嘗試拓展性實驗 提高學生科學興趣

趙巍巍

（浙江省湖州市舊館中學 浙江湖州 313011）

初中科學是一門基礎的學科，主要以實驗為主，實驗在科學教學中起到了非常重要的作用。科學課中的許多概念、定律、原理及物質結構的知識、物質間的反應規律，都需要老師經過實驗，讓學生生動且直觀地了解基礎知識。而學生的認識從抽象思維進入到實踐時，又往往靠自己動手、動腦參與實驗過程獲得。因此，用好科學實驗這個載體，不但有助于學生理解知識點，而且可以培養學生多方面發展，大大促進學生素質。因此，在科學教學中，以實驗改革為突破口轉變學生的學習方式是一條行之有效的途徑。下面就談談筆者粗淺的看法。

一、開展拓展性實驗的重要性

1.拓展實驗提高初中科學教學的效能

科學實驗有其自身的獨特性，在一定程度上吸引著較多的學生前來學習，激起學生的創新意識和分析能力。科學實驗培養了學生的動手和思考技能，學生在科學實驗的過程中鍛煉了自身的實踐能力和學習品質，在學生的日常學習中發揮著極其重要的作用。初中教師應科學引導學生對于學習實驗的重視，利用多種教學方式促進學生的學習能力進一步提升。拓展性實驗在時間和空間上有一定的控制，持續了科學教學課堂的實驗教學，將學與玩有效融合，給學生一個較好的學習效果，同時也能為學生日后的科學學習奠定堅實的基礎。科學課堂的“有趣性”促成了科學課堂的“有效性”[1]。

2.拓展實驗培育了學生對科學的學習樂趣

拓展實驗通過利用戶外的科學實驗進行學科的教學，激起學生的學習樂趣，學生能夠在拓展實驗中積極參與其中，緊跟教師教學步伐，按照相應的實驗步驟進行實驗。在實驗的過程中，每一名學生都有其任務，學生在完成相應的實驗實踐活動后對實驗的過程以及結果進行分析，總結出在實驗過程中的不足并加以改進，這在一定程度上培育了學生對科學學科的學習樂趣，學生也能從中找到自身在科學實驗中的優勢，并且利用自身的優勢發揮最大作用，以此完成相應的目標。在拓展實驗初期，學生不知如何著手實驗，教師要對學生進行一定的指導。通過指導教學，學生了解如何進行科學有效的實驗，同時也會按照教師教授的實驗步驟完成實驗。學生在實驗中發現問題時相互交流，能提高合作能力，培育了學生之間的感情，強化學生之間的團隊合作能力和水平[2]。

3.拓展實驗促進教師的專業化教學

教師在進行拓展實驗教學之前對其進行完整有效的備課，通過綜合考慮各方面因素，對實驗課程進行反復實踐分析，得到相應的結論。在進行拓展實驗課程教學之前，教師首先要對學生的實驗步驟以及實驗過程中的注意事項進行講解，鼓勵學生對自身的實驗進行深度分析，敢于質疑，提出自身的疑問，并且根據自身的疑問進行拓展實驗，在實驗的過程中解決所提出的問題。教師要嚴格要求學生按照拓展實驗的要求進行實驗，確保拓展實驗的安全性能。在學生經歷多次拓展實驗后，教師可以減少對學生的拓展實驗教學，鼓勵學生按照課本的要求以及自身的經驗進行拓展實驗，教師在學生實驗過后對學生的實驗過程和實驗成果進行評價。教師還要鼓勵學生對其實驗進行反思，分析實驗中的優點與缺點，加強學生運用科學知識，提高學生的信心。在拓展實驗教學中，有些問題沒有正確的答案，這就需要科學教師在課下通過學習相關書籍以及資料，不斷強化自身的專業理論知識，提升自身的教學品質，才能在拓展實驗的過程中給予學生相應的幫助指導，教師的教學技能才能在一次次實驗教學中不斷強化。

二、實驗方法的有效改進

教材上安排的一些演示實驗和學生實驗基本上都易于在課堂上完成，但也有些實驗可能存在不足之處，如效果不太理想、準備時間過長等。教師改進演示實驗，不僅可以使學生掌握有關知識，而且還可培養他們敢于創新的精神，激發他們的創新意識。

例如，在演示氫氧化鈉溶于水放熱的實驗中，氫氧化鈉溶于水放出的熱量會使液體的溫度升高，學生必須經過觸摸才能感受到，但畢竟只能讓少數同學觸摸。如果把這個實驗改進成為先在一個空火柴盒上滴幾滴蠟燭，然后讓帶液態臘的火柴盒粘在一個空的小燒杯底部，再向小燒杯里加少量水，用手把燒杯和燒杯底部的火柴盒一起拿起來（注意火柴盒上滴的臘不要太多也不要太少），向小燒杯中加入一些氫氧化鈉，攪拌使氫氧化鈉溶解，氫氧化鈉溶解放出得熱很快使火柴盒上的臘融化，小火柴盒就會掉下來。這個過程很好地證明了氫氧化鈉溶于水會放出熱量，并且讓全班每一個同學都能看得見，效果很好。

