核心素養下的初中科學拓展性實驗研究

陳洲

【摘要】科學實驗作為提高學生實踐創新能力的重要途徑，已成為中學科學教學改革的突破口。本文選取了幾個有趣的拓展性科學實驗，介紹了其制作過程，并將實驗原理與課本知識點結合，為現階段“促進有效學習”課堂變革及拓展性課程建設提供一些參考。

【關鍵詞】核心素養 初中科學 拓展性

【中圖分類號】G633.98 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2018）30-0054-02

引言

初中科學課程標準在課程基本理念中指出：“初中科學應促進學生自主學習，讓學生積極參與、樂于探究、勇于實驗、勤于思考。通過多樣化的教學方式，幫助學生學習科學知識與技能，培養其學科探究能力，使其逐步形成科學態度與科學精神。”拓展性實驗課程恰好提供了這樣一個契機，它不同于國家課程，沒有升學的壓力和硬性的規定，廣大的一線教師可以自由選取，自行設計，完全自由發揮。近兩年來，筆者一直面向我校初中學生開設——《趣味科學實驗》。本文集錦了幾個趣味科學實驗，以作參考。

一、實驗集錦

1.簡易直流電動機

實驗現象：將1號干電池裝在電池盒里，強磁鐵放置在上方，再將線圈架在支架上，電路接通，輕輕撥動線圈，線圈便旋轉起來。

實驗原理：通電線圈在磁場中受到力的作用。力矩不平衡使線圈旋轉，當轉到漆包線包圍位置的時候由于慣性繼續旋轉到力矩不平衡位置，就會一直旋轉。

實驗步驟：

（1）預留約1厘米的漆包線線頭，然后將漆包線繞成合適的環形，并盡量多繞幾匝。接著將多余的線沿環形線圈纏繞，盡量密集些。相應地在另一端也保留約1厘米的線頭，兩個線頭盡量接近線框中點。（2）將其中一端的線的外皮漆全部用小刀刮去，另一端則刮去半邊即可。（3）截取兩段約7厘米長的漆包線，兩頭刮去漆皮，并折成M字型，注意向下凹陷的部分的漆一定要刮干凈。（4）用夾子將（3）步驟所做的兩根漆包線固定在干電池正負兩極間，并將長方形帶腳線圈擱在其上。（5）將永久磁鐵放置在線圈下方，用手輕輕撥動線圈，線圈便會轉動起來。

2.水火箭

實驗現象：在火箭體內灌入一定數量的水，利用打氣筒充入空氣到達一定的壓力后發射。壓力空氣把水從火箭尾部的噴嘴向下高速噴出，在反作用下，水火箭快速上升，像導彈一樣有一個飛行軌跡，最后達到一定高度后下落，基本上都能達到五六樓層的高度。

實驗原理：牛頓第三定律（力的作用是相互的）。

實驗步驟：

（1）利用飲料瓶制作成箭體、箭頭、尾翼。（2）將橡皮塞塞入瓶口，目測需要的長度，切除多余部分，將氣門芯按順序裝入橡皮塞。（3）發射架的制作，將圓形鐵圈固定在鐵架臺的合適位置，火箭底部能架在上方，氣筒皮管夠得著即可。（4）在空曠處給火箭灌水，用打氣筒充氣到一定程度，水火箭就會噴射而出。

3. 簡易投影儀

實驗現象：在一個漆黑的房間里，用智能手機全屏播放一段視頻，將手機放置在支架上，蓋上蓋子，畫面投影到白墻，就可以觀看影片了。

實驗原理：凸透鏡成像

實驗步驟：

（1）挖出圓孔。在大紙盒側面上畫出一個與透明膠帶紙環等大的輪廓，再用鋒利的美工刀切割出圓孔。（2）安裝投影儀的鏡頭。將透明膠帶的紙環按在挖好的圓孔上，用膠條粘住，再將放大鏡粘在前面。（3）固定支架。用鞋蓋裁剪出一個與鞋盒等寬的支架，用透明膠條粘成一個底座。（4）制作調焦距的拉條。在鞋盒后面底部挖一條縫隙，作為可拉動滑動的軌道，用多余的紙板剪出一條拉條穿過縫隙，粘在底座上。（5）最后，將手機放到底座上面，然后蓋上鞋蓋即可放映。由于手機的屏幕亮度不同，最好將手機屏幕亮度調到最亮，這樣投影的效果就會越好。在暗室中投影到白墻上，拉動調焦拉條，調到合適位置，投影清晰即可。

二、實驗應注意的幾個問題

1.把握探究實驗的效果和價值

本次課程改革以科學探究為突破口，倡導以科學探究為主的多樣化的學習活動。但我們不可能也沒有必要將所有的內容都設計成探究性的。將驗證性實驗改為探究性實驗，必須考慮以下條件：（1）教材內容難易適中；（2）學生對進行探究性實驗已有準備；（3）在探究性學習中不僅僅是依靠本門學科就能解答的問題，因此對教師在知識方面的要求是多學科的。這些條件需要教師分析和挖掘教材知識的價值，選擇具有核心地位和基礎地位的、規律性的內容讓學生探究。所以需要老師提高自己，更新自己的知識結構，提高自己的組織能力。

2. 幫助學生建立探究的條件

在探究實驗中培養學生的探究能力，教師應對學生進行一些科學探究方法的指導，如有意識地向學生滲透探究學習的方法，落實5要素：①提出問題；②收集證據；③形成解釋；④評價結果；⑤交流發表等。在課堂上多采用啟發探究的模式，培養學生的探究興趣，結合具體的教學實驗，給學生作分析示范，組織課外興趣小組，模擬科學家進行實驗探究的情景，對學生進行科學研究方法的訓練等，使學生在實驗過程中避免失誤，提高學習效率。

3. 教師應當做探究“向導”

在學生探究階段，教師要融入學生的探究活動中，要巡視各個小組的表現情況，及時給予必要的幫助和輔導，利于為后面的整合、今后的教學安排提供具體的學習情景。實施探究性實驗教學，需要花費大量的時間、精力和財力。需要我們轉變應試教學觀念，以“培養學生終身教育”為目標，做一個探究路上的向導者。

三、結語

初中教師在課堂上往往會因為各種原因沒有演示過多的實驗，很多時候，學習科學理成了純粹運用科學規律和公式去解題，這樣學習科學顯然是枯燥乏味的。科學教師可以通過開設一系列趣味科學實驗的拓展性課程，把課本中的科學知識通過各種趣味科學實驗創設富有情趣的意境，啟發學生積極思考，并引導學生去設計，去做實驗，嘗試對實驗結果做出合理的科學解釋，使他們在實驗的過程中感受科學知識的實用性，以提高他們學習的積極性和興趣。而且還可以在此基礎上引導學生不斷進行實驗反思，通過形式多樣的創新實踐訓練，培養學生的創新思維、創新意識和創新能力，促進學生科學素養的發展。

參考文獻：

[1] 黃曉虹.物理演示實驗[M].杭州，浙江大學出版社，2012.

[2] 王秀萍.趣味物理實驗教學研究[J].教學與管理，2006（7）.102-103.

[3] 馮丹君.創設趣味物理學習情境，讓現象和事實說話[J].普教天地，2005（12）.65-67.

[4] 王杰尹釗.趣味物理實驗在中學物理教學中的應用[J].理化生教學，2009（8）.201-202.