創(chuàng)改實(shí)驗(yàn) 助力教學(xué)

葉靈軍

摘 要：實(shí)驗(yàn)器材統(tǒng)一配置、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)理念滯后、實(shí)驗(yàn)設(shè)置整齊劃一，致使現(xiàn)行科學(xué)教材（以現(xiàn)行浙教版科學(xué)教材為例）中部分實(shí)驗(yàn)存在實(shí)驗(yàn)不易操作、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)不合理、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯、實(shí)驗(yàn)器材有問(wèn)題、缺少相關(guān)實(shí)驗(yàn)等問(wèn)題，影響了科學(xué)教學(xué)效率。為此，進(jìn)行了實(shí)踐嘗試，從優(yōu)化實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、換新實(shí)驗(yàn)儀器裝置、合理實(shí)驗(yàn)操作方法、改變實(shí)驗(yàn)操作步驟、創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)情境五個(gè)方面進(jìn)行創(chuàng)改，并把它運(yùn)用到初中科學(xué)教學(xué)的新課導(dǎo)入、把握教學(xué)重點(diǎn)、突破教學(xué)難點(diǎn)、激發(fā)課后探究活動(dòng)的熱情中去，真實(shí)有效地助力科學(xué)教學(xué)。

關(guān)鍵詞：創(chuàng)改；科學(xué)實(shí)驗(yàn)；教學(xué)運(yùn)用

盡管現(xiàn)行教材及實(shí)驗(yàn)手冊(cè)中都有對(duì)應(yīng)章節(jié)的實(shí)驗(yàn)安排，但要真正提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性，還需要教師對(duì)科學(xué)教材中的部分實(shí)驗(yàn)進(jìn)行大膽地創(chuàng)改。本文談?wù)勗趧?chuàng)改實(shí)驗(yàn)助力教學(xué)方面的一些嘗試和做法。

一、教材中部分實(shí)驗(yàn)存在的問(wèn)題及原因分析

1.存在問(wèn)題

以浙教版初中科學(xué)（7-9年級(jí)）教材（以下簡(jiǎn)稱科學(xué)）中的部分實(shí)驗(yàn)為例，就存在一些有待改進(jìn)的地方歸納如下。

（1）實(shí)驗(yàn)不易操作。教材中有些實(shí)驗(yàn)不易操作，如固體熔化實(shí)驗(yàn)，海波熔化過(guò)程時(shí)間太短，不利于觀察。又如水面波的實(shí)驗(yàn)、測(cè)試舌的不同部分敏感性實(shí)驗(yàn)等實(shí)驗(yàn)。

（2）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)不合理。如可沉浮的氣球?qū)嶒?yàn)用氣球模擬魚(yú)鰾來(lái)解釋魚(yú)在水中為什么能上浮和下沉，但容易使學(xué)生認(rèn)為魚(yú)上浮和下沉就是魚(yú)鰾在起作用，而忽略了魚(yú)鰭等器官的作用。

（3）實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯。如檢驗(yàn)空氣中有二氧化碳實(shí)驗(yàn)，澄清石灰水不易渾濁。空氣對(duì)外做功內(nèi)能減小，產(chǎn)生水霧現(xiàn)象不明顯等實(shí)驗(yàn)。

（4）實(shí)驗(yàn)器材有問(wèn)題。有些實(shí)驗(yàn)器材裝置需要優(yōu)化，如簡(jiǎn)易滅火器的裝置，探究影響摩擦力大小的因素，力的變化用彈簧秤很難測(cè)出等。

（5）缺少相關(guān)實(shí)驗(yàn)。有些科學(xué)知識(shí)的探究沒(méi)有以實(shí)驗(yàn)形式來(lái)研究，如液體的流速與壓強(qiáng)的關(guān)系，內(nèi)燃機(jī)的工作原理等這類(lèi)實(shí)驗(yàn)可以添加。

2.原因分析

科學(xué)教材中的部分實(shí)驗(yàn)在實(shí)踐中存在一些不合理且有待增添、改進(jìn)的地方，究其原因有以下幾個(gè)原因：

（1）實(shí)驗(yàn)器材統(tǒng)一配置。目前，學(xué)校實(shí)驗(yàn)器材，由政府統(tǒng)一配置，整齊劃一，不能滿足新課程改革的需求、教師的個(gè)性化教學(xué)的需要，限制了創(chuàng)新，影響了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的興趣。

（2）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)理念落后。隨著時(shí)代的發(fā)展和科技的進(jìn)步，以及對(duì)實(shí)驗(yàn)研究的深入，教材中原來(lái)設(shè)計(jì)合理的實(shí)驗(yàn)可以進(jìn)一步優(yōu)化，原來(lái)不能做的許多實(shí)驗(yàn)現(xiàn)在可以做了，如測(cè)靜摩擦力的大??；可以用更好地實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)備來(lái)改善觀察方式，如觀察聲波。

（3）實(shí)驗(yàn)設(shè)置整齊劃一?？茖W(xué)教材的編者在一些實(shí)驗(yàn)選擇時(shí)沒(méi)有仔細(xì)考慮社會(huì)變化、城鄉(xiāng)差別、學(xué)校間的差異及教師的個(gè)性化要求等諸多因素，實(shí)驗(yàn)設(shè)置整齊劃一影響實(shí)驗(yàn)教學(xué)。如夜光星空實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，在霧霾嚴(yán)重的城市就很難展開(kāi)。

