新課程背景下初中科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的設(shè)計(jì)與實(shí)施

李明娟

摘 要：實(shí)驗(yàn)是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的原動(dòng)力，是使學(xué)生體驗(yàn)和感受科學(xué)方法不可或缺的經(jīng)歷，也是科學(xué)教師提高課堂教學(xué)效率的重要舉措。科學(xué)教師要加強(qiáng)對(duì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的設(shè)計(jì)與實(shí)施，關(guān)注學(xué)生的自我體驗(yàn)、認(rèn)知水平和思維發(fā)展，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)潛能，提高學(xué)生探究能力和科學(xué)思維能力。

關(guān)鍵詞：實(shí)驗(yàn) 興趣 體驗(yàn) 認(rèn)知 思維

全面提高每一個(gè)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)是科學(xué)課程的核心理念。而發(fā)展學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)離不開科學(xué)的學(xué)習(xí)過程。科學(xué)的核心是探究，科學(xué)教學(xué)應(yīng)該體現(xiàn)和突出科學(xué)探究的學(xué)習(xí)方式。要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，教師在教學(xué)中必須加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的研究，設(shè)計(jì)符合學(xué)生認(rèn)知規(guī)律的、操作性強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，發(fā)展學(xué)生的科學(xué)探究能力，提高學(xué)生的思維能力和學(xué)習(xí)效率。[1]

一、關(guān)注學(xué)生的自我體驗(yàn)，調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)興趣

在傳統(tǒng)接受式的教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)教學(xué)形式往往就是老師做，學(xué)生看或者老師說，學(xué)生做，學(xué)生自己的探究欲望是非常低的，感受也極其簡(jiǎn)單。新課程課堂上的實(shí)驗(yàn)教學(xué)形式發(fā)生了很大的改變，凡是可以讓學(xué)生親自動(dòng)手做的實(shí)驗(yàn)就盡可能讓學(xué)生動(dòng)手做，教師關(guān)注的不單是知識(shí)，更關(guān)注的是每一個(gè)學(xué)生的參與度和學(xué)生學(xué)習(xí)過程的情感體驗(yàn)。

比如，磁場(chǎng)是一種看不見摸不著的特殊物質(zhì)，對(duì)初中學(xué)生來說，抽象難理解，是教學(xué)中的一個(gè)難點(diǎn)，在今天的課堂上，老師常常會(huì)設(shè)計(jì)以下三個(gè)小活動(dòng)：（1）做一做：讓學(xué)生利用桌上的磁鐵、小磁針、鐵屑、銅塊、鋁塊等器材感受磁場(chǎng)的存在；（2）敲一敲：讓學(xué)生利用鐵粉觀察條形磁鐵周圍的磁場(chǎng)分布；（3）放一放：在四個(gè)靜止的小磁針的中間放入銅塊和鋁塊，觀察小磁針的運(yùn)動(dòng)情況。這三個(gè)活動(dòng)取材普通，無非就是利用磁體、小磁針、鐵粉等材料，操作也簡(jiǎn)單，就是做一做，敲一敲，放一放，用的時(shí)間也不長(zhǎng)，但通過學(xué)生的親自嘗試，讓學(xué)生清晰地看到磁場(chǎng)的存在，非常強(qiáng)烈地感受到磁場(chǎng)的存在，有效地突破了教學(xué)難點(diǎn)。

再如，利用右手螺旋定則判斷通電螺線管的磁極，有些學(xué)生始終不理解。如果老師給學(xué)生一根長(zhǎng)的漆包線、一根鐵釘、一些導(dǎo)線、二節(jié)干電池，學(xué)生就有一種迫不及待地想動(dòng)手繞線圈的愿望，并利用小磁針測(cè)試通電螺線管的極性。這個(gè)過程學(xué)生始終處在昂揚(yáng)求知的積極學(xué)習(xí)狀態(tài)之中，教師引導(dǎo)學(xué)生觀察鐵釘上螺線管的繞法，并按照電流的流向用右手握住鐵釘，這時(shí)候大拇指的方向就是通電螺線管N極的指向，難點(diǎn)就不解自破了。

二、關(guān)注學(xué)生的認(rèn)知水平，提高學(xué)習(xí)效率

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)中，學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，每一個(gè)學(xué)生都可以充分參與科學(xué)學(xué)習(xí)。但實(shí)驗(yàn)教學(xué)的設(shè)計(jì)必須從學(xué)生的實(shí)際出發(fā)，關(guān)注學(xué)生的認(rèn)知水平。盲目地拔高要求或設(shè)計(jì)不符合中學(xué)生認(rèn)知規(guī)律的實(shí)驗(yàn)就會(huì)拔苗助長(zhǎng)，達(dá)不到應(yīng)有的教學(xué)目標(biāo)。

