發(fā)揮實(shí)驗(yàn)教學(xué)有效性 提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?/h1>
2013-12-31 00:00:00梅秋霞
學(xué)園 2013年12期
【摘 要】提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰κ菍?shí)驗(yàn)教學(xué)的重要內(nèi)容。提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Σ皇且货矶偷模虼宋覀円獜娜粘５膶?shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)做起，從基礎(chǔ)入手，做到“潤物細(xì)無聲”。本文結(jié)合教學(xué)實(shí)踐淺談如何提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?/p>
【關(guān)鍵詞】學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?實(shí)驗(yàn)教學(xué) 提高
【中圖分類號(hào)】G632 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674-4810（2013）12-0130-03
捷克教育家夸美紐斯說：“智慧的開端當(dāng)然不僅在于學(xué)習(xí)事物的名目，而在于真正知覺事物的本身。”初中生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ墨@得主要依靠學(xué)生親自參與實(shí)驗(yàn)。只要我們重視并加強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)教學(xué)，給學(xué)生提供足夠的參與機(jī)會(huì)，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰湍軌虿粩嗵岣撸瑫r(shí)使知識(shí)結(jié)構(gòu)更趨完善，科學(xué)素養(yǎng)得以提高。
一 抓好實(shí)驗(yàn)基本操作的教學(xué)是提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ幕A(chǔ)
科學(xué)是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，正確的實(shí)驗(yàn)操作是順利完成科學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本保證。這就要求學(xué)生必須掌握固體藥品的取用、液體的傾倒和量取、膠頭滴管的使用、物質(zhì)的加熱、氣體的收集，電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器和簡單實(shí)驗(yàn)儀器的使用。但由于多種條件的限制，中學(xué)生普遍存在實(shí)驗(yàn)基本操作和實(shí)驗(yàn)技能不過關(guān)的問題，學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)常犯這樣或那樣的錯(cuò)誤。例如：測一塊形狀不規(guī)則小石塊的密度。
實(shí)驗(yàn)步驟：（1）用托盤天平稱出小石塊的質(zhì)量；（2）用排水法測出小石塊的體積；（3）利用ρ=m/V求出小石塊的密度。
在該實(shí)驗(yàn)中所涉及的基本操作：固態(tài)物質(zhì)的稱量、液體的量取、膠頭滴管的使用。在實(shí)驗(yàn)過程中，出現(xiàn)了學(xué)生不調(diào)節(jié)天平平衡就把物體放入天平盤進(jìn)行測量，用手捏砝碼，手撥游碼而不使用鑷子，加減砝碼隨心所欲，量取液體時(shí)讀數(shù)不準(zhǔn)確，仰視或俯視，視線偏高或偏低，膠頭滴管伸入量筒內(nèi)，操作不規(guī)范，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確率較低。實(shí)驗(yàn)技能的提高始于實(shí)驗(yàn)的基本操作，實(shí)驗(yàn)的基本操作是實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ幕A(chǔ)。如果沒有這個(gè)基礎(chǔ)，實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蜔o從談起。因此，教師要把科學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作的訓(xùn)練工作貫穿到中學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的全過程。教學(xué)過程中每出現(xiàn)一種儀器，教師除了介紹儀器的規(guī)格、使用范圍、正確的操作外，還應(yīng)說明不規(guī)范的操作可能引起的實(shí)驗(yàn)誤差及后果，或針對學(xué)生普遍易錯(cuò)的操作做正確的示范。圖1是學(xué)生在“測量額定電壓為2伏、電阻約5歐的小燈泡的額定功率”連接時(shí)的實(shí)物圖。
在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中進(jìn)行嚴(yán)格的實(shí)驗(yàn)基本操作技能訓(xùn)練，能讓學(xué)生正確、熟練地使用各種儀器進(jìn)行簡單實(shí)驗(yàn)，并隨著課程的進(jìn)展逐步加以鞏固，這為以后正確應(yīng)用實(shí)驗(yàn)方法獲取知識(shí)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)。
二 培養(yǎng)良好的觀察習(xí)慣和科學(xué)的觀察方法是提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ那疤?/p>
