科學教學中實驗動手能力的培養

新課程以培養學生學會做人，學會動手，學會探究創新為理念。長期以來教師只重視知識傳授，為考而教，忽視學生動手能力的培養。導致學生實驗動手能力普遍較差。為此，科學教師要在科學教學活動中采取有效措施，培養學生敢做實驗的勇氣，會做實驗的能力，以培養學生動手能力為突破口，發展學生探究創新的能力。

一、利用實驗，動手動腦，形成實驗動手意識

實驗動機可細化為兩種：內在動機和外部動機。內在動機是由獲得知識，探究事物本質，完善知識結構的愿望所引發的，這種認知興趣驅使學生提出疑問，進而想動手實驗，探究問題。如果動手實驗成功了，就會產生成就感。在實驗活動中，如果這種動機得到強化，就會發展成一種動手實驗的持久動力。外部動機是指把“動手實驗”獲得成功當作自己獲得自尊、地位的需要，為贏得教師和同學的贊揚和尊重，在這種動機驅使下學生會主動動手實驗。例如：在學習食鹽有防腐作用時，有學生主動提問：“為什么食鹽有防腐作用？其他鹽類是否也有這種作用？”對此，我未直接說出結論，也未提示他從哪個角度去思考，而是讓他回家買條魚，用食鹽腌制一下，并把實驗現象記錄下來。第二天，當他把看到的現象，“腌魚的盆子里多了很多水”告訴大家時，課堂氣氛熱烈，問題迎刃而解。學生的自尊和成就感在教師的表揚下獲得了充分的滿足，實驗動手意識在學生心中扎了根。

實驗動手的動機在開放的教學環境中得到激發和強化，在壓抑封閉的教學環境中會被弱化、甚至消失。因此，在科學教學中，要利用學生的好奇心，激發學生觀察實驗的興趣，采用榜樣激發學生參與動手操作的興趣。在教學過程中，教師不僅應對觀察正確、實驗操作正確的學生給予表揚。對觀察回答、實驗操作不正確的學生也要給予肯定和鼓勵，爾后加以引導和分析。如果學生因回答錯誤或操作失敗，而受到教師的批評、漠視，就會從此不敢回答，不敢動手實驗，不利于學生動手意識的培養。

二、優化課堂教學設計，養成實驗動手習慣

在課堂教學中，第一步：要根據教學內容（如：科學現象或科學事實）創設必要的情境，并提出問題。第二步：通過讓學生觀察思考、討論、交流，建立猜想或假設。第三步：設計實驗，通過實驗的設計來驗證猜想或假設。第四步：引導觀察實驗現象并記錄。第五步：歸納整理，分析綜合得出結論。第六步：引導學生運用所學知識或結論解釋實際問題，同時還可以提出一些富有創新意識的實驗思路。

以“大氣壓”這節課為例：先出示一盛滿水的雪碧瓶，并演示，如圖1。

第一步：教師用手按住雪碧瓶口，讓學生觀察現象，并提出問題：“為什么細孔里的水流不出來了？”

第二步：猜想：可能是大氣有壓強，把水壓住了。

第三步：設計實驗。盛滿水的玻璃杯蓋上一薄塑料片，然后倒放（不能留有氣泡，如圖二）。

第四步：觀察，薄塑料片沒有掉下來。這說明在大氣壓作用下把水托住了。若把薄片掀開一些，讓一些空氣進入杯中，結果薄片很快掉下來了，為什么？再問：“大氣壓是大還是小？”引出馬德堡半球實驗。

