如何擴展初中學生的科學實驗途徑

黃永海

摘要：科學實驗，是人們為實現預定目的，在人工控制條件下，通過干預和控制科研對象而觀察和探索科研對象有關規律和機制的一種研究方法。學生實驗可以幫助學生形成概念，理解和鞏固知識。初步掌握一些常用的實驗技能，能培養學生觀察現象、分析問題、解決問題的能力；培養學生實事求是、嚴肅認真的科學態度和科學方法；培養學生的科學自由觀。

關鍵詞：科學實驗；學生實驗；科學探究

近些年來，教學模式的改革和創新呈現出多樣化的趨勢。而中學科學實驗迫于計劃課時和受到中考統一考試指揮的影響，對要做的實驗常缺少讓學生預想、設計這一環節。一般只是嚴格訓練學生，按既定步驟操作，追求實驗結果的準確和結論的嚴密。這樣培養的結果是：學生操作技能熟練規范，但卻成了缺乏想象力、缺乏創造力、缺乏自主力，按部就班的“無腦學生”。離當前社會對人才的要求愈行愈遠。可見，加強對科學實驗的教學，培養學生自主思考、自己動手的能力已刻不容緩。

我們應該如何擴展初中學生的科學實驗途徑呢？

一、將演示實驗轉變為學生實驗

科學是一門以實驗為基礎的學科。實驗在科學教學中起著重要的作用，近年的中考試題中，有學生實驗、演示實驗、還有小實驗，而且實驗題所占的比重逐年增加。浙江省教育廳早已發文件規定：在初中升學考試中增設實驗操作考查，以此作為學生升入高一級學校的一個重要參考指標。

中考的題型轉變真正體現了命題者的指導思想：“出活題，考能力”，“讓只有真正做過實驗的人才能做得出來”，這對我們今后的實驗教學提出了更高的要求。

例如在《大氣壓強》教學中，我就分組進行學生實驗，讓學生自主選擇實驗器材，動手設計、操作，進行實驗探究。各組發放不同的器材：玻璃管、吸管、塑料杯、針筒、玻璃板、牛奶、吸盤掛鉤等。然后學生代表上臺實驗展示：①塑料杯裝水，蓋上紙板，倒過來，紙板不會掉下來。②用吸管吸牛奶，吸完后牛奶包裝盒變癟。③吸盤掛鉤能吸附在玻璃板上。④針筒能吸進水，并且吸進水后水不會流出來。⑤用嘴貼著塑料杯吸氣，塑料杯能吸附著不掉下來。⑥兩個吸盤掛鉤相互擠壓后再拉開很費力。

又如在研究影響液體蒸發快慢的因素時，我引導學生利用控制變量的方法設計三個小實驗：①在手背上滴兩滴相等的水滴，把一滴涂開，看那個干得快？②在桌子上和手背上涂上大小面積相同的水滴，看哪個干得快？③在桌面上涂上大小面積相同的水滴，對其中一滴吹氣，看哪滴干得快？

中學科學課堂演示實驗可分為驗證性實驗和探索性實驗，驗證性實驗是對知識的正確與否加以驗證，鞏固和加深對基本規律和基本原理的認識。學生只有通過探索性實驗才能獲得切身體驗，加深對知識的認識與理解。所以，我們在日常教學中，要盡可能想辦法讓演示實驗變為學生實驗。

二、將驗證性實驗變為探索性實驗

現在中學科學教學中的實驗，普遍都是驗證性實驗。為了培養學生的自學能力，在條件允許的情況下，我們可以將科學課堂中的演示實驗改為學生實驗，將演示實驗搬到學生桌上，教師和學生一起，邊講課、邊做實驗。使某些科學現象、規律、公式經過學生親自動手實驗，在教師的啟發引導下，由學生自己得出結論，可以加深學生對科學知識的理解和掌握。

例如在進行物質結構的教學時，為了說明分子之間有一定空隙，教材安排了“水與酒精混合”實驗，通過水與酒精混合后體積變小了這個事實，說明分子之間是有一定空隙的。那么，如何將該實驗設計成一個探究性實驗，以充分調動學生學習的主動性呢？我們可以這么考慮：①在明確了要解決的實驗問題后，首先引導學生進行預測，使學生根據已有的生活經驗和知識，對可能出現的情況，大膽地進行猜想與假設。②在“明確問題”、提出“猜想與假設”之后，引導學生“設計實驗”，并要求學生按照“實驗條件的控制方法”進行設計，即保持物質的體積不變，只改變物質的種類，如讓50ML水分別與50ML水、酒精混合；讓50ML酒精分別與50ML水和50ML酒精混合。③對所設計的實驗加以實施，收集證據，在這里應該是對混合前后物質體積進行測量、記錄。④對所收集的事實和證據進行整理和加工。為了幫助學生進行分析，對數據的處理應盡可能地采取圖表形式。⑤在事實和證據的基礎上，引導學生對探究的問題進行“解釋”并“得出結論”。

在實驗教學中，可在規定的實驗中，適當增加相關演示項目，使教學內容更加豐富，使學生的眼界更加開闊。例如“分子間作用力”的演示，可在兩只乒乓球間夾上一段彈簧，球的外側套上橡皮筋，平衡時，引力等于斥力；增大球距時，引力大于斥力；縮小球距時，引力小于斥力。這樣不僅培養了學生對科學的學習興趣，同時也拓寬了學生視野，豐富了他們的想象，而且還能有效地提高學生的觀察能力、分析能力和解決問題的能力。

所以在科學教學中，將驗證性實驗改為探索性實驗，學生在探索性實驗中從直觀、具體、鮮明、形象的實驗現象入手，用眼看、動腦想、親手做等，使學生更好地從感性認識到理性認識，從形象思維到抽象思維，更好地理解書本知識，將前人認識成果轉化為自己的精神財富，從而完成認識的飛躍過程。

三、讓學生動手做課外實驗

大多數學生都有好奇好動的心理特點，多讓學生親手做實驗，教師再加以引導、啟發，鼓勵學生自己設計實驗，并讓學生自己親自操作，學生會更細心、全面地去觀察科學現象，體驗科學規律的奧妙。例如：醫用針管其結構簡單，在初中科學實驗中有著廣泛的用途，能夠做很多實驗，由于醫用針管有刻度且透明，可以抽氣（抽水）、打氣（壓水），其特點是密封性能好、易于操作、容易找到還可兼作很多實驗。如可用來做：（1）大氣壓強的演示；（2）抽氣噴泉；（3）液壓機模型；（4）空吸式抽水機模型；（5）壓縮空氣可以做功；（6）反沖演示等等。又如，靜摩擦，學生對物體所受靜摩擦力的方向難以辨認理解，可用一個毛刷與彈簧秤相連，施加一個拉力并有運動趨勢，讓學生觀察毛刷與桌面接觸處毛刷形變的方向，摩擦力的方向就迎刃而解了。再如開展小制作活動，讓學生自制量筒，密度計，彈簧秤、潛望鏡等。讓學生自選實驗器材，設計實驗。這些小制作、小實驗的實施過程就是對知識的再學習過程，并由此達到升華知識，提高能力的目的。實驗的成功，更進一步激發了他們對學習科學的興趣。

正如愛因斯坦所言“探索真理比占有真理更為可貴。”通過學生親自實驗，使學生在科學教學中處于主體地位，高效率地完成科學知識的遷移過程，并能形成良好的學習動機，通過非智力因素來促進學生的智力發展。

參考文獻：

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