觀察是認(rèn)識(shí)事物、獲取信息的最基本途徑，也是最直觀、最表象的學(xué)習(xí)方法。引導(dǎo)學(xué)生通過觀察而獲得感性認(rèn)識(shí)，經(jīng)過大腦的加工、分析，從而獲得新知識(shí)的理性升華。觀察是以視覺為主，融其他感覺為一體的綜合感知。觀察是認(rèn)識(shí)的窗口，是思維的前提。對于事物，如果沒有敏銳而細(xì)致的觀察，就不能深入認(rèn)識(shí)事物的本質(zhì)。由此可見，整個(gè)觀察活動(dòng)乃至創(chuàng)造性的思維活動(dòng)，在很大程度上取決于良好的觀察習(xí)慣和科學(xué)的觀察方法。而實(shí)驗(yàn)恰好能發(fā)揮學(xué)具的作用，把學(xué)生因新奇、好玩不自覺的觀察活動(dòng)轉(zhuǎn)化為協(xié)同眼、耳、鼻、手多種感官的、有意識(shí)、有目的的觀察活動(dòng)，提高學(xué)生把科學(xué)知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際的能力。如：在講二氧化碳實(shí)驗(yàn)室制法時(shí)，要求學(xué)生自己動(dòng)手做以下實(shí)驗(yàn)：
讓學(xué)生觀察反應(yīng)物的狀態(tài)、反應(yīng)物的類型、反應(yīng)速度、反應(yīng)現(xiàn)象等，找出反應(yīng)速度適中，便于收集的一組作為實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的藥品，故選甲。
由于學(xué)生自己動(dòng)手實(shí)驗(yàn)并進(jìn)行觀察、分析、歸納，得出結(jié)論，因而學(xué)習(xí)興趣濃，信心足。有更多的機(jī)會(huì)進(jìn)行操作，既便于學(xué)生觀察、分析問題能力的培養(yǎng)，又有利于學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能的提高。
三 指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ闹匾侄?/p>
讓學(xué)生進(jìn)行獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，是發(fā)展學(xué)生認(rèn)識(shí)、提高實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ挠行Х椒āＶ笇?dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)前，教師要做以下準(zhǔn)備：
1.創(chuàng)新問題情境，合理猜測，為設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)打下基礎(chǔ)
在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)之前，提出問題、預(yù)測這兩個(gè)環(huán)節(jié)十分重要，它們是設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)。如：在“聲音的發(fā)生和傳播”一課中，要引導(dǎo)學(xué)生證實(shí)聲音能通過空氣傳播，這就需要教師創(chuàng)設(shè)問題情境，引發(fā)問題，并啟發(fā)學(xué)生對問題作出合理的猜測。如：老師手里生日賀卡的音樂是從哪個(gè)地方產(chǎn)生的？聲音是怎樣傳到耳朵里去的？學(xué)生猜測：可能是通過空氣傳到我們耳朵里的？教師啟發(fā)問道：你為什么認(rèn)為聲音是通過空氣傳播的？學(xué)生經(jīng)過思索后回答：因?yàn)橘R卡的小喇叭與我們的耳朵之間只有空氣。教學(xué)到這里，啟發(fā)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的時(shí)機(jī)已經(jīng)成熟，于是老師問道：小喇叭發(fā)出的音樂是不是通過空氣傳播到你們耳朵里的，有沒有辦法證明？“逼”著學(xué)生逆向思考：如果教室里沒有空氣，還能不能聽到音樂呢？在學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，教師再演示將一只小電鈴放在密封的玻璃罩內(nèi)，接通電源使電鈴發(fā)聲，逐漸抽出玻璃罩內(nèi)的空氣，聽聽聲音有什么變化？再讓空氣逐漸進(jìn)入玻璃罩內(nèi)，聲音又有什么變化？使學(xué)生經(jīng)歷一次完整的探究學(xué)習(xí)體驗(yàn)。
2.適時(shí)提供材料，提高學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力
學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ奶岣吲c教學(xué)材料的提供時(shí)機(jī)密切相關(guān)。一開始就將全部材料放在學(xué)生桌面上，用材料啟發(fā)、暗示學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的做法是不可取的。而應(yīng)在學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，有需求的情況下提供材料，這樣對學(xué)生思維的磨練更有益。如學(xué)了金屬活動(dòng)性順序后，我設(shè)計(jì)了以下題目：現(xiàn)有金屬錳、鐵，請你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來比較錳、鐵的金屬活動(dòng)性并進(jìn)行驗(yàn)證。學(xué)生設(shè)計(jì)了多種方法：把錳、鐵分別放入鹽酸中，若錳沒有產(chǎn)生氣泡則鐵的活動(dòng)性強(qiáng)，若錳也有產(chǎn)生氣泡比較兩者氣泡產(chǎn)生的速度，速度大的活動(dòng)性強(qiáng)；把鐵放入氯化錳溶液中，若能置換出錳則鐵的活動(dòng)性比錳強(qiáng)，反之則錳的活動(dòng)性比鐵強(qiáng)；把錳放入氯化鐵溶液中，若能置換出鐵則錳的活動(dòng)性比鐵強(qiáng)，反之則鐵的活動(dòng)性比錳強(qiáng)等。在學(xué)生充分討論的基礎(chǔ)上，讓學(xué)生根據(jù)自己的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)領(lǐng)取相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)材料加以驗(yàn)證。
