簡述初中《自然科學(xué)》多種實(shí)驗(yàn)教學(xué)法

董波靜

摘 要：科學(xué)是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的課程，在教學(xué)中教師應(yīng)該依據(jù)教學(xué)對象、教材內(nèi)容、學(xué)習(xí)階段的差異來選擇和改進(jìn)各種實(shí)驗(yàn)，以此來切實(shí)保證有提升教學(xué)的有效性。

關(guān)鍵詞：初中；自然科學(xué)；實(shí)驗(yàn)；改進(jìn)

一、前言

《科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》中強(qiáng)調(diào)科學(xué)教學(xué)的核心目標(biāo)是“提高以科學(xué)探究能力為核心的科學(xué)素養(yǎng)”。實(shí)驗(yàn)作為承載諸多科學(xué)探究要素的重要的教與學(xué)雙方共有的方法和手段，其對于全面達(dá)成科學(xué)教學(xué)目標(biāo)具有不可替代的作用。

二、實(shí)驗(yàn)的三大類別

科學(xué)學(xué)習(xí)中實(shí)驗(yàn)的重要性是毋庸置疑的，但是在教學(xué)中如何根據(jù)學(xué)習(xí)主體的差異、學(xué)習(xí)階段的先后、學(xué)習(xí)內(nèi)容的深淺而選擇使用相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，則是獲得高效實(shí)驗(yàn)教學(xué)的保證。筆者將從以下三個(gè)方面以例析的方式來對具體實(shí)驗(yàn)的使用進(jìn)行簡要的闡述。

1. 教師介紹實(shí)驗(yàn)——叩開大門

（1）多種演示，引發(fā)科學(xué)學(xué)習(xí)興趣。良好的開始是成功的一半，在學(xué)生剛剛接觸自然科學(xué)課程的時(shí)候，教師并沒有板滯的按照教學(xué)的順序來按部就班地從第一章節(jié)開始教起，而是首先向?qū)W生簡要地介紹一下自然科學(xué)課程的特點(diǎn)以及要求，從學(xué)生較為熟悉的生活和認(rèn)知背景出發(fā)，精選生動(dòng)有趣的實(shí)驗(yàn)，期望以此來引發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

例如教師首先做了一個(gè)“隔管推水”的實(shí)驗(yàn)。教師取帶有橡皮塞的200ml燒瓶一只，直角細(xì)玻璃管一根，玻璃管內(nèi)滴入藍(lán)色墨水使其成為一段2cm左右的藍(lán)色墨水柱，然后將玻璃管的一端插入橡膠塞，再將橡膠塞塞緊燒瓶瓶口，將玻璃管水平放置，一切妥當(dāng)之后，教師再將事先準(zhǔn)備好的上面標(biāo)有刻度（cm）的白紙放在玻璃管后面，以此來作為藍(lán)色墨水的對照。

演示的時(shí)候，教師首先將一杯熱氣騰騰的開水放在燒瓶底下，此時(shí)由于瓶內(nèi)氣體受熱，膨脹后推動(dòng)藍(lán)色墨水向右側(cè)方向移動(dòng)；移去熱水杯之后，過了一會(huì)藍(lán)色墨水又慢慢地向左側(cè)移動(dòng)回到先前的位置；緊接著教師將一塊在冰箱里冰過的手帕圍在玻璃管上，藍(lán)色墨水柱又開始緩慢地向左側(cè)移動(dòng)。所有的這三種現(xiàn)象在刻度表的對照下能夠被學(xué)生快速清楚地觀察到。第一個(gè)實(shí)驗(yàn)已經(jīng)引起了大部分學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，趁熱打鐵，教師接著又演示了“筷子提米”“杯下抽紙”“水杯倒懸”等實(shí)驗(yàn)，在這些五花八門的類似于魔術(shù)表演的演示實(shí)驗(yàn)的“前后夾擊”之下，學(xué)生對于科學(xué)這門課程的學(xué)習(xí)興趣分外高漲，為下面的學(xué)習(xí)取得了一個(gè)良好的開端。

