【教研活动】小学科学疑难实验及改进 [复制链接]

  省小学科学疑难实验及改进活动小结（徐春建）

小学科学是以实验为基础的学科，好的实验设计有利于学生有效地掌握基础知识、基本方法，培养学生的探究技能及科学精神，有利于教师的顺利施教。教学实践证明，实验设计的好坏直接关系到教学的成功与失败。但在目前的教学中，有些实验在步骤设计、器材选择等方面存在着一些不足，需要教学一线的教师应地制宜适时改进。由此，我们于2011年1月30日在省小学科学协作网上组织了一次“省小学科学疑难实验及改进”的专题研讨活动，并取得了圆满成功。

这次活动提供了一个良好的网络平台，让每一位参与研讨的老师们“晒一晒”自己教学实践中遇到的疑难实验，并描述自己加以改进的具体措施。在研讨中，来自全省各地的30余位的科学教师及教研员踊跃发言，都提出了自己对于疑难实验及改进的真知灼见，原定1小时的集中研讨也延长为2小时多，大家均感收获颇丰。本次研讨的相关资料已经由陈梅娟老师整理成专贴，大家可以点击下面的网址去下载相关资料：

http://www.zjxxkx.com/bbs/dispbbs.asp?boardid=2&id=9381 , 也可以在本协作网上翻看本次集中研讨的历史记录，分享这些老师的教研经验和教学智慧。    

    需要说明的是，本次研讨同时是本协作网运行的又一次测试。特别是这次的研讨主题是实验改进，参与研讨的教师们上传和下载了一些文档、图片、视频，速率较快，支持度好，反映出省小学科学协作网在技术层面的逐渐成熟和良好的稳定性。

本次活动共有30余位老师和教研员参与了集中研讨，我们希望有更多的老师来参与类似的网络协作教研活动。另外，由于本网内没有省外老师的相关信息，他们是无法注册参与的，特此致歉。

我省教师参与本协作网教研活动的具体方法如下（以本次活动为例）：

1、打开网址：

http://122.225.201.217/zjer2/team.do?method=main&teamId=7&code=gt001&ticket=null；

2、请点击最顶端的“注册”，完成注册。必须填写真实信息。请于集中研讨活动开始前完成申请工作；

3、要参与集中研讨，先使用自己的用户名和密码登录；

4、点击“教研活动”栏目旁的“进行中”，再点击“小学科学疑难实验及改进”；

5、在出现的界面中点击桔红色的“参与”按钮，就可以发言讨论了。

  活动实录

主持人：

小学科学是以实验为基础的学科，实验设计的好坏直接关系到教学的成功与失败。在目前的教学中，有些实验存在着一些不足，需教师应地制宜适时改进。 本次活动希望参加者“晒一晒”自己教学实践中遇到的疑难实验，如果能描述改进的方法则更好。我们将把这些研讨记录保留在协作网上，供其他教师参考和学习。 因为是就实验进行讨论，建议大家图文并茂地来参加研讨。

主持人：

参加本次研讨的步骤

1、 打开网址：

http://122.225.201.217/zjer2/team.do?method=main&teamId=7&code=gt001&ticket=null

2、 请点击最顶端的“注册”，完成注册。必须填写真实信息。请于29日（周六）19点前完成申请工作。

3、 使用自己的用户名和密码登录。

4、 点击“教研活动”栏目旁的“进行中”，再点击“小学科学疑难实验及改进”。

5、 在出现的界面中点击桔红色的“参与”按钮。

6、我们定在29日（周六）19：30开始网络协作研讨，请及时登录。

说明：

1、活动后请对本研讨网络提出使用意见，以便网络技术公司进一步完善。

2、为方便联系，大家可在29日（周六）19点前申请加入QQ群，群号是38159997，名称为“科学协作组管理员群”。当29日（周六）19：30开始网络协作研讨时，有技术问题可以及时沟通。加的时候请用“地区+真实姓名”的方式申请，因为上一次用网名时加了几个做广告的，很烦人。

