科学实验。教学实践和相关研究证明,低成本实验有利于科学实验的有效开展和广泛推广。

废弃饮料瓶在我们的生活中随处可见,它们常常被丢弃在垃圾桶里,或被廉价回收。但是,只要你稍加改进,就会发现其实它们的在科学实验中有着很高的价值,可以帮助我们完成很多科学实验,它们不仅在实验取材方面,大大降低了成本,而且在演示效果上也往往更胜一筹。本文将介绍3个以饮料瓶为材料的改进的教科版小学科学教材所涉及的实验。

实验一:用饮料瓶改进“空气有重量实验”

教材中实验的安排:教科版小学科学三上《空气有重量吗?》一课,为帮助学生认识空气有重量,教材中安排了两个实验来认识空气是有重量的,一是用小天平来比较充气前后气球的重量变化,二是称量充气与充足的篮球重量的变化。

教材实验不足之处:要使未吹气的气球和笔帽的平衡就不是件容易事,充气前后气球和篮球的体积会发生,由此浮力也会有变化,浮力变化这个干扰因素影响的实验的科学性。

改进后的实验装置:在塑料瓶身上端侧面打一个孔,将自行车气嘴安在瓶身上,用硅胶黏合固定。笔者选用是4L农夫山泉饮用水的瓶子。

改进后实验操作步骤:

第一步:称量出装满了空气的装置的重量:调平天平,然后将装满空气的带气门嘴瓶子放在天平托盘一侧,另一侧托盘里摆放橡皮泥,直至天平平衡。

第二步:在实验装置中加入空气:为方便学生操作,我为学生准备了脚踩式打气筒给这个装置打气。

第三步:观察增加了空气的实验装置瓶重量变化情况:将增加空气的装置再放入左侧天平,会看到指针侧向左侧天平倾斜了,说明左侧装置变重了,为什么变重?因为加入了空气,空气是有重量的。

第四步:用豆子来测出增加的空气重量:那到底这踩进去的空气有多重,引导学生采用在右侧托盘里添加豆子的方式来感知了解。

第五步:到底打进去了多少空气:增加的空气到底有多少呢?将不漏气的塑料袋里空气尽可能全部挤走,然后将塑料袋罩在装置瓶盖口,抓紧,再打开装置瓶。这时刚才增加进去空气由于没有瓶盖的束缚,就会从装置瓶中跑出来到塑料袋里,塑料袋会鼓起来,学生就能“看”到刚才到底打进去了多少,同时知道添加的赤豆数量就是这袋子里空气的重量。

改进后的实验效果:利用自制的实验装置瓶,再经过一系列连续实验后,学生观察到增加了空气,装置会变重,学生对空气是有重量的有了比较明确的了解,以及这一小塑料袋空气约与7、8粒赤豆重量差不多(如果直接用秤来称量也是可以,但对三年级学生来说,几克的概念远没有几位赤豆来得更直观),这些概念也就自然而然地形成了。

实验二:用饮料瓶模拟“耳郭有收集声波的作用实验”

教材中实验的安排:教科学版小学科学四上《我们是怎样听到声音的》中在介绍耳郭有收集声波的作用,如何让学生来体验感受耳郭的这一作用,教材中没有安排实验,老师教学中常采用用手拢在耳郭后来感知。

教材实验不足之处:手比较小,将手拢在耳郭前后声音响度的变化效果不明显,学生无法体会声音响度的变化,因此对耳郭收集声波的作用还无法真切体会。

改进的实验装置:

将大饮料瓶去除瓶盖再去底,制成“耳郭模拟器”。在此实验中笔者选用是4L农夫山泉饮用水的瓶子。

改进后实验操作步骤:

第一步:教师敲击音叉,学生直接用耳朵倾听感受。

第二步:教师以同样力度敲击同一音叉,学生将饮料瓶制成的“耳郭模拟器”放置在耳朵上,再次倾听感觉。

改进后的实验效果:由于使用大饮料制作的“耳郭模拟器”放大了“耳廓”,使得使用前后声音响度变化十分明显,学生能有效感受到“耳郭有收集声波的作用”。

实验三:用饮料瓶改进“空气占据空间实验”

教材中实验的安排:教科版小学科学三上《空气占据空间》,教材中安排的实验是将纸团塞在玻璃杯底部,再将这个玻璃杯竖直倒扣在水中,看到杯底的纸团没有被水浸湿,由此证明空气占据空间。

教材实验不足之处: 1.如果杯子接触水面时没有垂直,很难达到理想的效果。2.学生在实验操作时不易把握,导致有的学生方法不当,把纸团掉入水中,浪费纸张,不利于环保。3.学生如果用湿手触摸纸团,感知纸团的干湿较模糊。

改进后的实验装置:剪去350ml飲料瓶下半部,保留瓶盖。

改进后的实验步骤:

第一步:在水槽中装染色后的水(便于观察),将乒乓球放入水槽中,改制后的透明饮料瓶拧紧盖后,罩着乒乓球,竖直压入水中,观察乒乓球的停留位置。

第二步:拧开瓶盖,观察饮料瓶里的乒乓球的位置变化,会发现这次乒乓球浮在水面了

第三步:比较发现,开始乒乓球留在水槽底部,说明空气占据饮料瓶的空间,水进不去;当把瓶盖打开,瓶中空气就从瓶口跑出,水就进入瓶中占据原来那部分空气占据的空间,乒乓球随水面上升。

第四步:得出结论:空气占据空间。

改进后的实验的效果:

改进后的实验所需材料既简易,又绿色环保安全。实验操作既简单,又可重复实验,便于推广,同一个实验装置可重复使用,回收利用。通过观察乒乓球位置的变化,变静态为动态,感知理解空气占据空间,可视性强,更适合三年级的学生探究。

低成本实验资源的利用,就是利用像饮料瓶之类身边随手可取的日常生活用品来做实验,既能激发学生对小学科学产生浓厚的兴趣,又能取得理想的教学效果,使学生深切地感受到科学就在我们身边,同时学生的创新意识在实验的过程中自然也得到了增强。

【作者单位:苏州市善耕实验小学校江苏】

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