開發(fā)利用生活化實(shí)驗(yàn)器材，讓科學(xué)實(shí)驗(yàn)更精彩

陳浩亮

【中圖分類號(hào)】G633.7 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【文章編號(hào)】2095-3089（2019）07-0264-01

科學(xué)探究是獲取科學(xué)知識(shí)的基本方式，實(shí)驗(yàn)技能則是科學(xué)探究一項(xiàng)不可或缺的基本技能。但出于種種原因，初中實(shí)驗(yàn)課的開課率不容樂觀。影響科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的諸多因素中，實(shí)驗(yàn)儀器是其中一個(gè)重要因素，如實(shí)驗(yàn)所用儀器和裝置過于復(fù)雜、實(shí)驗(yàn)器材數(shù)量不足、自制實(shí)驗(yàn)器材困難多等。因此，開發(fā)利用生活化實(shí)驗(yàn)器材，是突破實(shí)驗(yàn)儀器的制約、提高科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)有效性的重要舉措。本文遵循“因地制宜合理使用實(shí)驗(yàn)器材，積極研究、改進(jìn)、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)和活動(dòng)”的要求，建構(gòu)開發(fā)利用科學(xué)實(shí)驗(yàn)生活化器材的三大策略：

一、以物激趣，喚起學(xué)生好奇心

利用學(xué)生身邊和生活中隨手可得的物品作為實(shí)驗(yàn)器材，實(shí)驗(yàn)可以變得更貼近現(xiàn)實(shí)生活，讓學(xué)生感受到科學(xué)的真實(shí)性、趣味性、實(shí)用性。用于初中科學(xué)實(shí)驗(yàn)的生活化器材主要有物質(zhì)形態(tài)的和經(jīng)驗(yàn)形態(tài)的兩種，筆者分別從下列三個(gè)維度激發(fā)學(xué)生興趣和好奇心，進(jìn)而提升演示實(shí)驗(yàn)的有效性：

1.再現(xiàn)生活以激趣的生活化實(shí)驗(yàn)器材。

用學(xué)生熟悉的生活化器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，能夠產(chǎn)生身臨生活情景的親切感，喚起學(xué)生對(duì)生活的回憶，從而激起對(duì)實(shí)驗(yàn)的興趣。譬如，手機(jī)已經(jīng)與人們的生活形影不離，是非常普及的生活用品，把手機(jī)作為一種實(shí)驗(yàn)器材，學(xué)生必定會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)的興趣倍增。

2.喚起經(jīng)驗(yàn)以激趣的生活化實(shí)驗(yàn)器材。

科學(xué)是一門與生活實(shí)際緊密聯(lián)系的學(xué)科，它滲透在日常生活的各個(gè)方面，如走路、騎車、照鏡子……這些看起來隨意的日常生活，其實(shí)都包含著許多科學(xué)知識(shí)。在科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，如果能巧妙地運(yùn)用學(xué)生身邊的一些學(xué)習(xí)、生活用品，會(huì)比“正規(guī)實(shí)驗(yàn)”更富有親切感，更貼近學(xué)生的生活實(shí)際，從而更能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，喚起學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，深刻理解所學(xué)的知識(shí)。如用鉛筆和橡皮泥探究壓力的作用效果，用雪碧瓶探究液體壓強(qiáng)與深度關(guān)系，用乒乓球從地上彈起探究“能的轉(zhuǎn)化”，甚至直接用學(xué)生的身體來完成一些實(shí)驗(yàn)，如：用嘴對(duì)手背“吹氣”和用嘴對(duì)手背“哈氣”分別探究“蒸發(fā)吸熱”、“液化放熱”；用兩手掌相摩擦感覺發(fā)熱可探究“做功可改變物體的內(nèi)能”等。這樣開展實(shí)驗(yàn)有利于使學(xué)生明白科學(xué)就在身邊，科學(xué)與生活息息相關(guān)。而且通過這些課本上沒有出現(xiàn)的器材來實(shí)驗(yàn)?zāi)軉l(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力，調(diào)動(dòng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，也能為學(xué)生今后開展創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)提供物質(zhì)保障。

