提高科學(xué)演示實(shí)驗(yàn)實(shí)效性的研究

何尚信

摘 要： 演示實(shí)驗(yàn)是初中科學(xué)教學(xué)的重要組成部分，科學(xué)演示實(shí)驗(yàn)非常重要，既可以幫助學(xué)生提高對(duì)科學(xué)知識(shí)的掌握程度，又可以讓學(xué)生更直觀地認(rèn)識(shí)科學(xué)現(xiàn)象的產(chǎn)生、發(fā)展和規(guī)律。因此本文主要就提高科學(xué)演示實(shí)驗(yàn)的實(shí)效性進(jìn)行簡(jiǎn)單的研究，希望對(duì)初中學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的提高、課業(yè)負(fù)擔(dān)的減輕有所助益。

關(guān)鍵詞： 初中科學(xué)教學(xué) 演示實(shí)驗(yàn) 實(shí)效性

心理學(xué)研究表明，人的思維活動(dòng)是在感性材料的基礎(chǔ)上產(chǎn)生的，感性材料是思維活動(dòng)的源泉和依據(jù)。各種類型的科學(xué)實(shí)驗(yàn)，具體形象地展示了科學(xué)知識(shí)的形成和發(fā)展過(guò)程，為學(xué)生的學(xué)習(xí)提供了豐富的感性材料，強(qiáng)化了學(xué)生的感知，并糾正了在感知中形成的錯(cuò)覺(jué)，從而達(dá)到了豐富學(xué)生頭腦中感性材料的儲(chǔ)存及發(fā)展智力、培養(yǎng)能力的目的。

科學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，實(shí)驗(yàn)在科學(xué)教學(xué)中具有十分重要的作用。“工欲善其事，必先利其器”。演示實(shí)驗(yàn)是初中科學(xué)課堂教學(xué)的重要組成部分，課堂演示實(shí)驗(yàn)是教師結(jié)合課堂教學(xué)內(nèi)容的需要，用演示的方法進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)，是一種直觀教學(xué)手段，是學(xué)生進(jìn)行觀察和獲得感性認(rèn)識(shí)的重要源泉。科學(xué)概念、科學(xué)規(guī)律是從實(shí)際問(wèn)題中抽象、概括出來(lái)的，科學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)建立科學(xué)基本概念和理論，以及加強(qiáng)對(duì)基本概念和基本理論的理解有著不可取代的作用。通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)，不但可以培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、實(shí)驗(yàn)操作能力、創(chuàng)新能力等，而且有利于活躍課堂氣氛，增強(qiáng)科學(xué)知識(shí)的直觀性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。因此作為初中科學(xué)教師，我一直對(duì)演示實(shí)驗(yàn)進(jìn)行著改革與完善，以期提高初中科學(xué)演示實(shí)驗(yàn)的實(shí)效性，推動(dòng)學(xué)生更好地發(fā)展。我在多年的科學(xué)教學(xué)中經(jīng)歷了大量實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐，現(xiàn)提出自己的觀點(diǎn)，供大家參考。

