提高初中科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)有效性的實(shí)踐研究

蘇愛娣

【摘要】浙教版初中《科學(xué)》中提供了豐富的實(shí)驗(yàn)素材，但把實(shí)驗(yàn)素材轉(zhuǎn)化為有效的教學(xué)，需要從“學(xué)”的視角進(jìn)行開發(fā)。以實(shí)驗(yàn)教學(xué)案例闡述做好“不能”做的實(shí)驗(yàn)，給學(xué)生呈現(xiàn)更生動(dòng)的實(shí)驗(yàn)，以適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)組織形式化學(xué)生被動(dòng)觀察為主動(dòng)探究，并讓思考浸潤實(shí)驗(yàn)，從而提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)有效性。

【關(guān)鍵詞】初中科學(xué) 實(shí)驗(yàn)教學(xué) 實(shí)驗(yàn)改進(jìn) 教學(xué)有效性

【中圖分類號(hào)】G632 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2015）07-0030-02

探究是人的天性，對實(shí)驗(yàn)滿懷期待是學(xué)生的天性。每當(dāng)我們帶著實(shí)驗(yàn)器材進(jìn)教室時(shí)，都會(huì)引來一陣歡呼，一群孩子涌上來嘰嘰喳喳地詢問、討論。然而，初中科學(xué)中有些實(shí)驗(yàn)或因教材提供的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)存在缺陷，或因教師對實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)不夠到位等原因，有些實(shí)驗(yàn)被教師“忽略”變成了“講實(shí)驗(yàn)”；有些實(shí)驗(yàn)效果不理想，使學(xué)生失望；有些實(shí)驗(yàn)內(nèi)涵挖掘不夠，未能引發(fā)學(xué)生的進(jìn)一步思考……

現(xiàn)以浙教版初中《科學(xué)》為例，淺談提高初中科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)有效性的教學(xué)實(shí)踐。

一、做好“不能”做的實(shí)驗(yàn)

初中科學(xué)教材中有些實(shí)驗(yàn)，被老師們認(rèn)為實(shí)驗(yàn)材料理想化、實(shí)驗(yàn)時(shí)間長、實(shí)驗(yàn)效果不明顯等原因很難在課堂中實(shí)現(xiàn)而變成“講實(shí)驗(yàn)”或“播放動(dòng)畫演示實(shí)驗(yàn)”。

1.自制實(shí)驗(yàn)用品

有些實(shí)驗(yàn)用品或受實(shí)驗(yàn)室配置所限，或教材提示的器材效果不佳，需要自制實(shí)驗(yàn)用品。

實(shí)驗(yàn)1：植物的蒸騰作用。如果根據(jù)教材提示信息進(jìn)行探究，會(huì)發(fā)現(xiàn)應(yīng)用市場提供的氯化鈷試紙進(jìn)行實(shí)驗(yàn)效果不明顯，根據(jù)有關(guān)資料制作的試紙效果也不理想，從而導(dǎo)致教師放棄實(shí)驗(yàn)。

我們根據(jù)控制變量法對氯化鈷試紙制作進(jìn)行了探究，分別配制不同濃度的氯化鈷溶液進(jìn)行浸泡制作的試紙進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明，不同濃度制作的試紙效果存在著差異，選用20%的氯化鈷溶液制作的試紙效果較好。將自制的2cm寬的條形試紙密封保存，在實(shí)驗(yàn)開始時(shí)分發(fā)，實(shí)現(xiàn)了學(xué)生自主探究。

2.尋找替代材料

有些實(shí)驗(yàn)需要用時(shí)較長，但如果事先準(zhǔn)備充分，是能夠縮短實(shí)驗(yàn)用時(shí)，在課堂教學(xué)中引入是可行的。

實(shí)驗(yàn)2：光合作用實(shí)驗(yàn)——二氧化碳含量變化的測量實(shí)驗(yàn)。教材采取對比實(shí)驗(yàn)，但由于實(shí)驗(yàn)所需時(shí)間很長，導(dǎo)致老師基本不做。如果采用溴百里酚藍(lán)試劑就可以大大縮短實(shí)驗(yàn)時(shí)間，且實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯，使該實(shí)驗(yàn)應(yīng)用于課堂教學(xué)。

