優(yōu)化初中實(shí)驗(yàn)教學(xué)摭談

周祖瑞??

【內(nèi)容摘要】實(shí)驗(yàn)是科學(xué)探究的中心環(huán)節(jié)，是學(xué)生認(rèn)識(shí)自然現(xiàn)象、探索自然規(guī)律、形成知識(shí)技能的行之有效的重要途徑。本文從規(guī)范實(shí)驗(yàn)操作，養(yǎng)成良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣；優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)，拓展實(shí)驗(yàn)的廣度深度；創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造思維等方面探討了優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)提高初中科學(xué)教學(xué)質(zhì)量的問(wèn)題。

【關(guān)鍵詞】實(shí)驗(yàn)教學(xué) 優(yōu)化創(chuàng)新 途徑策略

優(yōu)化和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)，可以有效培養(yǎng)學(xué)生的觀察、思維、實(shí)驗(yàn)操作、自主探究和創(chuàng)造能力，逐步改變學(xué)生接受式的學(xué)習(xí)方式，也改變教師的教授式的教學(xué)方式，這對(duì)于全面提高初中科學(xué)教學(xué)的質(zhì)量具有重要意義。

一、規(guī)范實(shí)驗(yàn)操作，養(yǎng)成良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣

初中科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，必須規(guī)范實(shí)驗(yàn)操作，這既有利于實(shí)驗(yàn)安全，又有利于培養(yǎng)學(xué)生良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣，從而提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)效。為此，筆者認(rèn)為著重要培養(yǎng)學(xué)生三個(gè)方面的習(xí)慣。首先，關(guān)注細(xì)節(jié)的習(xí)慣。在初中的實(shí)驗(yàn)課上，要想讓學(xué)生真正的感受到科學(xué)實(shí)驗(yàn)所帶來(lái)的魅力，除了在其面前將實(shí)驗(yàn)的結(jié)果展示出來(lái)之外，還要求其掌握住實(shí)驗(yàn)各個(gè)環(huán)節(jié)的操作流程，而這與事先形成一個(gè)良好的關(guān)注細(xì)節(jié)的好習(xí)慣是分不開(kāi)的。在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中尤其要將學(xué)生向這方面進(jìn)行引導(dǎo)，有的學(xué)生實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中精力不夠集中，喜歡開(kāi)小差或者與周?chē)耐瑢W(xué)閑聊，這種行為都是不允許的，必須加以糾正。其次，養(yǎng)成動(dòng)手的習(xí)慣。在初中的科學(xué)實(shí)驗(yàn)中，養(yǎng)成動(dòng)手的好習(xí)慣是實(shí)驗(yàn)成功的必備條件，有些中學(xué)生眼高手低，不愿意自己動(dòng)手，天真的以為將實(shí)驗(yàn)步驟在腦子里面過(guò)一遍就能夠替代實(shí)驗(yàn)的操作，其實(shí)這種想法是極其錯(cuò)誤的。不去動(dòng)手操作，就永遠(yuǎn)找不到其中所存在的認(rèn)識(shí)上的不足。面對(duì)這種情況，我們可以事先的加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的演示工作。例如在“臨時(shí)裝片的制作”實(shí)驗(yàn)課教學(xué)中，筆者采用小組教學(xué)法，分組讓學(xué)生在講臺(tái)上用道具將實(shí)驗(yàn)的每一個(gè)流程演示出來(lái)。這時(shí)學(xué)生認(rèn)識(shí)上的不足自然就暴露出來(lái)，有的學(xué)生弄混了滴與吸的順序，而有的同學(xué)則記錯(cuò)了染色時(shí)間，這時(shí)及時(shí)的予以糾正指導(dǎo)，可以有效的提高實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)效率。最后，養(yǎng)成實(shí)驗(yàn)總結(jié)的習(xí)慣。在初中的科學(xué)實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)后的總結(jié)也是不可或缺的。在總結(jié)中，我們可以讓學(xué)生不斷的回憶起實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的一些細(xì)節(jié)之處及遇到的沒(méi)有能夠及時(shí)解決的問(wèn)題，將其記錄下來(lái)，便能夠?qū)⑵渎涞綄?shí)處。另外，及時(shí)的總結(jié)也可以記錄下在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的心得體會(huì)，一些實(shí)驗(yàn)可能的改進(jìn)之處以及操作的過(guò)程中所閃現(xiàn)的創(chuàng)新點(diǎn)。

