小学科学实验教学反思与改进

马成海

摘 要 《风的能量》实验教学，通过一次不成功的学生分组实验，引发学生对实验装置的评估，为能达到测试风能与风速的关系，对改进装置提出建议。如何上好实验教学课，本人为达到这目标而不断地实践着，本文就是这次反思与改进过程。

关键词 实验教学 风能 风速 改进

中图分类号：G623.6文献标识码：A

根据《小学科学课程标准》，小学科学课程是一门以培养学生科学素质为宗旨的义务教育阶段的核心课程，承担了培养小学生科学素质的责任，要求学生具备进行科学探究所必需的科学思维和方法，因此教材安排许多具有活动性质的内容，能够最大限度地将科学探究活动过程呈现在课程中，符合教育家杜威提出“从做中学”的基本原则，让学生经历实验探究过程，掌握科学探究方法，提高分析问题及解决问题的能力。如何上好实验课，本人为达到这目标而不断地实践着，现就六年级科学下册21课《风的能量》实验教学，谈谈反思与改进过程。

1教学背景

《风的能量》教学安排了两个活动，其中活动1是风能的利用，除了书本提供的图片外，我还收集了大量的图片、风能发电等视频，展示给学生看，生动形象的图片、视频，让学生感受到生活中风能的广泛应用。

而活动2：风能小吊车，要求学生用常见材料做一个风能小吊车，利用风能把物体提起来，经历“风速大小是如何影响小吊车工作”的实验探究过程，培养学生制作、实验的能力。为了能在课堂上完成实验探究，我布置了课前作业，参照课本52页，四人合作小组做一个风能小吊车。第二天上课，同学们高兴地拿出小吊车，做实验时，却出现了这样的状况：面对风扇送来的风，风车在自转，小篮子却一动不动，无法提起重物，或大风时把整个装置吹倒了，没有一个小组成功的，学生都非常沮丧，有些同学说风只有破坏作用了，没有达到实验的目标。我也急坏了，怎么会出现这样的情况？

2评价反思

针对出现的情况，我马上联想起在第二单元《我是小小设计师》设计物品的五个基本流程，制作样品后，还要评价与改进，于是我灵机一动，说：同学们，我们制作的小吊车，不能正常使用，找找原因，评估一下，四人小组再仔细观察，讨论原因所在。很快有小组汇报：风车只是穿在轴上，不能跟轴连动;重物太重了，风力提不起;矿泉水瓶太轻了，风一吹就倒;等等。综合主要原因有：学生的风车是用正方形卡纸剪折而成的，中心穿孔再用双面胶与转轴粘贴，吹风时很容易转开双面胶，就形成自转，不能把转轴带动，看起来风车转得很快，但没有实质作用;用空矿泉水瓶做支架，虽然装有水，但底部面积还是比较小，风扇大风时，还是比较容易被吹倒的。

继“设计多功能文具”、“鸡蛋包装盒”、“长后摆雨伞”等设计后，无意之间，学生又经历一次制作物品的评价过程，是一次真正要用的实验装置，学生的观察能力、分析能力、判断能力进一步得到培养，增强评估意识，使学生在亲历探究活动的过程中体验、感悟、内化，感受学习科学的乐趣，增长获取科学知识和进行科学探究的能力，培养尊重事实、善于质疑的科学态度，发展创新思维。

3装置改进

找到出问题的原因，如何改进？接下来同学们的方法可多了，有同学说，风车的转孔能紧套轴就行了;可以用塑料片代替折纸做风车;用风扇叶直接做风车;用东西来夹住矿泉水瓶的底部，不让它吹倒;可以用铁架子做支架，稳定……学生们充分发挥创新思维，方法联系实际，确能改进原装置。我布置学生利用课余时间，进行改进，确保能进行实验为好。根据学生们的建议，为了能演示出效果，我也对本实验裝置进行了如下的改进：

3.1风车的改进

同学用折纸做的风车，纸质脆软，很容易松动，轴孔是套不紧轴杆的，风车是带动轴转动的关键，风能转化成机械能的传递桥梁，增大压力从而增大摩擦力才能有效带动，要用塑料、铝片等硬质的材料，打的孔不易损坏。可以用废旧的电风扇叶来代替，大小两个备用，如图1。

3.2底坐的改进

第二个主要问题是不稳定，只要是矿泉水瓶底太小，根据稳定性条件，可增大底面积，重心下降。用较大面积的槽钢做底坐，用方形槽钢做支撑杆，用电焊焊接，在支撑杆顶端横向钻孔，用于转轴安装，这样一来，就做成了一个稳定的支架，能足够架起风扇叶、转轴的重量，最大风力时都不易吹倒了，如图2。