3.模擬與轉(zhuǎn)換

自然界有些現(xiàn)象無法以實(shí)驗(yàn)形式再現(xiàn)給學(xué)生，但可以通過模擬與轉(zhuǎn)換，同樣能達(dá)到觸類旁通的目的。

實(shí)驗(yàn)3：模擬太陽黑子。學(xué)生較難理解“太陽黑子”，可以采用暴露電熱絲的電爐進(jìn)行模擬與轉(zhuǎn)換，通電后，學(xué)生觀察電熱絲的紅熱現(xiàn)象，在局部滴幾滴水，這時(shí)可觀察到“黑子”現(xiàn)象，在“黑子”區(qū)域放入火柴頭，能迅速引燃。

二、呈現(xiàn)更生動(dòng)的實(shí)驗(yàn)

演示實(shí)驗(yàn)要讓全體學(xué)生特別是讓后排的學(xué)生也能清晰地觀察到，才能持續(xù)地引發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。對有些現(xiàn)象不夠清晰、觀察范圍過小的實(shí)驗(yàn)，需要想辦法將實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象清晰地呈現(xiàn)出來。

1.讓無形變有形

有些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯或處于無形狀態(tài)，影響學(xué)生的觀察，不妨稍作改進(jìn)，讓無形變有形。

實(shí)驗(yàn)4：光的傳播實(shí)驗(yàn)。怎樣讓無形的光線現(xiàn)出“原形”？可以利用膠體的“丁達(dá)爾現(xiàn)象”使光現(xiàn)出“原形”來，具體做法是：用豆?jié){、牛奶、粉筆灰等常見物質(zhì)溶于水制作無色膠體，或用飽和氯化鐵溶液加入沸水中攪拌制作有色膠體，用教學(xué)激光筆制造出紅色激光透過膠體，就可觀察到明顯的光線。

應(yīng)用1：光在同一介質(zhì)中沿直線傳播的實(shí)驗(yàn)。往水中分別加豆?jié){、牛奶、粉筆灰、氯化鐵膠體等，再用激光一一透過，就可把看不見光線傳播轉(zhuǎn)化為看得見。

應(yīng)用2：光在不同介質(zhì)中產(chǎn)生折射的實(shí)驗(yàn)。用激光筆往豆?jié){水中射，可以看到是直線的，保持激光筆位置不變，然后用漏斗往水底加入濃的海波溶液后，觀察到光傳播時(shí)發(fā)生了偏轉(zhuǎn)。

2.讓實(shí)驗(yàn)“大”起來

可以采用顯微投影或?qū)嵨锿队暗燃夹g(shù)，“放大”實(shí)驗(yàn)，讓后排學(xué)生也能順利觀察到，建議有條件的學(xué)校配置這兩種設(shè)備。

實(shí)驗(yàn)5：觀察植物葉片表皮氣孔。如果使用一般顯微鏡，學(xué)生需要輪流觀察，費(fèi)時(shí)費(fèi)力且存在著有些學(xué)生觀察不到的情況。改用顯微投影儀，只需教師調(diào)試完畢，全班學(xué)生均能在屏幕上一覽無余。

3.讓實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象生動(dòng)起來

有些實(shí)驗(yàn)過程不明顯，有結(jié)果無過程是一種遺憾。讓實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象生動(dòng)起來，展現(xiàn)實(shí)驗(yàn)的過程，也就展現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)的魅力。

實(shí)驗(yàn)6：晶體結(jié)晶。采用教材提供的方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，易觀察結(jié)果而晶體生長過程很難觀察到。實(shí)驗(yàn)的魅力在于過程，采用濃熱的硝酸鉀溶液倒入培養(yǎng)皿中，通過實(shí)物投影儀，學(xué)生們觀察到晶體出現(xiàn)、生長直到布滿整個(gè)器皿，這種生長過程動(dòng)感實(shí)足，魅力無窮。

三、化被動(dòng)觀察為主動(dòng)探究

學(xué)生說，“聽”實(shí)驗(yàn)不如“看”實(shí)驗(yàn)，“看”實(shí)驗(yàn)不如“做”實(shí)驗(yàn)。教學(xué)實(shí)踐中，沒有那種教學(xué)方式比讓學(xué)生做實(shí)驗(yàn)更能讓學(xué)生參與了。

