習題+實驗：初中科學新課型設計與操作策略

蔣淑微

[摘 要] 科學實驗能激發學生學習興趣和求知欲望，培養學生思維能力，促進教師的專業成長。但在實際的教學活動中，科學實驗通常被作為新授課、學生實驗的教學環節，在習題課中地位不高，除了專題實驗復習課，教師很少在習題課上設計實驗。因此，如果能在習題課上增設創新實驗，設計出“習題+實驗”的新課型，吸引學生的注意力，激起學生的思考，培養學生的思維能力，將使教學更有實效性。

[關鍵詞] 創新實驗；習題；新課型；思維

一、習題課教學的現狀分析

習題課是重要的常見課型，對學生的已有知識能起到鞏固、深化和矯正的作用，又是對學生的思維進行梳理、整合、運用、糾正和創新的過程。但在傳統的習題課教學中，還存在有待商榷的地方，主要表現有：

（一）學生忽視自主學習

傳統的習題課中缺乏創新實驗的設計，即使教師設計了自主學習的環節，一部分學生缺乏獨立思考能力，缺乏主動參與的精神，當教師提出問題讓學生思考時，他們往往坐等答案。這些學生在自主學習的過程中參與度不高，他們的思維能力就得不到提高，最后，不得不由教師來講評，結果往往是教師講得津津有味，學生聽得昏昏欲睡。

（二）教師忽視學生體驗

學生對科學實驗是非常感興趣的，但要在習題課中增設創新實驗，教師需要投入大量的時間和精力去設計，去準備，去實踐。因此教師在主觀上會覺得增加實驗麻煩，浪費時間，認為在教室里說實驗、看實驗和背實驗更高效、更實在。所以傳統的習題課中幾乎看不到實驗，忽視學生體驗對思維建構的重要性。

因此，在習題課中增設創新實驗，設計“習題+實驗”的初中科學習題課新課型，喚起學生的注意，激發學生的興趣，引起學生思考，培養學生的思維能力，讓學生變得樂于參與、樂于實踐、樂于反思，成為課堂真正的主人，是每個科學教師需要不斷努力的方向。

二、 “習題+實驗”的新課型設計和操作策略

科學新課程標準以提高學生的科學素養為主旨，建立了三維目標體系，倡導學生以探究發現為主、主動參與、交流合作的學習方式。這些科學理念的落實，都離不開科學實驗。在習題課中增設創新實驗，設計“習題+實驗”的新課型，不僅可以激發學生學習的興趣，還能培養學生的思維能力，創建高效課堂。

（一） 抓住認知沖突點

大多數教師都會有這樣的體會，有些題學生已經做過乃至考過，可學生仍會一錯再錯。原因就在于學生沒有從根本上理解掌握，形成知識的盲點，這就是一種思維定式。積極的思維定式可以加深學生的記憶，而消極的思維定式卻是束縛創造性思維的一大枷鎖。在習題講評課中，筆者從學生的認知沖突點出發，設計“異常”的實驗，突破思維定式。

實驗1：餐館里有一道名為紙鍋燒豆腐的菜，紙鍋里的豆腐燒熟了紙卻不會燒掉。為什么？

這是八年級《科學》下冊考核燃燒條件知識點的一道習題，看到這道解答題，學生覺得迷糊，紙明明是很容易燃燒的，這里為什么能燒豆腐？！筆者從學生認知沖突點出發設計了這樣一個創新實驗——燒不著的手帕。

首先在燒杯中放入50毫升的水，加入半勺食鹽攪拌均勻，再將50毫升的酒精倒入燒杯中攪拌，最后將溶液倒入水槽。將手帕在溶液中充分浸透，然后拿出來稍微擰干。用鑷子將手帕懸空夾住，點火，觀察點火后的手帕變化。結果手帕安然無恙！

這個實驗突破了學生的思維定式。我趁熱打鐵，引導學生思考手帕最終安然無恙的奧秘就在于手帕浸透了酒精和水。酒精極易揮發，形成的酒精蒸汽一接觸火源立即在手帕表面燃燒起來。但水和酒精的蒸發帶走了大量熱量，手帕的溫度無法達到著火點，所以不會燃燒起來。解釋完這個實驗現象后，“紙鍋燒豆腐”的原因就迎刃而解。

設計“異常”實驗，可以充分激發學生參與的熱情，點燃學生的智慧，突破思維定式。

（二）設計直觀實驗

科學習題中有些知識點比較抽象，在講評時，單憑教師口述或畫圖，學生很難理解，形成思維障礙、知識盲點，學生往往只是對這一知識點的理解存在障礙，而導致滿盤皆輸的后果，實在可惜。這時，教師從解題的障礙點出發，設計直觀實驗就很有必要。

實驗2：重100牛的水可以產生的最大浮力為（ ）

A.一定小于100牛 B.一定大于100牛

C.一定等于100牛 D.可以大于100牛

這個題目正確的答案是B，但大部分同學都選C，那么學生解題的障礙點在哪里呢？我找了幾個答錯的同學了解做錯的原因：

學生甲：我選A，因為浮力等于排開液體受到的重力，物體不可能將所有水排干，所以浮力一定小于100牛。

學生乙：我選C，因為物體放入水中，即便將水全部排出，也只有100牛，所以浮力最多等于100牛。

學生做錯的障礙點已經很清楚了，按照他們的思維：

浮力等于排開液體受到的重力[?]瓶子里只有100牛水[?]假設100牛的水全部排開浮力也只能等于100牛，不可能多于100牛。

他們顯然犯了概念混淆的錯誤，他們混淆了液體的重力和排開液體的重力兩個概念。筆者剛開始用畫圖的方法講解： 在圖1中，我們可以比較直觀地看到V排>V水，所以，根據阿基米德原理產生的浮力就大于水的重力了。有部分同學理解了，但還有部分同學表示太抽象，理解不了。

