從《光的折射》淺談提高實驗教學有效性的方法

建構主義學習理論認為，學習是一個積極主動的建構過程，學習者不應被動地接收外在信息，而應根據先前認知結構主動地、有選擇地建構當前事物的意義。建構主義理論強調教師提供“真實的學習環境”，即知識的生成環境與運用知識的環境盡可能相近，這樣學習的知識才是適用的、有效的。實驗是在科學教學中最常用、最重要的教學方法之一。通過實驗不僅可以提供學生對所學習的自然現象的感性認識，而且可以使學生獲得初步的實驗技能和觀察分析問題的能力。有效的實驗教學就是創造含有豐富的信息，使學生能在其中積極思考、探究和進行知識建構的真實的學習環境。實驗現象不明顯，實驗教學有效性低，會導致學生不能清晰地觀察實驗現象，從而正確分析，獲得科學的結論。《光的折射》是初中科學一個重要的光學知識，學生對折射概念的認識和對折射規律的探索都需要通過實驗完成。因此，提高教師演示實驗和學生小組實驗的有效性是教學成敗的關鍵。

《光的折射》這節課可以從以下方面增加實驗教學的有效性：

選擇合適的實驗材料和實驗儀器，增加實驗教學的有效性。在明亮的教學環境中，光束是很難觀察到的，因此要選擇合適的實驗材料和儀器，提高光束的可見度。1.演示器材盡可能大，雖然實驗室新定的實驗器材易于操作，攜帶方便，但是太小，做光的演示實驗時不夠醒目，因此選擇了實驗室最大的玻璃磚。2.用顏色醒目的實驗材料，突出觀察對象。做硬幣“上浮”的實驗時，選擇黃顏色的五角硬幣，而不選銀色的一元硬幣。做池底變淺的模擬實驗，在紙上畫上一條粗黑線，便于看清“上升”的池底。3.實驗材料對比度強，醒目易見。使用亮度高的激光燈，更換新電池也是增加實驗可見度和有效性簡單易行的方法。除此之外，還可以通過在水中加酸奶或淀粉，在空氣中噴水霧，或用蚊香點燃產生的煙霧，增加光的漫反射，提高可見度。逐一嘗試以上幾種方法，發現往水中加酸奶是最簡單有效。往水中加淀粉，淀粉很快會沉淀；在空氣中噴水霧，要不停噴水，操作不便，而且弄濕實驗器材，影響觀察效果；蚊香產生的煙霧容易散去，因此要在密封的空間中操作。加酸奶現象明顯，易于操作，方便簡單。

改演示實驗為小組實驗，增加實驗教學的有效性。光的折射規律——兩角不等，通過老師在講臺上演示實驗、學生在座位上觀察現象、師生共同分析實驗現象、實驗數據，也可以歸納得出。但這樣安排實驗的可見度小，學生的參與性不高、學生對實驗過程缺乏體驗，知識和能力都得不到提升。因此改為學生小組實驗，讓學生小組合作完成探究實驗，近距離觀察實驗現象，體驗實驗過程，增加實驗的可見度，從而提高實驗教學的有效性。光的折射現象——水中彎折的筆、池底變淺兩個實驗簡單易行，也可讓學生親自實驗和觀察，增強實驗可見度，極好地豐富他們的感性認識，加深對折射現象的理解。學生看到水中的筆彎折了，非常興奮，說明親自實驗跟看圖片還是有很大區別的，能激發學生的學習興趣，增加實驗教學的有效性。

利用多媒體技術，增加實驗教學的有效性。自己先在適宜的環境中，以最好的角度拍下可見度高的實驗現象，然后課上呈現給學生，增加實驗現象的真實性、可靠性，也可以彌補的教學環境造成實驗可見度不高的問題。上課時光的折射現象的演示，由于各種原因，反射光線不是很清楚，展示課前在實驗室拍好的清晰的照片，可以讓學生很清楚地看到光在斜射入透明介質時，同時發生反射和折射。“上浮”的硬幣這個實驗雖然操作簡單，但學生不理解“紙片剛好遮住硬幣是保持視線不動”，導致很多學生不知道觀察什么，做什么。既浪費了時間，又沒達到預期的實驗效果。而且學生實驗過程中較難保持視線不變，因此在實物投影儀上教師先演示一遍，讓學生清楚地看到實驗過程和現象，然后有時間再讓學生自己操作，增加實驗的成功率。有些學生由于操作不當造成的實驗現象不明顯，也可以通過多媒體展示得以彌補。

規范實驗操作，增加實驗教學的有效性。經多次實驗發現，光的折射現象演示中反射光線是否明顯，與激光燈的照射角度也有很大關系，在實驗過程中要注意調節好角度，不能隨意擺放。在做探究光的折射規律的小組實驗時，不少學生把水槽中的水給倒翻了，導致實驗不能正常進行。原因是水槽放反了，沒卡在支架上。還有些學生在讀折射角和入射角時，要么角度讀錯，要么角找錯，而且不是依次增大或減小入射角，不規律的數據使學生在分析數據得出結論時遇到了困難。另外一開始小組的兩個同學都在自顧自觀察和記錄，相當于實驗要做兩次，浪費了不少時間。小組實驗要注重合作，分工明確，一人讀數，一人記錄，能提高效率，減少實驗的時間。池底變淺的模擬實驗，要引導好學生，不能倒太多水，否則看到的直線會彎曲的很厲害，要從側面合適的角度觀察，不然方紙片和圓紙片的直線不會明顯錯開。為了保證實驗教學的有效性，教師要在實驗前和實驗時做好指導工作，引導學生規范操作。

改進實驗，增加實驗教學的有效性。為了說明折射光線、入射光線、法線在同一平面，制作了一個演示儀器，將光照射在可以轉動的紙片上，轉動紙片不在同一平面，折射光線沒在紙片上出現，轉動紙片在同一個平面，折射光線又出現。證明折射時光路是可逆的，用另一支激光筆逆著折射光線的方向入射，折射光線與原來的入射光線重合變亮。這些自己制作的實驗器材，或者對實驗的改進，有效地增加了實驗教學的有效性。

初中科學新課標要求學生“自主探究”，倡導“親身體驗”。實驗教學是體現“以學生為本”教學理念的有效載體。教師應積極思考，注重細節，從多方面尋找提高實驗教學有效性的途徑，引導學生真正參與探索，在探索中獲得知識和快樂。

（作者單位：虹橋鎮第六中學）