1.從觀察演示實(shí)驗(yàn)到自己“玩”實(shí)驗(yàn)

看老師的演示實(shí)驗(yàn)不如自大做實(shí)驗(yàn)過癮，學(xué)習(xí)效果也是如此。為此，盡量創(chuàng)造條件滿足學(xué)生的實(shí)驗(yàn)需求，讓學(xué)生從旁觀者轉(zhuǎn)變?yōu)橛H身實(shí)踐者。

儀器比較多、復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)，可以在實(shí)驗(yàn)室上課，如平面鏡成像實(shí)驗(yàn)、金屬活動(dòng)性順序的探究等，儀器比較簡單、操作少的實(shí)驗(yàn)可在教室進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)，如力的測量（彈簧秤的使用）、花的結(jié)構(gòu)、植物的蒸騰作用、熔化和凝固等。

學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)，突破教師因循守舊按部就班的思維和操作模式，往往會(huì)有意想不到的“新”發(fā)現(xiàn)。例如，學(xué)生在自主做平面鏡成像實(shí)驗(yàn)時(shí)，測定物距與像距時(shí)發(fā)現(xiàn)不等，對教材中的結(jié)論提出質(zhì)疑，經(jīng)師生分析后發(fā)現(xiàn)在測量時(shí)忽略了平面鏡自身的厚度。親歷實(shí)驗(yàn)才能有過程體驗(yàn)。

2.從個(gè)人做實(shí)驗(yàn)到小組合作做實(shí)驗(yàn)

學(xué)生都有普遍的心理即：一個(gè)人玩沒意思，一群人一起玩才有意思，才有成就感。與個(gè)體做實(shí)驗(yàn)相比，小組合作型的實(shí)驗(yàn)更能達(dá)到交往、彼此欣賞、相互激發(fā)等情感目標(biāo)。

實(shí)驗(yàn)7：電學(xué)實(shí)驗(yàn)盒的使用。

應(yīng)用1：連接一個(gè)最簡單的電路，讓燈泡能發(fā)光，得出電路的組成和各組成部分的作用；再把所連接的電路畫出來，得出電路圖的教學(xué)內(nèi)容；連接一個(gè)能讓兩個(gè)燈泡發(fā)光的電路，如何讓兩燈泡同時(shí)工作或不同時(shí)工作等。這些探究活動(dòng)引發(fā)學(xué)生極大的學(xué)習(xí)興趣，甚至延續(xù)到課外，還有學(xué)生把手搖發(fā)電機(jī)改裝成電動(dòng)機(jī)。

應(yīng)用2：探究影響電阻大小的因素。要求學(xué)生利用常見材料設(shè)計(jì)電路圖并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。學(xué)生想到了很多的方案，如對橫截面積大小因素的研究時(shí)，學(xué)生想到了把銅絲對折或再對折來研究，有的想到了把幾根鉛筆芯捆綁來研究。發(fā)現(xiàn)利用鉛筆芯來研究比利用銅絲來研究導(dǎo)體長度對電阻大小的影響效果要明顯得多。教師只需適當(dāng)指導(dǎo)與引領(lǐng)，就能達(dá)到教學(xué)目標(biāo)。

3.從科學(xué)殿堂到生活化實(shí)驗(yàn)

科學(xué)來自生活又高于生活回歸生活，科學(xué)實(shí)驗(yàn)可以是嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?，也可以生活化?？梢杂蒙钪械挠闷穪硖娲膶?shí)驗(yàn)，有利于學(xué)生親近科學(xué)。

實(shí)驗(yàn)8：熔化和凝固實(shí)驗(yàn)。教材使用海波和松香水水浴加熱。但該方案存在著不足，水浴加熱速度慢，溫度控制難度大，往往會(huì)出現(xiàn)海波熔化的過程中，所測到的溫度還是一直在上升的實(shí)驗(yàn)異?，F(xiàn)象。有時(shí)一節(jié)課只能讓學(xué)生做完一個(gè)實(shí)驗(yàn)，效果不佳，教學(xué)效率低。改用普通冰塊替代海波不僅實(shí)驗(yàn)生活化，且操作簡單現(xiàn)象明顯。具體操作：將溫度計(jì)放置水中，利用家用冰箱制作條形冰塊，將內(nèi)置有溫度計(jì)的冰塊取出，觀察溫度計(jì)讀數(shù)，利用室溫或手握來代替水浴使冰塊逐漸熔化，觀察熔化過程中溫度計(jì)讀數(shù)。