二、優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)，拓展實(shí)驗(yàn)的廣度和深度

1.簡(jiǎn)化實(shí)驗(yàn)操作，提高實(shí)驗(yàn)效果

簡(jiǎn)化實(shí)驗(yàn)操作，突出原理而排除非本質(zhì)因素的影響，使實(shí)驗(yàn)利于操作、節(jié)省時(shí)間、保證成功率，既有助于消除學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的恐懼感，又提高實(shí)驗(yàn)效果。

（1）簡(jiǎn)化步驟。通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)器材的改進(jìn)，使原本不易操作控制的條件得以省略，從而簡(jiǎn)化實(shí)驗(yàn)步驟，忽略實(shí)驗(yàn)的次要因素，并突出主要因素。例如探究“二力平衡條件”，很多版本的器材一直沿用圖（1），此圖為經(jīng)典實(shí)驗(yàn)但受摩擦力限制。圖（2）用彈簧秤測(cè)量力大小，雖然可以定量地分析實(shí)驗(yàn)，但不易控制且力的大小不穩(wěn)定，需要用手控制圖中紙牌才能實(shí)現(xiàn)。而采用圖（3）則物體離開(kāi)接觸面不受摩擦力影響，同時(shí)，用撲克牌代替小車(chē)，因其質(zhì)量小而重力影響幾乎可以忽略。力的大小可以用鉤碼的數(shù)量來(lái)代替，既體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模趾?jiǎn)化實(shí)驗(yàn)的步驟，節(jié)省了時(shí)間，使實(shí)驗(yàn)效果不受干擾。

（2）簡(jiǎn)化儀器。對(duì)原有儀器進(jìn)行“瘦身”即微型化，原本復(fù)雜的儀器以簡(jiǎn)化裝置代替，從而擴(kuò)大儀器的選擇面，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的對(duì)比。例如開(kāi)展“雨落葉出紅花開(kāi)——讓指示劑變色”的實(shí)驗(yàn)：先在白紙上用玻璃棒蘸溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%的硫酸溶液畫(huà)上花；再蘸溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的NaOH溶液畫(huà)上葉；將白紙掛上墻。用溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%的紫色石蕊試液向紙上噴灑即可出現(xiàn)“雨”落葉出紅花開(kāi)。實(shí)驗(yàn)的化學(xué)原理是紫色石蕊試液遇酸變紅、遇堿變藍(lán)。這樣即簡(jiǎn)化了實(shí)驗(yàn)器材，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)的微型化，同時(shí)又達(dá)到實(shí)驗(yàn)的效果，并能節(jié)省藥品。通過(guò)對(duì)比更達(dá)到同中求異，從而為解決問(wèn)題打開(kāi)思路。

2.緊密聯(lián)系生活，利用地方資源

教師應(yīng)該充分的發(fā)揮校內(nèi)和校外兩個(gè)區(qū)域的課程資源優(yōu)勢(shì)，對(duì)于生活中的物品進(jìn)行合理的利用，減少實(shí)驗(yàn)藥品和器材投資的同時(shí)，也在一定程度上突出了科學(xué)課程緊密聯(lián)系生活這一重要原則。比如，在農(nóng)村中學(xué)的科學(xué)實(shí)驗(yàn)課上，就可以大量的利用當(dāng)?shù)氐馁Y源優(yōu)勢(shì)，來(lái)進(jìn)行無(wú)土栽培營(yíng)養(yǎng)液的配置實(shí)驗(yàn)。首先，由于地處農(nóng)村，因而可以在很短的時(shí)間內(nèi)找到適合于本實(shí)驗(yàn)主題的實(shí)驗(yàn)對(duì)象。其次，由于平時(shí)對(duì)于這些植物的耳濡目染，對(duì)于其在缺乏某種營(yíng)養(yǎng)元素的情況下所表現(xiàn)出的各種不良的癥狀可以有一個(gè)準(zhǔn)確的判斷，進(jìn)而提高后續(xù)實(shí)驗(yàn)的精度，對(duì)于結(jié)果的分析進(jìn)行的更加的準(zhǔn)確。再者，在農(nóng)村得天獨(dú)厚的資源優(yōu)勢(shì)面前，可以進(jìn)行大量的對(duì)比性實(shí)驗(yàn)，從而為實(shí)現(xiàn)由課堂實(shí)驗(yàn)向生活的擴(kuò)展和延伸提供了可能。