一、加強(qiáng)師生溝通，注意實(shí)驗(yàn)注解

一些初中學(xué)校的科學(xué)演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)一直處于可有可無(wú)的狀態(tài)，在很多方面沒(méi)有進(jìn)行有效的改進(jìn)。演示實(shí)驗(yàn)實(shí)效性不強(qiáng)，部分教師只在公開課上做做，平時(shí)上課能不做就不做。甚至科學(xué)教師在進(jìn)行課堂演示實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，經(jīng)常采用沉默式的演示方式，即教師在講臺(tái)上演示，學(xué)生在講臺(tái)下觀看，在這一過(guò)程中，教師只是單純的演示者，而學(xué)生只是合格的旁觀者。雙方在整個(gè)過(guò)程中幾乎沒(méi)有正面的交流，導(dǎo)致整個(gè)科學(xué)演示實(shí)驗(yàn)難以發(fā)揮出應(yīng)有的效果，只是為做實(shí)驗(yàn)而實(shí)驗(yàn)，走走過(guò)場(chǎng)，難以對(duì)學(xué)生的科學(xué)學(xué)習(xí)提供有效的幫助。長(zhǎng)此以往，又將回歸到應(yīng)試教育的老路，十幾年的教育改革付之東流，一套套昂貴的、齊備的設(shè)備將塵封于實(shí)驗(yàn)室，后果不堪設(shè)想。鑒于此，在今后的科學(xué)演示實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，科學(xué)教師應(yīng)積極地改變傳統(tǒng)演示方式，對(duì)教育教學(xué)進(jìn)行革新，具體來(lái)講，可以通過(guò)以下方式，提高科學(xué)演示實(shí)驗(yàn)的實(shí)效性：1.加強(qiáng)師生溝通。從生活中獲取的經(jīng)驗(yàn)，學(xué)生感受比較深。根據(jù)學(xué)生的這種心理特點(diǎn)，在科學(xué)教學(xué)過(guò)程中，把學(xué)到的科學(xué)規(guī)律，力求使之貼近生活，解釋日常生活中遇到的現(xiàn)象，把科學(xué)規(guī)律同學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)對(duì)號(hào)入座。這樣既可以加深學(xué)生對(duì)所學(xué)規(guī)律的理解，又會(huì)使學(xué)生覺(jué)得科學(xué)知識(shí)非常有用，從而激發(fā)出對(duì)科學(xué)的濃厚興趣。因此演示實(shí)驗(yàn)不能先由教師做給學(xué)生看，再講給學(xué)生聽，使演示與講解脫節(jié)。這種做法忽視了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，把學(xué)生當(dāng)做被動(dòng)接收的“倉(cāng)庫(kù)”，完全沒(méi)有發(fā)揮出演示實(shí)驗(yàn)的作用，是不可取的。教師要在演示的同時(shí)引導(dǎo)學(xué)生觀察，不斷啟發(fā)提問(wèn)，讓學(xué)生分析、討論，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，使實(shí)驗(yàn)結(jié)論合情合理地被推導(dǎo)出來(lái)。2.注意實(shí)驗(yàn)的注解。初中生對(duì)很多科學(xué)中的知識(shí)還很難進(jìn)行有效掌握，對(duì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的一些步驟與內(nèi)容還存在著一定的生疏感。因此科學(xué)教師在進(jìn)行科學(xué)演示實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)注重演示實(shí)驗(yàn)的注解工作，針對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中所需的工具、實(shí)驗(yàn)藥品選取、實(shí)驗(yàn)流程等進(jìn)行詳細(xì)的解釋，讓學(xué)生在觀看教師演示的過(guò)程中，充分地對(duì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生認(rèn)識(shí)，提高對(duì)科學(xué)知識(shí)的掌握程度。

二、充分利用反面教材，加深學(xué)生知識(shí)認(rèn)知

在進(jìn)行科學(xué)演示實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，一般教師都會(huì)進(jìn)行正確的科學(xué)演示實(shí)驗(yàn)，以引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生正確的認(rèn)識(shí)。但是隨著現(xiàn)代教育觀念的不斷轉(zhuǎn)變，不少教育學(xué)家認(rèn)為多角度的教學(xué)方式更有利于加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的認(rèn)識(shí)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量。因此在現(xiàn)代教育教學(xué)中，教師應(yīng)轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念，重視對(duì)反面教材的運(yùn)用。就初中科學(xué)的科學(xué)演示實(shí)驗(yàn)而言，科學(xué)教師應(yīng)該做到以下幾個(gè)方面：1.適當(dāng)進(jìn)行錯(cuò)誤實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思考。科學(xué)教師在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)演示的過(guò)程中，可以將實(shí)驗(yàn)結(jié)果、實(shí)驗(yàn)流程提前告訴學(xué)生，并在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)演示的過(guò)程中，有意進(jìn)行錯(cuò)誤的實(shí)驗(yàn)，造成實(shí)驗(yàn)的失敗。針對(duì)實(shí)驗(yàn)的失敗，組織學(xué)生進(jìn)行討論，讓學(xué)生找出造成實(shí)驗(yàn)失敗的原因，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行思考，加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的認(rèn)知。例如一位教師在上“熔化和凝固”課中海波的熔化實(shí)驗(yàn)時(shí)，請(qǐng)了幾名同學(xué)上講臺(tái)分別計(jì)時(shí)與讀數(shù)，以及觀察海波的狀態(tài)，每過(guò)1分鐘讀一次，從40℃開始讀數(shù)，另一位同學(xué)做好記錄，如下表1所示，在實(shí)驗(yàn)第2分鐘時(shí)，海波就開始熔化，而這些溫度計(jì)的示數(shù)一直在升高，這個(gè)實(shí)驗(yàn)應(yīng)該是失敗了。但是他并沒(méi)有宣布實(shí)驗(yàn)失敗，而是在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，播放了一個(gè)成功的海波熔化實(shí)驗(yàn)的視頻，要求學(xué)生把自己獲得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與視頻中的數(shù)據(jù)（表2）進(jìn)行對(duì)比，有什么不同。