又如：市場上的黃金飾品很多，有些不法商販以黃銅（銅、鋅合金）冒充黃金進(jìn)行詐騙活動(dòng)。因?yàn)辄S銅從顏色、外觀上與黃金極為相似，所以很難區(qū)分。請?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案加以鑒別。生1：取黃金樣品少量放入稀硫酸中，若有氣體產(chǎn)生，則為黃銅，無氣體產(chǎn)生則為黃金。生2：取黃金樣品少量放入硝酸銀溶液中，若表面變?yōu)殂y白色則為黃銅，無變化則為黃金。生3：取黃金樣品少量，放在酒精燈上灼燒，若變黑則為黃銅，不變色則為黃金。在學(xué)生設(shè)計(jì)好實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，再領(lǐng)取相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)器材，增強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐的機(jī)會(huì)。
3.樹立嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，使實(shí)驗(yàn)方案更加完善
在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師一定要做到心中有數(shù)，全面考慮實(shí)驗(yàn)，如實(shí)驗(yàn)操作性怎樣？怎樣引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)？當(dāng)學(xué)生設(shè)計(jì)不完善時(shí)怎么辦？實(shí)驗(yàn)時(shí)要注意什么？而學(xué)生在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)，頭腦中必須運(yùn)用與這些問題有關(guān)的全部舊知識(shí)，并考慮使用哪些儀器，如何裝配？選用哪些藥品，怎樣操作？以及實(shí)驗(yàn)中可能會(huì)出現(xiàn)哪些現(xiàn)象？能說明什么問題等。在這些方面，充分發(fā)揮學(xué)生的主體地位，讓學(xué)生在質(zhì)疑、互補(bǔ)中使方案趨于科學(xué)完善。如學(xué)習(xí)歐姆定律時(shí)，針對學(xué)生已學(xué)知識(shí)，提出問題：在一個(gè)電路中，電流、電壓、電阻三個(gè)量之間有沒有聯(lián)系？學(xué)生議論、猜想。
生1：有關(guān)系。由于電壓是形成電流的原因，電壓越大，電流的動(dòng)力將越大，電路中的電流也將越大。
生2：有關(guān)系。電阻越大，導(dǎo)體對電流的阻礙作用越大，電流將會(huì)越小。
師：你們的分析很有道理。但通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓以及導(dǎo)體的電阻究竟存在著怎樣精確的數(shù)量關(guān)系呢？本節(jié)課將采用實(shí)驗(yàn)的方法來進(jìn)行探究。由于探究的是電流與電壓、電阻兩個(gè)變量之間的關(guān)系，像這樣一個(gè)量同時(shí)受到兩個(gè)量影響的問題，在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)當(dāng)注意什么？
生：控制變量法。
師：你能夠說得更具體一些嗎？
生：具體地說，就是在研究電流與電壓的變化關(guān)系時(shí)，要保持導(dǎo)體的電阻不變，讓電壓發(fā)生變化，觀察電流的變化；在研究電流與電阻的變化關(guān)系時(shí)，要保持導(dǎo)體兩端的電壓不變，讓電阻發(fā)生變化，觀察電流的變化。學(xué)生通過討論，提出本實(shí)驗(yàn)必須分兩步來完成。（1）保持R不變，研究I與U的關(guān)系；（2）保持U不變，研究I與R的關(guān)系。
師：要求學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，畫出電路圖。在設(shè)計(jì)時(shí)考慮：如何保持電阻或電壓不變？如何測量電壓或電流的大小？如何改變電阻或電壓的大小？
生：我們設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路圖如圖2所示，研究I與U的關(guān)系，我們用一只固定的電阻進(jìn)行研究來保持R不變，調(diào)節(jié)電壓（用電壓表測），觀察電流（用電流表測），并且電壓的調(diào)節(jié)可用改變干電池的節(jié)數(shù)，或者也可以利用滑動(dòng)變阻器來改變導(dǎo)體兩端的電壓來實(shí)現(xiàn)。
生：研究I與R的關(guān)系，要改變R的值（可提供5Ω、10Ω、15Ω的電阻），要保持R兩端的電壓不變，同樣可調(diào)節(jié)滑片的位置，這樣就保證：當(dāng)改變電阻R的大小時(shí)，通過調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，使電壓表示數(shù)不變（即U不變），觀察電流表示數(shù)變化。
明白實(shí)驗(yàn)思路后，經(jīng)師生共同討論，學(xué)生明白：要完成以上實(shí)驗(yàn)，還必須測量相關(guān)數(shù)據(jù)，特制定以下表3、表4。
