淺談初中科學(xué)實驗教學(xué)的輔助策略研究

◆趙永光

(浙江省樂清市虹橋鎮(zhèn)實驗中學(xué))

一、移用

【現(xiàn)狀】實驗室有大量庫存的專用實驗設(shè)備，有些由于教材的變動已經(jīng)不適用，造成器材的閑置。

基于“遷移”的科學(xué)思想，將實驗室具備的某一套專用設(shè)備，它的整體或主要部件(有局部變化)運(yùn)用于其他知識的實驗探究，能讓學(xué)生的認(rèn)知能力得以提高。一件器材可以有多種用途，新教材中已經(jīng)有較為明顯的體現(xiàn)，如礦泉水瓶被應(yīng)用到感悟力的作用效果、浮力的存在、二氧化碳與水反應(yīng)、決定勢能大小的因素等實驗。所以對于一些閑置的專用設(shè)備，我們要去挖掘其本身的多樣功能，關(guān)注相通的知識，開發(fā)出一些輔助實驗，幫助我們突破教學(xué)的難點。

【案例】

實驗:移用光具座研究平面鏡成像規(guī)律。

1.只需將凸透鏡換成透明玻璃(粘貼半透膜效果更好)，光屏位置可以換放未點燃的蠟燭。

2.通過半透明玻璃，觀察虛像，借助光屏，認(rèn)識虛像。

3.固定玻璃，移動未點燃的蠟燭與像重疊，觀察物距與像距。

4.改變物距，移動未點燃的蠟燭與像重疊，觀察物距與像距。

5.轉(zhuǎn)動玻璃觀察像的位置的變化，認(rèn)識像與物對稱的特點。

光具座有利于器材的固定，有標(biāo)尺刻度，蠟燭位置的移動方便準(zhǔn)確，能在某一個狀態(tài)下保持較長的時間，不會因玻璃的晃動等原因影響觀察效果，教師可以方便的指導(dǎo)學(xué)生觀察思考。同時，在后續(xù)的“凸透鏡成像規(guī)律探究”中，因為學(xué)生已對光具座的結(jié)構(gòu)特點有所了解，很容易理解研究的方法，清楚物、鏡、像的位置關(guān)系，并且把兩個實驗加以聯(lián)系，用光屏對比能方便的區(qū)別認(rèn)識實像與虛像。

【效果】一材多用，可以提高專有設(shè)備的利用率，開發(fā)出的輔助實驗突破了教學(xué)難點，更有利于一些知識的貫通。

二、替換

【現(xiàn)狀】由于使用中的損壞或配置不合理，有一些實驗器材部分零件缺損或相互型號不符，造成這些器材丟用兩難的境地。

基于“等效”的科學(xué)原理，靈活運(yùn)用一些功能相近的器材加以替換進(jìn)行實驗，更深層次上可以通過相似的實驗方案，突破器材的限制，用一些簡單的操作替換解決原有問題。開發(fā)這類輔助實驗，目的是解決實驗室器材不足的困難，確保實驗的正常開展。

【案例】

實驗:測定小石塊的密度實驗。實驗室缺少大號量筒。

1.換用較小石塊。

2.將石塊浸入燒杯中排水，在燒杯壁上作好記號，取出石塊，用小量筒中的水輔助至記號所示位置，根據(jù)量筒中水的體積變化替換測出石塊的體積。

3.使用溢水杯，用小量筒測量石塊排出的水的體積。

4.不使用量筒，增加刻度尺，用刻度尺測量排水后燒杯中液面上升的高度，再利用細(xì)線繞燒杯一周，由周長換算得面積，并根據(jù)數(shù)學(xué)公式計算小石塊的體積的方案。

幾個方案方法設(shè)計簡單，操作方便，很好解決了實驗室無大量程量筒的困難，又開拓了學(xué)生的思維能力和解決問題的能力。從這個教學(xué)機(jī)智中可以獲得很大的啟示。即使在器材條件具備的情況下，也可以通過增減或替換器材故意設(shè)置障礙，把問題交給學(xué)生，讓學(xué)生自主的思考解決辦法，訓(xùn)練培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計新實驗的能力。

【效果】對比替換，開發(fā)出的輔助實驗保障了實驗的正常運(yùn)行，也在替換中滲透了遷移的科學(xué)思維。

三、整合

【現(xiàn)狀】專有設(shè)備局限于經(jīng)典實驗的研究，而科學(xué)問題情景豐富多彩，大多數(shù)生活問題情景，實驗室缺少配套的專有設(shè)備，造成以講代做的境況。

基于“建?！钡目茖W(xué)思想，利用各個常規(guī)小器材功能的獨特性，如乒乓球的“浮與彈”、注射器的“抽與射”、氣球的“脹與縮”等，把較多的小器材整合起來實驗。對某一個問題情景加以模擬，實驗室雖然缺乏專有的設(shè)備，但這些模擬部件在實驗室卻選材容易。開發(fā)這類輔助實驗，用其情景具有STS的鮮明特點，使課堂學(xué)習(xí)具有更大的實踐性。