表1

表2

在視頻的解說(shuō)中，海波在熔化的過(guò)程中溫度是保持不變的，教師提問(wèn)：在我們的實(shí)驗(yàn)中，為什么海波熔化時(shí)溫度一直在升高呢？要求學(xué)生尋找原因。學(xué)生積極回答，有的學(xué)生說(shuō)可能是實(shí)驗(yàn)過(guò)程中沒(méi)有攪拌，海波受熱不均勻，有的學(xué)生說(shuō)可能是海波吸熱太快，有的說(shuō)是溫度計(jì)的玻璃泡與試管壁接觸了，溫度計(jì)測(cè)得的不是海波的溫度；而是試管壁的溫度。有的同學(xué)說(shuō)是在裝入海波前，試管內(nèi)有殘留的海波，等等，學(xué)生討論非常熱烈，課堂氣氛活躍。教師在學(xué)生討論后，按照要注意的各個(gè)細(xì)節(jié)，做好充分的準(zhǔn)備工作，重新進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，得出了正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)論。該節(jié)課實(shí)驗(yàn)雖然失敗了，但失敗的實(shí)驗(yàn)也有它的教育教學(xué)價(jià)值，而且這種價(jià)值同樣值得我們深入挖掘。2.重視錯(cuò)誤實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中的嚴(yán)謹(jǐn)性與科學(xué)性。教師不僅要通過(guò)錯(cuò)誤實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)本身產(chǎn)生認(rèn)識(shí)，同時(shí)通過(guò)錯(cuò)誤的實(shí)驗(yàn)，教師還應(yīng)讓學(xué)生進(jìn)行錯(cuò)誤實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，讓學(xué)生從中體會(huì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)嚴(yán)謹(jǐn)精神的重要性，培養(yǎng)學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中的嚴(yán)謹(jǐn)性與科學(xué)性。

三、改變傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方式，激發(fā)學(xué)生探究能力

探究式學(xué)習(xí)是現(xiàn)在我國(guó)教育提出的一種教育教學(xué)方法，其對(duì)學(xué)生的發(fā)展有著很好的促進(jìn)作用，可以對(duì)學(xué)生的綜合素質(zhì)進(jìn)行有效的提高。因此在初中科學(xué)演示實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，初中科學(xué)教師應(yīng)提高對(duì)探究式學(xué)習(xí)的重視，積極地引導(dǎo)學(xué)生對(duì)科學(xué)問(wèn)題進(jìn)行探究，提高學(xué)生對(duì)科學(xué)學(xué)習(xí)的興趣，具體來(lái)講，教師可以通過(guò)以下途徑提高學(xué)生的探究能力：1.進(jìn)行提問(wèn)式教學(xué)，引發(fā)學(xué)生探究性思考。對(duì)學(xué)生進(jìn)行相關(guān)知識(shí)的提問(wèn)，是引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思考的有效手段之一。在初中科學(xué)課堂上，教師在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)演示之前，可以預(yù)先讓學(xué)生對(duì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果、原理等進(jìn)行思考，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)中的問(wèn)題進(jìn)行思想上的探究，為提高學(xué)生的探究能力做好準(zhǔn)備。2.適當(dāng)?shù)刈寣W(xué)生參與到實(shí)驗(yàn)中。教師在進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，應(yīng)避免直接向?qū)W生介紹科學(xué)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，而應(yīng)積極地激發(fā)起學(xué)生的好奇心，讓學(xué)生參與到實(shí)驗(yàn)中，對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的一切進(jìn)行觀察與探討，讓學(xué)生自己找尋實(shí)驗(yàn)的最終結(jié)果。通過(guò)這種方式，既可以增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)滿足感，又可以提高學(xué)生的探究能力。例如在進(jìn)行馬德堡半球演示時(shí)，先讓兩個(gè)“大力士”來(lái)拉，不能將兩個(gè)半球拉開，打開活塞，讓空氣進(jìn)入半球中，再讓兩個(gè)力氣最小的學(xué)生來(lái)拉，可以很輕松地將兩個(gè)半球分開。兩相對(duì)比，說(shuō)明大氣壓強(qiáng)不僅存在，而且不小，全體學(xué)生都留下了深刻的印象。

隨著教育改革的進(jìn)一步發(fā)展，減負(fù)增效已經(jīng)是時(shí)代發(fā)展的必然趨勢(shì)，讓學(xué)生減負(fù)增效的根本措施就是提高課堂教學(xué)效率。科學(xué)學(xué)習(xí)的重要方法是觀察和實(shí)驗(yàn)，學(xué)生會(huì)不會(huì)觀察——看實(shí)驗(yàn)的效率，學(xué)生會(huì)不會(huì)實(shí)驗(yàn)——看科學(xué)課堂演示實(shí)驗(yàn)的效率。教師在科學(xué)演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)該大膽嘗試，真正遵循“學(xué)生力所能及，教師讓之；學(xué)生力所難及，教師助之；學(xué)生力所不及，教師為之”的新課程理念。教師和學(xué)生共同討論，既活躍課堂氣氛，學(xué)生又能較好地掌握和理解科學(xué)規(guī)律。因此，科學(xué)教師應(yīng)積極地對(duì)科學(xué)演示實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改革與創(chuàng)新，努力提高科學(xué)演示實(shí)驗(yàn)的實(shí)效性，提高課堂教學(xué)效率，從而減輕學(xué)生課業(yè)負(fù)擔(dān)，提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)。

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