引導(dǎo)學(xué)生仔細(xì)分析測量得到的數(shù)據(jù)中有什么規(guī)律，分析電壓是怎樣發(fā)生變化的，又是怎樣影響電流變化的，同時(shí)還應(yīng)考慮到實(shí)驗(yàn)會(huì)有誤差，可能有的數(shù)據(jù)不一致，該怎么處理。根據(jù)因果關(guān)系及實(shí)驗(yàn)控制的條件，得出電流、電壓關(guān)系的結(jié)論。從表3可知：電阻一定，電流與電壓成正比；從表4可知：電壓一定，電流與電阻成反比。至此，所有參與實(shí)驗(yàn)的學(xué)生均興趣盎然，意猶未盡。教師不失時(shí)機(jī)地加以拓展：我們今天得出的電學(xué)基本規(guī)律，早在1827年德國物理學(xué)家歐姆通過實(shí)驗(yàn)研究已得出。當(dāng)時(shí)歐姆在研究工作中遇到了很大的困難，如當(dāng)時(shí)既沒有電流計(jì)又沒有電壓穩(wěn)定的電源，但他不是知難而退，而是勇于正視困難并解決困難，他的這項(xiàng)工作前后花了10年的時(shí)間。為了紀(jì)念他的偉大發(fā)現(xiàn)，后人把這一條重要規(guī)律命名為歐姆定律。
4.樹立開放的課堂意識(shí)，使實(shí)驗(yàn)方案多樣化
設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)往往能展現(xiàn)學(xué)生的思維過程和創(chuàng)新能力。教師應(yīng)善于抓住機(jī)遇，挖掘?qū)W生的創(chuàng)造潛質(zhì)。如在指南針為什么能指方向中探究條形磁體哪里磁性最強(qiáng)？可以通過什么反映出來？教師應(yīng)有意發(fā)散學(xué)生思維，除了剛才的方法，還有其他的方法嗎？你們認(rèn)為這些方法可行嗎？學(xué)生會(huì)提出不同的實(shí)驗(yàn)方案。只要是可行的，都應(yīng)給予鼓勵(lì)和肯定，并讓學(xué)生付諸實(shí)踐。實(shí)驗(yàn)方案多樣化，反映出學(xué)生思維活躍，教學(xué)才會(huì)精彩。
我們還要特別注重平時(shí)的“家常課”，將設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)落實(shí)到每一節(jié)實(shí)驗(yàn)課中.只有長期堅(jiān)持，學(xué)生的科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Σ庞锌赡芴岣摺?/p>
四 利用“第二課堂”開展實(shí)驗(yàn)是提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ牧己猛緩?/p>
“第二課堂”主要是指課外活動(dòng)或?qū)W科興趣小組，大多以實(shí)驗(yàn)為主。這種活動(dòng)形式，便于因材施教，發(fā)展學(xué)生的興趣愛好和特長。它不受教學(xué)大綱和教材的限制，時(shí)間也較為機(jī)動(dòng)。因此它是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ囊粋€(gè)重要途徑。因?yàn)榭梢宰寣W(xué)生自己創(chuàng)造條件、自己設(shè)計(jì)、自己動(dòng)手、自己檢驗(yàn)，變信息灌輸為信息處理式的教育。
我們可以充分利用家庭生活用品來替代實(shí)驗(yàn)儀器，完成很多的課外實(shí)驗(yàn)。如：利用牙膏皮和臉盆做浮沉條件實(shí)驗(yàn)；利用紙折風(fēng)車可以做成“燈泡上的風(fēng)車”實(shí)驗(yàn)，來分析各種能的轉(zhuǎn)化過程；利用可樂瓶、易拉罐、膠卷盒、塑料茶杯、注射器等可以做潛水艇、浮沉條件、大氣壓、小音箱、液化、沸點(diǎn)與壓強(qiáng)關(guān)系等實(shí)驗(yàn)；利用雞蛋殼、水垢、食鹽、食用醋、生石灰、熟石灰、干電池中拆下來的碳棒、鋅片、易拉罐、鐵釘?shù)龋梢宰鏊赋煞值蔫b定、鮮蛋防腐、溶液導(dǎo)電等實(shí)驗(yàn)。這些實(shí)驗(yàn)既可彌補(bǔ)課堂演示實(shí)驗(yàn)中能見度低的不足之處，又能加深和鞏固學(xué)生所學(xué)知識(shí)。
在開展課外實(shí)驗(yàn)時(shí)，要遵循“瓶瓶罐罐當(dāng)儀器，拼拼湊湊做實(shí)驗(yàn)”的原則，利用生活中的“瓶、盆、杯、罐”等儀器，設(shè)計(jì)出簡樸而實(shí)用的實(shí)驗(yàn)儀器，完成一些家庭小實(shí)驗(yàn)，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生體會(huì)到科學(xué)就在身邊，使學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰τ兴岣摺Ｈ鐚W(xué)習(xí)混合物分離后設(shè)計(jì)簡易自來水凈化裝置及如何利用植物色素提取酸堿指示劑的裝置等。當(dāng)然開展課外實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，不能只是局限于搞一些趣味性的實(shí)驗(yàn)，更重要的是要增加具有探索性、研究性實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容，這樣才能真正提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?/p>
學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ奶岣呤且豁?xiàng)長期、細(xì)致、艱巨的過程。我們要充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)教學(xué)功效，激發(fā)學(xué)生興趣，培養(yǎng)學(xué)生基本實(shí)驗(yàn)操作技能和全面細(xì)致的觀察能力，積極地促進(jìn)學(xué)生思維能力的發(fā)展，從而提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰涂茖W(xué)素質(zhì)。
參考文獻(xiàn)
[1]周彬.叩問課堂[M].上海：華東師范大學(xué)出版社，2007
[2]王斌興.在歡樂中成長——名師講述最具活力的課堂愉快教學(xué)[M].重慶：西南師范大學(xué)出版社，2009
