簡述初中《自然科學》多種實驗教學法

董波靜

摘 要：科學是以實驗為基礎的課程，在教學中教師應該依據教學對象、教材內容、學習階段的差異來選擇和改進各種實驗，以此來切實保證有提升教學的有效性。

關鍵詞：初中；自然科學；實驗；改進

一、前言

《科學課程標準》中強調科學教學的核心目標是“提高以科學探究能力為核心的科學素養”。實驗作為承載諸多科學探究要素的重要的教與學雙方共有的方法和手段，其對于全面達成科學教學目標具有不可替代的作用。

二、實驗的三大類別

科學學習中實驗的重要性是毋庸置疑的，但是在教學中如何根據學習主體的差異、學習階段的先后、學習內容的深淺而選擇使用相應的實驗，則是獲得高效實驗教學的保證。筆者將從以下三個方面以例析的方式來對具體實驗的使用進行簡要的闡述。

1. 教師介紹實驗——叩開大門

（1）多種演示，引發科學學習興趣。良好的開始是成功的一半，在學生剛剛接觸自然科學課程的時候，教師并沒有板滯的按照教學的順序來按部就班地從第一章節開始教起，而是首先向學生簡要地介紹一下自然科學課程的特點以及要求，從學生較為熟悉的生活和認知背景出發，精選生動有趣的實驗，期望以此來引發學生的學習興趣。

例如教師首先做了一個“隔管推水”的實驗。教師取帶有橡皮塞的200ml燒瓶一只，直角細玻璃管一根，玻璃管內滴入藍色墨水使其成為一段2cm左右的藍色墨水柱，然后將玻璃管的一端插入橡膠塞，再將橡膠塞塞緊燒瓶瓶口，將玻璃管水平放置，一切妥當之后，教師再將事先準備好的上面標有刻度（cm）的白紙放在玻璃管后面，以此來作為藍色墨水的對照。

演示的時候，教師首先將一杯熱氣騰騰的開水放在燒瓶底下，此時由于瓶內氣體受熱，膨脹后推動藍色墨水向右側方向移動；移去熱水杯之后，過了一會藍色墨水又慢慢地向左側移動回到先前的位置；緊接著教師將一塊在冰箱里冰過的手帕圍在玻璃管上，藍色墨水柱又開始緩慢地向左側移動。所有的這三種現象在刻度表的對照下能夠被學生快速清楚地觀察到。第一個實驗已經引起了大部分學生的學習興趣，趁熱打鐵，教師接著又演示了“筷子提米”“杯下抽紙”“水杯倒懸”等實驗，在這些五花八門的類似于魔術表演的演示實驗的“前后夾擊”之下，學生對于科學這門課程的學習興趣分外高漲，為下面的學習取得了一個良好的開端。

（2）聯系實物，灌輸科學依托生活。教師在進行演示實驗的時候，對于一些學生平常接觸不太多的學習實驗內容最好能夠出示實物，以此來拉近學生與實驗內容之間的距離，力爭能夠使學生對于該類型的實驗認識從感性上升到理性。

例如在學習“汽油機工作原理”的時候，教師吸取了以往上課的經驗，特意找朋友從修理廠借出一只不用的汽油機，結合投影屏幕上出現的文字圖片介紹，根據實物向學生們展示介紹了汽油機的結構以及負責連接傳動的連桿和曲軸，使學生明白了汽油機“吸氣、壓縮、做工、排氣”等四個沖程的工作原理。這樣的結合實物的教學遠遠比僅依靠掛圖和視頻資料的效果要好很多。

2. 學生參與實驗——引人入勝

（1）參與制作，細致入微，牢固掌握。音像教材的使用彌補了常規實驗的不足之處，為學生深入理解、掌握知識創造了條件，在實際學習中非常受學生的歡迎。針對于近幾年的初中科學考試中都出現了關于教材課本的題目，考核的內容主要是“此圖所代表的實驗是研究什么？”，雖然這樣的題目看似簡單，但是每年能夠完全答對的學生寥寥無幾。鑒于此，筆者引導和組織學生參與制作各種教學投影片，尤其是在復習課中，制作的過程就是一種精細入微的復習過程，由此提高了學生的識圖能力和科學綜合學習運用能力。

