以實(shí)驗(yàn)教學(xué)為契機(jī)培養(yǎng)學(xué)生能力

孫小高

科學(xué)實(shí)驗(yàn)是在人為的條件下，對(duì)客觀存在的事實(shí)、現(xiàn)象及規(guī)律的重現(xiàn).無(wú)論哪種實(shí)驗(yàn)，在促進(jìn)學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化，促進(jìn)人腦的協(xié)調(diào)發(fā)展，培養(yǎng)學(xué)生的探究精神及良好的意志品質(zhì)等方面均有獨(dú)特的功能.自然科學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)，實(shí)驗(yàn)觀察是學(xué)習(xí)自然科學(xué)的基礎(chǔ)，又是發(fā)展創(chuàng)造性思維的源泉.自然科學(xué)中的重大發(fā)現(xiàn)和主要規(guī)律的建立，都有“實(shí)驗(yàn)”作為堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ).在自然科學(xué)實(shí)驗(yàn)中，從基本儀器的選擇到合理使用，科學(xué)思想的表現(xiàn)到數(shù)學(xué)應(yīng)用都處處蘊(yùn)涵著有利于創(chuàng)造性思維能力培養(yǎng)的因素.本人通過(guò)２０余年的教學(xué)實(shí)踐，認(rèn)為以下舉措培養(yǎng)學(xué)生思維能力十分有效．

一、通過(guò)課堂演示實(shí)驗(yàn) 培養(yǎng)學(xué)生觀察思維的深刻性

實(shí)驗(yàn)是一種探究活動(dòng).在實(shí)驗(yàn)中教師要依據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，指?dǎo)學(xué)生有目的、有重點(diǎn)、有針對(duì)性地進(jìn)行觀察.心理學(xué)家認(rèn)為觀察是一種有目的、有計(jì)劃、持久的知覺活動(dòng)，它是學(xué)生認(rèn)識(shí)自然事物的途徑，獲得知識(shí)的門戶，科學(xué)實(shí)驗(yàn)在傳授知識(shí)的同時(shí)，也培養(yǎng)了學(xué)生的觀察能力、思維能力和創(chuàng)造能力.在講到水沸騰一節(jié)，我演示冷水加熱至沸騰的全過(guò)程，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，學(xué)生能清楚觀察到沸騰前水中氣泡如圖１，發(fā)出聲音較響.沸騰時(shí)聲音減弱，水中氣泡如圖２.學(xué)生在觀察了演示實(shí)驗(yàn)后，發(fā)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的異同現(xiàn)象，覺得非常好奇，激發(fā)了學(xué)生的興趣，活躍了思維，他們就自覺去思考是何原因.在老師的指導(dǎo)下，經(jīng)過(guò)綜合分析，得出水在沒有沸騰前，即在升溫過(guò)程中，下部水溫度高，發(fā)生汽化產(chǎn)生氣體形成氣泡，在浮力作用下上升，但上部水溫度低，氣泡內(nèi)一部分水蒸氣遇冷液化，凝結(jié)成水，使氣泡變小或破碎，氣泡的這種變化引起振動(dòng)發(fā)出聲響.當(dāng)水沸騰時(shí)，水中氣泡大量上升，且這些氣泡周圍的水也發(fā)生汽化，向氣泡內(nèi)蒸發(fā)水蒸氣，使氣泡不斷增大，升到水面破裂，把里面水蒸氣放出，沒有振動(dòng)，無(wú)聲響.通過(guò)眼耳感官，感知并經(jīng)過(guò)思考，使學(xué)生進(jìn)一步理解“響水不開，開水不響”的科學(xué)道理.結(jié)合此演示實(shí)驗(yàn)，我又給學(xué)生提出以下兩個(gè)問題：

１．試管中盛有一定量水，放入盛有水的燒杯中，給燒杯加熱至水沸騰，試管中的水會(huì)沸騰嗎？

２．將一個(gè)空試管口朝下按入燒杯內(nèi)的水中，在１標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，對(duì)燒杯加熱至水沸騰，試管中的水能沸騰嗎？

通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)激發(fā)了學(xué)生的求知欲望.教學(xué)中要適時(shí)地向?qū)W生提出一些啟發(fā)性的問題，設(shè)疑激疑，引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合觀察對(duì)象積極思考，達(dá)到釋疑解疑的效果，以促進(jìn)學(xué)生把握現(xiàn)象的本質(zhì)屬性，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生觀察思維的深刻性.

二、通過(guò)實(shí)驗(yàn)組合求異教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生思維的廣闊性

思維的廣闊性是指運(yùn)用已有的多方面知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，從不同角度思考問題.引導(dǎo)學(xué)生多角度、多方位、多層次的思維，使學(xué)生廣開思路，各抒己見，不斷總結(jié)，促進(jìn)思維廣闊性得以培養(yǎng).

