在實驗中培養學生自悟能力之管見

陳彬

摘 要： 中學實驗教學總被重視但是屢屢薄弱，在實驗教學過程中存在諸多問題。建構主義學習理論認為，人的發展不是一個完全外塑的結果，而是一個在認識實踐中主動建構的過程。這種學習理論強調以學生為中心，要求老師成為學生主動學習和創造的組織者。根據這一理論，本人在實驗教學中特別注重了學生主體地位，著意創設一定思維形式的教學情境，讓學生主動探索，從中領悟和掌握探究的策略，不斷地培養提高學生探究的能力。

關鍵詞：科學實驗教學 探究 方法 自悟

中圖分類號：G632 文獻標識碼：A 文章編號：1003-9082（2016）06-0100-02

從目前的科學實驗教學來看，比較強調和重視科學知識的傳授，而且在科學實驗教學中科學知識都是預知的，只需要強制性記憶。另外師生重視的是實驗結果或結論（多數情況下實驗教學的目的也就是驗證并記住這些結論），而對實驗過程的探索不夠重視，至于素質教育所提倡的科學思想、科學品質、科學態度、科學方法等的培養，在實驗教學中體現較少。顯然，這樣的實驗教學不能適應實驗教學目標的實現。 其次是教材、實驗冊及教輔的導向。現行的教材、實驗冊及教學輔導資料上設計的實驗題目中客觀題目眾多，對于這些題目，或答標號，或填寫數據、操作、儀器名稱、現象等，這樣限制得過死且往往都給出標準答案，使學生“不敢越雷池一步”，而鼓勵學生動手，有利于學生展開思維的開放性、探索性實驗題目較少。久而久之教與學都停滯在應試作答的模式上。 再次是實驗教研氣氛不濃。在平時的教學中，教師注重的主要是化學知識及解題能力的培養和訓練，而對科學實驗探究的研究不夠，平時的聽課也只重視知識的傳授與思維能力的研究，至于實驗過程中出現的生成性的問題、實驗經驗的積累、實驗的后記則往往不被重視。尤其是不關心學生實驗中出現的問題，不去分析學生實驗中出現問題的根本原因，不能對學生進行及時的學法指導，因而使得學生的實驗探究能力相對薄弱。 四是不注重學生的技能訓練。受教學進度的影響，教師在實驗教學過程中忙于趕進度，演示實驗做的多，而讓學生練習的少，因而學生的實驗探究能力始終得不到很大的提高。五是不注重觀察能力的培養。不少教師在實驗教學中，只注意實驗現象或實驗結果的描述，而不注意引導學生對實驗過程做細致的觀察，不注意比較實驗前后的異同，不注意一些表面現象所掩蓋著的深層次內涵。因而學生在分析實驗現象、概括實驗結論時往往片面、淺顯、甚至存在錯誤。六是不注重學生表達能力的培養。在平時的教學中，由于學生對實驗目的、實驗原理、實驗程序及實驗的內涵搞不清楚，也就不能夠完整表達出實驗的過程、實驗的現象、實驗的結論，而教師不注意及時糾正學生存在的問題，久而久之，學生的表達能力得不到提高。

