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小学科学实验教学中出现的几个问题及对策思考

2021-12-30胡雪佳

科技信息·学术版 2021年5期
关键词:实验探究

胡雪佳

摘要:通过研究《声音是怎样产生的》一课教学过程中出现的几个问题,并给出了相应的改进和解决方法,总结出了教师备课和上课时应该注意的一些问题,对课堂教学实验探究有一定的指导意义。

关键词:实验探究;声音的产生;发声特点;音叉振动

《声音是怎样产生的》是教科版小学科学四年级上册第三单元第二节的内容,是在学生初步感知声音之后,引导学生通过观察、比较、描述几个物体在发声和不发声时的不同状态,找出几个物体发声时的共同特点,得出“声音由物体的振动产生”的初步感性认识。再通过观察其他物体发声时是否也在振动,来验证假设,最终帮助学生建立“声音是由物体的振动产生的”这一科学概念。本节课是本单元最重要的一节课,只有认识了声音是由物体的振动产生的,才能研究声音的高低、强弱变化,以及声音的传播等一系列有关声音的问题。因此,本节课关于“声音是怎样产生的”实验探究至关重要。在实验越来越重要的今天,实验教学过程的好坏直接决定着本节课的成败[1]。然而几个课本上看似简单、好操作、易得出结论的实验,真正做起来发现存在一些问题,有待改进[2]。在改进实验时,我们要做到實验材料易得,实验现象清晰明了,易于学生理解[3]。本文就这节课实验中遇到的一些问题进行了探究和思考,提出了改进意见,有利于完善实验方案,从而帮助学生更好地从事实现象中得出实验结论。

问题一:对“鼓发声和不发声时,鼓面状态的观察和描述”的实验研究

课本上“使物体发出声音”的三个小实验,意在引导学生通过观察、比较鼓面、钢尺和橡皮筋在发声和不发声时的状态,得出它们都在振动这一共同特点。实际操作起来发现,轻轻敲击鼓面,鼓面的振动幅度太小、频率太快,肉眼很难观察到它的振动。经过多次尝试,发现鼓面较大的牛皮鼓发声时能较明显地观察到鼓面的振动。但由于实验条件的限制,在学校很难找到这么大的鼓来敲击,使实验无法达到预期的效果。当然,有不少教师采用“借助其他物体来观察”的实验方法,在鼓面上撒些纸团、绿豆、米粒等,敲击后观察到它们的跳动来间接得出发声的鼓在振动这一科学概念。但受限于鼓的发声特点,不管是纸团、绿豆,还是米粒,敲击鼓面后只能明显地观察到它们的一次跳动,而课本上给出的振动的概念为:一个物体在力的作用下,不断重复地做往返运动,这种运动称为振动。既然不能明显地观察到它们的多次跳动,自然也不能得出发声的鼓在做往返运动这一特点。

为了便于学生得出结论,尝试着找其他发声乐器来代替鼓,经过多次实验,发现铜镲的实验效果非常好。轻轻敲击铜镲,就能很明显地看到铜镲的振动。但如是演示实验,学生坐在座位上却也不容易观察到。此时,只能借助其他物体来观察,在铜镲上撒些纸团后再敲击,纸团能连续跳起多次。这样就能很好地得出发声的铜镲在不断重复地做往返运动这一特点。改用铜镲来演示此实验,教学效果能大大提高。

问题二:对“振动的音叉轻触水面”的实验探究

“振动的音叉轻触水面”是小学科学里常做的一个用来验证“发声的物体都在振动吗”的实验。用击打过的音叉轻轻触及水面,通过观察水面的变化——水面荡起涟漪、有水花溅起,来间接得出发声的音叉在振动这一结论。

然而这样一个看似简单的实验在课堂上真的能顺利完成吗?从原理上分析,此实验成功的关键在于:1.在用击打过的音叉触及水面之前,水面是静止的;2.橡胶棒击打音叉的力度要控制好。那么这两个关键点很好把控吗?多次教学实践后发现,课堂上的实际情况很难满足这两个关键点。

首先,在音叉触及水面之前,水面必须是静止的。这太理想化,现实中的课堂很难满足这一点。若提前把盛有约2/3清水的水槽置于实验桌上,那么之前的实验活动均会引起桌面的振动,从而导致水面的不断晃动。在课堂上较短的时间内,也不足以让水面完全平静下来。这时候,若击打音叉的力度适宜,还能观察到水面上突起的涟漪、溅起的水花;若力度过小,很难观察到瞬间荡起的涟漪,甚至很难辨别引起水面波动的到底是发声的音叉还是之前实验活动导致的水面波动。

其次,击打音叉的力度要控制好。执教本课多次,发现这对四年级的学生来说,也不容易做到。有力度过大的,导致水花飞溅,弄湿了桌面,甚至弄湿了学生的衣服;有力度过小的,导致音叉触及水面时几乎已停止振动,观察不到明显的实验现象;即使力度控制好的,也会出现水花溅湿桌面或衣服的情况。并且潮湿的音叉若不及时擦干,很容易生锈;被水花溅湿的桌面和地面还需清理。

一个看似简单的实验却带来这么多麻烦和困扰,何不换种方法试试呢?经过多次研究,发现用细线悬挂着的乒乓球代替水,实验效果显著,且容易得出结论。用击打过的音叉慢慢靠近用细线悬挂着的静止的乒乓球,可以明显地观察到乒乓球被弹起多次,从而得出发声的音叉在振动这一结论。改进后的实验简便、易操作,且效果显著,还避免了水花四溅带来的困扰,何乐而不为呢?

以上几个问题是决定本节课成败的关键点,若只是一味地照本宣科,没有多次实践并反思、改进,很难达到理想中的教学效果。看似简单易行,实则不然。好的实验才能激发学生科学探究的兴趣,好的实验记录单才能更好地呈现实验过程和现象,有助于学生比较、归纳和总结。想要做好这些,教师必须在课前反复实验、精心设计,课后及时反思、完改进实验方案,使实验现象更明显、实验记录更清晰明了,有助于学生得出正确结论。

参考文献

[1]王晓红.小学科学实验教学中的问题及思考[J].新课程学习(下).2014(09):168.

[2]温锦平.就地取材改进小学科学实验[J].实验教学与仪器.2015(1):54-55.

[3]黄德兴.3个小学科学实验的改进及教学反思[J].实验教学与仪器.2015(Z1):123-124.

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