四、讓思考浸潤實(shí)驗(yàn)

科學(xué)不同于魔術(shù)表演，要想讓學(xué)生對實(shí)驗(yàn)不過眼云煙，就要想方設(shè)法讓學(xué)生思考。

1.從學(xué)生的疑問中引出實(shí)驗(yàn)

疑問推動(dòng)科學(xué)發(fā)展，疑問催生學(xué)習(xí)動(dòng)力。在學(xué)生的疑問中引出實(shí)驗(yàn)，用實(shí)驗(yàn)回應(yīng)學(xué)生的疑問，讓實(shí)驗(yàn)用在刀刃上，從而發(fā)揮最大效應(yīng)。

實(shí)驗(yàn)9：大氣壓的存在——紙杯覆水實(shí)驗(yàn)。做完實(shí)驗(yàn)，不要理所當(dāng)然地認(rèn)為學(xué)生就能正確解釋。這時(shí)，需要追問一句：紙片為什么不掉下？有的學(xué)生會(huì)認(rèn)為，那是因?yàn)楸凰匙×?。對此，不少老師難以拿出讓學(xué)生信服的證據(jù)，其實(shí)，只要把玻璃杯換成紙杯，實(shí)驗(yàn)成功后，再用針在紙杯底部刺個(gè)洞，水和紙片迅速掉下。事實(shí)會(huì)讓學(xué)生自動(dòng)修正并加深對大氣壓存在的認(rèn)識(shí)。

2.從學(xué)生的前概念中設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

生活經(jīng)驗(yàn)和已有的認(rèn)識(shí)是學(xué)習(xí)新知的前提和基礎(chǔ)，但并非都是正確的，事實(shí)上，建構(gòu)科學(xué)新知往往需要突破原有的并不正確的前概念。事實(shí)勝于雄辯，從學(xué)生的前概念中設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，使教學(xué)事半功倍。

實(shí)驗(yàn)10：月相的奧秘?！对孪唷返慕虒W(xué)中，思考月相產(chǎn)生的原因時(shí)，有很多的學(xué)生認(rèn)為是因?yàn)榈厍驌踝×颂柹涞皆铝辽系墓?。這時(shí)，利用投影儀和籃球進(jìn)行模擬（如圖2），學(xué)生發(fā)現(xiàn)月相形成的原因，也發(fā)現(xiàn)不管怎么移動(dòng)籃球的位置都得不到凸月的情況，說明造成凸月并不是因?yàn)榈厍驌踝　?/p>

3.讓學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

創(chuàng)設(shè)情景吸引學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，在討論實(shí)驗(yàn)過程中澄清概念與實(shí)驗(yàn)原理，促進(jìn)積極思維，給學(xué)生以成就感。

實(shí)驗(yàn)11：空氣中氧氣含量的測量。對于此類比較復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生參與設(shè)計(jì)需要老師對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分解：第一步，利用針筒、洗氣瓶設(shè)計(jì)測量氣體體積的方法：如圖3示，用針筒把廣口瓶中的氣體抽出，可觀察到右邊抽，左邊的氣體就進(jìn)入，抽了多少氣體就進(jìn)了多少水？分析原因。再問如何測定空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)？第二步，空氣中氧氣體積測定方法：無法利用針筒抽出空氣中的氧氣，可改用除去空氣中的氧氣，選擇什么材料才能除去氧氣……逐步深入，引領(lǐng)學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，在解決問題中加深對實(shí)驗(yàn)的理解。把更多的實(shí)驗(yàn)自主性交給學(xué)生，學(xué)生會(huì)用行動(dòng)還給老師驚喜。

初中《科學(xué)》中有豐富的實(shí)驗(yàn)資源，發(fā)揮實(shí)驗(yàn)在幫助學(xué)生建構(gòu)科學(xué)知識(shí)中獨(dú)特作用，需要從學(xué)生“學(xué)”的視角開發(fā)實(shí)驗(yàn)、探索實(shí)驗(yàn)教學(xué)組織形式，從而提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)有效性。