  主持人：

  先来看看萧山区宁围镇第一小学 陈荣林老师的“磁铁的两极”实验改进，此文已发表于《科学课》2010年第7期。全文见附件资源。（这个文件有3MB多，大家下载的时候测试一下，看看速度快不快。）

1.jpg(6.74 K)

2011/2/6 10:47:00

陈荣林：《磁铁的两极》实验的改进 (nxpowerlite).rar (, 下载次数:165)

[此贴子已经被作者于2011-2-6 11:02:41编辑过]

      1. 虚拟实验和传统科学实验相结合

桑建辉：虚拟实验和传统科学实验相结合的案例

我们先来看一个教学片断：两个杯子，A杯盛放半杯水，B杯盛放小半杯，用一根小棒敲击，判断哪个杯子发出的声音高，哪个发出声音低？学生多次实验后，产生了矛盾的说法，有人说是A杯音高，有人说是B杯音高，甚至还有部分学生对自己的实验结果产生了怀疑，一会儿说A杯音高，一会儿说B杯音高，此实验完全依靠自己的听觉器官判断，产生了很大的异议，因为没有实验证据，学生在课堂中谁也说服不了谁，争论地一塌糊涂，教师提不出让学生信服的标准，也是一筹莫展，最终实验草草收场。在浙江科学网中，也有多位老师多次提出，实验中没有明显的音高区别，除非经过专业的听音训练才能辨别声音的高低，也曾多次建议取消这个实验。连老师都感到困难，如何让学生去判断声音的高低？获得声音高低的判断证据是常规实验难以突破的。在此时利用虚拟实验则可以弥补常规实验不足，轻易解决此类问题。

教学策略：虚拟实验准备：一个电脑用麦克风，一台电脑，一个声音频率软件（见www.zjxxkx.com/kejian/频谱.rar）

实验原理：通过麦克风采集声音，在频率软件中对声音进行分析判断，实时显示声音的频率，频率（HZ）越高，音高越高。

实验过程：教师用小棒敲击杯壁，用麦克风采集声音，在大屏幕显示实时采集结果：A杯音高为2105HZ，B杯音高为2312HZ，经多次实验，采集误差在10HZ以内，证明 B杯比A 杯音高。

后继研究：教师提出课外制作一套乐器，告诉学生1、2、3、4、5、6、7七个音高频率，C261.63  D293.66  E329.63  F349.23  G392.00  A440.00  B493.88  让学生自己下载软件，学习调试方法，在家用各种材料调试制作，均取得了理想的效果。

反思：在此课教学中，教师在常规实验不能解决问题的时候，巧妙利用虚拟软件测量声音频率，顺利解决了音高判断问题，对声音高低（物体振动快慢）进行了音高本质上的探索，通过直观的测试数据认识了音高本质。此项实验还提高了学生的研究兴趣和应用现代科学技术解决实际问题的能力，由于计算机在家庭中的普及，不少学生成功制作了个性乐器，学生的探究意识得到了发挥，让探究延伸到了课外，让学生更乐于去实践，取得了优异的研究成果。

邹小斌：   

这个虚拟实验上次我们也做了，但是利用电脑数据显示，学生对里面的成因有不清楚，孩子凭什么相信这些数字呢，有的老师会说把问题复杂化。

桑建辉：    

研究成因干嘛，这只是一个工具，难道你用万用表的时候也要去探究成因？当成工具使用就行了。

[此贴子已经被作者于2011-2-6 23:04:18编辑过]

2. 建一个星座模型

陈梅娟：“建一个星座模型”实验

六下教材第三单元第6课《在星空中（一）》中有个“建一个星座模型”的活动，教材中是这样设计的：用正方形纸板模拟天空，在上面打7个小孔，分别悬挂7颗的橡皮泥小球模拟星星，然后用投影从侧面照射小球，看其在屏幕上的影子，从而得到北斗七星的图像。