又如，教材提示取口腔上皮細胞的部位是在口腔內側壁上輕輕地刮一下，制成臨時玻片，用稀碘液進行染色，讓學生在顯微鏡下進行觀察，結果在顯微鏡下觀察的是食物的殘渣，效果不佳。如果取材部位是以口腔兩側的頰部為宜，因為這一部位能夠得到較多的口腔上皮細胞，而在口腔頂壁取得的上皮細胞數目較少，并且用牙簽容易刮傷口腔。此外，用稀碘液染色會破壞細胞的固有形態，造成觀察效果不佳，改用1%—5%的高錳酸鉀溶液對細胞進行染色，這樣出現的結果就比較有層次：細胞核呈棕色，細胞質呈紫色，細胞膜呈無色，觀察效果非常好。

改進實驗方法，包括改進實驗儀器裝置、實驗藥品、實驗方案等。其中儀器可以是氣球、注射器等很多日常生活用品。如果適當將一些改進實驗的任務留給學生，讓他們把想法告訴老師，會極大地調動學生積極性，培養學生思維的開闊、能力的創新，增強學生的自信心，他們不再盲目迷信教材，墨守成規。如果讓學生分成小組設計實驗，有利于發展他們合作學習、研究學習能力，加強學生們合作精神。如我演示CO2滅火性質的實驗，在向燒杯中傾倒CO2氣體時，一瓶CO2傾倒完畢，往往兩支燃著的蠟燭只有一支熄滅，且出現了上層蠟燭先熄滅的現象。我便讓學生討論如何改進此實驗的方法，結果學生提出了用導管伸入燒杯中，向燒杯中不斷通入CO2的方法，觀察哪一支蠟燭先熄滅。改進的實驗可以克服實驗中存在的一些不足，而使得實驗微型化和一體化。

科學課本是拓展實驗教學的主體，所以科學教師在開展拓展實驗教學時需要根據課本的具體內容和要求進行實驗的實踐教學。教師在進行拓展實驗教學的過程中要根據現場實驗教學的情況改進教學，根據實驗教學的要求創新實驗，以此達到既定的教學效能。大部分課后練習題會有相應的拓展實驗，教師可以依據課后練習題布置相應的實驗作業，要求學生在一定的期限內完成，并且按照其練習的具體要求進行科學有效的實踐。

三、讓學生自主設計實驗

所謂自主實驗是指在整個實驗過程中，根據學生思想為指導，培養學生理論與實際結合、以實踐能力為宗旨，促進學生之間交流與合作，提高學生主動性、自覺性，手腦并用的學習方式，進而讓學生從中獲得良好的基本技能和方法，同時具有獨立、掌握新技術、探索新知識的本領。

在以往的實驗中，許多教師為了追求實驗的成功率和速度，按照教材上的實驗步驟進行操作，這種教學方式不僅耗去了教師大量的時間和精力，而且對學生來說由于是被動地參與，缺乏實驗動機，學生覺得索然無味，難以達到理想的教學效果，有的學生寧愿在實驗室中當“觀眾”就是很好的證明。為了盡量避免上述弊端，我在教學中進行了以下幾個方面的嘗試。

1.實驗材料的自帶

生活是無形的最大的實驗室，生活中有低成本、隨手可取的材料，如硬幣、可樂罐、飲料紙盒、吸管、雞蛋、氣球等，可大膽發動學生自備實驗器材，保證學生隨堂實驗的有效開放。每當實驗需要上述材料時，課前布置學生收集，并帶到課堂上使用。例如，在七年級下§2.3《耳和聽覺》研究聲音的特征時，所用的塑料尺、梳子，在學習彈力時所用的橡皮筋、小氣球，這些小物品很容易找到，攜帶方便，學生可以自備。又如，在教授《光和顏色》這節課中的“光的直線傳播”時，學生可以用易拉罐和薄紙制成暗箱觀察小孔成像；在學習平面鏡的應用時，學生可以用紙盒和小平面鏡做成潛望鏡。空飲料瓶在日常生活中隨處可見，以飲料瓶為主要器材可以做許多實驗，如驗證力的作用效果、驗證大氣壓存在的實驗、驗證浮沉條件的實驗、驗證CO2能溶于水的實驗等。這些小實驗器材簡單，學生隨手可得；操作容易，適合各種層次的學生；新奇有趣，能提高學生的學習積極性；效果明顯，能直觀地說明科學原理和規律，加深學生對科學知識的理解。同時還培養了學生主動參與、珍惜實驗材料等優良的科學品質。

