運用科學實驗　培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)

沈亞東

初中《科學》是以培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)為宗旨的科學入門課程。新課標指出，初中《科學》課程將通過進一步學習必要的和基本的科學知識與技能，為學習其他學科的知識和后繼學習打下基礎；將通過科學探究的學習方式，讓學生體驗科學探究活動的過程和方法，發(fā)展初步的科學探究能力；將培養(yǎng)學生良好的科學態(tài)度、情感與價值觀……實驗既是學生必須基本的技能，也是培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)的有效載體。下面筆者根據幾年的新課程教學實踐，以浙教版初中《科學》為例，就通過實驗教學對學生科學素養(yǎng)中的知識和技能的培養(yǎng)，探究能力的培養(yǎng)，科學態(tài)度、情感與價值觀的培養(yǎng)談點自己的做法。

一、用探索性實驗，幫助學生掌握基本的科學知識與技能

新課標要求，中學生應該了解或理解基本科學事實、概念、原理和規(guī)律，學會或掌握相應的基本技能；能用所學知識解釋生活和生產中的有關現象，解決有關問題。

美國的一個圖書館上掛著三句話“我們聽見了，就忘記了；我們看見了，就記住了；我們做過了，就理解了。”由此可見讓學生自己親自動手更有利于更加能夠激發(fā)學生的學習興趣，自覺去探究知識，同時在實驗中掌握了實驗的技能。為此，筆者在教學中盡量增加一些探索性的實驗，使學生在不斷探索中掌握基本的知識和技能。如講授小孔成像內容時，我讓學生用一盞白熾燈(60w左右如圖1)放在黑紙做成的箱內，將紙箱的一邊切開一個小孔，當燈光通過演示小縫射到外面紙上時，在紙上可清晰見到燈絲倒立的“w”圖象；再如講授物體振動會發(fā)出聲音時，想反過來證明有聽到聲音必然有物體振動時，我組織學生進行小組探究合作，讓學生在直徑大于10cm的圓紙筒上蒙一層氣球乳膠皮，再在乳膠皮上貼一小塊平面鏡，鏡面朝外(如圖2)，在光線較暗處用手電筒照鏡面，然后人向著紙筒開口處大聲說話，便產生閃動的光帶，證明有聲音發(fā)出，必有物體振動；又如講授熱傳遞內容時，通過探究性學習，建議學生將一根棉線繞在一條金屬棒上拉緊(如圖3)用火柴直接燒棉線，結果棉線燒不斷，說明此時熱能由金屬加熱處很快傳向金屬兩端，加熱處溫度未能明顯升高達到棉線著火點，證明金屬導體是熱的良導體。這樣既掌握了知識又提高了實驗的技能。當然，有些實驗無法觀察其內部變化或者難以在短時間內完成，為此，我們可以應用電教手段向學生展示這些知識，或者通過課外實驗來補充。如裂變和鏈式反應、聚變和熱核反應的原理；探究種子萌發(fā)過程等。

二、用生活性實驗，培養(yǎng)學生探究能力

新課標指出，在科學課程中，學生將通過科學探究等方式理解科學知識，學習科學技能，體驗科學過程與方法……培養(yǎng)創(chuàng)新意識和實踐能力。科學探究是科學的本質特征之一，科學就其結果來說是對自然界客觀規(guī)律的反映的知識體系，就其認識過程來說，基本特征應當是科學探究，這是因為大自然的奧秘只有通過人們的不斷探究活動，才能透過自然現象，進而揭示其本質，從而形成科學理論，因而學生掌握知識的過程應該也是一種探究的過程。新課程要求教師必須改變以單純知識傳授的教學方式，變成以學生自主探究、經歷探索為主，聯系學生生活實際，激發(fā)學生探究意識，通過探究能力。

1．觀察生活性實驗，引發(fā)探究意識

進行科學探究，首要的是發(fā)現“問題”。運用生活實驗可以給學生提供感性的素材，讓需要探究的問題在情境中自然誕生，讓學生自然產生探究和解決“問題”的欲望，使探究活動成為學生的一種心理需求，從而激發(fā)學生探究興趣，引領學生主動進行探究。如在進行“大氣壓”教學時，我這樣設計實驗引發(fā)問題：

上課開始先發(fā)給每個實驗小組一個略小于雞蛋的瓶子，在瓶底墊上一層沙子，叫同學先點燃一團酒精棉投入瓶內，接著把同學課前帶去的一只去殼雞蛋的小頭端朝下堵住瓶口。

教師：同學們在剛才的活動中看到了什么現象?

學生：蛋被瓶子緩緩“吞”入瓶肚中了。

教師：同學們想弄清楚這是為什么嗎?