在學(xué)?？萍贾芑顒?dòng)中，我校針對(duì)興趣性、實(shí)踐性、普及性及思維的廣闊性和創(chuàng)造性開展多項(xiàng)實(shí)驗(yàn)操作活動(dòng).在本學(xué)期科技活動(dòng)中，我校展開了電路實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)比賽，內(nèi)容是：用滑動(dòng)變阻器控制電路使一盞燈變亮的同時(shí)，另一盞燈變暗.器材：同規(guī)格的小燈泡２只，滑動(dòng)變阻器１只，學(xué)生電源１只，開關(guān)１個(gè)，導(dǎo)線若干.再如“測(cè)定小燈泡功率”的實(shí)驗(yàn)中，所用電源電壓為６ Ｖ，燈泡的額定電壓為３．８ Ｖ，電壓表０～１５ Ｖ量程已壞，而０～３ Ｖ量程完好，其他器材也完好，在不更換實(shí)驗(yàn)器材的情況下，如何測(cè)出小燈泡的額定功率？本實(shí)驗(yàn)同常規(guī)測(cè)功率有異同.因０～１５ Ｖ量程已壞，只能用０～３ Ｖ量程測(cè).如果限于舊模式思維很難湊效，后經(jīng)學(xué)生討論，教師引導(dǎo)，設(shè)計(jì)出兩個(gè)方案.其中一個(gè)方案是用電壓表直接測(cè)小燈泡兩端電壓，但這種方案計(jì)算煩鎖，另一方案則用電壓表測(cè)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，這是一種比較理想的方案.

實(shí)驗(yàn)教學(xué)中如只按舊模式訓(xùn)練，或只偏重一般訓(xùn)練，只能引入注入式教學(xué)，不能引導(dǎo)學(xué)生向知識(shí)的深度和廣度進(jìn)軍.只有通過(guò)實(shí)驗(yàn)組合求異教學(xué)才能把新舊知識(shí)聯(lián)系在一起，才能培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造力，培養(yǎng)學(xué)生思維的廣闊性.

三、通過(guò)帶著問題的實(shí)驗(yàn) 培養(yǎng)學(xué)生思維的靈活性

學(xué)生的學(xué)習(xí)常常是在發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的過(guò)程中進(jìn)行的.教師要從教材內(nèi)容的重點(diǎn)和學(xué)生實(shí)際水平出發(fā)，設(shè)計(jì)富有啟發(fā)性的質(zhì)疑，提出新的問題.還可以針對(duì)容易混淆或錯(cuò)誤的概念環(huán)節(jié)提出問題等激發(fā)學(xué)生思考和探究答案的欲望，把學(xué)生的學(xué)習(xí)變?yōu)樽约簩ふ掖鸢傅闹鲃?dòng)活動(dòng).如學(xué)生學(xué)了杠桿平衡和浮力有關(guān)知識(shí)后，我設(shè)計(jì)了下面探究型實(shí)驗(yàn)題：有一等臂杠桿兩端掛有重力相等、體積不等的兩個(gè)實(shí)心物體（兩物體密度不同），處于平衡狀態(tài)，若將它們同時(shí)浸入同種液體中，杠桿還能保持平衡嗎？許多同學(xué)帶著問題進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)得出杠桿不再平衡.在老師的指導(dǎo)下，學(xué)生懂得了在沒有浸入液體前杠桿平衡一定有ρ１Ｖ１ｇＬ＝ρ２Ｖ２ｇＬ.當(dāng)浸入液體后，物體受到浮力，對(duì)杠桿的拉力發(fā)生了變化，兩邊力和力臂的乘積分別是Ｍ１＝（ρ１Ｖ１ｇ－ρ液Ｖ１ｇ）Ｌ，Ｍ２＝（ρ２Ｖ２ｇ－ρ液Ｖ２ｇ）Ｌ，因?yàn)棣眩保郑保溅眩玻郑?，而ρ液Ｖ１≠ρ液Ｖ２，所以Ｍ１≠Ｍ２，杠桿失去平衡.若要使杠桿再次平衡，方法至少有兩個(gè)，一個(gè)是改變支點(diǎn)，二是在浮力較大的一邊增加砝碼.

這種帶著問題的實(shí)驗(yàn)操作極大地激發(fā)了學(xué)生的求知欲望，培養(yǎng)了學(xué)生的動(dòng)手能力，鞏固了所學(xué)知識(shí)，進(jìn)一步培養(yǎng)了學(xué)生思維的靈活性.

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