提高初中科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)有效性探微

宋東軍

摘 要：從課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)、課外實(shí)驗(yàn)教學(xué)這兩大方面展開討論如何進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，關(guān)注實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)注意的問題，從而闡述如何提高科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性。

關(guān)鍵詞：實(shí)驗(yàn)教學(xué)；實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)；有效性

偉大的科學(xué)家伽利略曾說過：“科學(xué)的真理不應(yīng)該在古代圣人的蒙著灰塵的書上去找，而應(yīng)該在實(shí)驗(yàn)中和以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的理論中去找。”鑒于此，筆者結(jié)合自己在教學(xué)實(shí)踐中的點(diǎn)滴，就如何提高初中科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性談幾點(diǎn)體會(huì)。

一、設(shè)計(jì)趣味性實(shí)驗(yàn)作為新課導(dǎo)入，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣

可以用“瓶吞雞蛋”的實(shí)驗(yàn)作為大氣壓的存在的新課導(dǎo)入。方法：點(diǎn)燃一張紙，放到廣口瓶中，然后剝了殼的熟雞蛋小頭朝下迅速塞住瓶口，讓學(xué)生猜想會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象？結(jié)果：雞蛋被“吞”進(jìn)瓶子。學(xué)生簡(jiǎn)直不敢相信自己的眼睛，但事實(shí)就在眼前。馬上拋出問題——讓學(xué)生思考為什么會(huì)出現(xiàn)此現(xiàn)象？而新課就這樣誕生了。學(xué)生在新課學(xué)習(xí)過程中一直帶著這個(gè)問題，最后讓學(xué)生通過已學(xué)知識(shí)解釋，有90%的學(xué)生能用自己的語(yǔ)言說明原理：燃燒消耗氧氣，瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)降低，低于大氣壓，大氣壓將雞蛋“推”進(jìn)瓶子里。

再如，學(xué)劉嫌變“燒不壞的手帕”魔術(shù)，引出汽化和液化的教學(xué)內(nèi)容。這樣的例子還有許許多多：“氣體的壓強(qiáng)與流速關(guān)系”的教學(xué)時(shí)，在一個(gè)倒置的漏斗中放入一個(gè)乒乓球，請(qǐng)一個(gè)學(xué)生沿斗柄用力向下吹氣。“乒乓球會(huì)掉下來嗎？”這時(shí)，學(xué)生個(gè)個(gè)全神貫注，思維進(jìn)入活躍狀態(tài)，猜想著結(jié)果會(huì)怎樣。而事實(shí)上乒乓球不會(huì)掉下來，學(xué)生都感到驚訝、神奇：為什么會(huì)這樣呢？從而在疑問和好奇中展開了思維的翅膀。

新奇的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象立刻抓住了學(xué)生的好奇心，促使他們懷著極大的興趣和揭開謎底的欲望主動(dòng)地進(jìn)行探究，上課的注意力很集中，從而提高了學(xué)習(xí)效率。

二、利用身邊的物品作為實(shí)驗(yàn)器材，使實(shí)驗(yàn)“貧民化”

在實(shí)驗(yàn)中，我們應(yīng)避免難度大、繁瑣。可以簡(jiǎn)化的實(shí)驗(yàn)裝置要從簡(jiǎn)，盡量找生活用品代替復(fù)雜、昂貴的實(shí)驗(yàn)專用器材，從而使實(shí)驗(yàn)操作比較簡(jiǎn)單并節(jié)約時(shí)間。