3.3转轴的改进

风扇叶的转孔是圆形的，转轴也是圆的，如何能紧套住了？想了很多办法，观察风扇叶、转轴结构，原来它们有特殊的结构，可以如图3、图形所示设计，风扇叶转孔背面设计有凹陷位，而转轴有凸卡位，两位刚好相互咬合，再在前端用螺母拧紧，形成牢固结构，扇叶转动时保证能带动转轴转动，实现风能向机械能转化。还在转轴与支架接触的位置两边，上两粒螺母，使转轴转动时固定在同一位置，不会左右移动。因为要用到多个螺母，所以整条转轴是全丝型的，可以方便各个螺母的移动，如图5。

3.4提篮的改进

原装置用小纸合做提篮，双绳承重，转轴转动绳子被卷起，由于是双绳，可能会出现卷得不均匀，提篮也会出现高低不平衡的情况。改进为如图所示，用矿泉水瓶下小部分做提篮，细铁线做提环，一根棉线承重，使提篮始终保持竖直上下，提高平衡性。另外，转轴上绳端如何固定？想了很多办法，最后用螺母旋紧绳端的办法，如图6，把绳端压在转轴上，用螺母拧紧即可，这是非常方便而实用的方法。改进后小吊车装置效果如图7：

4实验设计

用改进后的实验装置，再加上一把家庭落地风扇就可做如下实验。

4.1探究风速与提起物体重量的关系，操作步骤：

（1）把小吊车装置面对风扇，调试成统一高度，开动1档，保持在能自动转动的距离;（2）把适当（多些）回形针放入提篮，开动风扇，从多到少用镊子取出，直到刚好能自动转动，提起重物到高处，停止风扇，数数回形针个数，记录在下表1，依次就可测出各档位提起回形针的个数，得到“我的发现”。

4.2探究风扇叶大小与提起物体重量的关系，操作步骤：

（1）把小吊车的扇叶换成较小（大）;

（2）按上面步骤重做实验，记录数据设计如下表2：

（3）还可以做探究小吊车与风扇距离跟提起物体重量的关系，只要把小吊车向前或向后移，重做实验即可。

5实验创新——用风力发电机代替小吊车

有学生问：老师，风力发电机安装在什么地方才能多发电？我说当然是常有风而且大风的地方了。“能不能做个风力发电机？”我想，也可以用风力发电机发电来演示风速与风能的关系啊，设计方案：

（1）装置原理：风能转化为电能，风能越大，转化成的电能越多。

（2）设计思路：把风力发电机发出的电，通过导线接入电灯，风速越大，电灯越亮，越多电能，也就风能越大。

（3）材料准备：风力发电机、扇叶、Led灯、电平等，如图8。这些器材都可以从淘宝网上选购，注意各元件电压要匹配。

（4）制作过程：开始时是用Led灯接入风力发电机，随着风速变化，灯也暗亮变化，但具体的亮度是多少，不能数据化，想到音响的电平显示灯，突然来了灵感，用电平显示灯代替Led灯不就行了吗？如图9，可以实现通过数灯个数来具体判断风能转化成电能的多少。

6实验效果

（1）改进后的小吊车，能顺利完成所设计的实验，容易操作，现象明显，采集數据方便，使学生清楚地观（下转第127页）（上接第110页）察到风的能量有强度大小的区别，风速越大，提起的重物越多，风能就超大。

（2）用风力发电机代替小吊车，风能转化成电能，再转化成光能，操作更简单，视觉效果，直观明显，能很好实现实验目标。

7改进亮点

（1）小吊车装置的改进，特别是风车、转轴、支架的改进，方法巧妙合理，是实验成功的关键，克服了不能带动转轴、易吹倒的现象，可以重复使用，演示效果好。

（2）用风力发电机代替小吊车，风能转化成电能，更有实用性，安装简单，操作方便，让学生拿着跑动也能发电，可以作为实验室器材添置，建议教材改用此作活动内容，据资料介绍，风力发电将是以后能源发展的趋势。

8教学反思

（1）教材中实验内容，活动安排，大多与生活实际相关，器材也是就地取材，虽然简单，但组装后会出现不能实验，或结果不正确的现象，会导致学生对科学产生怀疑，失去学习的兴趣，老师要整合教材，带领学生改进装置，创新实验。

（2）通过本次实验教学，课堂上发现问题，关键是想办法解决问题，充分发挥学生的主体作用，学有所用，再次经历对制作物品评价、改进，其实也是一次很好的探究活动，特别是对改进后，获得的成功感、愉悦感可能是双倍、多倍的。

（3）老师是课堂的设计者，学生的领路人，带领学生开展探究活动，而学生的科学素质是在各活动中才能得到培养的，在探究活动中，学生理解实验原理，创新改进方法，养成探究意识、培养创新精神。

参考文献

[1] 科学课程标准[M].北京：北京师范大学出版社，2012.

[2] 牛山泉.风能技术[M].科学出版社，2009.

[3] 赵祥麟，王承绪.杜威教育名篇[M].教育科学出版社，2006.