針對這些在目前中學實驗教學過程中存在的問題，我覺得，提升學生的實驗能力之關鍵在于“外化于行、內化于心”，在自覺感悟中領悟并掌握科學的歷程，掌握科學的方法。

一、加強操作，在動手中自悟學習方法

波利亞說：“學習任何知識的最佳途徑是自己去發現。因為這種發現，理解最深，也最容易掌握其中的內在規律、性質和聯系。”因此，實驗教學中要努力創設情境，大膽放手讓學生動手操作，盡可能地讓學生發現問題，提出問題，研究問題，在探索中發現規律，得出科學結論并自悟學習的方法。如：在教學《溶解》一課時，我首先引導學生想：要使食鹽或高錳酸鉀盡快溶解，應該怎么辦？學生根據已有的生活經驗，說出了若干方法，這時我乘機引導學生說說要怎樣設計實驗才能證明？大家各抒己見，爭執不休。這時我又說：“為了驗證大家的想法是否正確，我用投影出示了課本插圖：同樣的兩個杯子，相同的水，一個攪拌，一個不攪拌。“看這兩個杯子中哪些條件相同，哪些條件不同，結果怎樣？”學生在教師指導下做了這個實驗，證明了前面的結論：攪拌是溶解的一種方法。做了剛才的實驗學生有了一定的基礎，于是我又用投影出示了第二個實驗放給學生，讓他們自己動手做。做實驗前，我提出了一系列問題：如果要研究水質冷熱與溶解的快慢有沒有關系，該怎樣設計實驗呢？在實驗中應該讓哪幾個條件相同？哪幾個條件不同？學生經過教師的啟發引導，逐步明確了：相同的條件有四個，一是杯內的水量要相等；二是高錳酸鉀的數量及顆粒大小要相同；三是放入水中的時間要相同；四是都要攪拌。所不同的一個杯子加熱水，一個杯子加涼水。在這種情況下，如果看到兩個杯子中高錳酸鉀溶解速度有快慢，那么影響溶解快慢的因素就找到了。實驗成功了，學生的學習熱情達到高潮，都為自己找到答案而高興。于是我又進一步啟發學生思考還能用什么方法加快溶解呢？同學們有的想到了高錳酸鉀的顆粒如果弄得越小就會溶解得越快。我問學生是怎么想到的，學生說在家里浸糖水時，糖塊越小，糖溶解得越快。至此，第三個實驗就完全可以放開讓學生獨立完成了。學生根據以上兩個實驗的經驗，控制了水量、水溫、放入水中的時間，攪拌等幾個相同的條件，突出了顆粒大小不同這一因素，然后觀察哪個杯子中的高錳酸鉀溶解的情況，高錳酸鉀顆粒越小，溶解得越快。最后我讓學生根據以上三個實驗填寫了實驗報告。這樣學生主動參與了怎樣加快溶解的全過程等，不僅培養了學生的學習興趣和自信，同時學生自悟到：提出問題，進行猜想，設計方案，實驗論證，得出結論是探索學習的方法。從而培養了學生的創新意識，促進了學生的主動發展。

二、學會觀察，從觀察中自悟探究方法

心理學家認為，觀察是一種有目的、有計劃的知覺活動。它是學生探究認識自然事物的重要途徑，教學中要讓學生抓住事物的特點，多角度地、有序地進行觀察。如學習《組成地殼的巖石》一課時，先讓學生觀察巖石標本，發現什么不同。學生通過觀察、討論交流，發現不同的巖石有不同的特征：用眼看可以從顏色、花紋上對巖石加以認識和區別；用手摸或皮膚接觸可感知巖石的光滑程度；用手指甲或小刀刻能感知巖石的堅硬程度。教師進而讓學生用鹽酸滴，從每種巖石出現的變化中認識巖石。然后又從標本中找出課本中要求認識的銅礦、赤鐵礦等讓學生按眼看、手摸、刀刻、滴鹽酸設計表格，對標本中的巖石進行自主觀察和認識，從而提高學生多種學習能力。又如種植鳳仙花，讓學生通過植物根、莖、葉、花、果實、種子等的觀察，要求學生在領悟觀察時，一要全面、細致、耐心；二是用多種感官進行；三要用比較的方法進行；四要定量與定性辦法相結合。經常進行這樣的訓練，學生就能較好地掌握觀察學習的方法，從而提高學生觀察能力和綜合實踐能力。

