“植物生長(zhǎng)需要無(wú)機(jī)鹽的實(shí)驗(yàn)”的改進(jìn)

黃璐

一、實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的背景

1.實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的現(xiàn)狀

浙教版《科學(xué)》是一門以觀察和實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的綜合學(xué)科，實(shí)驗(yàn)成為科學(xué)探究所需要的基本技能之一。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)知識(shí)、方法、能力、思想和品質(zhì)教育的最生動(dòng)、最活躍的教學(xué)形式。初中科學(xué)實(shí)驗(yàn)正朝著探究型、生活化的方向發(fā)展。

《初中科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》指出：探究活動(dòng)應(yīng)作為學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的重要方式。這就要求科學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)在體現(xiàn)知識(shí)與技能目標(biāo)的同時(shí)，更要突出過(guò)程與方法、情感態(tài)度與價(jià)值觀的目標(biāo)取向，突出探究性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的編排和注重過(guò)程的科學(xué)化設(shè)計(jì)。

目前我國(guó)初中科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究活動(dòng)雖然較受重視也較普遍，但仍存在很多問(wèn)題。如科學(xué)實(shí)驗(yàn)如何更好地實(shí)施素質(zhì)教育，如何設(shè)計(jì)和開(kāi)展探究型課程中的實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)，如何在實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)中實(shí)施科學(xué)方法、科學(xué)態(tài)度的教育，怎樣使實(shí)驗(yàn)更好地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力，怎樣通過(guò)實(shí)驗(yàn)提高學(xué)生認(rèn)識(shí)生活、認(rèn)識(shí)世界的能力等等。這些課題的研究在目前我國(guó)新課改的大趨勢(shì)下應(yīng)該顯得更重要一些。

2.新課程背景下的實(shí)驗(yàn)改進(jìn)

就初中科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)而言，要在教學(xué)活動(dòng)中實(shí)施素質(zhì)教育，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力，就應(yīng)該首先改變舊的教學(xué)觀念，因地制宜地使用與自制實(shí)驗(yàn)器材，積極研究、改進(jìn)、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)和活動(dòng)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造力、動(dòng)手能力，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維、科學(xué)態(tài)度；通過(guò)課堂實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、探索能力；通過(guò)借鑒同行們的實(shí)驗(yàn)改進(jìn)，使科學(xué)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)能朝著更有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力和創(chuàng)新精神的方面發(fā)展。

3.我校在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問(wèn)題與困惑

一直以來(lái)，我校的課堂演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)缺少連續(xù)的系統(tǒng)的研究與整理。教師們由于時(shí)間與精力有限，往往把演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為課堂教學(xué)的一部分進(jìn)行臨時(shí)處理，只是在備課中遇到了需要進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)才去了解、查詢與研究，教學(xué)結(jié)束后，也無(wú)暇對(duì)本次實(shí)驗(yàn)的效果、優(yōu)劣進(jìn)行思考與評(píng)估，更不可能將每次的實(shí)驗(yàn)方案、實(shí)驗(yàn)情況進(jìn)行收集、整理，也很少談及系統(tǒng)的改進(jìn)與創(chuàng)新。

二、改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法，自主創(chuàng)設(shè)條件

隨著初中課程改革的不斷深入，作為整合性、探究性很強(qiáng)的浙教版《科學(xué)》而言，探究和實(shí)驗(yàn)活動(dòng)設(shè)計(jì)正是激發(fā)學(xué)生的探索欲望、培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維和創(chuàng)新意識(shí)的重要手段和途徑。然而在實(shí)際課堂教學(xué)當(dāng)中，很多教師往往感覺(jué)自己按照教材要求進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)，但是實(shí)際效果并不理想。如實(shí)驗(yàn)不容易成功、現(xiàn)象不明顯、材料采集難度大或反應(yīng)速度慢、持續(xù)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)等原因，學(xué)生不便于觀察；實(shí)驗(yàn)教學(xué)就是教師演示，學(xué)生看完“熱鬧”記下現(xiàn)象就了事，缺乏對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的深入思考；學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解停留在背筆記、背現(xiàn)象的層次，考試遇到創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)題（尤其是一些探究性實(shí)驗(yàn)）無(wú)從下手。所以要提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果，教師不僅僅要做到按照教材要求，對(duì)演示實(shí)驗(yàn)精心準(zhǔn)備，認(rèn)真演示，創(chuàng)設(shè)問(wèn)題，細(xì)致分析，從而達(dá)到教學(xué)目標(biāo)，使學(xué)生掌握知識(shí)技能；更應(yīng)該要以演示實(shí)驗(yàn)為切入點(diǎn)（教材上的實(shí)驗(yàn)方法雖然十分成熟，但并不是唯一的），以新課程理念的指導(dǎo)對(duì)其進(jìn)行適當(dāng)?shù)母母锱c創(chuàng)新，用新的實(shí)驗(yàn)方法以消除原實(shí)驗(yàn)中的弊端，使之達(dá)到更好的實(shí)驗(yàn)效果。江干區(qū)科學(xué)教研室舉辦的“疑難雜癥”教研活動(dòng)正為這一新理念的實(shí)施搭建了一個(gè)很好的平臺(tái)，現(xiàn)選取我校參加這次活動(dòng)的實(shí)驗(yàn)改進(jìn)方案進(jìn)行分析，以供參考：