（2）實踐生疑，層層分析，獲得新知。在初中階段的自然科學的學習中，由于教學范圍的局限性以及種種其他的原因，學生對于科學知識的認識會產生些許的缺漏，科學知識相對來說具有唯一性，因此這種認識上的缺漏極其容易對學生后續的高中物理或化學學習造成誤導。而通過相關的實驗，學生可以自行探究發現教材之外的科學知識，從而將初高中的學習銜接順暢。

例如“摩擦”這一節的知識是初中自然科學學習中的學習難點。對于摩擦力的方向的認知，初中教材不做要求，但是在學生學習了力的三要素（力的作用點、力的方向、力的大小）之后，學生對于摩擦力的方向也會具有一定的思考，因而在當下的知識框架內，學生極其容易認為“摩擦力的方向與物體運動的方向相反” 。為了解決這樣一個問題，筆者通過讓學生進行這樣一個實驗來探索，以獲得正確的新知。如圖所示，M、N分別是兩塊相同材料的木塊，底部都較為光滑。

現象：當M受到水平向左的拉力F，且F大小適宜的時候，M和N都以相同速度向左作直線運動。

思考1：N為何能夠由靜止轉為運動？

解答1：因為N受到了力的作用，力是改變物體運動狀態的原因。

思考2：N受到的力的性質，是誰在向N施力？

解答2：物體M施給N的摩擦力。

思考2：N在力的作用之下由靜止轉為向左運動，請問N的受力方向？

解答3：向左。

討論：為何摩擦力的方向和物體運動的方向是一致的呢？

點評：通過教師所設計的小實驗，通過一層層的疑問，使學生產生了疑問，不斷地靠近真相，進而獲得了新知。

3. 師生改進實驗——化繭成蝶

（1）微型化改造。微型化改造實際上就是以盡可能少的消耗（實驗用藥少、實驗程序少、實驗用時少、實驗結果佳）來完成以獲得與常規實驗相同實驗結果的一種新實驗思想方法，一般由教師和學生共同參與，以使師生在學校現有實驗條件之下來共同提高科學實驗的通過率。

例如在《光合作用》一課中，師生通過共同的探索與思考，決定改用安倍瓶進行酒精水浴加熱來對綠葉進行脫綠。這樣一來，不管是酒精的用量還是實驗的時間都大為減少，這樣就可以留下更多的時間來讓大家進行討論互動，經歷科學探究的過程。

（2）優創化改造。眼睛觀察、頭腦思考、動手實驗這是學習、研究和運用科學的三個最為基本重要的方法，用最新眼光和最嚴格的標準來衡量科學教材的話，我們會發現教材上所謂的一些演示實驗的現象不夠清楚明顯，對一些經典重要的科學規律也缺少必要的實驗證實。基于這種現狀，筆者依靠《新課標標準》，對于一些重要的科學實驗進行了一些優化與創新性的改造和修繕。

例如在進行展示“懸掛在支架上的重量物體，通過懸線對支架桿產生怎樣的作用效果”的拉壓演示實驗的時候，筆者自制了相應的演示器具。

筆者準備了一塊規格為20cm×50cm的長方形木板，在木板兩端相距30cm處各挖一個直徑為10cm的圓孔，分別在上下圓孔處經過圓孔的縱軸（A）和橫軸線（B）上綁上松緊適中的橡皮條，在A處的橡皮條處與斜杠a相連接，在B處的橡皮條處與水平橫杠b相連接，a與b杠相連接于點c，將木塊固定在黑板上之后在點c處懸掛一重物（砝碼），這樣就可以很清楚地看到“A處的橡皮條被斜杠朝斜外下方拉長以及B處的橡皮條被橫杠朝斜內上方頂入”的現象。筆者可以據此將F進行分解，學生也就能夠相對輕松地搞清楚。

三、結語

在自然科學課程的教學之中，教師們必須真正體現以實驗為基礎的科學教學。除了上述的三大點之外，教師還可以通過多媒體等高科技手段來進行和改進各種實驗，這樣能更好地幫助學生理解和掌握那些抽象的科學理論知識，培養學生的科學素養，提升科學課程學習的有效性。

參考文獻：

[1]阮雪芬.從實踐中尋找答案——淺談科學實驗對初一學生的影響[J].啟迪與智慧，2012（8）.

[2]高玉良.淺談物理實驗中學生創新能力的培養[J].教育教學論壇，2012（26）.

（寧波市鄞州區宋詔橋中學）