第五步：分析得出結論：大氣壓確實存在，并且很大。

再設問：“大氣壓到底有多大？怎樣來測定呢？”教師介紹托里拆利實驗裝置，接著演示給學生看。最后得出結論：1標準大氣壓=76厘米汞柱=1.01×105帕。

第六步：引導學生運用所學知識或結論，解釋實際問題。小結時問學生：“想一想，有別的方法證明大氣壓存在嗎？”有位同學回答：“墻壁上的吸盤掛衣鉤”。及時表揚他能注意到生活中的現象。出示廣口瓶，取剝殼熟雞蛋，“廣口瓶能把雞蛋吞下去嗎？”此時同學們踴躍發言，有位同學說“瓶內氣體抽光，大氣壓會把蛋壓入瓶中。”教師給予表揚并再問：“瓶內沒有小孔通氣，如何趕走空氣？”有位同學說：“把瓶子放入熱水中或火爐上烤一烤，由于熱膨脹，瓶內氣體會跑出一些。”給予高度表揚并再問：“有更簡單的方法使瓶內空氣跑出一部分嗎？”另有一位同學說：“將吸有酒精的棉花在瓶內燃燒。”大加贊揚。此時同學們躍躍欲試，都很想親自動手做實驗。布置一個回家實驗：用一個飲料瓶，熟的鵪鶉蛋（要求瓶口大小與蛋大小適宜）去做實驗，要求第2天到臺上來表演。通過這種課堂教學的優化，大大調動了學生動手實驗的主動性和積極性，細水長流，使學生逐步養成動手實驗的習慣，從而培養學生探究創新的能力。

三、精心設計實驗教學，培養實驗動手能力

常規實驗教學重視驗證性，強調原理、實驗步驟、現象觀察、結論獲得。學生“照方抓藥”，操作機械，內容單調，學生感到“看看有味，做做有趣”。領悟不到實驗的真諦。因此實驗教學中，應以實驗為載體，展開過程，以問題為線索層層遞進，力求動手與動腦有機結合，使學生在探索過程中不斷動手動腦。這樣既優化了實驗教學過程，又能充分培養學生實驗動手能力。實踐證明，問題情境的創設是優化實驗教學的有效途徑。

學生：是反射小燈泡的光。

教師：非常好，有些物體自身能發光，而有些物體本身不發光，靠反射其他光源的光。

科學上，把自身能發光的物體叫光源，……

通過上述探究活動，不僅能使學生掌握看到物體必須要有光，而且能讓學生意識到“看到物體的光”可能來自自身，也可能是反射其他光源的光，也就達到了教學目標。

二、鍛煉學生的思維

探究實驗活動并不是簡單地為了課堂表面的需要而設計，它應該體現知識的生成過程，思維逐漸形成的過程。當然，教學中要巧妙引導，精心組織，層層激發學生的學習興趣，鍛煉學生的思維，逐漸養成科學的學習態度和習慣。

華師大版初中科學七年級下冊第二章第四節《二氧化碳》一課中，探究二氧化碳的化學性質，有這樣一個探究實驗：“探究二氧化碳的化學性質”中，驗證二氧化碳與水反應生成碳酸。實驗設計如下：1.向學生介紹紫色石蕊試液在酸性、堿性、中性環境下的現象。2.向盛有蒸餾水的兩支試管中滴入幾滴紫色石蕊試液，并分別用口吹氣和洗耳球鼓入空氣，觀察到的現象是。

學生：用口吹氣的試管，溶液變紅色，另一個不變。（其他學生都是這個答案）

教師：通過對比，說明什么？

學生：口吹出來的氣體含二氧化碳比較多。

教師：很好，在吹氣的同時，做鼓入空氣實驗的目的又是什么呢？

學生：……

當時，我覺得這個實驗活動應該結束了。課后，我又思考了一下，這個實驗活動是為了驗證二氧化碳能和水反應，生成新的物質（碳酸）。但是為什么要用到紫色石蕊試液呢？學生沒有思考，作為教師應該展示這個思維過程，而且必須要有這個過程。那么這個實驗活動就應當這樣設計：1.向盛有蒸餾水的兩支試管中分別用口吹氣和不洗耳球鼓入空氣，可以觀察到什么現象？2.將紫色石蕊試液滴入蒸餾水中，再重復上述實驗，又能觀察到什么現象？（實驗開始前，向學生介紹紫色石蕊試液在酸性、堿性、中性環境下的不同反應）。通過增加第1步這個過程，學生思考問題就比較自然、恰當了。因為要驗證二氧化碳是否能與水反應，最容易想到的是將二氧化碳直接通入水中觀察。因為這樣做看不到實驗結果，所以才需要滴加紫色石蕊試液。經過實驗，在學生的腦海里就會逐漸留下把抽象、看不到的問題，通過其他途徑展現出來，從而鍛煉學生的思維。

