例谈对小学科学实验的一些改进
张宁
摘? 要 科技是社会发展的推动力量。为培养出更多的科技人才，现下在小学阶段，科学教学的重要性越发凸显，而实验是小学科学教学的基础，在科学学习中有着不可替代的作用。现下的小学科学实验教学还存在一些需要改进的地方，对此提出相关建议。
关键词 小学科学;实验;教材;科学素养
中图分类号：G623.6? ? 文献标识码：B
文章编号：1671-489X（2019）15-0123-03
1 前言
小學科学是一门以实验为基础的学科，但现下的小学科学实验教学还存在不能很好结合实际环境、学生实验操作困难、实验现象不够明显等问题，不仅对学生的科学学习造成一定的影响，还导致实验资源严重浪费。为进一步优化小学科学实验教学，为学生的科学素养培养提供保障，对小学科学实验做出相关改进是很有必要的。
2 小学科学实验改进的意义体现
在科学创新的时代背景下，小学科学教学地位越发凸显，但传统的小学科学实验教学还存在诸多弊端。因此，对这些实验做出改进是十分必要的，并具有重要意义。对此，笔者从以下几个方面进行分析。
有利于知识的意义构建? 从建构主义理论角度分析，学习是学生自主构建知识的一个过程，教学并不是将知识直白地呈现给学生，而是引导学生主动构建知识，激发学生原有的知识经验，促使学生主动学习，这才是真正有意义的教学。显然在小学科学实验改进过程中，为学生提供了主动构建知识的机会，学生可以通过结合自身的知识经验，对实验材料、实验方法及实验设计做出改进，进而真正实现有意义的知识建构[1]。
有利于实验操作过程优化? 传统教材中的科学实验，虽然是一定历史时期教学经验和教学科研的产物，但是随着科学的不断进步发展，教材实验设计方法开始出现诸多弊端问题，如不利于操作、不利于观察，这会对学生的学习效果造成一定的影响，不利于教学的良性运作发展。而实验改进从原有的教学弊端问题入手，不断优化实验设计程序，因此有利于实验操作的过程优化，是小学科学实验教学改进的重要意义体现。
有利于技术教育创新? 传统的小学科学实验教学，采用的都是照本宣科的教学模式，这种教学方式固化了学生的思维，不利于技术教育的创新。而实验教学改进，更好地调动了学生的智慧思维，通过实验的发明和再创造，培养学生对科学技术的好奇心，可激发学生对技术创造的内心冲动，促进学生的创新能力得到培养。同时，无论是将复杂的实验简化，还是寻找可替代的实验材料物品，在这个过程中都需要学生积极动脑思考。这就推动了技术教育的创新，从这一角度分析，小学科学实验教学改进无疑也是具有重要意义的。
有利于环保节约? 以往的小学科学实验教学往往不注重材料节约，造成不同程度的资源浪费。如在“糖到哪里去了”这节课程中会使用大量的食盐进行实验操作，而在实验结束后，很多食盐都被倒掉了，这就会造成资源的浪费。而经过改进的小学科学实验教学中，用食盐水蒸发分离的方式重新得到食盐材料，这从某种程度上就实现了环保节约的目的，倡导了社会可持续发展的建设目标。因此，从这一角度分析，小学科学实验教学改进也是具有重要意义的。
3 小学科学实验的改进措施
实验材料的改进? 在小学科学实验教学中，有一些实验在实验材料方面存在先天不足，使得实验教学缺乏可操作性。这不仅浪费了教师和学生宝贵的教学时间，还会打击了学生实验探究的积极性。因此，在今后的教学中，教师应该从实验材料入手改进，促使小学科学实验教学材料变得更加容易准备、便于操作、价格低廉，这无疑是可以对教学形成一定优化作用的。下面笔者将列举出两个案例。
【案例一】在“美丽的彩虹”这节课程教学中，其中有一个实验是借助三棱镜分解阳光，从而让学生分析彩虹形成的原因。但由于实验室中使用的三棱镜比较小，因此产生的七色光带比较短，学生不能观察到明显的实验现象，这就会对学生认识彩虹的形成原因造成一定的影响[2]。而对于此，可以使用镜子和水槽代替三棱镜分解阳光。如将一面镜子斜放到水槽中，这样镜子就可以将阳光反射到对面的墙上，此时学生会看见一道白色的光;在教师逐渐向水槽倒水的过程中，白光就会逐渐地被反射成七色光，七种色带被清晰地展现出来。通过这样的实验材料改进，学生亲眼验证了阳光可出现彩色色带的奇妙变化，这就为学生后续关于折射的知识原理学习奠定了基础，是教师有效改进实验的一种体现。图1为笔者在班级教学中拍摄的照片。
【案例二】在“怎样得到更多的光和热”这节课程教学中，教材中采用的实验方法为把不同颜色的纸张对折成袋状，然后插上温度计放在阳光下，从而验证不同颜色物体的吸热能力。而这一实验最大的缺陷是实验所需时间较长，短时间内无法得到理想的实验现象;同时，实验效果不够明显，不利于学生对实验的分析与理解。