[3]高帆、李秀華.名師營造課堂氛圍的經(jīng)典細(xì)節(jié)[M].重慶：西南師范大學(xué)出版社，2009
〔責(zé)任編輯：李冰〕
【摘 要】提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰κ菍?shí)驗(yàn)教學(xué)的重要內(nèi)容。提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Σ皇且货矶偷模虼宋覀円獜娜粘５膶?shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)做起，從基礎(chǔ)入手，做到“潤物細(xì)無聲”。本文結(jié)合教學(xué)實(shí)踐淺談如何提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?/p>
【關(guān)鍵詞】學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?實(shí)驗(yàn)教學(xué) 提高
【中圖分類號(hào)】G632 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674-4810（2013）12-0130-03
捷克教育家夸美紐斯說：“智慧的開端當(dāng)然不僅在于學(xué)習(xí)事物的名目，而在于真正知覺事物的本身。”初中生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ墨@得主要依靠學(xué)生親自參與實(shí)驗(yàn)。只要我們重視并加強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)教學(xué)，給學(xué)生提供足夠的參與機(jī)會(huì)，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰湍軌虿粩嗵岣撸瑫r(shí)使知識(shí)結(jié)構(gòu)更趨完善，科學(xué)素養(yǎng)得以提高。
一 抓好實(shí)驗(yàn)基本操作的教學(xué)是提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ幕A(chǔ)
科學(xué)是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，正確的實(shí)驗(yàn)操作是順利完成科學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本保證。這就要求學(xué)生必須掌握固體藥品的取用、液體的傾倒和量取、膠頭滴管的使用、物質(zhì)的加熱、氣體的收集，電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器和簡單實(shí)驗(yàn)儀器的使用。但由于多種條件的限制，中學(xué)生普遍存在實(shí)驗(yàn)基本操作和實(shí)驗(yàn)技能不過關(guān)的問題，學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)常犯這樣或那樣的錯(cuò)誤。例如：測一塊形狀不規(guī)則小石塊的密度。
實(shí)驗(yàn)步驟：（1）用托盤天平稱出小石塊的質(zhì)量；（2）用排水法測出小石塊的體積；（3）利用ρ=m/V求出小石塊的密度。
在該實(shí)驗(yàn)中所涉及的基本操作：固態(tài)物質(zhì)的稱量、液體的量取、膠頭滴管的使用。在實(shí)驗(yàn)過程中，出現(xiàn)了學(xué)生不調(diào)節(jié)天平平衡就把物體放入天平盤進(jìn)行測量，用手捏砝碼，手撥游碼而不使用鑷子，加減砝碼隨心所欲，量取液體時(shí)讀數(shù)不準(zhǔn)確，仰視或俯視，視線偏高或偏低，膠頭滴管伸入量筒內(nèi)，操作不規(guī)范，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確率較低。實(shí)驗(yàn)技能的提高始于實(shí)驗(yàn)的基本操作，實(shí)驗(yàn)的基本操作是實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ幕A(chǔ)。如果沒有這個(gè)基礎(chǔ)，實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蜔o從談起。因此，教師要把科學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作的訓(xùn)練工作貫穿到中學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的全過程。教學(xué)過程中每出現(xiàn)一種儀器，教師除了介紹儀器的規(guī)格、使用范圍、正確的操作外，還應(yīng)說明不規(guī)范的操作可能引起的實(shí)驗(yàn)誤差及后果，或針對學(xué)生普遍易錯(cuò)的操作做正確的示范。圖1是學(xué)生在“測量額定電壓為2伏、電阻約5歐的小燈泡的額定功率”連接時(shí)的實(shí)物圖。
在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中進(jìn)行嚴(yán)格的實(shí)驗(yàn)基本操作技能訓(xùn)練，能讓學(xué)生正確、熟練地使用各種儀器進(jìn)行簡單實(shí)驗(yàn)，并隨著課程的進(jìn)展逐步加以鞏固，這為以后正確應(yīng)用實(shí)驗(yàn)方法獲取知識(shí)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)。
二 培養(yǎng)良好的觀察習(xí)慣和科學(xué)的觀察方法是提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ那疤?/p>