2.實驗器材的自制

其實科學課程中的實驗大多比較簡單，精度要求也不是很高，多數實驗是定性的，而且很多實驗器材可以“隨手取材”。因此，我們可以嘗試讓學生自己動手制作，教師可事先提出課題，講清要探索什么規律，然后由學生自選材料、自制器材。這樣不但可以解決儀器短缺的問題，而且可以提高學生的學習興趣，開闊學生視野，發展學生個性，開發學生智力。如我和學生共同制作了《光的反射定律實驗教具》，所用的材料是：平整的泡沫2片，白紙1張，透明膠（將兩片泡沫接縫處粘合并能夠向后翻折），膠水，量角器，鉛筆，小平面鏡。制作材料容易找，價格也便宜，基本上不需要什么成本，制作也簡便，不需要什么技術，而且實用性很強。

在學生動手制作的過程中，學生要通過想方案、找材料，進行加工、組裝，反復試驗、不斷嘗試，產生新思維。學生的制作過程是更高層次上的學習過程。學生利用自制實驗器材進行學習，有利于消除對學習科學、進行實驗探索的神秘感。同時，用自制實驗器材進行實驗，學生不必擔心會損壞儀器，因此也增加了學生的動手機會和興趣，減少學生在實驗中寧可當“觀眾”的現象，增強了學生創新意識和培養了學生的創新能力。

3.實驗器材的自選

在科學教學中，有許多的學生分組實驗，當前的學生實驗往往采用這樣的模式：先由教師講述實驗目的、內容，然后學生“照方抓藥”地進行操作、觀察，最后教師小結。學生對這種模式興趣不大，不利于發揮學生思維的主動性。如果學生根據自己設計的實驗，自由選擇具體的器材種類，這樣學生在設計實驗時不會因為儀器的整齊劃一而打不開思路，逐步形成思維定勢，也能較好地拓寬學生的思路，促進學生求異思維的發展，轉變學生的學習方式，培養探究精神。

如進行《測量小燈泡電功率》學生實驗前，讓學生展開討論進行實驗設計比賽：器材不限，設計出電路圖并用文字寫出操作步驟的具體說明；第一個可行方案的設計人員，享受為實驗命名的權利并在全班推廣操作。學生進行分組實驗時，未必以實驗冊中提供的方法進行實驗，而是可以要求學生任選其他方案做一至二個實驗，這樣可適應不同層次學生的發展需要。

四、家庭小實驗的有效開發

科學的教學應重視實驗教學，演示實驗除了課堂中的實驗外，教師與學生還可把實驗發展到課外——家庭小實驗。因為家庭小實驗有利于學生掌握知識，提高學生興趣。學生利用生活中的廢物，代替實驗儀器，完成家庭小實驗，可使課內實驗知識得到更好的延伸和補充，進而激發學生學習的興趣，有利于養成勤思考、善于用實驗探究科學新知識的好習慣。

例如，讓學生完成家庭小實驗：測定雞蛋殼的成分時，當學生將食醋倒入裝有雞蛋殼的燒杯時，發現雞蛋周圍產生了大量的氣泡，雞蛋在不時地上下沉浮，這種現象學生雖然又好奇有迷茫，但大多能自己查閱資料，并通過小組同學交流、探討，最后通過物理化學知識的綜合應用來解決問題。又如，在講解酸和鹽化學反應的知識時，讓學生回家用家庭洗滌物純堿和食醋反應，啟發學生思考以下幾個問題：（1）燃著的蠟燭過一會兒熄滅了，說明該反應可能產生了什么氣體？該氣體具有那些物理性質和化學性質？（2）應增加一個什么實驗來證明該氣體是二氧化碳？（3）反應產生了二氧化碳說明純堿中含有什么離子？該離子與哪類物質反應，同樣會產生二氧化碳？（4）該實驗說明有機酸的溶液中含有什么離子？這種實驗形式提高了學生綜合運用知識的能力和實踐能力。經過一段時間之后，每逢做演示實驗時，有的學生往往會問：“我自己在家里能不能做？”

家庭小實驗的優勢是學生在心理狀態比較放松的環境中，不受課堂時間的限制，可反復做、反復觀察，這對培養學生的獨立動手操作能力、觀察能力、設計能力、分析問題和解決問題的能力及思維能力都有極大的好處。所以老師可配合課堂教學內容，指導學生在家完成一些小實驗作為家庭作業，并要求學生準備一個家庭小實驗記錄本，把所完成的實驗名稱、日期、觀察到的現象、得出的結論與所學知識的聯系等記錄下來。這樣對轉變學生的學習方式、培養探究精神、掌握科學方法等方面都會起到積極有效的作用。

事實證明，在現有教學條件下，對初中科學的實驗做適當的改革，可對學生體驗科學過程和形成科學態度方面的積極作用。因此，如何去發掘實驗在教學方面的功能，是值得我們每一位科學教師去努力探索的。