前言：尋找寫作靈感？中文期刊網用心挑選的科學課實驗設計改進研究，希望能為您的閱讀和創作帶來靈感，歡迎大家閱讀并分享。
實驗設計的改進要考慮到材料在此實驗中是不是具有實用性。如果具有實用性，那么材料就能使用，并且在實驗的過程中能夠產生良好的效果。這兩個條件都具備了，實驗設計的改進在教學中就可以“化死為活”。“化死為活”就是利用教材中提供的材料進行實驗處于僵局狀態時，教師要消除障礙將不可靠、不能用的“死”材料替換掉，創造性的重新選擇能使用“活”的材料順利地完成實驗，最終達到成功的目的。例如，教科版《科學》五年級下冊“熱”單元第6課“熱是怎樣傳遞的”的實驗設計是：在一段鐵絲上每隔一定的距離用蠟燭油粘上一根火柴，將鐵絲纏繞在立柱上，火柴都向下懸掛，用酒精燈給鐵絲的一端加熱。觀察哪端的火柴先掉下來。利用教材實驗設計中的材料進行反復實驗是不可行的。因為鐵絲是圓柱形的，鐵絲與火柴接觸的面積太小，蠟燭油很難將火柴和鐵絲粘在一起，即使看上去粘住了，而在實驗的操作過程中隨時都有火柴掉落的現象出現，導致實驗不斷地出現失敗。針對這種情況，筆者把鐵絲換成了鋁片，立柱換成了鐵架臺，又增加一個鐵夾。經過反復實驗，產生的效果是非常明顯的。實驗課上，學生利用這組材料將蠟燭油直接滴在鋁片上，再把火柴插在蠟燭油上，等蠟燭油冷卻后火柴自然固定住了。因為火柴與鋁片的接觸面積要比火柴與鐵絲的接觸面積大得多，所以很容易進行操作。然后用鐵夾夾住粘有火柴的鋁片翻轉90度用螺絲固定在鐵架臺的鐵桿上，用點燃的酒精燈給鋁片的一端加熱，實驗的效果就呈現了，當火柴從離酒精燈較近的一端依次掉下來時，學生的興趣大增，用驚奇的眼神盯著火柴發生的變化，并且自言自語地數起數來：一根、二根、三根……從實驗中學生知道了熱是由溫度較高的一端傳向溫度較低的一端。通過對教材中實驗設計的改進，不僅開通了實驗課的有效渠道，而且便利了師生的實驗操作，最終得到了良好的效果。這樣的實驗既有利于激發學生的學習興趣，獲得感性知識，又加深了學生對實驗原理的理解與掌握，同時還增強了學生的創新意識。
二、實驗設計改進——“化滯為展”
實驗設計的改進要考慮到材料在此實驗中使用是不是具有合理性。不外乎就是使用的材料要合乎常理。懂得這個道理最好是選擇比較熟悉的材料，明晰材料的結構，并且要清楚用這樣的材料是有一定說服力證明實驗產生的結果。這些都做到了，實驗設計的改進在教學中就可以“化滯為展”。“化滯為展”就是利用教材實驗設計中提供的材料在實驗過程中由于中途受阻不能順利完成“到位”時，教師要克服阻力根據實驗的類型精心選擇合理性的材料，促成實驗繼續進展，達成有效的實驗結果。例如，教科版《科學》五年級下冊“沉和浮”單元第5課“浮力”的實驗設計是：在水槽底部放一個小滑輪，將一根線繞過滑輪上的鉤子，一端系住泡沫塑料塊，一端掛在彈簧秤的鉤上。分別測出泡沫塑料塊的浮力和它浸入水中后排開的水量。利用教材實驗設計中的材料進行實驗是不能測出泡沫塑料塊浸入水中后排開的水量。因為教材中提供裝水的容器是水槽。水槽本身是沒有刻度的，怎么能實現完成泡沫塑料塊排水量的觀察？針對這種情況，筆者把水槽換成了帶有刻度的燒杯(300ml)，又增加了一個注射器(5ml)。由于燒杯的最小刻度是25ml，并且泡沫塑料塊排開的水量是在25ml的范圍內，對于做這個實驗來講，25ml的范圍還是有些過大，所以在觀察泡沫塑料塊排開的水量時是無法得到準確的數值，只能是一個大概的估計。