三、質疑問難，在釋疑中自悟探索能力

“學貴存疑”。學習質疑問題的過程是積極主動發現問題，提出問題、分析問題的過程。創造發明更是從問題開始，只有學生主動提出問題，學生的思維才會得到展開。如學習《水的浮力》一課時，當學生用手按壓水中的木板、氣球、塑料泡沫等物體充分感知水中浮著的物體都受到水的浮力時，我又拿著鉤碼、鋁片、球形橡皮泥一一呈給學生，問：“既然水是有浮力的。那么把這些物體放到水中會怎樣？”同學們大膽地猜測，有的說鉤碼、鋁片會沉，橡皮泥會浮，有的說這些東西都會沉，說法不一。“誰的猜測是正確的呢？讓我們一起來看看。”學生把這些實驗用具輕輕放入水中，鉤碼、球形橡皮泥立刻沉入水中；鋁片先浮在水上，用手一碰，也漸漸沉入水中，同學們不時發出驚訝的呼聲，然后紛紛舉手發言，有的說鉤碼、橡皮泥不受水的浮力，有的說鋁片受一點水的浮力，因為它們在水上能浮一會兒，有的認為它們在水中都受到水的浮力，爭論的氣氛十分熱烈。于是我因勢利導，迅速引入下一個環節。“大家都說自己說得對，可結果如何？怎么來證明呢？”同學們異口同聲地回答說是做實驗。當他們取出實驗用具時，一個學生手拿測力計問：“這是什么？”我就向學生簡單介紹了測力計的構造及用途，并讓學生親自動手測鉤碼的重量，再用手往上托一托，看彈簧有什么變化、指針有什么變化、說明了什么。然后進一步引導學生自己設計實驗，小組討論怎樣利用這些材料來研究。“沉在水中的物體受不受水的浮力”。有的同學太著急了，用測力計鉤住鉤碼后立刻就放入水中，旁邊的同學馬上糾正說：“不對，得先看看鉤碼在空氣中的重量，再把鉤碼放入水中看看彈簧的變化。”有的同學把橡皮泥捏扁后用測力計鉤住再放入水中測量，其中的一位同學像發現了奇跡似的叫了起來：“橡皮泥浮起來了，橡皮泥浮起來了。”還有的學生用細皮筋纏住鋁片，稱稱它們在水中和空氣中的重量是否一樣。此時我不滿足，進一步激發學生的好奇心，調動他們探索的欲望，說：“你們能利用自己的學習用具來做這個實驗嗎？”他們有的用測力計鉤住鋼筆、圓珠筆做實驗，有的用皮筋纏住橡皮、尺子做實驗，興致極高。學生在自由的探究中“享受”了發現的樂趣，找到了解決問題的方法，最后得出“在水中的下沉的物體也受到水的浮力”的結論。為了鞏固浮力的知識，讓學生各抒己見，聯系生產、生活實際說說浮力的廣泛應用。為了引起學生深入思索，我進一步啟發學生提出自己不懂的問題。有的問：“既然所有物體在水中都受到水的浮力，為什么在水中有的沉，有的浮？”有的問：“為會么我把球形的橡皮泥捏扁后，它就會浮在水上？”有的問：“為什么重重的輪船都能浮在水面上，小小的鋁片卻不能浮起來？”我又及時點撥：“大家自己動腦筋思考怎樣才能讓鋁片由沉變浮？”一會兒就有同學舉手說：“把鋁片的邊翹起來，像船的形狀，它就浮起來了。”可為什么會這樣呢，他們會帶著這一疑問在下一節課前主動去尋求答案。學生的質疑問難應貫穿于教學全過程，教師要善于在知識的生長點、新舊知識的邊接處、知識的關鍵處、思維的轉折處，引導學生生疑質疑，在不斷地質疑釋疑的矛盾運動中探究嘗試，在探索中領悟并掌握學習的方法和策略。

四、精心設計，在運用中自悟探究過程

下面是“用排水集氣法收集氧氣”的實驗教學中進行探究性練習的案例介紹： （1）發現問題。教師預先裝配好用排水集氣法收集氧氣的實驗裝置（注：導管口已放入集氣瓶中），然后開始加熱，并收集氣體，同時讓學生注意觀察實驗現象，收集滿第一瓶后，寫上標號“1”，馬上收集第二瓶，集滿后寫上標號“2”。接著，用收集好的這兩瓶氧氣做了一個蠟燭燃燒的對比實驗，在實驗中，學生觀察到1號瓶中蠟燭燃燒的劇烈程度和時間都比不上2號瓶。（2）提出問題。教師讓學生講出心中存在的疑惑。學生提出，“為什么在同樣條件下收集的兩瓶氧氣在對比實驗中存在差異？是什么原因造成的？”（3）解決問題。在學生經過討論后，教師讓學生說說自己的看法。甲學生提出：“1號瓶中蠟燭燃燒的劇烈程度和時間都不如2號瓶，說明1號瓶中的氧氣沒有2號瓶多，不如2號瓶純凈。”這個觀點得到其他學生的一致贊同。甲學生又提出：“是不是因為裝置氣密性不好，導致1號瓶氧氣不純？”馬上有乙學生反駁這個觀點：“如果是氣密性不好，應該兩瓶氧氣都不純。”又有丙學生提上又有學生提出：“怎樣才能知道空氣已經排盡了呢？”教師讓學生回想前面實驗中在加熱后，導管口產生氣泡速度的變化情況。學生馬上得出答案：剛開始加熱時，導管口產生氣泡速度較慢，且不連續，這時應該是試管中的空氣；過一會兒后，產生氣泡速度加快，并且是連續均勻地放出，這時應該是氧氣。教師肯定了學生的推斷，并讓學生用正確的操作方法將前面的實驗再做一遍，來驗證提出的假設。學生通過分組實驗后，發現按正確的操作方法制得的兩瓶氧氣在蠟燭燃燒的對比實驗中，現象基本一樣，從而證明前面實驗中1號瓶中氧氣不純是因為錯誤操作導致試管中空氣混入造成的。

科學實驗教學存在的問題是多方面的。要想使中學化學實驗教學現狀有一個根本性的轉變，就應該在分析問題的基礎上尋找出切實可行的整改措施并將其落到實處，以消除不利因素，創造積極因素，促進實驗教學發展。

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