例如可樂瓶很容易獲得，在實(shí)驗(yàn)中是最好的幫手之一，并且效果明顯。學(xué)習(xí)力的兩個(gè)作用效果時(shí)，用手捏瓶，瓶變扁，直觀地說明，力可以使物體發(fā)生形變。隨手一拋可樂瓶，就可以證明另一個(gè)力的作用效果——力可以改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。也可以研究大氣壓的存在以及液體內(nèi)部的壓強(qiáng)。前者只要將盛過熱水的瓶子將水倒掉，立即蓋緊瓶蓋，稍后瓶變扁。后者的操作過程如下：我們?cè)诠酀M水的可樂瓶側(cè)壁上1字形排開，用大頭針戳三個(gè)小孔，這時(shí)由于液體對(duì)該容器側(cè)壁產(chǎn)生壓強(qiáng)，且其效果隨著深度增大而越加明顯，液體就會(huì)從這些小孔中噴出，越往下的小孔射出的液體越遠(yuǎn)，從而來驗(yàn)證液體內(nèi)部壓強(qiáng)的特點(diǎn)。這個(gè)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)材料經(jīng)濟(jì)易得，操作又簡(jiǎn)單，效果又明顯。

這些“貧民化”的實(shí)驗(yàn)在農(nóng)村學(xué)校都可以開設(shè)，而且可以避免學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中陷入一些繁雜的過程中，而忽視一些比較關(guān)鍵的問題，使實(shí)驗(yàn)中沒有過多的干擾，這樣學(xué)生就會(huì)將精力集中放在探究科學(xué)原理上，從而順利獲得實(shí)驗(yàn)的結(jié)果或想要得到的事物的規(guī)律。多用身邊的物品做實(shí)驗(yàn)，使生活成為課程的重要素材。在很大程度上能調(diào)動(dòng)學(xué)生的求知欲和積極性。

三、積極改進(jìn)課本實(shí)驗(yàn)，提高實(shí)驗(yàn)效果的有效性

教材中大多數(shù)實(shí)驗(yàn)可操作性強(qiáng)、現(xiàn)象明顯，但也有少數(shù)實(shí)驗(yàn)，看似非常簡(jiǎn)單，做起來卻經(jīng)常遭遇失敗或?qū)嶒?yàn)設(shè)計(jì)存在不足等。對(duì)于這些實(shí)驗(yàn)，需要教師發(fā)揮主觀能動(dòng)性，要學(xué)會(huì)創(chuàng)新，對(duì)不妥之處要予以改進(jìn)，以提高實(shí)驗(yàn)效果的有效性。

如，課本上的《會(huì)沉浮的氣球》實(shí)驗(yàn)，原實(shí)驗(yàn)存在缺點(diǎn)：（1）氣球不易戳破；而且一旦破掉，氣就全部放出了，實(shí)驗(yàn)易失敗。（2）戳破后沙子散落較臟；實(shí)驗(yàn)不易觀察，不能重復(fù)操作。（3）實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯。三個(gè)狀態(tài)：漂浮、懸浮、下沉很難控制。改進(jìn)后所需器材：氣球、鋅粒（學(xué)生可用小石塊、橡皮泥等代替）、帶橡皮管的玻璃管、止水夾、打氣筒、透明容器、細(xì)線。實(shí)驗(yàn)步驟：a.先將鋅粒（代替細(xì)沙）放入氣球（使氣球有一定的質(zhì)量）b.用打氣筒打足氣，并用細(xì)線固定到玻璃管的一端，另一端用止水夾夾住橡皮管（不漏氣）；c.再在透明容器中裝滿水，將氣球放入；d.然后用止水夾邊放氣邊實(shí)驗(yàn)。

四、將驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)成探究性實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生自己建構(gòu)認(rèn)識(shí)結(jié)構(gòu)

傳統(tǒng)的學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)教學(xué)，通常先由教師就實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)步驟、數(shù)據(jù)采集及處理辦法清清楚楚地講一遍，然后學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)步驟做實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生只是“照方抓藥”，難以激發(fā)他們的自動(dòng)性和培養(yǎng)探究精神。因此，這類實(shí)驗(yàn)可設(shè)計(jì)成探究性實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)時(shí)間可放在知識(shí)教學(xué)之前。

