新課標理念下初中自然科學實驗課程的反思

白喜平

一

自然科學是一門實驗科學，自然科學中的每一個概念、規(guī)律的發(fā)現(xiàn)和確立都依賴于實驗，新課標強調科學探究過程，因此，在教學中加強學生實驗方面的訓練，無疑是提高自然科學教學質量的必由之路。目前中學科學教學大綱中安排了相當數量的學生實驗和演示實驗，不難發(fā)現(xiàn)，這些實驗存在某些不足，主要表現(xiàn)在以下方面。

1.實驗教育思想理念落后。把實驗作為傳授科學知識和訓練實驗技能的工具，演示實驗數量較多，作業(yè)側重理論計算，輕視實驗數據的處理。

2.課本中每個實驗的實驗原理及操作步驟都講得十分清楚，學生只需按部就班地完成實驗操作即可。這樣的實驗只能增加學生的感性認識，鍛煉學生的動手操作能力，創(chuàng)造性思維的訓練是不夠的，很難培養(yǎng)學生解決問題的能力。

3.目前課本中的實驗大多是驗證性實驗，學生只要懂了書上的定律，一般都能輕而易舉地完成實驗。這種安排違反了教育應該走在學生智力發(fā)展前面的原則，對培養(yǎng)學生的能力是不利的。

二

針對以上不足，我們對實驗教學內容和教學方法進行了改革，使實驗教學為發(fā)展學生的智力、提高學生的素質服務。在實驗內容的改革方面，我們主要采取了以下三條措施。

1.增加實驗尤其是學生實驗的數量。不論是在課堂演示實驗，還是在學生實驗或小實驗等方面，平均增加60%的實驗。其中有一部分新實驗，并把一部分演示實驗改做學生實驗。

2.重視實驗誤差討論。科學實驗離不開測量，測量是實驗科學最本質的東西。從某種意義上來講，結果準確的實驗就是成功的實驗，反之就是不成功的實驗。在培養(yǎng)優(yōu)秀學生的過程中，應該讓他們掌握一些必要的實驗誤差的基本知識。在設計實驗方案時，要求學生盡量消除實驗的系統(tǒng)誤差；在選擇實驗器材時考慮它的精確程度；在處理實驗數據時，采用盡量科學的方法。

3.加強重要實驗方法的教學。實驗領域中有一些重要的方法，比如減小實驗系統(tǒng)誤差的方法、減小實驗偶然誤差的方法、實驗探究規(guī)律的方法、迂回測量的方法等。這些方法不是在個別實驗中，而是在許多實驗中都有應用，因此具有一定的普遍意義，一定要讓學生很好地掌握這些方法。必要時，我們甚至根據實驗方法安排實驗內容，集中安排幾個某種方法體現(xiàn)比較典型的實驗，這樣便于學生深刻領會和熟練掌握某一種實驗方法。

三

在實驗教學方法改革方面，我們做了以下嘗試。

1.在課堂上創(chuàng)設一些實驗問題讓學生研究。如我在講功率一節(jié)時，設計了這樣一個實驗題目：要求測定一個人騎自行車由靜止到啟動的過程中，人做的功除了增加人和車的動能之外，還要克服空氣阻力和地面的摩擦力，其中哪些因素是主要的，哪些因素是次要的？學生根據自己騎自行車的經驗，認為空氣阻力很明顯，不能忽略，而地面和車輪之間的滾動摩擦一般比較小，可以忽略。接下來的問題是怎樣測量人克服空氣阻力做的功？學生都有這樣的體會：頂風騎車時，騎得越快風的阻力越大，因此可以設風的阻力和車的速度成正比。車的速度怎樣測？風的阻力和車速成正比的比例因數是多少？問題一個接一個地出現(xiàn)，被大家一個接一個地解決，終于找到了一個大家都比較滿意的實驗方案。接著全班同學興高采烈地到操場上做實驗，最后回到教室里，師生一起處理實驗數據，作出圖像，得出實驗結果。在整個實驗過程中，除了實驗題目是由老師提供的外，實驗方案和解決問題的途徑都是由學生討論研究出來的，因此他們覺得很有意思，收獲很大。

2.在實驗的教學類型上增加探索性實驗、定性實驗、興趣性實驗、課外實驗等。我校有一批進口科學儀器，性能比較好，涉及的實驗內容比較廣。這批儀器的說明書是英文的，我指定一名學生準備某一個實驗，要求他先翻譯好說明書，準備好器材，然后帶領其他同學做實驗。這個主講的學生還要準備好一些討論題，實驗后供同學討論。學生對這樣的實驗非常感興趣。此類實驗雖然有時和考試沒有直接關系，但是這種帶有研究性的實驗對優(yōu)秀學生很有好處。

3.創(chuàng)新實驗設計，因地制宜地設計實驗。例如在做托里拆利實驗時，告訴學生，由于汞有毒，我們設計了水代替汞。水柱的測量由幾組學生在樓梯上進行。由于水柱比較高，事先協(xié)助學生進行水管的設置。實驗過程對學生有極強的感官刺激，避免了大多數學校黑板上講實驗的現(xiàn)狀，鍛煉了學生的實驗設計能力，提高了學生的參與度。

總之，重視實驗，歷史再現(xiàn)科學探索的過程。這不僅可以說明事實，而且對激發(fā)學生的學習興趣、增強探究能力、開發(fā)創(chuàng)造性思維、提高學生科學素養(yǎng)都有重要意義。