淺談在科學實驗教學中提升學生思維品質

王衛國

摘要：合理的實驗教學能培養學生良好的思維品質，提升思維效率。筆者結合多年的教學實踐，以具體的案例針對提高學生思維的深刻性、思維的獨創性、思維的廣闊性三個方面論述了如何在科學課堂教學中，力求更好地發揮實驗的各項作用，全面培養學生優良的思維品質。

關鍵詞：科學實驗；思維品質；效率

中圖分類號：G632.0 文獻標識碼：A 文章編號：1992-7711（2018）04-0057

科學是一門以實驗為基礎的學科，實驗的地位極其重要，實驗的作用不可取代。科學課教學就是要通過實驗引入概念，得出規律，通過實驗檢驗猜想，通過實驗培養興趣和實踐能力，通過實驗與實踐發展學生的科學素養，提升思維品質。

一、培養思維的深刻性

思維的深刻性就是善于深入地思考問題，抓住事物的本質與規律，進而圓滿的解決問題。學生具備思維深刻性是學好科學的必備素質，使用正確的方法科學地學習科學又能促進思維深刻性的發展。

1. 提高實驗可觀察性，使認知更清晰

有些演示實驗現象不明顯、可觀察性差，不利于學生觀察，學生直觀感受不深刻，也就無從透過實驗現象，發現問題的本質特征，揭露現象產生和發展的規律，預見實驗的發展進程及結果。對此類實驗的有效改進能大幅提升實驗的演示效果，使學生獲得更深刻、直觀的感受。

案例1：學習“大氣壓強”這一節中，課本安排了一個“液體對流”的實驗。為了提高實驗的可觀察性，對實驗可以做如下改進：在一只大水槽中裝滿溫水，在一只廣口瓶中倒入熱水，并往瓶中滴入紅色墨水，在另一只廣口瓶中倒入冷水，并往瓶中滴入藍色墨水，將裝有熱水的廣口瓶橫放在水槽底部，瓶口對著水槽的中央。同時，將裝有冷水的廣口瓶水平放入水槽的另一端，瓶口也對著水槽的中央，并保持廣口瓶的位置剛好在水面下。此時就能很清晰地觀察到紅色的熱水逐漸上升，而藍色的冷水逐漸下沉。實驗效果非常好。

2. 分析對比實驗，提升思維的深度

對比實驗可以帶來在不同實驗條件下，產生不同實驗結果的最直觀的感受，形成更深刻的印象，有利于參與者通過對比，全面地做出總結，得出結論。

案例2：學習“大氣壓強”這一節中，“杯中的水會流出來嗎？”這個實驗可以設計如下對比：準備一只容積為300毫升左右的塑料杯，用剪刀在杯底鉆一個直徑約為0.3厘米的小孔，用手指壓住小孔，同時向杯中加滿水，用厚紙片蓋住杯口。用手將紙片輕壓在塑料杯上，同時將塑料杯倒置過來，移開壓住紙片的手，杯內的水不會流出來。將手指從小孔上移開，杯內的水將會流出。通過對比移開手指前后截然不同的現象，引起學生的興趣，然后具體分析產生兩個不同現象的原因，引入大氣壓的概念。并且這個實驗最好在課前就布置給學生，讓學生回家試一試，并在課堂上請學生演示，還可以請學生討論、分析實驗成功的關鍵，更有助于大氣壓知識的理解。

二、培養發散思維的獨創性

原創的、獨創的思維活動通常都是富有突破性、充滿新意的，與傳統截然不同，它體現的是一種創新、革命精神。

1. 學生參與實驗材料的準備，獨創性地建構知識

案例3：在學習“生物與非生物”這一節中，“觀察蝸牛”的實驗，實驗對象蝸牛就可以鼓勵學生課前到野外捕捉，而在捕捉過程中學生已經開始獨創性地參與實驗。比如要成功捕捉到蝸牛，學生就會思考，到哪里捕捉蝸牛？在什么天氣條件下更容易捕捉到蝸牛？捕捉到的蝸牛在什么環境下飼養？要對蝸牛進行飼養，又需要考慮蝸牛吃什么？這些問題再放到課堂上來討論，學生在自己直接經驗和觀察的基礎上討論也就會更投入、更有效。通過學生獨創性地自主建構完成了蝸牛的生活環境、食性等學習問題。

2. 減少對課本預設的依賴，獨創性地自主探究

案例4：同樣是“觀察蝸牛”這個實驗，課本設計是用糖、醋、擊掌、觸碰等方式，了解蝸牛的味覺、聽覺、觸覺等各種感覺。如果蝸牛由學生課前野外捕捉，那么學生肯定在課前就對蝸牛進行過觀察甚至是自主探究，在課堂實驗開始前就可以提問學生“你發現了蝸牛的哪些感覺，你是怎樣發現的？”并引導學生進行交流。使學生能先避開課本對實驗的預設，自主地進行實驗探究。在實際教學中，學生通過獨創性地自主探究不但能完成課本觀察探究的相應內容，還有很多新的探究發現，比如有的學生研究了蝸牛對身體不同部位的觸碰的敏感程度不同。

三、培養思維的廣闊性

思維的廣闊性是指一個人思維的廣度方面的特征，體現的是思路開闊，分析問題的全面性、思考問題的多面性、研究問題的全方位性。

案例5：在學習“幾種重要的鹽”這一節，可以安排這樣一個實驗：有一種混合溶液，含有硝酸鋇、硝酸銅、硝酸銀三種有毒重金屬鹽，要求用實驗室提供的氫氧化鉀溶液、稀鹽酸、稀硫酸三種試劑，將混合溶液中的重金屬離子逐一變成沉淀回收，最后得到只含有一種溶質的中性溶液。

根據實驗的要求“重金屬離子逐一變成沉淀回收”“最后得到只含有一種溶質的中性溶液”。所以關鍵是要確定加三種試劑的順序。由于硝酸銀與稀鹽酸、硝酸鋇與稀硫酸反應都有硝酸生成，而反應最后要得到“中性溶液”，所以這兩種試劑都不能放在最后加入。把氫氧化鉀放在最后加入就可以解決這個問題，氫氧化鉀可以和前兩步反應產生的硝酸中和，使溶液呈中性。至于前面兩步的順序，如果先加入稀硫酸，雖然可以得到硫酸鋇沉淀，但由于硫酸銀是微溶的，所以沉淀中也會有硫酸銀存在，不符合“重金屬離子逐一變成沉淀回收”的要求。這個實驗訓練了學生抓住事物間各方面的聯系和關系，全面地、綜合地、相互聯系地思考問題。

總之，良好的思維品質對于培養學生的實驗能力，提高他們發現問題、分析問題和解決問題的能力有著直接的關系。在科學實驗中培養優良的思維品質，會讓學生越學越聰明，越學越富有智慧。

（作者單位：浙江省平陽縣騰蛟鎮第一中學 325400）