我們?cè)谘芯恳后w內(nèi)部壓強(qiáng)特點(diǎn)時(shí)，可以設(shè)計(jì)一些可以讓每個(gè)學(xué)生都動(dòng)手做一做的定性實(shí)驗(yàn)，如：讓學(xué)生的手上套上一個(gè)塑料袋，把它放入水中不同深處，感受液體內(nèi)部的壓強(qiáng)，或者拿一個(gè)蓋上蓋的空塑料瓶壓入水中，讓學(xué)生通過手的感受體驗(yàn)到液體內(nèi)部的壓強(qiáng)大小；在一個(gè)去掉底部的塑料瓶?jī)?nèi)倒入水，觀察包扎在瓶口的橡皮膜的變化，讓學(xué)生觀察到液體對(duì)容器底部的壓強(qiáng)；在一個(gè)側(cè)壁不同高度開有小孔的塑料瓶?jī)?nèi)不斷注入水，通過觀察側(cè)壁水噴出的遠(yuǎn)近體會(huì)液體對(duì)側(cè)壁的壓強(qiáng)隨深度的增加而增大。但如果把這些實(shí)驗(yàn)生硬地設(shè)計(jì)成定量實(shí)驗(yàn)進(jìn)行研究，不僅有難度，而且不符合初中學(xué)生的認(rèn)知水平，也不符合課標(biāo)的要求，結(jié)果是得不償失，反而降低了學(xué)習(xí)效率。[2]

再如，探究物體吸收熱量的多少跟哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)中，由于本實(shí)驗(yàn)采用加熱酒精燈的時(shí)間多少來衡量物體吸收熱量的多少，此實(shí)驗(yàn)是不能進(jìn)行定量實(shí)驗(yàn)，也無法得出定量關(guān)系。因此我們不能違背規(guī)律從定性實(shí)驗(yàn)中得出定量結(jié)論。教師可以設(shè)計(jì)相應(yīng)的表格讓學(xué)生親自實(shí)驗(yàn)，記錄一些必要的數(shù)據(jù)，從這些數(shù)據(jù)中分析得出以下結(jié)論：同種物質(zhì)，質(zhì)量相同，吸收熱量隨升高溫度增加而增多；不同物質(zhì)，質(zhì)量相同，升高溫度相同，吸收的熱量不同；同種物質(zhì)，升高溫度相同，質(zhì)量越大，吸收熱量越多。這樣的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與實(shí)施關(guān)注了學(xué)生的認(rèn)知水平，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，取得了較好的教學(xué)效果。

三、關(guān)注學(xué)生的思維方法，提高思維能力

上述的實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)案例中，我們可看到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中蘊(yùn)含著科學(xué)的思維方法，如：磁場(chǎng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，四個(gè)小磁針的中間放上鋁條，小磁針不動(dòng)，而放入條形磁鐵小磁針馬上轉(zhuǎn)動(dòng)，改變條形磁針的磁極方向，小磁針的轉(zhuǎn)動(dòng)方向發(fā)生改變。當(dāng)學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)觀察親眼看到了這個(gè)有趣的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，如果教師不引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)記錄的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行思考、分析。那么實(shí)驗(yàn)也就成了附屬，不能達(dá)到教學(xué)的效果，更不能培養(yǎng)學(xué)生的思維能力。相反，教師引導(dǎo)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，引起學(xué)生思考，通過分析推理得出小磁針的運(yùn)動(dòng)是受到力的作用引起的。在此基礎(chǔ)上學(xué)生會(huì)提出新的疑問：為什么不接觸的兩個(gè)物體也能有力的作用呢？肯定是因?yàn)榇嬖谥环N我們看不見摸不見的特殊物質(zhì)的原因，這樣磁場(chǎng)的引出就水到渠成了。可見教師引導(dǎo)學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析推理的過程就是培養(yǎng)學(xué)生思維品質(zhì)的過程。

控制變量法是初中科學(xué)實(shí)驗(yàn)探究中用得最多的一種科學(xué)研究方法，比如研究電流與電壓的關(guān)系時(shí)就要用到控制變量法這一科學(xué)的思維方法，當(dāng)老師提出電流的大小可能會(huì)跟哪些因素有關(guān)時(shí)，學(xué)生就會(huì)根據(jù)已有知識(shí)的積累和經(jīng)驗(yàn)猜想可能跟電壓和電阻大小有關(guān)，那么如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證猜想呢？這時(shí)候教師就要引導(dǎo)學(xué)生思考當(dāng)有二個(gè)變量的時(shí)候，如何想辦法控制其中的一個(gè)變量，研究電流大小跟另一個(gè)變量的關(guān)系，從實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)到實(shí)物電路的連接、實(shí)驗(yàn)過程中數(shù)據(jù)的記錄、結(jié)論的得出，無不體現(xiàn)了嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)思維方法。可見，歐姆定律內(nèi)容得出的過程就是培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會(huì)正確的科學(xué)探究方法和科學(xué)的思維方法的過程。

結(jié)語

實(shí)驗(yàn)是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的原動(dòng)力，是使學(xué)生體驗(yàn)和感受科學(xué)方法不可或缺的經(jīng)歷，也是科學(xué)教師提高課堂教學(xué)效率的重要舉措。實(shí)驗(yàn)也必定會(huì)對(duì)學(xué)生的終身發(fā)展累積一定的經(jīng)驗(yàn)。科學(xué)教師要加強(qiáng)對(duì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的設(shè)計(jì)，關(guān)注學(xué)生的自我體驗(yàn)和認(rèn)知水平，關(guān)注學(xué)生的思維發(fā)展，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)潛能。

參考文獻(xiàn)

[1]科學(xué)7一9年級(jí)課程標(biāo)準(zhǔn)

[2]物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)講座：初中實(shí)驗(yàn)教學(xué)的設(shè)計(jì)與實(shí)施