该设计存在的问题是：实际的北斗七星是自己发光的，用橡皮泥来模拟星星并用强光照射看投影的方法，与实际情况相差太大，因为我们平时看星星组成星座时，其平面图像是在星星的原位置，只不过因为太远没有三维空间的感觉而已，书上要用投影方式得到的图像却是在一侧的屏幕上，给学生的学习增加了难度。

喻伯军：

建一个北斗星的模型，可以用7个小灯泡来代替，这样模拟的效果更真实。

陈梅娟：

学生实验时，只要将木板用铁架台撑起，把7个小灯按顺序放入各个小孔，装入电池就可以看到7个小灯同时发光。图片详见：http://blog.kxsy.net/user1/6/archives/2009/32020.html

杨君：    

大家看我上传的这个做北斗星的模型怎么样？

相关附件资料：可以做北斗星的模型的灯

2 可以做北斗星的模型的灯.bmp(204.24 K)

2011/2/6 11:19:00

这个淘宝有卖，详细地址见http://item.taobao.com/item.htm?id=4260688001

徐春建：

是指将其投影在银幕上，形成北斗七星？ 录像中没反映出来啊

陈荣林：

这个只能算是材料，还不能算模型

邱良川：

主要是说明北斗七星的的形状吧

杨君：

可以挂在一个板的下面当星星用，用根线连接，就能做北斗七星的模型，看起来更像星星。

桑建辉：

哦，是单个的？不是一串北斗七星的形状？

杨君：

单个！每个可以当一个星星！

桑建辉 ：

呵呵，下次，我去买袋高亮发光管试试。

杨君：

这个比手电效果好，会一闪一闪，有星星的感觉！

邱良川 ：

这主要还是说明形状吧，对学生认识星图可能帮助不是太大

陈荣林：

我也这样认为，这个材料或许还会产生干扰，实验的改进还是得从教材实验的目的出发。

徐春建：

淘宝网上的确有很多好东西，大家可以交流交流经验。

[此贴子已经被作者于2011-2-6 23:04:44编辑过]

3. 同一种材料构成的物体在水中的沉浮

沈洋：同一种材料构成的物体在水中的沉浮

喻老师，观察同一种材料构成的物体在水中的沉浮，选择小磁铁作为沉的材料，替换图中的橡皮；选择幼儿的塑料拼接积木作为浮的材料，替换图中的胡萝卜；这是“拿来主义”，比较方便，而且安全省时，是否合适？

喻伯军：    

沈洋的想法很好。但是切分橡皮和萝卜有一个未知的过程，学生有一种期待与思考，比较有吸引力；用幼儿的塑料拼接积木做实验，比教材的木块更好一点了。

陈荣林：

从橡皮上切下一块，学生肯定认为是同种材料，拼接积木拆分在学生是否认可是同一种材料？

沈洋：

喻老师：体验是科学探究最本真的需求，但我们还要顾及探究的成本和教师实际开展的可能性。如果真要一招书本的材料进行也是可以的，我照本上过，但记录表格的文字表述需要模糊些！“四分之一”、“八分之一”太过于精确了！

徐春建：

“四分之一”、“八分之一”是指切一半的一半、再一半，教师在执教的时候要注意将其转化为口头语言。作为教材，只能用较严谨的书面语言了。

陈荣林：

五年教材第四单元第3课《证明地球在自转》中，很多教师没有做成功，原因把铁架台的竖杆当做转动的中心轴，使横杆上的摆的摆动位置在移动。应该注意的是：转动时，要以摆所在的位置作为转动的中心轴。把铁架台改为三角架，把重物挂在三角架上，摆动后，旋转三角架的底盘，就会发现摆摆动方向基本不变了。 

[此贴子已经被作者于2011-2-6 11:32:22编辑过]