3.創(chuàng)設(shè)情境以激趣的生活化實(shí)驗(yàn)器材。

從學(xué)生的感知形式來說，演示實(shí)驗(yàn)訴之于視覺，就此可以演繹出一個(gè)說法，即實(shí)驗(yàn)情境與實(shí)驗(yàn)效果的相關(guān)性非常大。利用生活中都有的生活用品作為課堂演示器材，學(xué)生會(huì)更感興趣，這種興趣會(huì)延伸到課后，有利于學(xué)生在生活中樹立科學(xué)意識(shí)，發(fā)揮自主學(xué)習(xí)的潛能，是提高學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)積極性的“一汪活水源泉”。

二、化難為易，驅(qū)動(dòng)學(xué)生挑戰(zhàn)力

學(xué)習(xí)的支架理論認(rèn)為，在學(xué)生智力活動(dòng)中，解決問題所需要的能力與原有能力之間可能存在差異，學(xué)生要在教師的合理幫助下消除差異。這個(gè)差異就是“最鄰近發(fā)展區(qū)”，合理的幫助就是指教師在最鄰近發(fā)展區(qū)為學(xué)生搭建恰當(dāng)?shù)闹Ъ堋＠蒙罨瘜?shí)驗(yàn)器材，就是這么一個(gè)“支架”。因?yàn)椋瑢?shí)驗(yàn)室的一些實(shí)驗(yàn)器材都是以陌生臉孔呈現(xiàn)于學(xué)生面前，而生活化器材則為學(xué)生所熟識(shí)，學(xué)生不但熟悉器材的外形特征，而且了解器材的功用性能，有的甚至能夠預(yù)期到其發(fā)展與變化。這就可以化難為易，激起學(xué)生的興趣和熱情，驅(qū)動(dòng)學(xué)生向未知挑戰(zhàn)。利用生活化實(shí)驗(yàn)器材，從下列三個(gè)層面化難為易，驅(qū)動(dòng)學(xué)生科學(xué)實(shí)驗(yàn)的挑戰(zhàn)力：

1.儀器結(jié)構(gòu)：化復(fù)雜為簡(jiǎn)單。

著名物理學(xué)家麥克斯韋說過，“實(shí)驗(yàn)的教育價(jià)值與儀器的復(fù)雜性成反比，一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，使用的材料越簡(jiǎn)單，學(xué)生越熟悉，就越能透徹地獲得所驗(yàn)證的結(jié)果”。利用身邊的簡(jiǎn)單器材來代替，不僅便于課堂使用，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯，更易吸引學(xué)生的注意力，提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)效率。

2.實(shí)驗(yàn)操作：化繁瑣為簡(jiǎn)易。

結(jié)構(gòu)復(fù)雜、操作繁瑣的實(shí)驗(yàn)，往往會(huì)分散學(xué)生的注意力。只要演示實(shí)驗(yàn)的科學(xué)性強(qiáng)，現(xiàn)象明顯，在操作上越簡(jiǎn)單越好。使用操作簡(jiǎn)單、方便的生活化實(shí)驗(yàn)器材，可以大大提高實(shí)驗(yàn)的有效性。

3.學(xué)生理解：化深?yuàn)W為淺近。

在科學(xué)課中常遇到一些讓學(xué)生難以理解的問題，如果這些問題單靠教師的一張嘴、一支筆很難達(dá)到預(yù)期的效果，假如借助一些生活化器材做實(shí)驗(yàn)，使之成為學(xué)生解決疑難問題的支架，往往會(huì)事半功倍。

三、一物多能，誘導(dǎo)學(xué)生探究欲

一物多能，就是對(duì)生活化實(shí)驗(yàn)器材常規(guī)性的功能、一般性的使用范圍之外，換個(gè)視角挖掘其特點(diǎn)，提高投入使用的頻率，使生活化實(shí)驗(yàn)器材從多種功能的角度喚起學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究的欲望。這是一條激發(fā)學(xué)生實(shí)驗(yàn)興趣、提高實(shí)驗(yàn)的實(shí)效性、培養(yǎng)學(xué)生想象力和創(chuàng)造力的重要途徑。生活化實(shí)驗(yàn)器材“一物多能”的開發(fā)、利用，主要從下列三個(gè)角度展開：