【案例】

實驗:研究水流的壓強(qiáng)變化，模擬兩艘并排行駛的船只相撞情景。

1.用水槽裝水，用乒乓球模擬輪船，用注射器形成水流。

2.觀察兩只乒乓球是否向中間靠攏。

3.兩只乒乓球打孔注水增加重量，重復(fù)實驗。

4.換用兩塊小木塊進(jìn)行研究。

探究實踐中，并沒有觀察到預(yù)期的乒乓球向中間靠攏的現(xiàn)象。同學(xué)們通過討論，分析出可能是乒乓球太輕，浸入水中體積太小，引起水平方向的壓力太小，造成實驗的失敗。提出給乒乓球打孔注水增加重量或換用方形木塊的改進(jìn)方案，并進(jìn)行了實驗操作，取得了成功。

【效果】整小為大，開發(fā)出的輔助實驗用小器材直觀的模擬大場景，以做代講。重要的是真正在教學(xué)中有機(jī)融合了STS。

四、改進(jìn)

【現(xiàn)狀】教學(xué)中許多可行的實驗方案，實驗室具備研究這些問題的器材，可是實驗操作的實際效果不佳，不能發(fā)揮應(yīng)有的說服力，造成有器材而不敢用的尷尬。

基于“科學(xué)歸因”的特點，方案沒有較大的缺陷而實驗效果不好，究其根源，是由于這些實驗器材太小，或者實驗過程中的一些變化現(xiàn)象過于細(xì)微、呈現(xiàn)時間較短，又或者操作上的一些不準(zhǔn)確等原因影響了觀察效果?？梢葬槍υ颍ㄟ^改進(jìn)放大現(xiàn)象或簡化操作使實驗更加明顯直觀。用現(xiàn)象征服學(xué)生。

【案例】

實驗:“水滴入濃硫酸飛濺的實驗”，由于水和酸液本身無色的原因，實驗中酸液的飛濺現(xiàn)象并不明顯。

1.大漏斗一個，內(nèi)壁貼上幾條濕潤的藍(lán)色石蕊試紙，倒扣在培養(yǎng)皿上，培養(yǎng)皿內(nèi)加濃硫酸，在大漏斗的頸中插入一根細(xì)長吸管，吸管下端接近濃硫酸液面。通過吸管滴加水，觀察試紙顏色變化，做出思考。

2.錐形瓶內(nèi)加濃硫酸，插入漏斗，通過漏斗滴加紫色石蕊試液。

本實驗利用酸能使藍(lán)色石蕊試紙變紅的性質(zhì)加以改進(jìn)，試紙顏色的變化使飛濺顯得十分直觀。用顏色對觀察者產(chǎn)生視覺上的沖擊，在科學(xué)實驗中是一種重要的手段，如分子運(yùn)動教學(xué)中紅墨水的擴(kuò)散、氨氣擴(kuò)散使沾有無色酚酞棉花變紅，液體對流中紅墨水的運(yùn)動，

壓強(qiáng)計U形管內(nèi)紅墨水的液面差等實驗，均是相似運(yùn)用。同樣，在前文中提到的香水霧化器的模擬實驗中，后排學(xué)生難以觀察到霧化的水霧，也可以將錐形瓶中的水改成紅墨水，前面放一張白紙，實驗對比。

【效果】歸因改進(jìn)，開發(fā)出的輔助實驗用事實摧毀學(xué)生的疑惑，而不是教師的諸多借口與權(quán)威的掩蓋，捍衛(wèi)了實踐是檢驗真理唯一標(biāo)準(zhǔn)的科學(xué)真理。

綜上所述，依托實驗室已有條件，運(yùn)用移用、替換、整合、改進(jìn)等方法開發(fā)課堂輔助實驗，可以很大程度地提高輔助實驗的數(shù)量，并充分發(fā)揮這些輔助實驗在科學(xué)教學(xué)中內(nèi)含的教學(xué)功能，將其精巧惟妙的部分恰如其分地呈現(xiàn)給我們的學(xué)生，確保了學(xué)生的動手與動腦的結(jié)合，使得初中科學(xué)實驗教學(xué)更加豐富多樣，靈活主動。

［1］科學(xué)(7 －9 年級)課程標(biāo)準(zhǔn)(實驗稿).北京大學(xué)出版社，2001，7.

［2］傅國亮.新課程優(yōu)秀教學(xué)設(shè)計與案例(初中科學(xué)卷).海南出版社，2003，9.

［3］趙力紅.低成本、高智慧、深探究.教學(xué)儀器與實驗.2006，(2).

［4］劉旭.聽課說課上課.四川教育出版社，2005，7.

［5］陳芳英.實驗激趣、探究創(chuàng)新.教學(xué)月刊(中學(xué)版)，2007，(3).