4. 空气称重演示器

杨君：空气称重演示器

大家帮我这个教具看看，能如何改进一下？具体见http://www.zjxxkx.com/bbs/dispbbs.asp?boardid=1&Id=9375

我觉得认识空气重量这个实验也不够科学，所以想了这个办法！

沈洋

看完杨君的设计，比较有思路，值得进一步完善，自制教具，其实就是一种不断探究改进创新的过程，也是我们科学教师对教材、学生的科学定位！ 

邱良川

刚才杨君提交的那个测量空气重量的装置，确实不错。因为课本上的那个用汽球来测重量不实用，看不出变化的结果

[此贴子已经被作者于2011-2-6 20:37:27编辑过]

5. 敲击4个装不同水的杯子的声音高低

 陈荣林：

对四上中大家争议最大的是敲击4个装不同水的杯子的声音高低，大家讨论一下如何改进？

我的做法是跟喻老师在全国年会中的方法一样的，同一根试管中不断加水，吹给学生听，让他们分辨。

杨君:

声音这个东西有看起来有点虚拟，听起来是真实的，还这是个难点！

詹林芳

用同一个试管可以减少很多的变量

陈荣林

主要是吹引起空气振动，而这个振动对水、试管的振动影响较小，声音就比较单一。

测量工具很容易出问题的，上传网管员会议的时候用传感器操作了好多次，还是没有一个结果。

詹林芳

声音，我觉得还是重在学生的感受

桑建辉

我还是建议用测量工具解决。为什么不让学生使用先进的测量工具通过数据研究来达到目标？

徐春建

桑老师找到这样的测试仪器了吗？做过实验，效果好吗？

桑建辉

我在使用，效果还不错。徐老师，就是使用电脑采集声音，做频率分析或分贝分析。

邱良川

这个仪器能测出声音的高低，而且有准确的数据。但对上课来说，最好还是能让学生都能辨别比较明显的声音的高低  

詹林芳

可以只用一个杯子吗？不断的改变水的多少？

桑建辉

我们的学生和国外一些学校相比，就是缺少用各种先进实验设施进行实验的机会。

陈荣林

我觉得用吹处理很好的，变量控制很好，符合小学生的认知水平。

沈洋

小学生，还是感性多一点，当然有科学的理性，那当然是最好了！

徐春建

去年暑假请上海公司用专业仪器测，效果不明显。桑老师有电脑+软件的办法，低成本，易实现。不知用的是什么软件，能否给个下载地址？

桑建辉

这个软件我发在论坛上了。《软件下载：声音频率测试》http://www.zjxxkx.com/bbs/dispbbs.asp?boardid=2&Id=6609

桑建辉

我学过民乐，听音辩音，是最痛苦的。

徐春建     

能定量，最好。主观感受都靠不住的

邱良川

我就用了实验室中同一批次的四个烧杯，先敲一下觉得不对劲，空杯声音高低也不一样，结果用这仪器一测试，相差很多

  6. 观察物体排开的水量

喻伯军     

《沉和浮》单元中，测量物体的浮力与排开水量的关系这个实验，很多老师看不出物体排开了多少水量，原因是水槽或量杯的刻度不够精细。这里向大家介绍一位老师的实验改进方法：在水槽外面贴一张打印纸条（用word设置最小的表格），再用大一点的塑料空瓶做漂浮物，实验现象很明显，也很容易做成功实验。

詹林芳

沉和浮我也是选用了这样的材料，排开的水量明显

徐春建

用最小的成本，获得最大的收益，是实验改进应该坚持的方向。

  6. 观察物体排开的水量

喻伯军     

《沉和浮》单元中，测量物体的浮力与排开水量的关系这个实验，很多老师看不出物体排开了多少水量，原因是水槽或量杯的刻度不够精细。这里向大家介绍一位老师的实验改进方法：在水槽外面贴一张打印纸条（用word设置最小的表格），再用大一点的塑料空瓶做漂浮物，实验现象很明显，也很容易做成功实验。

喻老师提供：测排开的水量装置照片 (1).jpg(20.31 K)

2011/2/6 21:28:00

喻老师提供：测排开的水量装置照片 (2).jpg(18.41 K)

2011/2/6 21:28:00

喻老师提供：测排开的水量装置照片 (3).jpg(34.77 K)