3.巧用廢棄物品，開(kāi)展趣味制作

用生活中的廢棄物品自制實(shí)驗(yàn)，既可以節(jié)約實(shí)驗(yàn)成本，又可以使學(xué)生覺(jué)得親切，而且還能增強(qiáng)學(xué)生動(dòng)手的興趣和能力，發(fā)展他們的創(chuàng)造性思維，使他們經(jīng)常能品嘗到成功的喜悅。例如師生共同努力制作魔法礦泉水瓶，可以設(shè)計(jì)并完成以下實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)一：演示光的直線傳播。在一只塑料瓶中裝入一定量的水，在其中加入適量的豆奶粉，擰緊瓶蓋，充分搖勻，將激光棒發(fā)出的光透過(guò)瓶底，對(duì)著瓶蓋照射，會(huì)看到光沿直線傳播的光柱（此實(shí)驗(yàn)還可說(shuō)明光能在液體中傳播）。另外，可以制造出一個(gè)煙霧室，向內(nèi)吹進(jìn)一些煙霧，用激光筆照射，同樣可見(jiàn)光在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播。實(shí)驗(yàn)二：探究聲音的音調(diào)。在幾只相同的塑料瓶中裝上不同深度的水，然后用嘴對(duì)著瓶中吹氣，會(huì)發(fā)出音調(diào)高低不同的聲音，從而可以說(shuō)明音調(diào)跟頻率的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)三：演示大氣壓強(qiáng)的存在。將熱水灌入塑料瓶搖晃幾下，倒去熱水后迅速擰緊瓶蓋，過(guò)一會(huì)可觀察到塑料瓶被壓癟，從而說(shuō)明大氣壓的存在。實(shí)驗(yàn)四：自制潛艇。將礦泉水瓶裝入適量的沙子，擰緊蓋，放入水中，瓶可豎直下沉。通過(guò)調(diào)節(jié)裝沙量的多少，可使瓶在水中豎直地漂浮或懸浮。通過(guò)趣味性的制作，激發(fā)并維持了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)了深入思考。

三、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造思維

1.改造教材實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)創(chuàng)新思維

知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新性能力是教學(xué)的重中之重，初中科學(xué)實(shí)驗(yàn)也不例外。例如在初中化學(xué)的探究制取二氧化碳的性質(zhì)那個(gè)實(shí)驗(yàn)，就可以將課本上的儀器稍加改動(dòng)，比如采用試管，廣口瓶或者錐形瓶，平底燒瓶等作為主要的反應(yīng)容器，將其與不同的單口橡皮塞進(jìn)行組合。再比如對(duì)于空氣中氧氣含量的測(cè)定進(jìn)行改造。縱所周知，先前的空氣中氧氣含量的測(cè)定所采用的磷燃燒法存在著比較大的缺陷，不僅導(dǎo)管中的空氣沒(méi)有參與到磷燃燒的反應(yīng)中，而且由于溫度等原因，會(huì)使得一部分的空氣在燃燒之前就被排除，從而對(duì)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果造成了影響。為此，筆者覺(jué)得可以進(jìn)行這樣的改造，可以事先將紅磷放置在一個(gè)密閉的空間里面，采用更為高效的太陽(yáng)能或紅外燈泡聚焦的方式來(lái)點(diǎn)燃紅磷，這就避免了紅磷燃燒之初空氣的消耗。在空氣消耗量的判斷上，可以加裝一個(gè)針頭注射器，起初由于熱脹冷縮的原因，注射器中的活塞推進(jìn)發(fā)生著不同的變化，從而為最后實(shí)驗(yàn)結(jié)果的得出提供更為精確的判斷。在這一系列的改造中，學(xué)生從中拓展了思維，激發(fā)了其自身潛在的創(chuàng)造性，科學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)實(shí)效也就更高。