（2）聯(lián)系實(shí)物，灌輸科學(xué)依托生活。教師在進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，對于一些學(xué)生平常接觸不太多的學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容最好能夠出示實(shí)物，以此來拉近學(xué)生與實(shí)驗(yàn)內(nèi)容之間的距離，力爭能夠使學(xué)生對于該類型的實(shí)驗(yàn)認(rèn)識從感性上升到理性。

例如在學(xué)習(xí)“汽油機(jī)工作原理”的時(shí)候，教師吸取了以往上課的經(jīng)驗(yàn)，特意找朋友從修理廠借出一只不用的汽油機(jī)，結(jié)合投影屏幕上出現(xiàn)的文字圖片介紹，根據(jù)實(shí)物向?qū)W生們展示介紹了汽油機(jī)的結(jié)構(gòu)以及負(fù)責(zé)連接傳動(dòng)的連桿和曲軸，使學(xué)生明白了汽油機(jī)“吸氣、壓縮、做工、排氣”等四個(gè)沖程的工作原理。這樣的結(jié)合實(shí)物的教學(xué)遠(yuǎn)遠(yuǎn)比僅依靠掛圖和視頻資料的效果要好很多。

2. 學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)——引人入勝

（1）參與制作，細(xì)致入微，牢固掌握。音像教材的使用彌補(bǔ)了常規(guī)實(shí)驗(yàn)的不足之處，為學(xué)生深入理解、掌握知識創(chuàng)造了條件，在實(shí)際學(xué)習(xí)中非常受學(xué)生的歡迎。針對于近幾年的初中科學(xué)考試中都出現(xiàn)了關(guān)于教材課本的題目，考核的內(nèi)容主要是“此圖所代表的實(shí)驗(yàn)是研究什么？”，雖然這樣的題目看似簡單，但是每年能夠完全答對的學(xué)生寥寥無幾。鑒于此，筆者引導(dǎo)和組織學(xué)生參與制作各種教學(xué)投影片，尤其是在復(fù)習(xí)課中，制作的過程就是一種精細(xì)入微的復(fù)習(xí)過程，由此提高了學(xué)生的識圖能力和科學(xué)綜合學(xué)習(xí)運(yùn)用能力。

（2）實(shí)踐生疑，層層分析，獲得新知。在初中階段的自然科學(xué)的學(xué)習(xí)中，由于教學(xué)范圍的局限性以及種種其他的原因，學(xué)生對于科學(xué)知識的認(rèn)識會(huì)產(chǎn)生些許的缺漏，科學(xué)知識相對來說具有唯一性，因此這種認(rèn)識上的缺漏極其容易對學(xué)生后續(xù)的高中物理或化學(xué)學(xué)習(xí)造成誤導(dǎo)。而通過相關(guān)的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可以自行探究發(fā)現(xiàn)教材之外的科學(xué)知識，從而將初高中的學(xué)習(xí)銜接順暢。

例如“摩擦”這一節(jié)的知識是初中自然科學(xué)學(xué)習(xí)中的學(xué)習(xí)難點(diǎn)。對于摩擦力的方向的認(rèn)知，初中教材不做要求，但是在學(xué)生學(xué)習(xí)了力的三要素（力的作用點(diǎn)、力的方向、力的大小）之后，學(xué)生對于摩擦力的方向也會(huì)具有一定的思考，因而在當(dāng)下的知識框架內(nèi)，學(xué)生極其容易認(rèn)為“摩擦力的方向與物體運(yùn)動(dòng)的方向相反” 。為了解決這樣一個(gè)問題，筆者通過讓學(xué)生進(jìn)行這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn)來探索，以獲得正確的新知。如圖所示，M、N分別是兩塊相同材料的木塊，底部都較為光滑。