于是，我增設了一個創新實驗：在兩個一次性水杯中加入質量不等的水（如圖2），然后將水較多的杯子放入較少的杯中（如圖3），能夠漂浮，說明了液體能產生比自身重更大的浮力。

這個實驗取材容易，操作簡單，現象直觀，用強有力的證據證明了水可以產生比它本身重力大得多的浮力。因此，在教學中，教師如果能善于捕捉學生思維的障礙點，設計直觀實驗，就可以掃除知識盲點，化解思維障礙。

（三）設計創新實驗

學生生活經驗和閱歷的局限性會給科學思維造成迷惑點，所以新《科學課程標準》提到：“教師應該充分利用學生已有的生活經驗，引導學生把所學的科學知識應用到現實中，以體現科學在現實中的價值。”筆者在習題講評中發現，從學生思維的迷惑點出發，設計創新實驗，可以撥開迷霧，使學生的思維更靈活。

實驗3：為什么容器內液體對容器底部的壓強的大小只和液體密度和深度有關，與液體重力無關？

在液體壓強的學習中，學生已經有了這樣的生活經驗：固體因為受到重力，會對接觸面產生壓強，固體壓強大小與重力有關。從而產生思維迷惑點，認為液體壓強也是由液體重力產生的，所以液體壓強大小與液體重力有關。這時，我設計了創新實驗來突破。

如圖所示，①為壓強計，②為溢水杯，③、④為小燒杯。

（1）用手向下壓燒杯③。

現象：水的重力不變，水位上升，壓強計液面差增大。

（2）繼續下壓燒杯③，至杯中水溢出，緩緩下壓保持水位不變。

現象：杯中水的重力減小，水位不變，壓強計液面差不變。

實驗結論：液體的壓強跟重力無關，是由深度決定的。

在教學中，教師能多角度、多方位設計各種實驗，發展學生橫向、類比、逆向、聯想等思維能力，從而使學生不單單理解和掌握所學內容，而且能利用現有知識，結合已學知識去創造，去探索。這樣不但加深了學生對知識的理解，而且大大拓寬了學生的思路，培養了學生思維的靈活性。

（四）設計生活化實驗

當下，各種電子產品占據了孩子們的生活，導致學生缺乏生活經驗。因此，習題中碰到一些生活中的問題，學生不能理解掌握，導致忘了記，記了又忘，學習效率低下。因此，可從生活經驗的缺失點設計生活化實驗，使習題講評更貼近生活，更生動活潑，拓展了學生的創造性思維。

實驗4：關于不倒翁不倒的原因正確的是（ ）

A.重心很低 B.重心很高

C.重心不在物體上 D.里面有特殊裝置

現在玩不倒翁的學生很少了，即使玩過的人，也很少有人能思考它背后的原理。這時，我引導學生自己做一個不倒翁，那么不倒翁不倒的原因就清楚了。實驗的設計是：選用一只生雞蛋，在小頭一端開個孔并清除干凈殼內的蛋清蛋黃，再沿小孔滑入一塊重物，使其居于蛋殼大頭端的底部，扶好蛋殼，點燃一只蠟燭，滴入燭油，把重物封存在蛋殼底部。燭油大約封存至整個蛋殼高度的四分之一。這樣玩具不倒翁就做好了。通過自己的親身制作，學生自然而然知道了不倒翁的原理。

從生活中尋找生活化的實驗，可以拓展學生的創造性思維。在學習了相關的知識后，教師可以鼓勵學生圍繞知識點設計生活化的實驗。如在學了物體間力的作用后，引導學生自制水火箭；在學了大氣壓強的知識后，引導學生自制簡單氣壓計；在學習了升華和凝華的知識后，引導學生利用碘提取自己的指紋等。學生多動手，多動腦，其創造性思維得到了明顯拓展。

（五）設計課外實驗

有些科學習題中的易錯點，用實驗的方法能讓學生很快接受和理解，學生也非常感興趣，但由于課堂時間的限制，無法當堂完成，教師可布置為課外拓展實驗，讓學生分組在課后完成，拓寬思維寬度。

實驗5：當小紅將水從豬心的主動脈注入時，會發現水從 流出。

這題學生往往會答“水從肺靜脈中流出”。

原因在于學生對瓣膜的結構缺乏感性認識，無法真正從物質的結構出發去理解瓣膜的功能，只是機械式地去記憶知識，無法靈活運用知識。這時，如果能設計課外實驗，將學生從被動接受知識中解放出來，讓學生在對心臟的探索中感受到生物體結構與功能的統一性，這是課堂上無法體驗到的。

筆者將全部學生按照住家的遠近與自愿原則分成4～5人一小組，發給學生自編實驗單，周末小組在某一同學家進行豬心解剖，要求找到心臟中四腔、血管、瓣膜，并拍出解剖后的照片，在照片上標出各個結構名稱，將水分別從上腔靜脈、肺靜脈、主動脈中灌入，觀察水的流出情況。

這次課外實驗學生體會到實驗的快樂，使所學的知識學以致用，在親身實踐中讓所學的知識掌握得更牢固，拓寬了思維。

科學實驗是教學的靈魂，是培養學生科學素養的載體。在習題課中，只要我們依據習題內容，多從學生的實際出發，增設創新實驗，努力挖掘實驗教學的潛能，做到平常中出新，平淡中出奇，就能做到為學生創造更多的參與機會，增強他們的參與意識，使學生主動地進行學習，從而讓學生在習題課中不僅能鞏固知識，提高分析問題的能力，更重要的是還能達成科學課堂教學永恒的追求——發展學生思維能力，培養學生的科學素養。

參考文獻

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責任編輯 李杰杰