比如，“凸透鏡成像實(shí)驗(yàn)”可以在教學(xué)“凸透鏡成像規(guī)律”之前加入作為探究式實(shí)驗(yàn)進(jìn)行。教師可以這樣設(shè)計(jì)——先讓學(xué)生利用手頭實(shí)驗(yàn)器材在光屏上分別成放大、縮小、等大的三個(gè)像。不要害怕學(xué)生做不出，不要認(rèn)為你不講什么是光屏、焦點(diǎn)等，學(xué)生就會(huì)丈二摸不著頭腦。我已經(jīng)試過好幾屆的學(xué)生了，學(xué)生不一會(huì)工夫就完成了我的任務(wù)。再反過來讓學(xué)生觀察剛才三種情況時(shí)物距、像距的關(guān)系，學(xué)生親身經(jīng)歷了探究的過程，自然得出成像規(guī)律，不用死記硬背。而且，在以后的學(xué)習(xí)包括練習(xí)中效果也很好。再如，“電流、電壓和電阻的關(guān)系”“影響導(dǎo)體電阻大小的因素”“物質(zhì)酸堿性測(cè)定”也可以采取這種方式。對(duì)于練習(xí)使用儀器類實(shí)驗(yàn)，如“電流表、電壓表的使用”“溫度計(jì)的使用”“天平的使用”等這樣一些實(shí)驗(yàn)，要通過學(xué)生自己閱讀使用說明，了解其基本原理和基本使用方法，并能夠應(yīng)用這些儀器進(jìn)行相關(guān)量的測(cè)量。

五、運(yùn)用多媒體技術(shù)增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的效果

學(xué)生在操作實(shí)驗(yàn)時(shí)，有時(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果或現(xiàn)象不能作出判斷時(shí)，可以用多媒體技術(shù)來指導(dǎo)學(xué)生。如，在學(xué)生操作顯微鏡觀察裝片時(shí)，學(xué)生首先要會(huì)對(duì)光，“當(dāng)從目鏡中看到一個(gè)光亮的光斑時(shí)，說明對(duì)光已對(duì)好了”，可是在實(shí)驗(yàn)操作過程中，很多學(xué)生都不知道怎么樣才算調(diào)好光了。以前我要一個(gè)個(gè)給學(xué)生去“鑒定”，一節(jié)課下來，兩腿發(fā)軟。而且效率不高。如果演示時(shí)在顯微鏡的目鏡上安裝一個(gè)攝像頭，再把攝像頭與電腦連接，就能夠直接把顯微鏡的效果投影在屏幕上，學(xué)生只需要把他自己的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與屏幕上對(duì)照即可了。再如，粗準(zhǔn)焦螺旋與細(xì)準(zhǔn)焦螺旋的調(diào)節(jié)作用，很多學(xué)生都只認(rèn)為粗準(zhǔn)焦調(diào)節(jié)有變化，細(xì)準(zhǔn)焦螺旋調(diào)節(jié)無變化，如果還是用剛才的這個(gè)方法，讓全班所有的學(xué)生一齊來觀察教師演示時(shí)，屏

幕中像的變化，肯定會(huì)改變學(xué)生認(rèn)為無變化的觀點(diǎn)。當(dāng)然，這個(gè)實(shí)驗(yàn)條件對(duì)農(nóng)村來說是很苛刻的，因?yàn)榧词乖谖覀兂菂^(qū)實(shí)驗(yàn)室裝多媒體的還很少。

總之，作為科學(xué)教師，要精心設(shè)計(jì)課堂實(shí)驗(yàn)，積極指導(dǎo)學(xué)生開展課外實(shí)驗(yàn)，從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的興趣，幫助他們獲得科學(xué)知識(shí)，培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)，真正體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性！

參考文獻(xiàn)：

梁靈君.新課程下提高初中科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性策略探微[J].中學(xué)課程輔導(dǎo)：教學(xué)研究，2012（27）.

編輯 薄躍華