1.從器材投入頻率的一次性到多次性的探究。

通常情況下，大多數(shù)實(shí)驗(yàn)室器材，是一套器材只能完成一個(gè)實(shí)驗(yàn)，解決一個(gè)問題；生活化的實(shí)驗(yàn)器材卻能重復(fù)多次使用，不但提高了實(shí)驗(yàn)器材的利用率，而且投入頻率多次性的實(shí)驗(yàn)器材，更能引出學(xué)生新的興趣、引發(fā)新的探究欲。

2.從實(shí)驗(yàn)器材準(zhǔn)備的一元化到多元化的探究。

實(shí)驗(yàn)室器材玻璃制的居多，學(xué)生若人手一套就需要大量的準(zhǔn)備工作，實(shí)驗(yàn)后清潔整理工作量也很大，而且利用實(shí)驗(yàn)室器材，藥品使用量大，儀器容易破碎，搬運(yùn)不方便。事實(shí)上，實(shí)驗(yàn)器材準(zhǔn)備本身也是一種探究活動(dòng)，因此，可以由實(shí)驗(yàn)室準(zhǔn)備的一元化模式，轉(zhuǎn)向與組織學(xué)生收集或制作一些簡(jiǎn)單實(shí)用的生活化實(shí)驗(yàn)器材相結(jié)合的多元化模式。這樣可以讓每一名學(xué)生都各自擁有一套實(shí)驗(yàn)裝置，親自動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)，以觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)果，并加以思考、推理及分析，以便能得到最合理的結(jié)論。

3.將驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為探究實(shí)驗(yàn)。

探究實(shí)驗(yàn)作為科學(xué)實(shí)驗(yàn)的一種形式，它有別于測(cè)定性實(shí)驗(yàn)，又有別于一般的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。探究實(shí)驗(yàn)的目的在于使學(xué)生獲得科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究方法的訓(xùn)練，讓學(xué)生接觸探索、發(fā)明、發(fā)現(xiàn)的過程和方法，在探索發(fā)現(xiàn)的過程中激發(fā)和滿足不同層次學(xué)生的探索與創(chuàng)造欲望，發(fā)展學(xué)生理性的、批判的思維方法。驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)是用實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證已學(xué)過的科學(xué)知識(shí)的正確性，在驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生處于被動(dòng)接受知識(shí)的狀態(tài)。而探索性實(shí)驗(yàn)是指在科學(xué)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，通過科學(xué)的分析來獲取知識(shí)。這一過程要求學(xué)生有較多的思考和討論，學(xué)生處于一種主動(dòng)探索知識(shí)的狀態(tài)，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力非常有利。課堂內(nèi)的探究活動(dòng)主要由教師根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知水平和已有的知識(shí)基礎(chǔ)，與學(xué)生一起精心設(shè)計(jì)探究方案，指導(dǎo)學(xué)生在課堂內(nèi)按計(jì)劃進(jìn)行。課堂探究?jī)?nèi)容的選擇一般應(yīng)注意以下幾個(gè)方面：①內(nèi)容應(yīng)是科學(xué)課程的核心知識(shí)，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維具有重要的價(jià)值；②內(nèi)容的難度要適合學(xué)生的年齡特點(diǎn)和認(rèn)知水平；③內(nèi)容要能激發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲，要有驅(qū)動(dòng)力。

如在做“影響導(dǎo)體電阻大小的因素”演示實(shí)驗(yàn)時(shí)，筆者做了如下改進(jìn)：以鉛筆芯和鐵絲代替合金線，變演示實(shí)驗(yàn)為學(xué)生分組探究實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生自行探究。改進(jìn)后的優(yōu)點(diǎn)是鉛筆芯、鐵絲為身邊材料，簡(jiǎn)單易得，學(xué)生一方面可身臨其境，自己駕馭實(shí)驗(yàn)，另一方面增強(qiáng)對(duì)知識(shí)的理解。另外分組實(shí)驗(yàn)代替演示實(shí)驗(yàn)，觀察清晰，新鮮生動(dòng)，效果明顯，提高了學(xué)生觀察和實(shí)驗(yàn)的能力，且使學(xué)生對(duì)科學(xué)學(xué)習(xí)有了興趣，增加了實(shí)驗(yàn)結(jié)論的可信度。在探究過程中，成功者從中獲得喜悅，從而激發(fā)其創(chuàng)新的興趣，失敗者從中吸取經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，從而促使其認(rèn)真思考、勇于創(chuàng)新。