非常規(guī)器材在《水的沸騰》實驗教學中的利用

〔摘""要〕"非常規(guī)器材是小學生在生活中常見而又沒有怎么注意的物品，在小學科學實驗教學中恰當地利用非常規(guī)器材，有利于培養(yǎng)學生的觀察能力和動手能力，讓小學生感知到只要留心觀察與思考，生活中處處有科學知識?！碴P鍵詞〕"小學科學；非常規(guī)器材；利用非常規(guī)器材是小學生在生活中常見而又沒有怎么注意的物品，在小學科學實驗教學中恰當地利用非常規(guī)器材進行教學，有利于培養(yǎng)學生的觀察能力和動手能力，讓小學生感知到只要留心觀察與思考，生活中處處有科學知識。本文以人教鄂教版科學四年級上冊第四單元第三課教學內容《水的沸騰》為例，闡述利用小學生常見的食鹽、電壓力鍋、高壓鍋等非常規(guī)器材進行實驗教學的體會。一、傳統(tǒng)的酒精燈熱源不足導致實驗耗時長成功率低通常在該實驗的實際教學中，當水溫達到80攝氏度時，酒精燈加熱產生熱量的速度與水向外散熱的速度大致相同，水溫幾乎不會上升（特別是海拔較高的區(qū)域，氣溫偏低）。如何解決這一問題呢？在實驗教學中，教師可以引導不同組的學生想出多種辦法解決這一問題。有的學生可能想到把酒精燈的燈芯弄大一點或者長一點；有的學生會想到把酒精燈里酒精適當加多一點或者將酒精的純度提高一點；有的學生可能想到把燒杯中的水放少一點（燒杯中的水量過少不便于觀察水沸騰時氣泡的變化）；有的學生也可能想到在燒杯口上加一個蓋；還有的學生可能想到在家里動手做飯菜時在水中加入適量的食鹽曾獲得成功……同時，教師則可引導學生在實驗中觀察加了食鹽的水產生的氣泡與沒有加食鹽的水產生的氣泡在大小上的區(qū)別（加了食鹽的水氣泡會稍大一點）以及水在沸騰前與沸騰時的區(qū)別。此外，還可引導學生觀察和思考為什么在水的沸騰實驗中會有“響水不開、開水不響”的現(xiàn)象發(fā)生。（水燒開以前由于燒杯下面水的溫度高，燒杯上面水的溫度低，氣泡遇冷收縮，上升到水的表面破裂產生響聲；水在沸騰時燒杯里的水下面與上面的溫度一致，氣泡由下到上逐漸膨脹到表面自然破裂，就不會產生響聲）二、利用電飯煲、高壓鍋等非常規(guī)器材引發(fā)學生思考在水的沸騰實驗教學中，筆者通常會給學生設疑：“為什么同學們常見的電飯煲、高壓鍋能比普通鍋更快煮熟飯菜？今天老師就要通過同學們常見的電飯煲、高壓鍋來給大家探究其中的奧秘?！惫P者在電飯煲、高壓鍋里加入適量的清水，并用溫度計量取水的初溫，分別通電和用燃氣加熱至沸騰，電飯煲被斷電后抽掉限壓閥（高壓鍋抽掉限壓閥后，筆者用燒杯向鍋蓋上面淋冷水）；筆者打開蓋子讓學生觀察與思考：為什么鍋里的水沒有加熱了還能再次沸騰？引導學生觀察，原來電飯煲、高壓鍋鍋蓋有一層富有彈性的橡膠密封圈。當給里面的水加熱時，水蒸發(fā)時不能溢出鍋外，這樣就增大了鍋里氣體的壓強。（教師在教學中可以向學生介紹：比如高壓鍋里的水沸騰時，里面的氣壓可以達到兩個氣壓，水溫要達到120攝氏度，繼續(xù)加熱才能沸騰）在教學中演示停止加熱打開蓋子降低氣壓時，水的沸點雖降低但仍然可以沸騰，引導小學生理解其見過的非常規(guī)器材電飯煲、高壓鍋等，在增大氣壓時水的沸點升高，反之，降低氣壓時水的沸點降低的道理。