談初中科學實驗教學改進的有效性

摘 要：新課程標準指出“實驗教學是科學教學的重要組成部分”，在大量的實驗教學研究活動中，實驗教學改進的有效性成為課堂教學改革中的一個焦點問題。本文從實驗教學的現(xiàn)狀與思考、實驗教學改進的有效性的實踐、實驗教學改進的有效性的策略三個方面出發(fā)，進行系統(tǒng)實踐研究與理論探求。力爭摸索出一套有效的實驗改進教學指導策略，推動初中科學教學的共同進步。

關鍵詞：實驗教學；改進；有效性

實驗教學是學生建構知識，進行知識創(chuàng)新的重要手段，同時也是學生參與、操作、實踐、探究等的重要平臺。新課程標準實施以來，教材的編寫、課程的設計、教學實踐等諸多方面都發(fā)生了翻天覆地的變化，各種各樣的實驗改革也層出不窮。初中科學實驗教學的有效性是科學教學有效性的核心內(nèi)容之一，深化實驗教學，提高實驗教學的有效性，是深化教學改革過程中的一個重要方向。

一、實驗教學的現(xiàn)狀與思考

科學實驗教學的現(xiàn)狀不容樂觀，長期以來，中學科學實驗教學質(zhì)量不高一直困擾著教學一線的科學教師。課程標準雖然是更新了，但仍然是“新課老上”，使課程改革變成“換湯不換藥”，實驗教學的基本原則沒有得到充分的體現(xiàn)。從教學內(nèi)容到教學方式都沒有給學生留出足夠的探究空間。雖然教材從實驗目的、實驗原理、儀器設施、操作步驟到注意事項，寫得面面俱到。但是每次實驗課教師還要花相當長的時間根據(jù)教材講實驗目的、實驗原理……然后學生照著現(xiàn)成的實驗步驟或跟著教師動幾下，實驗就算完成了，導致實驗教學存在著嚴重的“低效性”。

如何提高實驗課堂教學的效益與效率？從教育改革的現(xiàn)狀看，“學為中心”，就是關注學生思維的發(fā)展為的中心，課堂教學則是學生教育生活中最重要的領域，而有效的教學互動則是促進學生思維發(fā)展的主要途徑。結合《科學》學科的特點，提高實驗教學改進的有效性，是提高課堂教學效益與效率的重要舉措之一。

二、實驗教學改進的有效性

實驗教學的改進，關鍵在于實驗器材的改進與實驗教學過程的改進，從而提高實驗教學的效度。做到有效性的真正突破，實踐創(chuàng)新與理論提升相結合，形成具有可操作性的并具有可借鑒意義的實踐與理論范式。側重實驗器材及實驗過程的雙向改進，激發(fā)學生學習興趣，使實驗更加趣味化，引發(fā)探究欲望。以突出知識重點，突破概念本身的內(nèi)涵與外延，精確把握概念在建構知識體系中的重要作用。同時關注實驗的安全性，努力做到環(huán)?；瑢嶒炗闷飞罨?，使學生更深入地理解科學與生活的密切關系。

1.實驗器材的改進

如，七年級上冊“氣體分子的擴散的實驗”教材是沒有對照實驗，為了加深對“擴散”概念的精確有效的理解，我們設計了實驗：將噴有酚酞試液的濾紙花放入封閉的可樂瓶，然后在瓶身底部用注射器分別注入蒸餾水與微量濃氨水進行對比，很快處于瓶子中上部的白色濾紙花就會逐漸轉為紅色，說明處在瓶子底部的氨分子運動到瓶子中上部。

該實驗現(xiàn)象明顯直觀，可以大大激發(fā)學生的探究欲望，誘導其思維進一步深入發(fā)展。在此基礎上教師進一步引導學生探究分子運動隨溫度變化的情況，小組探究討論設計方案。最后引導學生做兩個對比實驗：把濾紙折成自己喜歡的形狀，噴上酚酞，用細線系好固定在可樂瓶內(nèi)的中上部，再將兩個瓶子一個放入冷水，另一個放入近沸騰的熱水中，再由兩個同學分別用注射器同時注入一滴濃氨水，觀察濾紙花變紅的速度，以此得出溫度越高分子運動速度越快的結論。

2.實驗過程的改進矛盾激發(fā)實驗

如，升華概念的教學，可按此線改進：（1）拋出問題，回顧已知物態(tài)變化，激發(fā)探究興趣。（2）通過判斷新舊燈泡引發(fā)思考，激起學生迫切想解決的意圖。（3）借助碘升華實驗，以學生已有的認知缺陷，引發(fā)質(zhì)疑，重獲新知。在整個實驗過程中完成以下幾個問題：實驗前在燒杯里觀察到了什么？猜想碘加熱會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？實驗過程中給燒杯里的碘加熱，燒杯中看到什么現(xiàn)象？停止加熱后在燒杯里和燒杯底部看到了什么？實驗中你最感興趣的是什么？通過實驗你能得到什么結論？實驗中得出升華和凝華的概念。繼續(xù)追問：為什么要用酒精燈加熱？從而領會升華要吸熱，然后要求學生設計實驗來證明凝華放熱。這樣的改進，使學生在矛盾沖突中進行認知的升華，降低概念突破的難度。

