“一波三折”的科学探究活动

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让学生有机会动手开展科学探究实验，能够在活动中获得亲历体验，在不断的探究体验中提高学生的科学技能和素养，这是我们小学科学教学的主要目的。我们在科学教学中要关注学生科学探究的过程，让学生在经历科学探究活动的同时逐步提升学生的科学探究素养。

我在教学小学科学（苏教版）四年级上册第一单元“我们周围的空气”第二课时“热空气和冷空气”中，有一个冷空气和热空气对流的一个实验，却遇到了一些麻烦，整个实验过程出现了“一波三折”的现象和问题。

第一次探究实验：我事先按照有关实验提示把杯子先预热，放在热水里，然后端到教室里和学生一起开始做冷热空气对流的实验。在实验中学生观察发现：当热空气在下方时，并没有看到想象中的热空气上升的现象，而是一直沉寂在瓶内，与冷空气没有丝毫融合的迹象，当热空气在上方的时候，却很明显看到热空气下沉与冷空气不断融合的过程。

针对第一次实验中出现的问题，第二次探究实验我有意调整了实验因素，我没有预热杯子，直接用同温度的杯子进行实验，原来的用来制造烟的香换成了更高级的檀香，重新带领学生进行实验。在实验中学生观察发现：依旧观察不到热空气上升和冷空气融合的过程，而热空气迅速下降和冷空气融合的过程却更加明显。

我的实验怎么了？怎么一直没有出现理想的实验现象和结论？问题到底出在哪里？我在思考之后重新开始了第三次探究实验：我把热水瓶直接带进了课堂，在实验中用开水倒入瓶中给杯子加热，在杯壁滚烫的情况下，收集热空气；同时另一个杯子用冷水进行降温存储冷空气，然后进行冷热气体对流的实验。在实验中学生观察发现：这一次热空气上升和冷空气主动融合的现象非常清晰，学生明显观察到热空气上升和冷空气交叠的现象。热空气在上方时，学生观察到部分热空气呈团状下沉与冷空气少量融合的现象。

对三次实验的分析和思考：

第一次实验中，针对实验现象有的学生认为“热空气在上升的过程中，冷空气像盖子一样挡住了热空气，所以热空气与冷空气没有融合”、“热空气本来是上升的，可是瓶底挡住了热空气上升的去处，所以就向下与冷空气融合。”这些都是学生的一些个人观点。我分析了第一次实验失败的原因，可能是香的问题，香燃烧后产生了一些二氧化碳，同时烟雾颗粒比较大，所以导致瓶内的热空气质量可能反而比冷空气稍重，所以学生没有观察到热空气上升的现象。在第二次实验中我有意改变了实验的控制因素，选用更高级的檀香，在没有给杯子加热的情况下进行实验，可是实验仍然以失败而告终。

针对前两次实验中出现的问题以及我自己的一些想法和学校科学老师共同分析两次实验失败的原因之后，我们探讨认为可能有下列因素导致了实验的失败：杯子没有达到一定的温度，预热不够；装冷空气的杯子温度过高，制冷不好；香选用烟雾更浓颗粒更细的檀香。结合陈老师的建议，我和学生又开始了第三次探究实验，第三次的探究实验终于取得了满意的实验效果。

虽然是同一个简单的冷热空气对流实验，但却经历了三个不同的现象和结果，综合这三次不同的实验过程，主要原因是因为教师对实验认识不够，没有充分认识到科学实验中可能出现的各种问题，科学实验是学生认识科学的必然途径，作为科学教师，我们要不断提高个人科学实验的基本技能，积极给科学课堂“预热”，对课堂中将要进行的一些科学实验我们要“提前介入”和“有效预热”，这样才能更好地带领学生进行科学实验，避免实验走入歧途，不断提高学生的科学素养。

【作者单位：金坛市白塔小学 江苏】