依托科學實驗，撬動學生思維

摘 要：在初中科學教學中，科學實驗是必不可少的一項內容，也是培養學生實踐能力、思維能力的關鍵方法。近年來，隨著我國課程教育改革持續推進，初中科學實驗教學更加被重視，其教學地位也日漸提高，因此，教師要更新自己的教學理念，創新教學方式，依托科學實驗，促進學生思維的發展。

關鍵詞：科學實驗;創新思維;初中科學

作者簡介：鄭欣（1993—），女，浙江省杭州市錢塘區觀瀾中學。

隨著時代的發展進步，社會對人才的要求發生變化。教師應隨之調整教學方式，尋找更科學的方法培養學生的思維能力。初中科學是一門提高學生科技素養的關鍵學科，而且科學實驗教學，具有培養學生創新思維的獨特優勢，因此，如何有效地開展初中科學實驗教學，培養學生的思維能力，成了當前初中科學教師關注的問題。初中階段的學生正處于身心發育的關鍵時期，需要教師在教學中進行合理的引導，以掌握科學的學習方法，以此提高科學實驗學習的整體質量。同時，教師還要讓學生通過實驗驗證理論，并以此延伸出新的知識內容，進而使其形成自主學習的良好習慣，達到開闊學生眼界、活躍學生思維的教學目標。

一、優化課前導入，啟發學生思維

（一）情境式問題導入

在開展教學活動之前，教師可以先設計一些問題幫助學生預習課程內容。在進行問題設計的時候，教師要盡可能地使問題具備啟發性和針對性。這樣不僅能讓學生更高效地理解科學實驗課程的知識，還可以開闊其視野，啟迪學生的思維，進而達到提高科學實驗課程教學質量的目的[1]。教師可以根據實驗內容設計情境問題，這種以實驗內容為基礎的問題，具備較高的趣味性，能夠有效地調動學生的學習興趣，讓學生主動解答問題，并在探究過程中培養其創新思維。例如，在進行“平面鏡成像”的科學實驗教學時，教師通過多媒體播放在魔術表演中隔著玻璃板吹滅蠟燭的視頻，再引導學生思考其原理。學生容易被這種有趣的視頻內容吸引，主動地進行探究，從而對平面鏡成像知識形成初步認知，這對于拓展學生的思維具有積極意義。

（二）開放式問題導入

開展初中實驗教學不僅可以有效提高初中科學教學質量，還可以培養學生的創新能力、思維能力，這對初中階段學生未來的學習和發展有著重要意義。在課前導入環節，教師可以設計一些拓展思維的開放性問題，在課前提出這樣的問題能夠幫助學生快速地對教學內容有一個初步的了解，還能夠有效地發散學生思維，讓其通過不同的角度對問題進行探究，使學生的想象力得到充分的發揮。同樣以“平面鏡成像”的科學實驗教學為例，為了能夠快速地幫助學生了解本章節內容，教師可以開展“平面鏡成像規律”的實驗教學。在進行教學活動之前，教師可以先提出問題，如“大家平常有沒有照鏡子的習慣呢？”“照鏡子的時候有沒有什么不一樣的發現呢？”這種開放性的問題快速地吸引了學生的注意力，讓學生認真思考，并給出了各種不同的答案。教師再根據學生的答案引入平面鏡成像的知識內容，并鼓勵學生以自身的生活經驗作為基礎，探究平面鏡成像的特點。在這一過程中，有的學生得到物體與鏡子距離越遠，則鏡像越小的結論，但這一結論并不正確。此時，教師就可以為學生提供一系列的實驗材料，包括蠟燭、玻璃板、白紙等，并讓學生根據本章節教材的內容開展實驗設計。教師在此過程中要做好引導，重點關注學生的實驗情況，并適時予以指導，幫助學生明確實驗思路。這樣的教學方式能夠快速地吸引學生的注意力。教師通過引導讓學生自主思考和探究，有利于教學質量的提高，也使學生的創新思維得到了培養[2]。

二、開展分組合作，激活學生思維

（一）促進交流，激發學生學習潛力

科學實驗教學需要教師的有效引導，更需要學生的參與和投入。小組合作學習能夠促進學生之間的交流和溝通，讓其在探究和思考的同時，不斷與不同的思維進行碰撞，達到互相啟發，培養創新思維和能力的目的。教師還可以在分組以后設計相關的主題，讓各個學習小組使用不同的材料進行實驗探究，并寫出實驗可行性報告。在進行分組實驗教學的過程中，教師一定要把學生作為實驗的主體，讓其自主自發地開展思考，激發其學習潛力[2]。教師在進行小組課題準備時，也要充分考慮學生的實際學習情況，對任務進行合理的分配。例如，在“水的浮力”一課中開展使用測力計測量浮力的實驗教學時，教師就可以根據實際的教學內容來開展分組實驗教學，讓學生通過實驗理解物體浮力大小和物體排開水的多少之間存在的關系。教師可以應用實驗室的器材，設計好相關的問題，如“怎么應用下列的器材開展實驗？”“實驗的步驟如何安排？”“實驗數據記錄表怎么設計？”等。在有目標性的問題的引導下，學生會更積極主動進行討論和交流，讓實驗的過程會變得更有趣。