三、結合課堂的生成點

學生是一個個充滿靈性的人，他們由于生活經歷、知識基礎不同，在探究活動中對問題的認識各有不同，有時學生提出的問題，甚至超越教師的預設。因此，課堂始終是動態變化著的，教師則應在師生互動、生生互動中洞察學生的言行，捕捉有價值的信息，及時加工篩選，放大生成點，把學生的思維引向更高層次。

華師大版初中科學九年級下冊第三章第一節《物質的轉化》第二課時，有“金屬→金屬氧化物→堿”這一物質的轉化過程，在這個轉化過程中，對可溶性堿的轉化，可采用金屬氧化物與水反應直接生成。對不溶性堿的生成，學生可通過閱讀教材，找到方法：將金屬氧化物先與酸反應，生成鹽溶液，再與可溶性的堿反應生成難溶性的堿。根據所掌握的方法，請一位學生上臺進行相關操作，完成這一轉化。學生將氧化銅放入試管，然后倒入一定量的稀硫酸，為了能使反應加快，將試管在酒精燈上加熱，一會兒黑色的氧化銅消失了，形成藍色的溶液。接著，馬上將氫氧化鈉溶液倒入試管中，這時，試管中出現了藍色絮狀沉淀。學生除了能觀察到生成藍色絮狀沉淀外，同時也觀察到了一些黑色的物質，而用手震蕩試管，藍色絮狀沉淀立馬消失。我看到這一變化時，馬上對學生提出如下問題：1.根據所掌握的方法，生成的應該是氫氧化銅，為什么會有黑色物質呢？2.為什么用手震蕩該試管，生成的藍色沉淀又消失了呢？大家能否通過實驗來證實自己的想法。針對我提出的問題，學生進行了討論。一位學生回答到：“我對第二個問題有自己的解釋，在實驗過程中，是氧化銅與稀硫酸反應，如果稀硫酸過量，這些過量的稀硫酸又會和生成的氫氧化銅反應，導致生成的氫氧化銅消失。”

隨后，這位同學將氫氧化鈉溶液繼續滴入剛才的溶液中，生成的沉淀不再溶解了。聽了這位同學的解釋，大家都理解了氫氧化銅是怎么消失的了。

那對第一問題又如何解釋呢？學生束手無策，于是，我讓學生做了另一個實驗，用現成的硫酸銅和氫氧化鈉反應，觀察現象，然后將試管在酒精燈上加熱。經過這個實驗，學生發現生成的氫氧化銅消失了，試管中又出現了黑色的物質。再讓學生將兩次實驗進行對比，并讓學生猜想第一次實驗中的黑色物質可能是什么？一位學生立馬回答道：“可能是氧化銅，因為第一次實驗中，氧化銅和稀硫酸是在加熱的情況加速反應的，立馬加入氫氧化鈉溶液時，溶液溫度較高，生成的氫氧化銅分解成氧化銅，黑色物質可能就是氧化銅。”對于這位同學的解釋，學生都感到滿意。

這個過程的出現是偶然的，是課堂教學目標之外的生成點，但這個生成點卻又呈現了另一個知識，不溶性堿受熱可以分解。這類課堂生成的探究活動對學生更具有吸引力，更能引發學生的思考。

探究活動的開展，能使學生更有效地獲得知識。所以，在日常教學中，更應該注意結合科學知識的特點及學生的思維發展設計探究活動，使科學課堂更具有生命力。

(責任編輯 易志毅）