新課程科學教學中實驗儀器的設計與利用

余雪歡

科學作為一門以實驗為基礎的綜合性理科課程，它在教學中十分重視學生的實驗探究和主動學習，強調學生能積極參與探索、實踐和研究.實驗是初中科學教學的重要內容，從素質教育的要求看，實驗教學是實現上述目標和實施素質教育不可缺少的手段.初中科學教學必須堅持科學發展觀，培養學生的實驗技能、創新思維和科學態度，著力提高學生的科學素養.因此，在教學進程中，需要運用大量的教學儀器來輔助實驗教學，與此同時，需要教師積極參與實驗儀器的設計與利用，以獲得良好的教學效果.

一、補充常規實驗儀器的不足

在一些經濟薄弱的學校，尤其是在農村學校，常規實驗器材缺乏，或者實驗室器材陳舊，短時間內來不及補充等因素，造成實驗時所需的一些儀器不足，如在浙教版科學八年級上冊第三章《物質的導電性》教學中，學生在做測量液態物質的導電性的實驗時，實驗室缺乏電極裝置，我自行設計了簡單的電極裝置，利用一張硬紙片，兩片0.5厘米寬、5厘米長的廢舊銅片做成一個電極（如右上圖）.學生利用該裝置獲得了良好的實驗效果.

二、為提高教學效果需要補充實驗

教學時，我們發現，如果能加入一些自制實驗，學生的學習效果會更好.如在浙教版科學七年級下冊第一章《對環境的察覺》的復習課中，教師準備簡單的實驗儀器：兩只透明無色的一次性塑料杯子（一只杯子盛有水）一根蠟燭、火柴、一根吸管，讓學生設計簡單的實驗來復習聲和光的知識，使學生鞏固聲的產生、傳播，光的折射，凸透鏡成像等知識，課堂氣氛濃厚，學生思維活躍，教學效果良好.

三、實驗的改進與簡化

新課程教材安排的實驗內容是為實現一定的教學目的的教學載體，但是它不一定能達到最好的教學效果.如浙教版科學八年級上冊第三章《物質的導電性》中的“燒紅的玻璃能導電”這一演示實驗，存在以下弊端：

1.燒紅的玻璃導電時，發光二極管發光，可視性不強.

2.需要用20伏左右的電源，如果使用電壓小一些的電源，則該實驗就難以進行，更何況有些學校實驗室器材配備不足，如沒有發光二極管、20伏左右的電源等.

3.用酒精噴燈加熱，容易造成玻璃軟化，具有危險性.

我通過對實驗儀器進行重新設計與改進，采用在家庭電路中常用的白熾燈與白熾燈兩燈腳間的玻璃相接，并用酒精燈加熱，稍微加熱，就可以使白熾燈慢慢變亮，使實驗的可視性大大增強，實驗效果極好.再提出一些問題，使學生通過思考，很快地理解了所要掌握的知識.相比之下，改進后的實驗有以下優點：

（1）使用白熾燈，使實驗現象的可視性大大增強，通過視覺刺激，促進學生思維，突破教學難點.

（2）使用酒精燈加熱比用酒精噴燈安全，易成功，而且縮短了實驗的時間.

（3）需要的實驗器材更容易獲取.

此外，在該實驗的改進過程中，教師從廢舊的白熾燈泡中取出兩燈腳之間的玻璃，進行實驗嘗試，了解到玻璃中如果有裂縫會影響實驗的教學效果，使我在實踐過程中，能收獲更多的教學經驗.

四、學生小實驗、小制作、小發明過程中需要儀器設計與開發

學生小實驗、小制作、小發明都是培養學生科學素養、發揮學生才能的途徑，在這些活動的過程中，需要儀器的設計與開發.如制造一個小型電動機，有學生采用一個一立方分米的木塊、一個廢舊的小線圈、幾枚小圖釘、一根細鐵絲、一塊小磁鐵、一塊刀片、兩節干電池、一個開關和若干導線制作而成（如右上圖），再在這個小型的電動機上貼上一張薄紙，畫上魚，取名為“游動的假魚”，非常富有新意.

學生制作小型電動機的過程是應用科學知識進行的創造性活動，在整個儀器設計與開發過程中，他會有意識地多思、多問、多做、反復地將所學的知識與實踐進行聯系，加深了對知識的理解，并不斷地克服困難，培養了克服困難與科學探索的勇氣.

科學新課程教學過程中，離不開實驗，實驗需要儀器，但教材安排的實驗或者我們改進的實驗中所用的儀器并不見得都得來源于實驗室，儀器的設計與開發應本著簡單易行、取材方便、貼近教、學實際情況，能夠體現“因地制宜、因材施教”的原則，在學習中、生活中就有許多物品，甚至是廢棄的物品可能是恰到好處的實驗器材，如幾片廢舊的銅片可制成電極；一杯水與一根吸管進行實驗，可觀察折射現象；一杯水與一根點燃的蠟燭進行實驗，可復習凸透鏡成像；一個廢燈泡可用來探究物質的升華與凝華現象，也可探究玻璃在溫度升高時，可由絕緣體轉變為導體；一本書與一個鉛筆盒可制成一個斜面等.著名物理教育家朱正元教授曾提出“壇壇罐罐當儀器，拼拼湊湊做實驗”的主張.新課標指出從生活走向科學，使實驗器材生活化，這樣，無形中可讓學生明白各種資源的利用價值，增強節約資源的意識，實際上，利用身邊的物品進行科學實驗，這種做法本身就是一種創新.

新課程的理念是培養每一位學生的科學素養.教師在實驗教學中應注重利用生活中的各種資源，進行儀器的設計與開發，提高教學質量，并且使學生懂得科學實驗的資源可來源于生活，引導學生從生活中去尋找科學.