現(xiàn)象：當(dāng)M受到水平向左的拉力F，且F大小適宜的時(shí)候，M和N都以相同速度向左作直線運(yùn)動(dòng)。

思考1：N為何能夠由靜止轉(zhuǎn)為運(yùn)動(dòng)？

解答1：因?yàn)镹受到了力的作用，力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。

思考2：N受到的力的性質(zhì)，是誰在向N施力？

解答2：物體M施給N的摩擦力。

思考2：N在力的作用之下由靜止轉(zhuǎn)為向左運(yùn)動(dòng)，請問N的受力方向？

解答3：向左。

討論：為何摩擦力的方向和物體運(yùn)動(dòng)的方向是一致的呢？

點(diǎn)評：通過教師所設(shè)計(jì)的小實(shí)驗(yàn)，通過一層層的疑問，使學(xué)生產(chǎn)生了疑問，不斷地靠近真相，進(jìn)而獲得了新知。

3. 師生改進(jìn)實(shí)驗(yàn)——化繭成蝶

（1）微型化改造。微型化改造實(shí)際上就是以盡可能少的消耗（實(shí)驗(yàn)用藥少、實(shí)驗(yàn)程序少、實(shí)驗(yàn)用時(shí)少、實(shí)驗(yàn)結(jié)果佳）來完成以獲得與常規(guī)實(shí)驗(yàn)相同實(shí)驗(yàn)結(jié)果的一種新實(shí)驗(yàn)思想方法，一般由教師和學(xué)生共同參與，以使師生在學(xué)?，F(xiàn)有實(shí)驗(yàn)條件之下來共同提高科學(xué)實(shí)驗(yàn)的通過率。

例如在《光合作用》一課中，師生通過共同的探索與思考，決定改用安倍瓶進(jìn)行酒精水浴加熱來對綠葉進(jìn)行脫綠。這樣一來，不管是酒精的用量還是實(shí)驗(yàn)的時(shí)間都大為減少，這樣就可以留下更多的時(shí)間來讓大家進(jìn)行討論互動(dòng)，經(jīng)歷科學(xué)探究的過程。

（2）優(yōu)創(chuàng)化改造。眼睛觀察、頭腦思考、動(dòng)手實(shí)驗(yàn)這是學(xué)習(xí)、研究和運(yùn)用科學(xué)的三個(gè)最為基本重要的方法，用最新眼光和最嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)來衡量科學(xué)教材的話，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)教材上所謂的一些演示實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象不夠清楚明顯，對一些經(jīng)典重要的科學(xué)規(guī)律也缺少必要的實(shí)驗(yàn)證實(shí)?；谶@種現(xiàn)狀，筆者依靠《新課標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)》，對于一些重要的科學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了一些優(yōu)化與創(chuàng)新性的改造和修繕。

例如在進(jìn)行展示“懸掛在支架上的重量物體，通過懸線對支架桿產(chǎn)生怎樣的作用效果”的拉壓演示實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，筆者自制了相應(yīng)的演示器具。

筆者準(zhǔn)備了一塊規(guī)格為20cm×50cm的長方形木板，在木板兩端相距30cm處各挖一個(gè)直徑為10cm的圓孔，分別在上下圓孔處經(jīng)過圓孔的縱軸（A）和橫軸線（B）上綁上松緊適中的橡皮條，在A處的橡皮條處與斜杠a相連接，在B處的橡皮條處與水平橫杠b相連接，a與b杠相連接于點(diǎn)c，將木塊固定在黑板上之后在點(diǎn)c處懸掛一重物（砝碼），這樣就可以很清楚地看到“A處的橡皮條被斜杠朝斜外下方拉長以及B處的橡皮條被橫杠朝斜內(nèi)上方頂入”的現(xiàn)象。筆者可以據(jù)此將F進(jìn)行分解，學(xué)生也就能夠相對輕松地搞清楚。

三、結(jié)語

在自然科學(xué)課程的教學(xué)之中，教師們必須真正體現(xiàn)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)教學(xué)。除了上述的三大點(diǎn)之外，教師還可以通過多媒體等高科技手段來進(jìn)行和改進(jìn)各種實(shí)驗(yàn)，這樣能更好地幫助學(xué)生理解和掌握那些抽象的科學(xué)理論知識，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，提升科學(xué)課程學(xué)習(xí)的有效性。

參考文獻(xiàn)：

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[2]高玉良.淺談物理實(shí)驗(yàn)中學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[J].教育教學(xué)論壇，2012（26）.

（寧波市鄞州區(qū)宋詔橋中學(xué)）