科學(xué)教學(xué)中實驗創(chuàng)新的策略

摘 要：科學(xué)核心是實驗，但教材提供的有些實驗存在限制性，教師需創(chuàng)造性地使用和處理教材中的實驗，對實驗進(jìn)行改進(jìn)，以突出科學(xué)本質(zhì)，符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，真正實現(xiàn)以學(xué)生為主體的科學(xué)探究。教師要從實驗創(chuàng)新角度為學(xué)生提供科學(xué)的學(xué)習(xí)方法，使學(xué)生愿意學(xué)習(xí)科學(xué)，愛上科學(xué)，真正感悟科學(xué)的本質(zhì)。

關(guān)鍵詞：科學(xué)；實驗創(chuàng)新；學(xué)生參與

《科學(xué)》是一門以實驗為基礎(chǔ)的綜合性課程。教材編排大量實驗，意圖是以實驗為載體，充分發(fā)揮實驗的功效，以提高每個學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

一、忽視科學(xué)實驗造成學(xué)生科學(xué)學(xué)習(xí)困難

新課程改革中實驗教學(xué)雖然得到了加強(qiáng)，但是教材中有的實驗存在局限性，如實驗現(xiàn)象不明顯、實驗周期長，不能達(dá)到實驗?zāi)康?；實驗現(xiàn)象雖然明顯，但由于處理的方法不同，實驗的效果有明顯差距。有些教師對實驗不夠重視，在實際的教學(xué)過程中，認(rèn)為做實驗就是在浪費時間，耽誤學(xué)習(xí)進(jìn)度。為了提高“課堂效率”，把動手實驗轉(zhuǎn)變?yōu)橛枚嗝襟w演示實驗，更有甚者直接取消實驗。結(jié)果是，學(xué)生的學(xué)生興趣明顯下降，學(xué)習(xí)效果自然得不到提高?？克烙浻脖车玫降闹R很容易遺忘，親自動手實驗了解到的知識才會深深植根于學(xué)生的頭腦中。在科學(xué)教學(xué)中，實驗仍然是薄弱的環(huán)節(jié)。

學(xué)生在學(xué)習(xí)科學(xué)的過程中存在的困難，在很大程度上是與沒有充分發(fā)揮實驗的作用所造成的。實驗具有形象性、直觀性、生動性的特點，通過實驗教學(xué)能夠使學(xué)生產(chǎn)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣，能夠幫助學(xué)生理解相關(guān)的科學(xué)原理與概念的形成。實驗作為科學(xué)研究的基本過程，能有效地培養(yǎng)、激發(fā)學(xué)生的探究能力，使學(xué)生養(yǎng)成科學(xué)的思維習(xí)慣和思維方式，形成科學(xué)精神，進(jìn)一步幫助學(xué)生理解科學(xué)與社會的互動關(guān)系，真正體現(xiàn)出科學(xué)教育的意義與本質(zhì)。

二、實驗創(chuàng)新策略探索

怎樣對教材中的實驗進(jìn)行整合甄別，對教材中的實驗方案進(jìn)行修改和完善，發(fā)揮科學(xué)教學(xué)中實驗的作用呢？這是擺在我們教師面前一個迫在眉睫的問題。筆者試圖通過對課堂教學(xué)實驗創(chuàng)新策略的探索，在尊重教材的基礎(chǔ)上，創(chuàng)造性而科學(xué)地處理教材實驗，以突出科學(xué)本質(zhì)，尋找學(xué)生建構(gòu)知識的“根”，通過對教材中的實驗進(jìn)行創(chuàng)新，來發(fā)揮實驗的重要作用。

（1）實驗激趣，營造課堂氛圍。生活中有很多有用的情境，可以用來做實驗前的鋪墊。

案例1：在“杠桿平衡條件”的教學(xué)過程中，可設(shè)計這樣一個故事情境來引入問題：上課伊始，教師扛著一個拖把，弓著腰，累得很夸張的模樣走進(jìn)教室。同學(xué)們一見立刻大笑起來。

學(xué)生：老師，就這一個拖把怎么會把你累成這樣啊，我就能很輕松地拿起來。

教師：真的嗎？那你來試試。

學(xué)生：邊說邊很輕松地扛起了拖把。

師：等等，別忙著走。

教師把拖把柄一點一點地向后移，那位同學(xué)越來越吃力。這時，教室里鴉雀無聲，學(xué)生都陷入沉思之中……然后再開始杠桿平衡的實驗探究。

（2）增強(qiáng)實驗現(xiàn)象，提高可觀察性。有許多老師在演示光學(xué)實驗時，常因找不到特別合適的實驗器材或現(xiàn)有光源所模擬的光線可觀察性不夠，無法有效調(diào)動全體學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性而感到郁悶。