对此，教师就可以做出实验改进，用涂有不同颜色的试管代替不同颜色的纸袋，在试管口处用橡胶塞密封，然后插入一根塑料管，并用红色水柱密封，这样就可以用试管内空气的膨胀情况观察吸热效果。通过相同时间水柱的高低反应吸热情况，与教材实验相比，实验效果变得更加明显。通过实验材料的替换，有利于学生的观察和体验，因此是一种可行的实验改进方式。
实验方法的改进? 在小学科学实验教学中，教师可采用的实验方法多种多样，不同的实验方法得到的实验效果也是千差万别。为此，在实际教学过程中，教师要尽可能采用简单方便、效果明显的实验方法，从而更好地引导学生进行实验探究，加深学生对科学知识的认识。现下的小学科学实验教学在实验方法方面存在一定的问题，笔者举两个案例，并提出相关的改进方法。
【案例一】在“空气占据空间吗”这节课程教学中，教材中的实验方法是将一团纸巾放在杯子的底端，然后将杯子竖直倒入水中，通过观察纸巾是否会被浸湿，从而验证空气是否会占据空间。但是在这个实验之中存在的最大的实验问题就是，水进来把空气赶跑的现象不够直观，因此，学生观察理解存在一定的困难。同时，实验过程中需要使用很多的纸巾，这从某种程度来讲是一种浪费。
对此，笔者对实验方法做出改进，使用无底的塑料瓶和乒乓球展开实验。在实验过程中，在塑料瓶的瓶口套上一个气球，然后用手按住瓶口，再用塑料瓶把乒乓球垂直扣入水中，此时若是乒乓球停留在水底，就表示空气是占据空间的。相比较原教材中的实验方法，这样的方法改进无疑使实验现象更加直观，更方便學生探究，并可以循环使用，有利于环保。
【案例二】在“金属的热胀冷缩”这节课程教学中，教材中的实验方法为将钢条加热，通过钢条长度的增加，并推动大头针倾斜，从而说明金属具有热胀冷缩的作用。但是在这一实验方法下，得到的教学效果并不明显。
对此，教师可以做出改进，引入电路开关知识，在电路的一端分别接入一根钢条和一块铜片，将其固定;然后在钢条和铜片之间留出一个缝隙，此时电路是断开的;而当用酒精灯加热钢条时，钢条若是受热膨胀，就会与铜片接触，这样电路就会闭合，而小灯泡就会发光，因此就可以直观清晰地证明，金属是具有热胀冷缩作用的。显然，与教材原实验方法相比，改进的实验更加直观明显，可更好地帮助学生理解知识。
实验设计的改进? 在小学科学实验教学中，科学的实验设计是实验教学成功的关键和保障。教师要明确，实验设计应该是经过深思熟虑的，后续的实验应该以实验设计为纲领。在教学过程中，好的实验设计，就等于成功的一半。但现下的小学科学实验教材，很多设计方案已经落后，对实验效果造成一定的影响。因此，教师结合教学实际改进小学科学实验设计，也是十分必要的。笔者以下面的案例做出详细阐述。
【案例一】在“浮力”这节课程教学中，课程教学的重点就是探究浮力和排开水的量之间的关系。而对此，教材中采用的实验设计方法为准备水、钩码、橡皮泥、泡沫、弹簧测力计、水槽等实验器材，具体如图2所示，通过弹簧拉力器的拉力值，从而探究浮力的大小。很显然，这一实验设计存在弊端。
1）橡皮泥与容器底部粘贴不紧，容易被拉掉，需要不断地重复实验，不仅浪费时间，还影响实验操作效果。
2）由于泡沫浸水中后有吸水现象，造成水位上升的体积变小，从而增加实验误差。
3）用弹簧测力计上拉棉线时，若是产生倾角，也会产生误差。
对此，笔者改进实验设计，使用塑料瓶代替泡沫塑料块，使用烧杯代替水槽，通过改变给塑料瓶施加压力的方法，探究浮力和排开水的量之间的关系。通过这样的实验设计改进，不仅增强了实验的可操作性，还让学生明白了物体排开水的体积越大，受到的浮力也越大的规律，为实验教学效果提供了保障。
【案例二】在“电磁铁”这节课程教学中，为了能够促使学生的创新精神得到有效培养，必须要求学生结合自身的知识，自己发现、合理设计、反复操作，从而促使学生的实验设计能力得到提升。在这样的教学中，虽然学生的设计存在很多不合理的地方，但是通过实验设计活动帮助学生形成质疑习惯，促使学生大胆质疑的学风逐渐形成。如有的学生通过用手指按压磁铁，感觉手受到力的作用;还有的学生用磁条靠近上面的磁铁往上提，从而体会磁力的大小。这些实验设计改进都彰显了学生的智慧。
4 结语
在小学科学教学中，实验具有极其重要的作用，很多科学现象只有透过实验观察，才能获得更加深刻的认识。现下的小学科学实验还存在很多需要改进的地方，实验的作用不能得到充分发挥。为此，在今后的小学科学实验教学中，为提升教学效率，加强科技创新人才培养，教师一定要对实验教学进行深入研究并优化整改，这也是小学科学教师的义务和职责。
参考文献
[1]杨秀林，张国全.小改进 大见效：例谈对小学科学实验的一些改进[J].中小学实验与装备，2016，26（3）：37-38.
[2]王俊卿.例谈小学科学教材中实验设计的改进与创新[J].教育实践与研究：小学版（A），2016（2）：69-71.