2.巧用課堂資源，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)

“凡事預(yù)則立，不預(yù)則廢”。一切教學(xué)都是預(yù)設(shè)與生成的統(tǒng)一體。當(dāng)教學(xué)生成與預(yù)設(shè)出現(xiàn)矛盾時(shí)，應(yīng)充分尊重學(xué)生，給學(xué)生表達(dá)和表現(xiàn)的機(jī)會(huì)；然而，預(yù)設(shè)再充分，絕不可能考慮到教學(xué)生成的全部?jī)?nèi)容，這就要教師注重設(shè)計(jì)一些有彈性的教學(xué)預(yù)設(shè)，并隨時(shí)捕捉課堂教學(xué)中動(dòng)態(tài)生成的創(chuàng)新資源。沒(méi)有預(yù)料不到的成果，教學(xué)也就不成一種藝術(shù)了。我們應(yīng)正視教學(xué)中出現(xiàn)的“陰錯(cuò)陽(yáng)差”，重視“節(jié)外生枝”，珍視“靈光一閃”，只有這樣，我們的課堂才會(huì)走向?yàn)⒚摚呦虼髿猓呦蝾Ｖ恰＠缭趯W(xué)習(xí)“定滑輪和動(dòng)滑輪”時(shí)，教師演示了定滑輪和動(dòng)滑輪提升重物實(shí)驗(yàn)后（如圖1），師生通過(guò)實(shí)驗(yàn)可以看出：定滑輪不能省力，但可以改變力的作用方向，而動(dòng)滑輪可以省一半的力，但不能改變力的作用方向。

師：你能解釋為什么使用定滑輪不省力，而使用動(dòng)滑輪可以省一半力嗎？

（師生共同分析，原來(lái)滑輪其實(shí)是一個(gè)變形的杠桿，定滑輪實(shí)質(zhì)是個(gè)等臂杠桿；動(dòng)滑輪實(shí)質(zhì)是個(gè)動(dòng)力臂為阻力臂2倍的杠桿（如圖2）。所以使用定滑輪不省力，而使用動(dòng)滑輪可以省一半的力。）

生：動(dòng)滑輪一定能省一半力嗎？

（教師正在精心細(xì)致的分析時(shí)，冷不丁被學(xué)生的一個(gè)疑問(wèn)打斷。學(xué)生提出疑問(wèn)，一定有他的道理！）

師：那你認(rèn)為應(yīng)該是怎樣的呢？

生：對(duì)于動(dòng)滑輪，支點(diǎn)在滑輪的一側(cè)，當(dāng)拉力處于F1的位置時(shí)，其力臂為L(zhǎng)1，剛好為滑輪的直徑，等于阻力臂的2倍，所以拉力F1為阻力的一半，即省一半的力；而當(dāng)拉力處于F2或F3等位置時(shí)，作出力臂為L(zhǎng)2、L3（如圖3），很明顯，L2、L3均小于L1，所以力F2、F3明顯要大于F1，也即動(dòng)滑輪不能省一半力了！

師：分析得相當(dāng)精彩，也就是說(shuō)，動(dòng)滑輪的省力狀況，還要視拉力的位置而定。那定滑輪又是如何的呢？（在教師的引導(dǎo)下，全班同學(xué)依照剛才的分析方法，一起探討定滑輪是否一定不能省力這一問(wèn)題。）

生：對(duì)于定滑輪，支點(diǎn)在滑輪的中心，當(dāng)拉力無(wú)論處于F1、F2、F3等位置時(shí)，其力臂分別為L(zhǎng)1、L2、L3（如圖4），始終為滑輪的半徑，且等于阻力的力臂，所以，對(duì)于定滑輪，不管拉力處于何位置，均不能省力！

師：分析的有道理。那事實(shí)是否真的如此，我們只有通過(guò)實(shí)驗(yàn)才能證明。

于是，教師與學(xué)生一起在課堂上臨時(shí)做了一個(gè)“意外發(fā)現(xiàn)”的探究實(shí)驗(yàn)，重點(diǎn)探究拉力的作用方向與定、動(dòng)滑輪的省力狀況，以檢驗(yàn)自己的分析和猜想。