三、實驗教學改進有效性的策略

以先進的教育教學理論和新課程理念為指導，針對當前初中科學實驗教學中存在的問題，緊緊圍繞新課程提出的培養(yǎng)目標，按照既定的研究思路，精心設計和組織實施初中科學實驗教學有效性兩個方向的實踐，形成了較有價值的實驗教學指導策略。

1.實驗前指導

如，電學復習探究黑箱電路。原設計：給學生電流表，討論后請一學生上臺演示如何將電流表串入電路判別電路的連接。由于黑箱不大，學生演示可視性不夠，導致實驗混亂。后來經(jīng)過探索，進行了改進，學生在教師演示的基礎上，先借助ppt圖片進行指導性講解，然后展開有序?qū)嶒?，省時、明了、有效。由此可見，教師在課前應充分了解實驗的每一個步驟，一方面要把握探究實驗中的重點、難點、注意點，這樣在課堂才能做到胸有成竹，有的放矢、有效引導。另一方面教師還要預見到學生在實驗過程中可能出現(xiàn)的狀況。并設計好有針對性的預案，這樣才有利于學生探究實驗在規(guī)定時間內(nèi)順利有序的開展下去。實驗前的指導，可以是簡單的演示，媒體指引，也可以是版畫。不管哪種形式，都應體現(xiàn)直觀性，增加可視性，注重計劃性。

2.實驗中指導

（1）實驗過程的問題化。問題的作用在于能夠激發(fā)學生認知沖突。實驗過程的問題化可以激發(fā)學生對實驗過程的思考，調(diào)動學生實驗的積極性，讓學生既動手又動腦，進而滲透實驗思想，啟迪學生對科學實驗情感的培養(yǎng)和價值觀形成。

如，物體內(nèi)能的變化演示實驗改進為，先不放易燃物，壓縮筒內(nèi)空氣。學生困惑管內(nèi)空氣內(nèi)能是否增加，如何判斷時，教師及時引導學生明了溫度才是物體內(nèi)能大小的宏觀表現(xiàn)。接著追問，用什么感知溫度變化？在排除溫度計的可行性之后，提出放入可燃物（易燃物的脫脂棉）的方案。在這樣環(huán)環(huán)相扣的問題情境中，學生的思維得到了更高層次的深化，也使得實驗教學從簡單地滿足學生的好奇心向思維提升進化。

（2）實驗過程的趣味化。所謂興趣是指一個人積極探究某種事物的心理傾向。實驗過程的改進，增進實驗的新奇性可激發(fā)學生的學習興趣，從而促使學生開展更廣泛和深入地自覺自主的學習。

如，動能和勢能的轉化教學。教師可以由常規(guī)教學改進為如下設計：教師拿一個鐵球拴上繩子，并懸掛在黑板上方，請一位同學站在黑板一側，教師拉近鐵球，剛好貼著學生的鼻子，要求學生站著不動，教師松開手后，鐵球在學生的面前來回擺動。在單擺來回擺動過程中，全班學生都為鐵球會不會碰到該同學的鼻子捏一把汗。這樣在有趣的情境活動中，不知不覺就讓學生深刻體驗了動能和勢能在相互轉化過程中能量的損失。

3.實驗后指導

實驗后的用心反思和應用是探究實驗有效提升的保障。實驗結束后一定要引導學生對實驗進行歸納總結反思，側重對實驗原理、方法、現(xiàn)象、規(guī)律的反思。經(jīng)過認真的思考，激烈的討論，相互協(xié)作，相互補充，相互競爭，相互提高，在平時的教學中逐步培養(yǎng)學生的分析能力、思維能力、歸納能力、設計能力等。同時激發(fā)了學生興趣，從內(nèi)心熱愛學習，對學習產(chǎn)生了動力。更重要的是在課堂上把知識與實踐相結合，學會與他人的協(xié)作與交流，在以后的工作、科研中受益匪淺。只有在反思中聯(lián)系與比較、歸納、擴展，學生才能真正掌握實驗的本質(zhì)、理解實驗規(guī)律、鞏固知識與技能，深刻認識科學實驗的價值，促進實驗素養(yǎng)的形成。真正體現(xiàn)了素質(zhì)教育新理念，這一種教學模式是一種長期效應。

通過對實驗教學有效性的實踐探索與理論抽象，我認為，實驗教學是培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)的一條重要途徑，有利于培養(yǎng)學生科學的情感和價值觀。在推進素質(zhì)教育的今天，我們要加快教學改革步伐，改變傳統(tǒng)的實驗教學方式，提高實驗教學的有效性。使他們能夠在探究能力和解決問題能力方面有更好的發(fā)展，能夠在個人品質(zhì)、科學素養(yǎng)和創(chuàng)新意識等方面不斷得到提高，以適應現(xiàn)代知識經(jīng)濟社會對人才的要求。

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（作者單位 浙江省樂清市教育局教研室）

編輯 徐 婷