實驗不僅為學生提供感性認識的直觀手段,而且還激發學生的學習興趣,培養學生的觀察能力、思維能力、動手能力以及分析和解決問題的能力,轉變學生學習方式,是實現終身學習的有效途徑和方法。但是,我們在教學過程中還是發現,教材中有些實驗直觀性強,不利于學生探究;有些限于緊張的課時,實驗很難成功;有些遠離學生生活,造成實驗教學缺乏有效性。針對以上情況,本文重點探究如何挖掘實驗資源,進行有效實驗。
一、挖掘身邊的資源,激發學習興趣
利用身邊的資源,重新設計實驗,以幫助學生更好的探究;同時以學生身邊的東西作為實驗器材,可以使學生有一種親切感,感到科學并不神秘,就在自己身邊,有利于調動學生的學習積極性,激發他們進行實驗探究的興趣。
[案例1]:在科學(八年級下)第二章第1節“空氣”這一節的教學中,有一個活動:“探究空氣中二氧化碳的存在及含量?!苯滩闹惺怯么筢樛舶芽諝鈮喝胧宜校^察石灰水是否變渾濁及變渾濁的快慢。學生按照教材的方法,分小組進行探究。結果各小組匯報探究情況時,均回答石灰水和未通入時一樣,沒有什么變化,教室里頓時顯得有些亂,有些學生很失望。之前筆者在教學設計時已經考慮到可能會出現這樣的局面,因為空氣中二氧化碳的含量本來就很低,而用針筒通入的空氣很少,課堂時間又有限,效果肯定不明顯。此時筆者讓學生來探究一下:“澄清石灰水為什么沒有變渾濁?”先讓學生思考、討論并提出猜想。學生提出了“廣口瓶中盛的可能不是澄清石灰水?”讓學生通過玻璃管往澄清石灰水中吹氣,馬上變渾;“可能空氣中沒有二氧化碳?”通過動植物的呼吸等事實又被推翻了;“可能我們通入的空氣太少?”此時筆者提出問題:“有什么辦法可以多通入空氣呢?”有學生提出用打氣筒,班里的財產保管員立即從柜里拿出打氣筒,讓同學進行實驗。不一會兒,澄清石灰水就變渾濁了,水到渠成地達到了教學目的。
二、挖掘身邊的資源,激發探究欲望
只有體驗和實踐,才能有所創新。把我們的感受告訴學生,不如讓他們在活動中親身體驗。學生在自己說服自己、自己感受活動的體驗中能更快捷地走向成熟。因此,在科學教學過程中,演示實驗最大限度地轉化為學生分組實驗,更能激發學生探究、求知的欲望。
[案例2]:在科學(七年級下)第四章第1節“熔化與凝固”這一節的教學中,有一個活動“探究晶體與非晶體的熔化過程”,現行教材中,都以海波(Na2S2O3·5H2O)和松香作實驗材料。但經實驗驗證,發現海波熔點不是48℃,如果實驗過程比較粗糙,可見其“熔點”為48℃,其實,此溫度為其結晶水合物分解溫度,并且在48℃的這個位置只保持了很短的時間,最終的實驗圖像(“溫度——時間”圖像)與石蠟的實驗圖像非常相似,根本無法從圖像上加以區分:一個是晶體,一個是非晶體。同時,實驗需要加熱很麻煩,消耗的時間很長,學生也無法體驗實驗過程,因此筆者為了方便操作,確保實驗的成功率,在教學中利用冰鹽水作為速凍劑對這個實驗做了多方面的改進,取得了較好的教學效果。
冰鹽水制作:將濃鹽水裝在水槽里,放入冰箱進行冷凍,一夜過后,在水面就會結有一層松軟的碎冰,其溫度可達到-20℃。
實驗準備:用冰代替海波,用食用油替代松香,在試管中分別注入適量的水和食用油并插入溫度計,一組一杯冰鹽水作為“冷庫”。上課一開始就讓學生將裝有少量水和食用油的玻璃試管插入冰鹽水中,幾分鐘的時間內就能使試管里的水和油迅速凍結備用。
實驗過程:從“冷庫”中取出準備好的試管,用手握住試管底部加熱,待冰和油的溫度升至-8℃后,根據冰和油的熔化實驗記錄,畫出冰和油的熔化圖象。
因為試管中冰和凍油的量都比較少,又是秋天季節,所以無需用酒精燈加熱,只要利用周圍的空氣進行加熱,或者讓學生用手捂住試管(這樣還可讓學生體驗一下冰冷的感覺,說明此時冰和凍油都在不斷吸熱)。起初冰和凍油吸熱后溫度開始逐漸上升,但狀態不變,而當溫度升到0℃以后,就會看到冰開始熔化了,試管中先是有少量的水出現,而后逐漸增多,但冰水混合物的溫度始終保持不變,只有當冰全部熔化后溫度才會逐漸升高,而冰凍食用油在熔化時的溫度則是不斷升高的。
三、挖掘實驗資源,激發創新激情
課外實驗是科學實驗教學的一個重要組成部分,能夠培養學生探索科學的興趣并增強學生的動手和實驗創新能力。課外實驗任務比較開放,可以利用學生的課外活動時間和雙休日完成。如果再巧妙地運用學生身邊的一些學習、生活用品等進行實驗,它比“正規實驗”更富有親切感,更貼近學生的生活實際,從而激發學生的創新激情,喚起學生的學習動機,使之深刻理解所學的知識。
[案例3]:在科學(七年級下)第四章第5節“地殼變動和火山地震”這一節的教學中,配套的作業本中有一個題目,讓學生設計火山噴發實驗,觀察火山噴發現象。當時筆者讓學生分組設計實驗,作為課外作業完成時,學生想了許多方法,如火藥埋在沙石堆中,點燃后讓火藥爆炸;小塑料瓶埋在橡皮泥中,在下面擠壓瓶子,紅墨水從中噴出;還有一組利用自己的生活經驗和課外知識,把一瓶2.25L的碳酸飲料和一盒薄荷糖埋在沙石堆中,做噴泉實驗。打開碳酸飲料瓶子,把一盒薄荷糖迅速倒入其中,碳酸飲料就會立刻噴出來形成約1米高的噴泉。雖然他們當時并不知道其中的原理,但經過筆者的點撥,他們豁然開朗。像這一簡單易行的實驗,讓學生驚嘆之余還能體驗到火山爆發的宏偉氣勢,鞏固了火山體的構造,也學到一些壓強方面的知識,同時解釋了打開啤酒瓶啤酒泡沫溢出的生活現象。
總之,教師要教會學生利用身邊的材料,通過有效的實驗探究,鞏固和豐富所學知識,寓樂于學,增強運用知識解決社會和生活中問題的能力。同時,豐富的科學知識使學生感覺到對自己的生活有幫助,會激發學生求知的欲望和探索的勇氣,培養創新精神。