《科學(xué)》八年級(jí)下第三章第3節(jié)中“植物生長(zhǎng)需要無(wú)機(jī)鹽”的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，原來(lái)教材上的設(shè)計(jì)方案是：

1.配制四種營(yíng)養(yǎng)液。其中一種按科學(xué)標(biāo)準(zhǔn)配置，另外三種分別缺氮、磷、鉀等元素。將它們分別倒入四只三角燒瓶?jī)?nèi)，并用標(biāo)簽標(biāo)明“正常、缺氮、缺磷、缺鉀”等字樣。

2.選取生長(zhǎng)旺盛的植物幼苗（如油菜、小麥等）4株或8株，小心洗去其根部附著物，最后用蒸餾水將其洗凈，并分別將它們“種植”在四只錐形瓶中。

3.記錄在四種培養(yǎng)液中植物生長(zhǎng)的基本狀況，如發(fā)現(xiàn)異常生長(zhǎng)，在相應(yīng)的培養(yǎng)液中分別按標(biāo)準(zhǔn)添加含氮、磷、鉀等元素的化合物。再觀察植物的生長(zhǎng)狀況，它們的生長(zhǎng)是否恢復(fù)正常？

對(duì)初中學(xué)生來(lái)說(shuō)操作太復(fù)雜，完全營(yíng)養(yǎng)液和缺氮、缺磷、缺鉀營(yíng)養(yǎng)液的配制比較難控制，弄不好會(huì)造成植物失水，實(shí)驗(yàn)就會(huì)失敗。而這個(gè)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的不足之處是：1.無(wú)機(jī)鹽氮、磷、鉀是否被植物吸收本身可視性不好，不易于觀察； 2.理論說(shuō)明，說(shuō)服力不強(qiáng)。

改進(jìn)方法：

1.實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)：

尋找可視性強(qiáng)現(xiàn)象：從顏色著手，決定采用Fe3+和SCN-絡(luò)合產(chǎn)生血紅色現(xiàn)象來(lái)證明植物生長(zhǎng)需要吸收無(wú)機(jī)鹽。

2.實(shí)驗(yàn)過(guò)程：

雖然有理論作基礎(chǔ)，但最初的實(shí)驗(yàn)并未成功。

（1）取白玉蘭花（避免花本身的色素對(duì)實(shí)驗(yàn)的干擾）置于黃色的FeCl3溶液中，一天后，取下一片花瓣清洗干凈，再用刀片把與溶液接觸的部分切成絲，放于無(wú)色的NH4SCN溶液中，結(jié)果沒(méi)有任何變化——失敗。

（2）取白玉蘭花置于無(wú)色的NH4SCN溶液中，一天后，取下一片花瓣清洗干凈，再用刀片把與溶液接觸部分切成絲，放于黃色的FeCl3溶液中，結(jié)果也沒(méi)有任何變化——失敗。

怎么會(huì)失敗呢？百思不得其解，后來(lái)網(wǎng)上查了一下資料，發(fā)現(xiàn)植物只能吸收Fe2+，于是重新調(diào)整了實(shí)驗(yàn)過(guò)程：

（3）取白玉蘭花置于綠色的FeCl2溶液（在黃色的FeCl3溶液中加入鐵粉，振蕩）中，一天后，取下一片花瓣清洗干凈，再用刀片把與溶液接觸部分切成絲，放在燒杯中，先加入10%的H2O2溶液，使Fe2+氧化成Fe3+，再加入NH4SCN溶液，結(jié)果產(chǎn)生血紅色現(xiàn)象——成功。

從上述實(shí)驗(yàn)方法的改進(jìn)來(lái)看：采用了創(chuàng)造學(xué)上的“缺點(diǎn)列舉法”，列舉了原實(shí)驗(yàn)的缺點(diǎn)，也就找到了創(chuàng)新的目標(biāo)。由此選用了新材料，采取了新方法，取得了新效果。因此，如何發(fā)掘?qū)嶒?yàn)在教學(xué)方面的功能，是很值得我們每一位科學(xué)教師去努力探索的。