師：通過(guò)實(shí)驗(yàn)，你們發(fā)現(xiàn)剛才的分析有道理嗎？

生：有道理。動(dòng)滑輪省一半力，必須還得加個(gè)前提條件，只有當(dāng)拉力豎直向上時(shí)，才能成立！

……

這節(jié)課筆者沒(méi)有按預(yù)定的設(shè)計(jì)上課，并且在學(xué)生的啟發(fā)下，課中又補(bǔ)充了一個(gè)探究實(shí)驗(yàn)，可這又何嘗不是一節(jié)非常成功的科學(xué)課，何嘗不是一節(jié)有效的科學(xué)課。學(xué)生在課堂上提出疑問(wèn)，并得到了教師的尊重，師生共同開(kāi)展探究活動(dòng)，擁有了更為廣闊的研究空間，最大限度地發(fā)揮了學(xué)生聰明智慧。

3.優(yōu)化實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)，保護(hù)創(chuàng)新思維

在初中科學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)評(píng)價(jià)中，評(píng)價(jià)體系不能夠局限于最終結(jié)果的好與壞上，不能夠以學(xué)生獲取的分?jǐn)?shù)作為實(shí)驗(yàn)成功與否的標(biāo)準(zhǔn)。我們要做的就是對(duì)于初中學(xué)生的整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程以及在其中所看，所想，所感，收獲等進(jìn)行全面的分析和判斷。例如，進(jìn)行這樣一場(chǎng)關(guān)于鐵生銹條件的探究性考察，在正式的實(shí)驗(yàn)前給所有的學(xué)生布置一個(gè)任務(wù)，即大量的查閱資料和觀察日常的生活，記錄下文獻(xiàn)或身邊所發(fā)生的鐵生銹的現(xiàn)象，同時(shí)對(duì)于具體的地點(diǎn)，鐵的材質(zhì)，時(shí)間以及腐蝕程度等也一并備注在案。這樣學(xué)生通過(guò)其中的觀察，便提出來(lái)了種種假設(shè)，有的同學(xué)提出，家里廚房中鐵鍋的生銹部分最容易出現(xiàn)在其與水面接觸的界面處，所以推斷鐵生銹的條件和空氣和水有關(guān)，由于空氣中含有大量的氮?dú)猓虼耍獨(dú)獾挠绊懪c鐵生銹息息相關(guān)。而有的同學(xué)則說(shuō)，家里的刀具常常生銹的是那些浸濕過(guò)水的地方，而自來(lái)水常用氯氣來(lái)消毒，其中還有大量的氯離子，故推斷生銹與氯元素分不開(kāi)。暫且不論同學(xué)假設(shè)的正確與否，單從推斷的過(guò)程來(lái)看，可以找出其中的閃光點(diǎn)和不足。空氣中含有大量的氮?dú)馐遣诲e(cuò)，但是難道空氣中只是含有氮?dú)鈫幔蜎](méi)有其他的元素嗎？自來(lái)水的確由氯氣消毒而來(lái)，但是實(shí)際中其含量卻非常的少，這么少的劑量足以產(chǎn)生鐵銹嗎？老師在評(píng)價(jià)中對(duì)這一問(wèn)題，一方面要指出學(xué)生在邏輯思維能力上的不足，鼓勵(lì)其建立起更為縝密的思維；另一方面，也要對(duì)其細(xì)致觀察事物的能力以及思維的靈活度給予高度的評(píng)價(jià)，在一定程度上減少結(jié)果對(duì)于其最終成績(jī)的影響，讓學(xué)生能夠放下負(fù)擔(dān)，輕松的向探索科學(xué)的未知世界邁進(jìn)。

綜上所述，我們一定要規(guī)范科學(xué)實(shí)驗(yàn)的管理，實(shí)行實(shí)驗(yàn)過(guò)程的科學(xué)評(píng)價(jià)，養(yǎng)成良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣以及構(gòu)建實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新性思維融入其中。只有這樣，初中科學(xué)實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)才能夠有所突破。

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（作者單位：浙江臺(tái)州市天臺(tái)縣三合中學(xué)）