這樣在進行深入探究之前，先用一個實驗創(chuàng)設問題情境，引出本課將要探究解決的問題。從而引領學生步步走上了科學探究之路。

2．設計生活性實驗，培養(yǎng)探究能力

指導學生自行設計生活性的科學實驗，是培養(yǎng)學生探究能力的重要環(huán)節(jié)，也是培養(yǎng)學生實踐能力的重要途徑。既有利于培養(yǎng)學生的科學精神，又有益于學生領悟、運用和鞏固科學知識。同時，還可以將科學探究從課內向課外延伸。

如：“探究種子萌發(fā)的條件”教學時，我們可以先將實驗所探究的影響種子萌發(fā)的多種因素，分解成一個個的單一因素，讓學生通過單個因素考慮種子萌發(fā)與外界條件的關系，進而引導學生設計出教材中所呈現的對照實驗，探究并得出種子萌發(fā)所需的外界條件。然后給學生布置了一個課外探究作業(yè)：同學們能設計另外的實驗方案來探究種子萌發(fā)的條件嗎?課后學生紛紛尋找身邊的器材，設計實驗方案，并進行實際試驗。通過這樣的自行設計，并在課外親歷實驗的觀察、比較和分析的探究活動，使學生深刻理解了種子萌發(fā)所需的外界條件和過程，培養(yǎng)了的探究科學的方法和能力。

三、運用實驗過程和結果，幫助學生樹立科學態(tài)度、情感與價值觀

科學態(tài)度、情感與價值觀是科學素養(yǎng)的重要內容。其內容包括：對自然現象保持較強的好奇心和求知欲，養(yǎng)成與自然界和諧相處的生活態(tài)度；尊重科學原理，不斷提高對科學的興趣，關心科學技術的發(fā)展，反對迷信；逐步培養(yǎng)創(chuàng)新意識，敢于依據客觀事實提出自己的見解，能聽取與分析不同的意見，并能夠根據科學事實修正自己的觀點，初步養(yǎng)成善于與人交流、分享與協作的習慣，形成尊重別人勞動成果的意識；增強社會責任感，形成用科學技術知識為祖國和人民服務的意識。

培養(yǎng)科學態(tài)度、情感與價值觀方式很多，如可以用錢學森的故事激發(fā)學生形成用科學技術知識為祖國和人民服務的意識，用多媒體展示環(huán)境問題的現狀的圖片警示學生要養(yǎng)成與自然界和諧相處的生活態(tài)度。下面談談筆者通過實驗來培養(yǎng)學生科學態(tài)度、情感與價值觀的做法。

1．通過實驗過程，幫助學生學會與人交流分享

如在杠桿平衡條件的分組實驗過程中，我對學生進行分組實驗，兩人一組，共同來完成同一個實驗。學生在杠桿平衡條件實驗中發(fā)現的問題：

①杠桿容易從支桿上滑下。

②掛好鉤碼后，手不能松開。

③小卡子滑動不方便，與木槽摩擦太大。

學生針對發(fā)現的問題提出的改進方法：

把支桿的一端做成彎的或帶有螺絲帽的長桿，先把杠桿放到支桿上，然后固定支桿，再調平衡，這樣杠桿不易滑下。

用不同質量的橡皮泥固定到杠桿一端的某一位置后再在另一端掛上鉤碼找出位置，這樣手可以松開。

把木槽里嵌入金屬條，金屬條與小卡子摩擦較小，便于小卡子滑動。

通過杠桿平衡條件的實驗，使學生在掌握科學知識的同時，還培養(yǎng)了學生的協作、操作能力，培養(yǎng)了創(chuàng)新能力。

2．運用實驗結果，幫助學生樹立科學態(tài)度，反對迷信和“偽科學”

如利用白磷自燃現象，解釋有人見到的所謂“鬼火”，就是因為白磷的著火點低自燃形成的。現在社會上用假金佛和金戒子詐騙的現象很多，當同學們學了金屬和酸置換反應后，教師就要求大家去想出怎樣鑒別的方法。原來假金佛和金戒子大多是用銅鋅合金，所以只要將假金佛和金戒子放入硫酸中，能放出氣體的就是假的了。當然還可以用密度等其他方法等加以判斷。通過這些社會活動，揭穿“偽科學”騙人的把戲，幫助學生了解科學、技術如何服務社會，并且形成了科學態(tài)度、科學的價值觀。

總之，科學的知識和技能，探究能力，科學態(tài)度、情感與價值觀都屬于學生應該初步具備的科學素養(yǎng)，這些方面不是孤立的，而是相互滲透相互促進的，科學知識、技能和探究能力的培養(yǎng)過程就是科學態(tài)度、情感與價值觀的形成過程；科學態(tài)度、情感與價值觀的形成能夠更好地促進學生去主動掌握知識好技能，自覺探究，真正做到“以生為本”。

(責任編輯：張華偉)