三、實驗教學反思（一）實驗教學環(huán)節(jié)的有效性探析實驗教學環(huán)節(jié)的有效性在于通過實踐操作增強學生對科學原理的直觀理解。在《水的沸騰》的教學中，使用電飯煲非常規(guī)器材與傳統(tǒng)實驗方法相結合，突破了傳統(tǒng)教學中因酒精燈加熱不足造成實驗效果不明顯的局限性。引入電飯煲不僅可增加實驗教學的趣味性，也使課堂教學貼近學生的生活經驗，使科學現(xiàn)象的展示更直觀。通過實驗，學生能清晰地理解水的沸點在不同氣壓下變化的原理，在激發(fā)學生學習興趣、培養(yǎng)學生動手操作能力、理論聯(lián)系實際的過程中起到了重要作用。在實驗教學中，教師通過問題引導、合作學習等方式，可全面增強學生的參與感，從而促進學生深入理解科學原理。實驗教學不僅僅是單純的知識傳授，也是通過實驗過程中的自主探究、現(xiàn)象總結，培養(yǎng)學生的科學思維、創(chuàng)新能力。因此，該實驗教學設計具有較強的實踐指導意義，實現(xiàn)了預期的教學目標。（二）課堂互動與思維啟發(fā)效果分析《水的沸騰》教學設計，在培養(yǎng)學生科學思維與自主探究能力、提高課堂互動與思維啟發(fā)效果方面起著重要作用。本節(jié)課通過教師精心設計的問題鏈條，從“水的沸騰”現(xiàn)象的生活經驗出發(fā)，逐步引導學生對沸點、氣壓等概念進行自主探索。借助提問引導，充分激發(fā)學生思考，使其不僅僅停留于對表象的觀察上，更深入對現(xiàn)象背后科學原理的探究中。在小組合作實驗環(huán)節(jié)，學生的參與度得到了提高，各小組通過親身實踐和討論，對比不同實驗條件下的現(xiàn)象差異，深化了對氣壓影響沸點變化的理解。教師在實驗過程中適時點撥，幫助學生將分散的觀察結果整合為系統(tǒng)的知識框架。課堂互動不僅體現(xiàn)在學生對實驗現(xiàn)象的討論總結中，還因教師巧妙引導學生聯(lián)想到生活中的高壓鍋等實例，從而將抽象的科學概念具象化，增強了學生對理論的認知與理解。通過這種互動模式，學生的學習不再被動，而成為主動建構知識的過程，其思維啟發(fā)得到了有效拓展。（三）利用非常規(guī)器材進行教學成效分析非常規(guī)器材的應用在《水的沸騰》教學中展現(xiàn)了良好的教學成效，有效彌補了傳統(tǒng)實驗設備的不足，并為學生提供了更加生活化的科學體驗。以電飯煲為代表的非常規(guī)器材，將科學實驗與日常生活緊密結合，使學生能通過熟悉的物品，直觀地感受氣壓對水的沸點的影響。電飯煲的使用不僅可克服酒精燈熱源不足的問題，保證實驗成功率，還可通過減少散熱、降低氣壓的實際操作，使學生親身體驗到水在較低溫度下的沸騰現(xiàn)象。相比于傳統(tǒng)實驗，使用非常規(guī)器材更容易引發(fā)學生的好奇心與探究欲望，使科學知識不再局限于課本與實驗室，而能在生活場景中得到印證。通過這種創(chuàng)新的教學方式，學生不僅可加深對科學原理的理解，還能舉一反三，從課堂上的科學概念聯(lián)想到高壓鍋等生活實例中，從而加深對氣壓與沸點關系的認識。非常規(guī)器材的應用可全面激發(fā)學生的動手能力與實踐熱情，增強學生的課堂參與感與實驗成就感。非常規(guī)器材的引入，還可豐富教師的實驗教學手段，提升教學效果，從而實現(xiàn)知識傳授與生活應用的有機融合，為教學改革提供技術支持。