（二）深入引導，培養學生創新思維

在開展分組實驗的過程中，教師應著重培養學生的創新思維，通過多樣化的實驗教學來增強教學效果。教師可以在具體的教學活動中，應用相同實驗不同操作方法以及相同實驗問題多種探究方法的模式，幫助學生認識科學實驗的多樣性、趣味性和系統性特點，并以此培養其嚴謹的科學態度，使其學會多角度看待和解決問題。例如，在開展“天氣與氣候”一課的實驗教學時，教師可以以學生熟悉的事物作為切入點，引入教學內容，然后采用相同問題多個角度探究的模式開展教學。教師在課前先準備好一個裝滿飲料的錐形瓶，并將其塞上帶有玻璃管的單孔橡膠塞，然后提出問題：“在喝飲料的時候，很多同學都會用吸管，那么同學們知道為什么飲料會被吸管吸上來嗎？”學生的注意力會被這個問題吸引，開始思考和探究。這時教師可以將提前準備好的裝滿飲料的錐形瓶拿出來，讓一名學生吸取瓶子里的飲料，此時學生發現飲料沒有辦法被吸上來。教師再提出相關問題，引發學生繼續思考：“同學們可以用什么辦法將飲料吸上來呢？”“為什么不塞進單孔橡膠塞就可以吸到飲料呢？”“飲料是怎么進入人的口中的呢？”這些問題能夠幫助學生找到思考的方向，并主動地參與學習，有利于培養學生的創新思維，讓其學會多角度、多層次地看待問題。36F6F2FF-9F5E-409B-89C6-36E123507DE8

三、創新實驗教學，撬動學生思維

（一）創新教學方式，激發學生學習興趣

在開展科學實驗教學的過程中，調動學生的學習興趣十分重要，這需要教師具備良好的創新能力，持續對科學實驗的教學方法和內容予以改進，以提高學生開展科學實驗的興趣，并且通過科學實驗培養學生的創新思維。例如，在進行“大氣壓強”這一課的教學時，教師可以改變傳統的覆杯實驗方法，選擇更大的杯子，在實驗時用硬紙板封住杯口，然后再將杯子倒扣，將其放置在學生的頭頂上，當教師把手拿開以后，杯子之中的水并不會流出來。在這樣的實驗過程中，學生的注意力會被這種現象快速吸引，從而開始思考和探索背后的科學原理。這樣的科學實驗能夠有效地幫助學生加深對知識的理解和記憶，提高教學質量。教師對教學實驗的持續創新能夠有效地激發學生的參與積極性。又如，在進行“堿酸之間的反應”的實驗教學時，教師可以在課前讓學生準備好白醋、小蘇打以及杯子。在實際的教學過程中，教師再指導學生用水將小蘇打溶解，并將酚酞指示劑融入其中，觀察杯中溶液的顏色，當溶液呈現粉紅色的時候，再將白醋倒入，看看溶液顏色有沒有發生變化。完成上述實驗以后，教師可以再演示稀鹽酸、稀硫酸以及氫氧化鈉與酚酞溶液的反應實驗，讓學生進一步觀察，了解實驗的原理。這種學生親自動手實踐外加教師演示的課堂，能讓學生對堿酸反應的知識有更為深刻的理解，有助于教師引導學生仔細觀察生活中存在的各類堿酸反應，培養其科學素養。

