精心設(shè)計(jì)讓科學(xué)實(shí)驗(yàn)課“活”起來

毛育武

摘要：眾所周知，實(shí)驗(yàn)課之于科學(xué)教學(xué)是重中之重，一堂有效的實(shí)驗(yàn)課并不僅僅是鞏固眼前的課堂教學(xué)內(nèi)容，更應(yīng)該激發(fā)起學(xué)生潛藏的興趣、調(diào)動(dòng)他們的積極性，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。本文以《測定小燈泡的功率》學(xué)生實(shí)驗(yàn)為例，通過制造重重“意外”，引發(fā)學(xué)生進(jìn)一步探究，從而得到知識的擴(kuò)展和延伸。提高課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)效性，就必須讓學(xué)生真正成為學(xué)習(xí)的主人。作為教師，以學(xué)生為本，精心設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，方能更好地發(fā)揮實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)有的效果。

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

中圖分類號：G632.0 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1992-7711（2017）09-0093

形式主義的危害不必說，它是很多領(lǐng)域的頑癥。而今在我們的教育領(lǐng)域，小小的科學(xué)實(shí)驗(yàn)課堂上也存在這樣一種現(xiàn)象：先讓學(xué)生預(yù)習(xí)，再由教師講解，全體按部就班做實(shí)驗(yàn)。這樣一場照本宣科、過于波瀾不驚的實(shí)驗(yàn)下來，效果難免有如風(fēng)過無痕。如果一堂實(shí)驗(yàn)課根植在學(xué)生腦海中的印象如此不堪，那么學(xué)生在日后解題時(shí)無法舉一反三、盲點(diǎn)頻現(xiàn)也不奇怪了。其實(shí)，一些所謂的盲點(diǎn)本該在實(shí)驗(yàn)課時(shí)就能破除的，只需要精心設(shè)計(jì)。

如何幫助學(xué)生在達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)的同時(shí)，掌握到更多知識，領(lǐng)略到更多的樂趣呢？都說“真理越辯越明”，巧妙運(yùn)用這一點(diǎn)，將實(shí)驗(yàn)課做到有效的深入就不是難題。筆者的經(jīng)驗(yàn)是在實(shí)驗(yàn)中制造重重“意外”，引導(dǎo)學(xué)生為達(dá)成實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)不斷排疑解難，漸漸引發(fā)出他們的探究興致，一些知識便在越是深究中越是明晰，實(shí)驗(yàn)課的效果因而得到了擴(kuò)展和延伸。

以設(shè)計(jì)《測定小燈泡的功率》學(xué)生實(shí)驗(yàn)為例，做以下一些改動(dòng)：在學(xué)生的實(shí)驗(yàn)器材上做一些“手腳”，讓學(xué)生的實(shí)驗(yàn)無法一帆風(fēng)順。以下是幾個(gè)小組發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的過程：

組長鄭芝萍總結(jié)發(fā)言

我們組的電源是3節(jié)干電池，小燈泡上標(biāo)有3.8V字樣，閉合開關(guān)后，卻發(fā)現(xiàn)電壓表有較小示數(shù)，電流表的指針轉(zhuǎn)動(dòng)的角度也挺小，電燈不亮，有人提出小燈泡的燈絲是不是斷的？其他成員馬上進(jìn)行否定。因?yàn)殡娏鞅碛惺緮?shù)，不會是斷路情況。我們決定先移滑動(dòng)變阻器再說，隨著滑片P的移動(dòng)，發(fā)現(xiàn)小燈泡由不亮慢慢亮起來！但是問題馬上又出現(xiàn)了，當(dāng)滑動(dòng)變阻器連入的電阻為零時(shí)，小燈泡的發(fā)光還是很暗，不是正常發(fā)光。看電壓表示數(shù)，只有2V！我們小組恍然大悟，原來教師給了我們3節(jié)干電池，但是這3節(jié)干電池加起來的總電壓才2V。說明這3節(jié)干電池已經(jīng)用過多次，我們小組解決的方案是，向教師調(diào)換新的干電池，重新做實(shí)驗(yàn)，把實(shí)驗(yàn)進(jìn)行下去。

第二小組張?zhí)m丹發(fā)言

我們小組在實(shí)驗(yàn)器材的連接上出現(xiàn)一點(diǎn)小問題，主要是著急惹的禍。一切準(zhǔn)備就緒后閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電流表的指針朝左偏轉(zhuǎn)，我們馬上閉合了開關(guān)，把電流表的正負(fù)接線柱調(diào)轉(zhuǎn)過來，實(shí)驗(yàn)才進(jìn)行下去。除了這點(diǎn)小插曲之外，本小組的實(shí)驗(yàn)可以說非常順利，按照實(shí)驗(yàn)的要求，完成了對小燈泡額定功率的測量，同時(shí)也計(jì)算了小燈泡在不同電壓下的功率。發(fā)現(xiàn)一個(gè)規(guī)律，隨著小燈泡兩端的電壓增大，小燈泡的功率越大，發(fā)光越亮，想問下同學(xué)們，這種現(xiàn)象可不可以用公式P=U2/R來進(jìn)行解釋？