案例2：倘若改用天文臺工作用的指星筆就會有讓人意想不到的效果，就能很好地解決教材原有實驗現(xiàn)象不明顯的問題。用指星筆，可以演示光在有煙的空氣中、光從空氣斜射到水中的實驗、在光的反射演示儀上的實驗。直接在教室中實驗效果也非常不錯，在遮光條件下的效果就更好了。

在演示光的反射規(guī)律的實驗時，只用轉(zhuǎn)動水平轉(zhuǎn)盤或調(diào)節(jié)中間平面鏡上的紅色激光燈（模擬法線），并且平面鏡可立體空間全方位轉(zhuǎn)動，還配制了一個噴煙器。這樣，在煙罩內(nèi)的立體空間就可以看到不同情形的、動態(tài)的反射現(xiàn)象，并且“三線同面”的現(xiàn)象一目了然。通過移動滑塊，還可以看到反射角隨入射角的變化而變化的情形。這樣的改進(jìn)，增加了可觀察度，滿足了不同教學(xué)形式的需要。

（3）實驗“縮小”，變演示為分組實驗。有些實驗時間比較長，給課堂教學(xué)帶來比較大的困難。若將微型實驗引入實驗中，實驗時間就會大大縮短。這樣，可以節(jié)約藥品，方便學(xué)生實驗，為探究式教學(xué)創(chuàng)造條件，有效地培養(yǎng)了學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)學(xué)科的興趣，大大提高學(xué)生的研究性學(xué)習(xí)能力。

案例3：在省優(yōu)質(zhì)課《物質(zhì)微觀粒子的組成》中，一位老師用實驗來研究水在通電情況下電解。這位老師在塑料滴管中加入1ml～2ml水，然后在塑料滴管上方的兩側(cè)插入大頭針充當(dāng)電極，再接上一節(jié)干電池作為電源。通電不到一分鐘，用火柴點燃滴管的管口氣體，能聽到暴鳴聲。實驗現(xiàn)象非常明顯，每個學(xué)生都有動手的機(jī)會，學(xué)生的積極性高。如果用教材提供的電解水的裝置來做實驗，裝置麻煩，需要電壓高，實驗所需時間長，不適合學(xué)生的分組實驗。在這個實驗中，學(xué)生忙于動手做實驗，從他們的表情上看出他們已經(jīng)進(jìn)入注意力高度集中的狀態(tài)。雖然水的電解這個實驗在以前已經(jīng)接觸過，但是親自動手做還是第一次。當(dāng)用火柴點燃滴管的管口聽到暴鳴聲時，許多同學(xué)思考并討論著實驗的相關(guān)知識。

（4）自制實驗儀器，探索科學(xué)原理。要鼓勵學(xué)生因陋就簡，就地取材自制儀器。教師和學(xué)生的自制儀器往往都是一些已有器具的簡單組合，我認(rèn)為組合就是創(chuàng)造。愛因斯坦說過：“組合作用似乎是創(chuàng)造性思維的本質(zhì)特性，善于發(fā)揮組合作用的人往往都是有創(chuàng)造性的人，新的組合就是創(chuàng)造?！?我們所用的技術(shù)都是已有的、現(xiàn)存的，關(guān)鍵在于組合。例如，在學(xué)習(xí)物體沉浮的條件時，可利用可樂瓶（2500ml）、小藥瓶進(jìn)行實驗。先在可樂瓶中裝水，水面接近瓶口；然后，在藥瓶中裝適量的水，使其放入可樂瓶中輕輕擠壓恰好懸浮。這時，我們用手捧住可樂瓶，稍用力擠壓后，小藥瓶在水中下沉；停止擠壓，小藥瓶上浮。這引發(fā)學(xué)生對物體沉浮條件的思索。為了增加實驗的趣味性，可將小藥瓶用彩色塑料紙做成大魚的樣子，在瓶底制作一些小魚。小藥瓶在水中下沉?xí)r，大魚就吃到小魚?？梢詾楸緦嶒炂鹨粋€好聽的名字，稱之為“大魚吃小魚”。在這樣課堂教學(xué)后，每個學(xué)生都可以利用身邊的廢品來制作實驗器材，在課外繼續(xù)深化，提高了學(xué)生對科學(xué)的興趣。

綜上所述，教師要充分認(rèn)識到實驗的重要作用，充分發(fā)揮實驗的優(yōu)勢，讓實驗成為學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的鋪路石。教師要從學(xué)生的實際水平出發(fā)，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，運用各種方法創(chuàng)設(shè)實驗情境，設(shè)計出能夠吸引學(xué)生主動參與教學(xué)活動的實驗，使學(xué)生真正成為學(xué)習(xí)的主體，增強(qiáng)他們的主動參與意識，使他們愛學(xué)、樂學(xué)，主動地進(jìn)行科學(xué)學(xué)習(xí)。利用實驗改進(jìn)，營造濃厚的科學(xué)氛圍，讓學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新意識插上飛翔的翅膀，在快樂體驗中提高科學(xué)素養(yǎng)。