觀察是認(rèn)識(shí)事物、獲取信息的最基本途徑，也是最直觀、最表象的學(xué)習(xí)方法。引導(dǎo)學(xué)生通過觀察而獲得感性認(rèn)識(shí)，經(jīng)過大腦的加工、分析，從而獲得新知識(shí)的理性升華。觀察是以視覺為主，融其他感覺為一體的綜合感知。觀察是認(rèn)識(shí)的窗口，是思維的前提。對于事物，如果沒有敏銳而細(xì)致的觀察，就不能深入認(rèn)識(shí)事物的本質(zhì)。由此可見，整個(gè)觀察活動(dòng)乃至創(chuàng)造性的思維活動(dòng)，在很大程度上取決于良好的觀察習(xí)慣和科學(xué)的觀察方法。而實(shí)驗(yàn)恰好能發(fā)揮學(xué)具的作用，把學(xué)生因新奇、好玩不自覺的觀察活動(dòng)轉(zhuǎn)化為協(xié)同眼、耳、鼻、手多種感官的、有意識(shí)、有目的的觀察活動(dòng)，提高學(xué)生把科學(xué)知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際的能力。如：在講二氧化碳實(shí)驗(yàn)室制法時(shí)，要求學(xué)生自己動(dòng)手做以下實(shí)驗(yàn)：
讓學(xué)生觀察反應(yīng)物的狀態(tài)、反應(yīng)物的類型、反應(yīng)速度、反應(yīng)現(xiàn)象等，找出反應(yīng)速度適中，便于收集的一組作為實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的藥品，故選甲。
由于學(xué)生自己動(dòng)手實(shí)驗(yàn)并進(jìn)行觀察、分析、歸納，得出結(jié)論，因而學(xué)習(xí)興趣濃，信心足。有更多的機(jī)會(huì)進(jìn)行操作，既便于學(xué)生觀察、分析問題能力的培養(yǎng)，又有利于學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能的提高。
三 指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ闹匾侄?/p>
讓學(xué)生進(jìn)行獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，是發(fā)展學(xué)生認(rèn)識(shí)、提高實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ挠行Х椒āＶ笇?dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)前，教師要做以下準(zhǔn)備：
1.創(chuàng)新問題情境，合理猜測，為設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)打下基礎(chǔ)
在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)之前，提出問題、預(yù)測這兩個(gè)環(huán)節(jié)十分重要，它們是設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)。如：在“聲音的發(fā)生和傳播”一課中，要引導(dǎo)學(xué)生證實(shí)聲音能通過空氣傳播，這就需要教師創(chuàng)設(shè)問題情境，引發(fā)問題，并啟發(fā)學(xué)生對問題作出合理的猜測。如：老師手里生日賀卡的音樂是從哪個(gè)地方產(chǎn)生的？聲音是怎樣傳到耳朵里去的？學(xué)生猜測：可能是通過空氣傳到我們耳朵里的？教師啟發(fā)問道：你為什么認(rèn)為聲音是通過空氣傳播的？學(xué)生經(jīng)過思索后回答：因?yàn)橘R卡的小喇叭與我們的耳朵之間只有空氣。教學(xué)到這里，啟發(fā)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的時(shí)機(jī)已經(jīng)成熟，于是老師問道：小喇叭發(fā)出的音樂是不是通過空氣傳播到你們耳朵里的，有沒有辦法證明？“逼”著學(xué)生逆向思考：如果教室里沒有空氣，還能不能聽到音樂呢？在學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，教師再演示將一只小電鈴放在密封的玻璃罩內(nèi)，接通電源使電鈴發(fā)聲，逐漸抽出玻璃罩內(nèi)的空氣，聽聽聲音有什么變化？再讓空氣逐漸進(jìn)入玻璃罩內(nèi)，聲音又有什么變化？使學(xué)生經(jīng)歷一次完整的探究學(xué)習(xí)體驗(yàn)。
2.適時(shí)提供材料，提高學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力
學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ奶岣吲c教學(xué)材料的提供時(shí)機(jī)密切相關(guān)。一開始就將全部材料放在學(xué)生桌面上，用材料啟發(fā)、暗示學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的做法是不可取的。而應(yīng)在學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，有需求的情況下提供材料，這樣對學(xué)生思維的磨練更有益。如學(xué)了金屬活動(dòng)性順序后，我設(shè)計(jì)了以下題目：現(xiàn)有金屬錳、鐵，請你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來比較錳、鐵的金屬活動(dòng)性并進(jìn)行驗(yàn)證。學(xué)生設(shè)計(jì)了多種方法：把錳、鐵分別放入鹽酸中，若錳沒有產(chǎn)生氣泡則鐵的活動(dòng)性強(qiáng)，若錳也有產(chǎn)生氣泡比較兩者氣泡產(chǎn)生的速度，速度大的活動(dòng)性強(qiáng)；把鐵放入氯化錳溶液中，若能置換出錳則鐵的活動(dòng)性比錳強(qiáng)，反之則錳的活動(dòng)性比鐵強(qiáng)；把錳放入氯化鐵溶液中，若能置換出鐵則錳的活動(dòng)性比鐵強(qiáng)，反之則鐵的活動(dòng)性比錳強(qiáng)等。在學(xué)生充分討論的基礎(chǔ)上，讓學(xué)生根據(jù)自己的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)領(lǐng)取相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)材料加以驗(yàn)證。