2011/2/6 21:28:00

詹林芳

沉和浮我也是选用了这样的材料，排开的水量明显

徐春建

用最小的成本，获得最大的收益，是实验改进应该坚持的方向。

沈洋

把水槽换成大可乐瓶，上端装一个控水阀门，排水量可直接用量筒测量！

沈洋

喻老师：这个水槽底部装了什么，测力计拉住空瓶的拉线如何安装？

詹林芳

简单一点，可直接放个钩码

喻伯军

水槽底部是个空气挂钩，超市有卖的。 

喻老师提供：测排开的水量装置照片 (4).jpg(20.36 K)

2011/2/6 21:28:00

杨君

喻老师这个东西好，但最好需要有滑轮，怎么装滑轮呢？

       沈洋

这个比较简单，方便。只是悬空操作测力计很难控制好一定量的沉入体积和排水量，使得读数会上下浮动。

[此贴子已经被作者于2011-2-6 21:29:54编辑过]

这个装置可以让一件物体放入液体中，直接完成重力、浮力、排水量的测定。

沈洋：测排开的水量教具.jpg(66.11 K)

2011/2/6 21:31:00

詹林芳

悬挂着就能测力？

倪华东

喻老师的装置简单有效。记得以前新教材试教时，我上的一课中就需要用的这个实验装置。我那时用502胶水，可忙了好长的时间。诶——那时怎就想不到用这样的挂钩呢？生活处处有科学啊。

沈洋

悬挂着是重力，

詹林芳

那就需要容器中没有液体

喻伯军

沈洋的装置不错，但是对学生来说比较复杂。

我觉得比较理想的是设计一种弹簧秤，既可以测量空气中的重力，又可以把漂浮的物体压入水中测量浮力，这样的话，0刻度线应该出在中间。

沈洋

从图片上看比较麻烦，但实际使用比较傲简单，难度在于实验操作的设计。

沈洋

放入液体，打开控制阀，保持液面与排出口相平，关上阀门，放入被测物体，根据浸入液体的体积，读出读数，减一减就是浮力了，排一排就是排水量了。   

这个装置自己认为好在“整合”，设计的整合，仪器的整合，操作的整合，数据不会出现明显的误差。如果测力计是数字式的效果更加理想。

詹林芳

容器的底部是什么设计？

沈洋

这个装置可以体验打井水的感觉。小塑料桶从容器的底部往上提，手中的用力和测力计的显示刻度会随着小桶慢慢里考液面而变化！现在的小孩已经很少有打井水的机会了！

詹林芳

测力计悬挂着不动，如何实现小塑料桶往上提（如何改变绳子的长短）？请教，设想真的很不错

沈洋

拉绳子可以电动与手动结合，演示用电动，分组用手动。

这个装置就是要最大限度减少不必要的摩擦力。

邱良川

我觉得也不难操作，这样用一个教具，可以应付液体测量部分的大部分内容了吧

沈洋

这个教具涵盖了“沉与浮”的所有实验，而且还可以做拓展实验。

我们现在的测力计使用，最大的问题就在于刻度的“不听话”，还有学生操作的技术“不听话”，导致我们课堂探究时间和有效性的“不听话”。

徐春建

大家开动脑筋，想想如何突破。杭州要举行自制教具比赛，这是一个很好的点子

吴建伟

测浮力的方法

海风：测浮力的方法 (1).jpg(41.54 K)

2011/2/6 21:35:00

海风：测浮力的方法 (2).jpg(34.81 K)