第三小組張恒通發(fā)言

本小組在實(shí)驗(yàn)過程中也出現(xiàn)了問題，小燈泡標(biāo)有“3.8V”字樣，但電壓表上卻貼著一張小紙條，提醒我們小組的電壓表的0-15V量程不能用，只能使用0-3V。3節(jié)新干電池總電壓為4.5V，根據(jù)串聯(lián)電路電壓特點(diǎn)，當(dāng)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓為0.7V時(shí)，小燈泡兩端的電壓剛好是3.8V，此時(shí)小燈泡恰好能正常發(fā)光。只要將電壓表并聯(lián)在滑動(dòng)變阻器兩端，當(dāng)電壓表的示數(shù)為0.7V時(shí)，根據(jù)電流表提供的數(shù)據(jù)，然后利用P=UI求出小燈泡的額定功率。

第四小組張釗發(fā)言

本小組連接好了電路，閉合開關(guān)，出現(xiàn)了一個(gè)有趣的現(xiàn)象，電流表無示數(shù)，電壓表的示數(shù)比較大。移動(dòng)滑片時(shí)，電壓表、電流表的示數(shù)也沒有改變，電燈始終不亮。為什么會出現(xiàn)這種情況呢？首先，我們確定電路一定在某地方出現(xiàn)了斷路，這從串聯(lián)電路特征以及電流表沒有示數(shù)，電燈不亮上可以得出結(jié)論。那么是電路的哪個(gè)地方出現(xiàn)了斷路了呢？我們小組經(jīng)過思考，電壓表有示數(shù)說明小燈泡處斷了。我們的解決方案是向教師要一個(gè)好的燈泡！

……

可以看到，在上面這個(gè)關(guān)于測定小燈泡功率的學(xué)生實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生才是實(shí)驗(yàn)中真正的主角，在一系列釋疑解惑的環(huán)節(jié)中，他們自主參與，自主發(fā)揮才思，動(dòng)手和思考能力皆得到了鍛煉。而教師的角色更像是一個(gè)默默扶持的推手，放手讓學(xué)生自己搏出成果。事實(shí)證明，一堂實(shí)驗(yàn)課只有學(xué)生真正參與進(jìn)來才能活起來；反過來，一堂活的實(shí)驗(yàn)課也能讓學(xué)生身上的科學(xué)細(xì)胞活躍起來，得到真正的鍛煉：

一、擯棄照本宣科，給予學(xué)生自主探索的機(jī)會

實(shí)驗(yàn)貫穿科學(xué)課程，實(shí)驗(yàn)課深受學(xué)生的喜愛，但這種喜愛是盲目的喜愛，學(xué)生常常只是單純地喜歡擺弄那些新奇的實(shí)驗(yàn)器具，這是這個(gè)年齡段的孩子普遍具有的好奇心所致。“但是，人的內(nèi)心又有一種根深蒂固的需要——總期望自己能成為發(fā)現(xiàn)者、研究者、探尋者。這種需求年少時(shí)特別強(qiáng)烈。”蘇聯(lián)教育家蘇霍姆林斯基曾經(jīng)這樣告訴教師，如果讓學(xué)生體驗(yàn)不到探索的樂趣，那么求知的興趣將隨之熄滅。

而實(shí)驗(yàn)教學(xué)的任務(wù)正是在于將學(xué)生這種對知識的好奇心和本能的熱情，轉(zhuǎn)化為其對實(shí)現(xiàn)既定目標(biāo)的挑戰(zhàn)力和行動(dòng)力，教會他們?nèi)绾芜\(yùn)用自己的好奇心。古今中外的教育家更是普遍給予了這樣的忠告：教育不是灌輸，而是培養(yǎng)探究能力，是授以學(xué)習(xí)的方法。

照本宣科的實(shí)驗(yàn)方式容易變成搞形式、走過場。長此以往，會助長學(xué)生對課本的依賴性甚至惰性，禁錮學(xué)生的思維，消磨他們的創(chuàng)造力和進(jìn)一步的探知欲。而一堂出其不意、關(guān)卡重重的實(shí)驗(yàn)課也許不會像照本宣科的實(shí)驗(yàn)來得順利，卻反而因?yàn)樗季S定勢打破，不經(jīng)意間督促學(xué)生自己去學(xué)著思考和探索。為排除障礙、實(shí)現(xiàn)目標(biāo)，學(xué)生開始自動(dòng)自發(fā)地制訂計(jì)劃，此時(shí)的他們已然進(jìn)入了角色，成了實(shí)驗(yàn)的主人。這種主觀能動(dòng)性的發(fā)揮，不一定產(chǎn)生創(chuàng)造力，卻是挖掘潛能的一個(gè)好的開始。endprint

二、實(shí)驗(yàn)活動(dòng)在完成實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)的基礎(chǔ)上添磚加瓦