（二）創新實驗方法，培養學生科學思維

在進行科學實驗教學的過程中，教師要著重對學生嚴謹的科學態度進行培養，幫助學生養成創新思維和科學思維，使其學會用科學的眼光看待問題，通過科學的思維解決問題[3]。在實際的教學活動之中，教師應以教材內容為基礎，設計豐富多彩的實驗活動，幫助學生加深對知識內容的理解。在各種不同的實驗教學中，學生的發散思維能力、創新思維能力也會得到顯著的提高。初中階段的學生身心發育尚不成熟，但其具很強的好奇心，教師應當抓住這一特點合理地選擇科學實驗方法。大部分的科學理論知識都具有抽象性的特征，學生在學習時往往很難快速地理解。開展科學實驗的意義，就在于教師通過實驗的方法讓學生親身感受科學知識的魅力，降低其學習的難度。例如，在開展“電荷與電流”的教學時，為了能夠幫助學生更為深刻地理解摩擦起電的知識，教師可以根據教學的實際內容，設計實驗方案，讓學生參與實驗，詳細了解實驗現象的原理。在課前，教師可以指導學生提前準備好塑料格尺、干絨布還有碎紙片，在開展實驗時，再讓學生將塑料格尺放在干絨布上摩擦，完成后應用格尺吸附碎紙片。這樣的實驗活動能夠讓學生快速理解摩擦起電的原理。教師還可以設計相關的問題，引導學生進行深入的思考，如“在本次實驗中，我們可以發現格尺和絨布經過摩擦可以產生電荷，同學們想一想，在生活中還有沒有其他類似的現象呢？”這時學生會開始對該原理進行思考，有的學生回答：“用格尺和頭發摩擦也可以產生電荷。”有的學生表示：“冬天的時候脫毛衣也會產生靜電。”這樣的教學方法能夠有效提高科學實驗教學的整體質量。因此在實際的教學活動中，教師應以教學內容和學生的身心特點為基礎，精心地設計實驗方案，并對學生加以指導，以培養學生良好的創新意識。

四、延伸教學內容，拓展學生思維

（一）總結實驗結果，提高教學質量

在開展科學實驗教學的過程中，教師要深入研究教材，了解其教學目標，并精心設計教學方案，不能過度盲從教材、追求實驗的成功，而是要體現實驗的科學性。但是在實際的教學活動中，部分教師過度關注實驗的結果，認為教學演示的結果直接決定了教學效果，卻沒有重視對失敗原因的總結。例如，在學習“液體蒸發的影響因素”時，學生開展實驗，在玻璃片上分別滴兩滴水，用書本不停地對其中一滴水扇風，對另一滴水則用容器罩住進行保護。有的學生發現，受到容器保護的水滴反而更快蒸發完了。此時部分教師沒有深入地分析這一現象，只是將失敗的原因歸結于兩滴水大小的不同。這種教學方法并不利于學生科學思維的發展，影響對學生創新意識的培養。正確的方法應當是教師指導學生再次進行實驗，并和其他學生一同分析造成實驗失敗的原因，再對實驗方法進行改進，以此培養學生的科學思維，養成其嚴謹的科學態度。

（二）布置課后實驗，拓寬學生視野

在初中的實驗課教學中，教師如果僅通過課堂進行教學，是無法滿足學生的學習需求的。教師應當尊重學生的學習主體地位，并以學生的年齡特征、心理發展情況等為基礎，把教學從課堂延伸到課外，引導學生自主自發地進行科學知識的學習和探究。在小組學習模式中，教師可以讓每一個成員在不同的探究活動中輪流擔任組長，并組織學生利用課余時間進行團隊合作，完成探究式的科學實驗，以此進一步提高科學實驗教學的效果，培養學生的創新能力。例如，在進行“植物與土壤”的實驗教學時，首先，教師可以讓學生根據這一知識內容的主題，明確實驗的方法并進行自主探究，對土壤所包含的營養成分、濕度以及土壤和植物生長的關系等進行研究，在實驗過程中，教師要引導各小組成員互相交流，共同完成實驗。然后，在課堂上，教師讓每個小組展示自己課后的實驗成果。最后，學生可以在小組課后實驗中提高自身的實踐探究能力。此外，在課堂的展示環節中，學生通過講述實驗過程能夠進一步加深對理論知識的理解，學會總結、歸納和反思，使學生的自主性得到了充分發揮，促進其創新思維能力的提升。

培養學生的思維能力是一個長期的過程，在實際的初中科學實驗教學中，教師要不斷創新教學方法，耐心地引導學生，調動學生的學習興趣，促使其科學思維能力的提升，并通過多樣化的科學實驗來提高學生的思維能力，以達到預期的教學效果，為學生未來的發展奠定堅實的基礎。

[參考文獻]

夏兆省，戴文曉.STEM項目學習下初中科學實驗教學范式的實踐與反思：以“自制簡易密度計”拓展教學為例[J].中學物理，2021，39（16）：21-23.

馬海燕.初中科學實驗教學與生活實際的結合：以物理實驗為例[J].考試周刊，2021（4）：117-118.

薛鋒.初中科學微型實驗校本課程開發之研究[J].中學課程輔導（教學研究），2021（4）：13.36F6F2FF-9F5E-409B-89C6-36E123507DE8