又如：市場上的黃金飾品很多，有些不法商販以黃銅（銅、鋅合金）冒充黃金進(jìn)行詐騙活動(dòng)。因?yàn)辄S銅從顏色、外觀上與黃金極為相似，所以很難區(qū)分。請?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案加以鑒別。生1：取黃金樣品少量放入稀硫酸中，若有氣體產(chǎn)生，則為黃銅，無氣體產(chǎn)生則為黃金。生2：取黃金樣品少量放入硝酸銀溶液中，若表面變?yōu)殂y白色則為黃銅，無變化則為黃金。生3：取黃金樣品少量，放在酒精燈上灼燒，若變黑則為黃銅，不變色則為黃金。在學(xué)生設(shè)計(jì)好實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，再領(lǐng)取相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)器材，增強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐的機(jī)會(huì)。
3.樹立嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，使實(shí)驗(yàn)方案更加完善
在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師一定要做到心中有數(shù)，全面考慮實(shí)驗(yàn)，如實(shí)驗(yàn)操作性怎樣？怎樣引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)？當(dāng)學(xué)生設(shè)計(jì)不完善時(shí)怎么辦？實(shí)驗(yàn)時(shí)要注意什么？而學(xué)生在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)，頭腦中必須運(yùn)用與這些問題有關(guān)的全部舊知識(shí)，并考慮使用哪些儀器，如何裝配？選用哪些藥品，怎樣操作？以及實(shí)驗(yàn)中可能會(huì)出現(xiàn)哪些現(xiàn)象？能說明什么問題等。在這些方面，充分發(fā)揮學(xué)生的主體地位，讓學(xué)生在質(zhì)疑、互補(bǔ)中使方案趨于科學(xué)完善。如學(xué)習(xí)歐姆定律時(shí)，針對學(xué)生已學(xué)知識(shí)，提出問題：在一個(gè)電路中，電流、電壓、電阻三個(gè)量之間有沒有聯(lián)系？學(xué)生議論、猜想。
生1：有關(guān)系。由于電壓是形成電流的原因，電壓越大，電流的動(dòng)力將越大，電路中的電流也將越大。
生2：有關(guān)系。電阻越大，導(dǎo)體對電流的阻礙作用越大，電流將會(huì)越小。
師：你們的分析很有道理。但通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓以及導(dǎo)體的電阻究竟存在著怎樣精確的數(shù)量關(guān)系呢？本節(jié)課將采用實(shí)驗(yàn)的方法來進(jìn)行探究。由于探究的是電流與電壓、電阻兩個(gè)變量之間的關(guān)系，像這樣一個(gè)量同時(shí)受到兩個(gè)量影響的問題，在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)當(dāng)注意什么？
生：控制變量法。
師：你能夠說得更具體一些嗎？
生：具體地說，就是在研究電流與電壓的變化關(guān)系時(shí)，要保持導(dǎo)體的電阻不變，讓電壓發(fā)生變化，觀察電流的變化；在研究電流與電阻的變化關(guān)系時(shí)，要保持導(dǎo)體兩端的電壓不變，讓電阻發(fā)生變化，觀察電流的變化。學(xué)生通過討論，提出本實(shí)驗(yàn)必須分兩步來完成。（1）保持R不變，研究I與U的關(guān)系；（2）保持U不變，研究I與R的關(guān)系。
師：要求學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，畫出電路圖。在設(shè)計(jì)時(shí)考慮：如何保持電阻或電壓不變？如何測量電壓或電流的大小？如何改變電阻或電壓的大小？
生：我們設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路圖如圖2所示，研究I與U的關(guān)系，我們用一只固定的電阻進(jìn)行研究來保持R不變，調(diào)節(jié)電壓（用電壓表測），觀察電流（用電流表測），并且電壓的調(diào)節(jié)可用改變干電池的節(jié)數(shù)，或者也可以利用滑動(dòng)變阻器來改變導(dǎo)體兩端的電壓來實(shí)現(xiàn)。
生：研究I與R的關(guān)系，要改變R的值（可提供5Ω、10Ω、15Ω的電阻），要保持R兩端的電壓不變，同樣可調(diào)節(jié)滑片的位置，這樣就保證：當(dāng)改變電阻R的大小時(shí)，通過調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，使電壓表示數(shù)不變（即U不變），觀察電流表示數(shù)變化。
明白實(shí)驗(yàn)思路后，經(jīng)師生共同討論，學(xué)生明白：要完成以上實(shí)驗(yàn)，還必須測量相關(guān)數(shù)據(jù)，特制定以下表3、表4。
