以拓展性科学实验为载体，不断完善科学概念的建构
以拓展性科学实验为载体，不断完善科学概念的建构
长兴县第二实验小学 章 杰
［摘 要］本文针对目前小学科学学习中，学生对于相关科学概念的理解和掌握存在的不足，提出以拓展性科学实验为载体，将少数科学概念的建构和完善融合到具体的拓展性实验之中，不断完善学生对于科学概念的理解和完善，让学生在具体的活动中，以轻松的学习氛围，有趣的实验活动来无形的“消化”和“吸收”科学概念，达到完善科学概念的目的。
［关键词］小学科学；拓展性实验；科学概念
实验教学是科学教学过程中的一个重要组成部分。没有实验教学，就没有科学的学科教学，有了实验教学也未必能让孩子们全部理解科学概念，为了让学生对于教材中的核科学概念有一个全面、深入的理解和掌握，拓展性实验是重要的组成部分，如何恰当有效的设计拓展性实验是值得探究的问题，也是新一轮课程改革的一个导向，笔者结合自己的课堂教学，向大家一起探讨。
一、 开展拓展性实验，拓展科学概念的外延
三年级上册第四单元《水和空气》单元中，学生对于水的特性掌握到水是透明、无色、无味、比食用油要重的液体；水和其他液体比较，在颜色、气味、黏性、流动性等方面存在差异等，其实对于水的表面张力这一核心概念没有涉及到，为了丰富学生对于这一概念的理解，本人设计了一系列简单的拓展性活动，如：在硬币上滴水滴、在水面上放回形针和硬币等活动，学生在简单的操作中，深刻的感受到水表面张力的存在，并且在放硬币时学生发现轻的硬币能浮在水面上，重的硬币则不行，进一步让学生感知水的表面张力是有限度的，如此活动下来，丰富了学生对于水的认知。
再如：当学生学习四上《跳起来会怎么样？》之后，书本上出现了这样一张表格，(见下图)其中空气中氧气占21%，如何解释这个问题，我设计了这样一个拓展性活动：
在瓶上画上十等分的刻度，并在盘中加红墨水同时把蜡烛放好，接着点燃蜡烛，扣上瓶子，火焰慢慢变小，火焰熄灭后，盘中的水开始进入瓶中，瓶中水的位置会高出盘子，占瓶子体积的1/5左右。
这样简单的拓展性活动，况且器材的准备比较简单，既增加了孩子们的兴趣，又有利于帮助孩子们建立空气中氧气的含量的概念，笔者还收集一瓶呼出来的气体，看看含氧量在16%时是否能点燃？尝试收集一瓶呼出的气体，结果点不着，进一步让学生理解蜡烛在低于16%的含氧量时，是不易被点燃的。这样的拓展性活动，让学生知道物体燃烧时要一定的含氧浓度，拓展了科学概念，发展了学生的思维空间。
二、开展拓展性实验，简化科学概念的理解
五年级下册第二单元《热》单元中第二课《给冷水加热》，学生对于冷水放入热水中，为什么出现先沉后浮的现象很难解释清楚，部分学生想到浮起来的原因是冷水袋受热后变热体积变大的缘故，没有考虑到塑封袋的缘故，塑封袋本身在水中是浮的，为了避免塑料袋的原因，我就安排了一个课外实验，让这个现象看的更清楚，原理更清晰。用小药瓶装好冷水，用滴管往药瓶中加入一点点红墨水，把加满水的小药瓶放在盛有热水的塑料盒子中，进行加热，接着在水槽中加入一定量的冷水，最后把加热后的小药瓶放入水槽中使其竖立，让学生从上面和侧面观察现象。见下图：
教材上的图片 犹如喷泉 水槽的上层全部变成红色
这样的拓展性活动能使实验的现象十分明显，便于学生观察。而且学生也能思考为什么最后红墨水会下降的原因。结合三年级《水和食用油的比较》一课，回忆水和食用油混合后的现象，最后油为什么会浮在水的上面？类比说明热水要比冷水轻，为物体的沉浮主要取决于“密度”这样一个隐形概念做了伏笔。