這堂實(shí)驗(yàn)課如果只是單純地測定小燈泡的功率，大部分小組能在十幾分鐘內(nèi)把實(shí)驗(yàn)做完，那么這堂課的有效性就很難得到保證。在解題時(shí)，題目形式的千變?nèi)f化會讓學(xué)生無從應(yīng)對。真實(shí)的科學(xué)研究過程乃至現(xiàn)實(shí)的生活中，也沒有什么課本可以讓學(xué)生依葫蘆畫瓢。所以說：“授人以魚，不如授人以漁”。

故意在實(shí)驗(yàn)器材上做些“小手腳”，模擬出接近真實(shí)的科學(xué)實(shí)驗(yàn)情境，這么做為學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)設(shè)置了更高的“門檻”，無形中對他們提出了更高的要求。當(dāng)然，現(xiàn)成答案不能給出，保持它的神秘性能讓學(xué)生興致勃發(fā)，放開手腳去尋找。

我們不妨把這個(gè)過程看作是“捉迷藏”，學(xué)生是這個(gè)游戲的主體。經(jīng)過觀察、分析、猜想、推理和總結(jié)的自主探索過程，學(xué)生此時(shí)的發(fā)散思維和邏輯思維交替轉(zhuǎn)換，一并得到訓(xùn)練和發(fā)展，潛能逐步釋放；同時(shí)培養(yǎng)了探究精神，鍛煉了動(dòng)手能力，在完成基本實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上添磚加瓦，有了延展性的收獲。而學(xué)生往往對由此獲得的知識有非常深刻的印象，心理學(xué)家波利亞對此的解釋是：“學(xué)習(xí)任何知識的最佳途徑是由自己去發(fā)現(xiàn)，因?yàn)檫@種發(fā)現(xiàn)理解最深，也最容易掌握其中的規(guī)律、性質(zhì)和聯(lián)系。”

當(dāng)學(xué)生把自主發(fā)現(xiàn)的答案和疑難問題在最后的小組交流和匯報(bào)環(huán)節(jié)上拋出來時(shí)，既共享了比原定目標(biāo)多得多的知識，又分享了發(fā)現(xiàn)和探索的樂趣，使這堂并不循規(guī)蹈矩的實(shí)驗(yàn)課無形中發(fā)揮了1+1>2的效應(yīng)。學(xué)生如果能夠長期得此鍛煉的話，對創(chuàng)造性思維的開發(fā)和科學(xué)實(shí)踐能力的培養(yǎng)，必然有不可忽視的重大作用。

三、戰(zhàn)勝問題，收獲信心

人的心理是不斷地在戰(zhàn)勝→喜悅→接受更大挑戰(zhàn)之間轉(zhuǎn)變。多人小組的組合形式，使發(fā)現(xiàn)問題、解決問題變得簡單。組員間的互動(dòng)互助、集思廣益，既彰顯了團(tuán)隊(duì)合作精神，也使個(gè)人在小組中的重要性不言而喻，就像他們自己認(rèn)識到的那樣：“三人行，必有我?guī)煛薄Ｒ虼耍@堂實(shí)驗(yàn)課的成功帶給學(xué)生的不僅僅是一點(diǎn)點(diǎn)喜悅，而是大大的喜悅。還是蘇霍姆林斯基，他在《給教師的建議》中說道：“請注意，成功的歡樂是一種巨大的情緒力量，它可以促進(jìn)兒童好好學(xué)習(xí)的愿望。無論如何不要使這種內(nèi)在的力量消失。”可見，一堂真正有效的實(shí)驗(yàn)課應(yīng)該將其積極的一面延續(xù)到課后。

而課后同類題目的解決，更讓學(xué)生的信心增加、興趣不減，課堂有效性得到了充分的表現(xiàn)，那么學(xué)生對科學(xué)這門課的喜愛和親近也會與日俱增，這對一個(gè)教師來說是多么大的收獲啊！

總之，在這種有計(jì)劃性、目標(biāo)性的科學(xué)探究氛圍中，學(xué)生一方面鞏固了課堂教學(xué)的知識；另一方面也鍛煉了活用理論知識進(jìn)行科學(xué)實(shí)踐的能力，從而豐富了自身的科學(xué)體驗(yàn)，當(dāng)再面對“盲點(diǎn)”時(shí)就能夠舉一反三、輕松破解。更重要的是，這種學(xué)生自主性的探究活動(dòng)還引導(dǎo)出了學(xué)生科學(xué)探究的意識，有利于培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。比預(yù)定目標(biāo)收獲更多，這是實(shí)驗(yàn)課的有效性得到較好保證的體現(xiàn)。

從長遠(yuǎn)來說，這也利于學(xué)生的心理建設(shè)。跨越實(shí)驗(yàn)中的重重障礙，面對困境不服輸，這種挫折式的教育將潛移默化地影響著學(xué)生，使他們在今后的生活中也能保持勇于開拓、積極進(jìn)取的態(tài)度，建立科學(xué)的人生觀、世界觀。

參考文獻(xiàn)：

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[3] 波利亞.怎樣解題——數(shù)學(xué)思維的新方法[M].上海：上海科教出版社，2007.

（作者單位：浙江省江山市上余初級中學(xué) 324100）endprint