引導(dǎo)學(xué)生仔細(xì)分析測量得到的數(shù)據(jù)中有什么規(guī)律，分析電壓是怎樣發(fā)生變化的，又是怎樣影響電流變化的，同時(shí)還應(yīng)考慮到實(shí)驗(yàn)會(huì)有誤差，可能有的數(shù)據(jù)不一致，該怎么處理。根據(jù)因果關(guān)系及實(shí)驗(yàn)控制的條件，得出電流、電壓關(guān)系的結(jié)論。從表3可知：電阻一定，電流與電壓成正比；從表4可知：電壓一定，電流與電阻成反比。至此，所有參與實(shí)驗(yàn)的學(xué)生均興趣盎然，意猶未盡。教師不失時(shí)機(jī)地加以拓展：我們今天得出的電學(xué)基本規(guī)律，早在1827年德國物理學(xué)家歐姆通過實(shí)驗(yàn)研究已得出。當(dāng)時(shí)歐姆在研究工作中遇到了很大的困難，如當(dāng)時(shí)既沒有電流計(jì)又沒有電壓穩(wěn)定的電源，但他不是知難而退，而是勇于正視困難并解決困難，他的這項(xiàng)工作前后花了10年的時(shí)間。為了紀(jì)念他的偉大發(fā)現(xiàn)，后人把這一條重要規(guī)律命名為歐姆定律。
4.樹立開放的課堂意識(shí)，使實(shí)驗(yàn)方案多樣化
設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)往往能展現(xiàn)學(xué)生的思維過程和創(chuàng)新能力。教師應(yīng)善于抓住機(jī)遇，挖掘?qū)W生的創(chuàng)造潛質(zhì)。如在指南針為什么能指方向中探究條形磁體哪里磁性最強(qiáng)？可以通過什么反映出來？教師應(yīng)有意發(fā)散學(xué)生思維，除了剛才的方法，還有其他的方法嗎？你們認(rèn)為這些方法可行嗎？學(xué)生會(huì)提出不同的實(shí)驗(yàn)方案。只要是可行的，都應(yīng)給予鼓勵(lì)和肯定，并讓學(xué)生付諸實(shí)踐。實(shí)驗(yàn)方案多樣化，反映出學(xué)生思維活躍，教學(xué)才會(huì)精彩。
我們還要特別注重平時(shí)的“家常課”，將設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)落實(shí)到每一節(jié)實(shí)驗(yàn)課中.只有長期堅(jiān)持，學(xué)生的科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Σ庞锌赡芴岣摺?/p>
四 利用“第二課堂”開展實(shí)驗(yàn)是提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ牧己猛緩?/p>
“第二課堂”主要是指課外活動(dòng)或?qū)W科興趣小組，大多以實(shí)驗(yàn)為主。這種活動(dòng)形式，便于因材施教，發(fā)展學(xué)生的興趣愛好和特長。它不受教學(xué)大綱和教材的限制，時(shí)間也較為機(jī)動(dòng)。因此它是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ囊粋€(gè)重要途徑。因?yàn)榭梢宰寣W(xué)生自己創(chuàng)造條件、自己設(shè)計(jì)、自己動(dòng)手、自己檢驗(yàn)，變信息灌輸為信息處理式的教育。
我們可以充分利用家庭生活用品來替代實(shí)驗(yàn)儀器，完成很多的課外實(shí)驗(yàn)。如：利用牙膏皮和臉盆做浮沉條件實(shí)驗(yàn)；利用紙折風(fēng)車可以做成“燈泡上的風(fēng)車”實(shí)驗(yàn)，來分析各種能的轉(zhuǎn)化過程；利用可樂瓶、易拉罐、膠卷盒、塑料茶杯、注射器等可以做潛水艇、浮沉條件、大氣壓、小音箱、液化、沸點(diǎn)與壓強(qiáng)關(guān)系等實(shí)驗(yàn)；利用雞蛋殼、水垢、食鹽、食用醋、生石灰、熟石灰、干電池中拆下來的碳棒、鋅片、易拉罐、鐵釘?shù)龋梢宰鏊赋煞值蔫b定、鮮蛋防腐、溶液導(dǎo)電等實(shí)驗(yàn)。這些實(shí)驗(yàn)既可彌補(bǔ)課堂演示實(shí)驗(yàn)中能見度低的不足之處，又能加深和鞏固學(xué)生所學(xué)知識(shí)。
在開展課外實(shí)驗(yàn)時(shí)，要遵循“瓶瓶罐罐當(dāng)儀器，拼拼湊湊做實(shí)驗(yàn)”的原則，利用生活中的“瓶、盆、杯、罐”等儀器，設(shè)計(jì)出簡樸而實(shí)用的實(shí)驗(yàn)儀器，完成一些家庭小實(shí)驗(yàn)，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生體會(huì)到科學(xué)就在身邊，使學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰τ兴岣摺Ｈ鐚W(xué)習(xí)混合物分離后設(shè)計(jì)簡易自來水凈化裝置及如何利用植物色素提取酸堿指示劑的裝置等。當(dāng)然開展課外實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，不能只是局限于搞一些趣味性的實(shí)驗(yàn)，更重要的是要增加具有探索性、研究性實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容，這樣才能真正提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?/p>
學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ奶岣呤且豁?xiàng)長期、細(xì)致、艱巨的過程。我們要充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)教學(xué)功效，激發(fā)學(xué)生興趣，培養(yǎng)學(xué)生基本實(shí)驗(yàn)操作技能和全面細(xì)致的觀察能力，積極地促進(jìn)學(xué)生思維能力的發(fā)展，從而提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰涂茖W(xué)素質(zhì)。
參考文獻(xiàn)
[1]周彬.叩問課堂[M].上海：華東師范大學(xué)出版社，2007
[2]王斌興.在歡樂中成長——名師講述最具活力的課堂愉快教學(xué)[M].重慶：西南師范大學(xué)出版社，2009
[3]高帆、李秀華.名師營造課堂氛圍的經(jīng)典細(xì)節(jié)[M].重慶：西南師范大學(xué)出版社，2009
〔責(zé)任編輯：李冰〕