为了让学明白和体验到“密度“这个科学概念，再次安排了拓展实验活动---液体间的轻重问题，尝试让学生自制“鸡尾酒”。选取三种不同颜色的色素，滴入水中，然后在三杯水中各加入一勺、两勺、三勺食盐，充分搅拌溶解。接着用针筒各吸取10毫升的液体(注意：盐水浓度最高的先吸取)，加入到试管中，见下图
通过两次拓展性实验的尝试，学生对于“密度”这个核心概念，有所感悟，简化了并深入让学生理解冷水比热水重的这个本课的核心概念。
三、开展拓展性实验，加深科学概念的体会
有时教材上安排的实验活动对于小学生来说还是停留在表面，不能让学生深入理解现象之后的本质问题。如：五上第二单元中的《空气的热胀冷缩》，教材上安排了这样一组实验（见下图），让学生从气球的大小来分析空气的热胀冷缩。
个人认为这样的活动设计，可以直观明了的知道空气的热胀冷缩，如果让空气也能热胀冷缩这个科学概念更加能让学生加深理解的话，我设计了这样两个拓展性实验活动：
拓展活动一：
把玻璃杯放入到热水中泡一下，接着直接扣在气球上，延时10秒钟，松手后你会惊奇的发现：杯子吸住了气球或者气球吸住了杯子。
拓展活动二：自制喷泉
利用一个牛奶瓶装入一定量的红墨水，插入一个带孔（大头针钻孔）的吸管，最后用橡皮泥封口，最后把瓶子放入到温度较高的热水中，就会产生喷泉现象。
在完成拓展性活动后，让学生说说喷泉的原因：空气的热胀冷缩导致的效果，进一步让学生明白空气的热胀冷缩的幅度比液体好的多。
四、开展拓展性实验，尝试科学概念的运用
在学习《建高塔》一课中，当学生了解塔的一般特点（上小下大、上轻下重、中空易通风）后：我安排了“牙签盒萝卜建高塔”的体验活动。见下图：
在这样的体验活动，学生能充分感知建高塔的基本要求，从他们的搭建过程中清晰地看到塔底部的萝卜块比较大和重，塔基的面积也很大，所以搭建的高塔也比较稳重，让书本的概念得到进一步的运用。
再如学习了四上《声音是怎样产生的》一课之后，我设计一个自制纸哨子的制作活动。见下图：
当制作成功后，学生会发现：当纸哨子发声时，三角形纸片在拼命的来回运动，进一步体会到声音是震动所产生的，这样的活动就是对所学知识的再运用。
五、开展拓展性实验，纠正科学概念的认知
学生在学习三下《水和水蒸气》一课时，许多学生误把上升的水蒸气当作“烟”，课堂教学中也很难纠正这个错误的概念，思考之后，我让学生们完成了这样一次拓展性实验活动：在一个矿泉水瓶子上打了一个孔，卷了一段纸张，用蜡烛点燃纸棒的一端，看看瓶子中的情景：真正的烟都是下降的，而不是上升的，学生在有趣的活动中真正理解了水蒸气的本质。
再如：许多三年级的小朋友对水都非常感兴趣，都知道水往低处流的，因为受到重力作用，所以为了解释水在一定的条件下，不是马上向下流的问题，我设计了公平杯让学生真正体验到水的这一特性。
以上是自己源于自己日常教学中针对拓展性活动的点滴的做法与思考，相信有助于学生对科学概念的全方位理解和掌握。“金无足赤”，我们一线的科学教师更应改在实际的教学中，不断开展拓展性实验活动，这些实验活动都是来源于学生的生活，都是学生感兴趣的，又有一定的生活经验，是能够引发学生快乐地投入到动手操作活动中去的，从而不断提高概念教学的效果。