有了注射器就能解決這個問題了，因為注射器的最小刻度是1ml。經過反復實驗，得出的數值是準確的。實驗課上，學生利用這組材料，將細線的一頭把泡沫塑料塊纏繞一圈勒緊后系上扣，再用線的另一頭穿過小滑輪的環系上一個帶環的扣掛在彈簧測力計的掛鉤上。往燒杯里裝進250ml的水后用一只手拿著泡沫塑料塊，用另一只手提著測力計吊環將掛在線上的小滑輪放入燒杯的底部。慢慢向上提拉測力計，使泡沫塑料塊浸入水中。這時將燒杯中排開的水量抽到注射器里，通過觀察泡沫塑料塊排開的水量是4ml。從這個實驗中，學生知道了浮力與物體排開的水量有關系，浸入水中的體積越大，物體受到的浮力就越大；浸入水中的體積越小，物體受到的浮力就越小。通過對教材中實驗設計的改進，不僅架設了完成實驗課的“橋梁”，而且還順暢地得到了實驗的結果。這樣的實驗，既有利于啟發學生利用材料多角度、多層面地進行思考，還能有助于學生良好形象思維的形成和發展。
三、實驗設計改進——“化隱為顯”
實驗設計的改進要考慮到材料在此實驗中是不是具有功能物性。也就指在一定條件和一定限度內對材料施加某種作用時，通過材料將這種作用轉化為另一形式功能的性質。這種性質的轉化在實驗的過程中是有時間范圍要求的，并且能清晰呈現出實驗的結果。只要材料具備了這種性質，實驗設計的改進在教學中就可以“化隱為顯”。“化隱為顯”就是利用教材實驗設計中提供的材料進行實驗后，觀察不到呈現實驗的效果時，教師要解除心理壓力，根據實驗所具有的抽象性，重新選擇有結構內涵的材料，將不容易看到的現象通過實驗清晰的顯現出來，達到看清研究對象的本質為目的。例如，教科版《科學》五年級下冊“熱”單元第4課“空氣的熱脹冷縮”的實驗設計是：把氣球套在錐形瓶的口上，再將3個燒杯分別倒進等量的熱水、常溫下的水、冰水。然后把套有氣球的錐形瓶分別放進裝有熱水、常溫下的水、冰水的燒杯中。觀察氣球有什么變化？利用教材實驗設計中的材料進行反復實驗是根本看不到氣球有變化的。原因是錐形瓶內和氣球內的空間比較大，容納的氣體多，加上水溫變化的程度很難掌控，實驗后材料的內涵是很難展現出來的，自然導致了觀察不到有明顯效果的存在。針對這種情況，筆者把原來的材料全部換掉，重新選擇了一組材料：小試管、試管夾、小氣球、皮套、酒精燈、火柴。并用這組材料進行反復實驗，效果非常明顯。實驗課上，學生利用這組材料，將小氣球套在試管口上，用皮套固定后夾在試管夾上，點燃酒精燈后，將試管在酒精燈上加熱，很快氣球有了變化。當學生驚奇的眼神全部集中到氣球膨脹這一情境時，都不由自主地跳了起來。有的學生看了一下手表，情不自禁地說了一句：“哇！12秒奇跡就發生了！”通過這個實驗中，學生明白了氣體受熱以后體積會脹大，受冷以后體積會縮小。通過對教材中實驗設計的改進，不僅創設了課堂出彩實驗的“航標”，而且還明晰地凸顯了實驗的結果。這樣的實驗，既有助于學生通過觀察獲取解決問題的信息，同時還激發了學生強烈的探究欲望。
四、結束語
實驗設計的改進是科學教師一種艱辛的勞動，同時也是一種財富。對于科學教師而言，每一次實驗設計的改進都不是一帆風順、一蹴而就的，而是從一次次失敗中不斷地汲取“營養”所獲得的財富。這種財富就是通過實驗設計的改進，開通了實驗課的“渠道”；建造了實驗課的“橋梁”；創設了實驗課的“航標”。為此，作為科學教師，要確保實驗的有效性，就必須懂得“人要學會走路，也要學會摔跤。而且只有經過摔跤，才能學會走路”的道理。
作者：黃健偉 單位：長白山保護開發區池北區第二小學