（四）教學方法優(yōu)化的實施路徑1.優(yōu)化實驗器材選擇與配置優(yōu)化實驗器材的選擇與配置是提升教學效果的重要抓手，在科學教學中，器材的合理選用與否直接關系到學生的實驗體驗與對科學原理的理解。針對《水的沸騰》教學實驗，首先，要從實驗器材的實用性、可操作性出發(fā)，選取貼近學生生活的設備，如電飯煲、高壓鍋等非常規(guī)器材。相比于傳統(tǒng)的酒精燈、燒杯，這些器材不僅操作簡便，安全性較高，還能直觀地展示氣壓與水的沸點關系，增強學生的實踐感知。其次，教師在優(yōu)化器材配置時，應根據實驗的具體目標，合理控制實驗條件。例如，可在實驗設計中充分考慮水的用量、加熱時間、氣壓變化等細節(jié)，在實驗前進行調試，確保器材能準確展示所需的科學現(xiàn)象。對電飯煲這類非常規(guī)器材，教師可提前進行使用演示，明確其操作步驟、安全注意事項，以減少學生操作中的失誤與實驗偏差。在實驗中還可加入輔助器材，如帶有溫度計的密封蓋，方便學生精確地記錄數據，觀察氣壓與溫度變化。最后，對實驗器材的選擇需注重多樣性。教師可根據教學需要，引入更加靈活、便捷的實驗工具，幫助學生在不同的實驗場景中充分發(fā)揮動手能力與科學探究精神，實現(xiàn)教學目標的最優(yōu)化。2.加強學生自主實驗能力的培養(yǎng)加強對學生自主實驗能力的培養(yǎng)是科學教育的重要目標，有助于提高學生的實踐動手能力。一方面，教師需在實驗前做好準備工作，確保學生在進入實驗環(huán)節(jié)前，具備對應的基礎知識與操作技能。例如教師可通過課前引導、示范，幫助學生熟悉實驗步驟、操作器材、開展實驗的安全規(guī)范。通過清晰的任務分配，確保每個學生都能明確自己在實驗中的角色和任務。在實驗過程中，教師需鼓勵學生自主進行實驗操作，減少對實驗細節(jié)的干預，讓學生在動手實踐中發(fā)現(xiàn)問題，自行解決。例如在《水的沸騰》教學實驗中，學生可獨立實施水溫測量、氣壓調節(jié)等步驟，自主記錄實驗數據。教師可為學生提供必要的工具、材料，并加以引導，幫助學生在實驗過程中形成科學的思維方式，逐步培養(yǎng)學生的科學探究能力。同時，在實驗結束后，教師可組織學生進行實驗總結與反思，通過交流討論深化對實驗結果的理解。在總結中，學生可分享自身的實驗經歷、發(fā)現(xiàn)現(xiàn)象、可能存在的實驗誤差，從而培養(yǎng)自身的批判性思維與團隊合作能力。教師還可鼓勵學生進行自主實驗設計，提出新實驗方案或改進建議。系統(tǒng)化的自主實驗培養(yǎng)方式，可全面增強學生的科學素養(yǎng)與學習主動性。3.多維度評估學生對知識點的理解為全面評估學生對知識點的理解情況，教師可設計全面的評估體系，主要包含知識掌握、實踐操作、思維能力等多方面內容。在理論知識層面，教師可通過課堂提問、小組討論、階段性測試等方式，考查學生對核心知識點的掌握情況。例如在《水的沸騰》教學中，教師可設計開放性問題，詢問學生水的沸點如何隨氣壓變化，鼓勵學生結合實驗現(xiàn)象進行解釋，從而精準反映學生對知識內在邏輯的理解。在實驗操作層面，教師可觀察學生的動手實踐能力與在實驗過程中的表