2011/2/6 21:35:00

  7. 酒精在水中的溶解

陈荣林

酒精在水中的溶解观察，加入点红色的物质便于观查，大家对这个改变怎么看，是否符合要求？

王世力

不赞成！变成红色物质在水中的溶解了。

陈荣林

跟学生说是红色的酒精行不行？

  8. 《声音的传播》中四种材料的传播本领比较有点难

朱钻飚： 

四上年级《声音》单元中《声音的传播》中四种材料的传播本领比较，有点难！

一是材料不典型，铝箔尺表示金属类的吗？为什么不选用典型的铁棒呢？

二是差异难比较，除非用传感器！

   9. 摩擦力对比演示器

徐春建

发段自制教具的视频，摩擦力对比演示器录像（制作者：沈洋、俞华正）

（注：附件容量较大，请从原讨论平台下载）

徐春建

有些教具看着漂亮，使用效果不一定好。将实际使用过程拍摄下来，就是展示其真实效果。所以用视频，而不是文本。但文本可以附上。

10. 关于自制教具的推广

邱良川

每年有那么多的自制教具参加比赛，可为什么都没有把优秀的教具推广呢

沈洋

喻老师的测力计设计值得我们去研究，这个还可以测量抵住拱足的力，好像淘宝网上有内推式的数字测力计，可以借用，只是浮在液面的物体往下压，很难控制物体的稳定性。

王世力

是的，应该把优秀的教具推广！这中间也许有许多制作成本上的问题。

杨君

推广需要公司来做，还有版权，问题多！

秦爱军

每年的好创意需要推广啊。否则辛辛苦苦想出来的，却发现别人有更好的

章兴波

如果能把一些有价值的实验教具改进的策略汇聚起来，对一线教师的作用也是很大的。

徐春建

“每年有那么多的自制教具参加比赛，可为什么都没有把优秀的教具推广呢”杭州想让参赛老师将教具使用及介绍拍摄下来，用视频的形式参加评比。教具和人就不用现场集中了，省成本。而视频就放在网上，可以推广的。

邱良川

能否由有关部门出面，汇编一本优秀教具作品集

陈荣林

推广很重要，版权的保护其实也是很重要的。

徐春建     

到时候，大家可以下载观摩嘛

杨君

汇编一本优秀教具作品集，邱老师这个想法好！

徐春建

是的，参赛老师要签协议的

沈洋

推广，主要是成本的考虑，我们实验箱中的器材还是比较低成本的，结构也比较简单，创意很好，而教师参赛的自制教具，往往会考虑深一点，先进一点。经费是最大的障碍！！

徐春建

“汇编一本优秀教具作品集”好主意，最好喻老师牵个头，呵呵

杨君

可以考虑授予版权，必要的时候可以发点版权费，把汇集起来的资料集来卖钱就可以了！

章兴波

我觉得文本的呈现比视频更容易理解。

邱良川

一般参赛时都有这栗规定吧，举办方有对作品的展示权等。当然如果要作为产品，厂方是需要和发明人另外签订协议的

沈洋   

教具只看图片很难领悟其中的设计创意，省年会中陈建荣设计的“导体与绝缘体的检测器”就是一个例子，实物交流时最直接的。

俞华忠

教具和小发明一样，最主要的是实用性，而厂家的产品还有美观、经济等多种因素，所以官方的仪器教具总是与教学有些不配套。

陈荣林

教材有试教的，厂商的教具没有试用的，所以问题存在是必然的。

俞华忠

每位科学老师要向金亚军老师和沈洋老师一样做个有心人，平时就不断积累材料，有想法、多尝试，呵呵，现在可有自己的教具制作室、收藏室了！

徐春建

  11. 其他发言

詹林芳

去年去南京会议的时候，有位老师在模拟四季成因的实验中，为了更好的说明直射与斜射，在手电筒位置保持不变的情况下，反复的改变地轴的倾斜角度来说明，这样做是不是也可以？？请教

陈荣林

尺子振动快慢与声音高低的关系这个实验做过的老师觉得效果如何？

徐春建

时间不早了，我受喻老师委托，做个小结：首先谢谢各位老师的网上参与，其次欢迎通过其他各种途径继续开展疑难实验及改进的研讨，第三希望各位向更多的老师推荐这个协作网，让更多的老师参与进来！

本次研讨到此结束，谢谢大家的参与！谢谢喻老师的全程支持！明后天我会将有关成果汇总后在协作网上发布的。