二、創(chuàng)改實(shí)驗(yàn)的方法

針對(duì)教材中一些費(fèi)時(shí)、可見(jiàn)度低、操作性不強(qiáng)、成功率低的實(shí)驗(yàn)，或從實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，或從實(shí)驗(yàn)材料的選擇，或從實(shí)驗(yàn)操作的步驟，或從實(shí)驗(yàn)情景，或從實(shí)驗(yàn)空間等環(huán)節(jié)進(jìn)行增添和改進(jìn)，并總結(jié)出下列方法。

1.創(chuàng)改實(shí)驗(yàn)，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)操作設(shè)計(jì)

有的實(shí)驗(yàn)按照教材的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作時(shí)，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯，這時(shí)就需要對(duì)書(shū)本上的實(shí)驗(yàn)重新設(shè)計(jì)，提高實(shí)驗(yàn)的直觀性，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的功效性。

例如，科學(xué)九上“做功和熱傳遞是等效的”實(shí)驗(yàn)中，按課本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，通過(guò)搖晃瓶子（做功）使鐵屑溫度升高的效果很不明顯。于是做了如下改進(jìn)：取一根鐵絲，先放在熱水中浸一會(huì)兒取出，用手摸一下能感覺(jué)溫度升高，說(shuō)明熱傳遞能改變物體的內(nèi)能；接下來(lái)雙手握住鐵絲反復(fù)彎折幾下，手去摸一下鐵絲的彎折處，很熱，這能說(shuō)明做功改變了物體的內(nèi)能。改正后的實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)單易操作，利于學(xué)生操作，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯。

2.創(chuàng)改實(shí)驗(yàn)，換新實(shí)驗(yàn)儀器裝置

也有的實(shí)驗(yàn)按照教材上的實(shí)驗(yàn)儀器、裝置，不但實(shí)驗(yàn)效果不好，而且存在一定的危險(xiǎn)性，此時(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)的儀器、裝置改進(jìn)就顯得很有必要了。

例如，科學(xué)八下的“酸堿滅火器”原理，按教材的吸濾瓶和橡皮塞實(shí)驗(yàn)裝置操作，常發(fā)生以下情況：噴射現(xiàn)象不明顯，或有噴射現(xiàn)象，但持續(xù)時(shí)間短且可能會(huì)發(fā)生膠塞被彈出，或液滴漏出，甚至有吸濾瓶發(fā)生爆炸的危險(xiǎn)。于是做了如下改進(jìn)：用一個(gè)礦泉水瓶，離口部5cm處打一個(gè)小孔。瓶?jī)?nèi)裝的溫?zé)釢馓妓徕c溶液30mL左右（加幾滴紅墨水和洗潔精，效果更好），用小試管取10mL左右的濃鹽酸，小心放入礦泉水瓶中，擰緊瓶蓋，翻轉(zhuǎn)裝置，即可觀察到明顯的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。伴隨“嘶嘶”聲，大量泡沫液體從小孔噴出，噴射現(xiàn)象明顯，且瓶口密封好，不會(huì)出現(xiàn)其他意外。

3.創(chuàng)改實(shí)驗(yàn)，合理實(shí)驗(yàn)操作方法

相同的實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c原理，我們也可以有不同的操作方法，通過(guò)改進(jìn)實(shí)驗(yàn)的操作方法，使實(shí)驗(yàn)取得更好的教學(xué)效果。

例如，科學(xué)八上“電路”中為了說(shuō)明“電源短路會(huì)損壞電源，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)造成火災(zāi)，”書(shū)本設(shè)計(jì)了的實(shí)驗(yàn)：導(dǎo)線發(fā)熱現(xiàn)象不是很明顯，且實(shí)驗(yàn)時(shí)間長(zhǎng)，易使干電池會(huì)報(bào)廢。于是做了如下改進(jìn)：用新的干電池，用錫箔紙把電池的正負(fù)極直接相連，一會(huì)兒就可看到錫箔紙（干燥的香煙盒中的內(nèi)包裝紙）燃燒，現(xiàn)象非常明顯。改進(jìn)后，實(shí)驗(yàn)裝置簡(jiǎn)單，取材容易、現(xiàn)象明顯，可視度高，使學(xué)生記憶深刻。

4.創(chuàng)改實(shí)驗(yàn)，改變實(shí)驗(yàn)操作步驟

科學(xué)實(shí)驗(yàn)講究成功性原則，實(shí)驗(yàn)一旦失敗將會(huì)誤導(dǎo)學(xué)生，不能形成正確的科學(xué)知識(shí)，嚴(yán)重影響科學(xué)概念正確的形成。有時(shí)實(shí)驗(yàn)的操作步驟不合理會(huì)就影響實(shí)驗(yàn)的成功。

例如，科學(xué)九上“氫氧化鈣的性質(zhì)”的原實(shí)驗(yàn)是：在試管中先加入碳酸鈉和氯化鐵，然后滴加氫氧化鈣溶液，觀察現(xiàn)象。學(xué)生按照教材實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，學(xué)生就發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象幾乎沒(méi)有，學(xué)生就起了疑心，它們能不能反應(yīng)。于是做了如下改進(jìn)：我們調(diào)換了滴加溶液的前后順序，在2支試管中先各加入3ml氫氧化鈣溶液，然后滴加碳酸鈉溶液和氯化鐵溶液，讓學(xué)生觀察有什么變化發(fā)生。學(xué)生按照改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象就非常明顯了，證明了氫氧化鈣溶液和氯化鐵溶液是會(huì)進(jìn)行反應(yīng)，在學(xué)生心中留下很深的記憶。

5.創(chuàng)改實(shí)驗(yàn)，創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)探究情境

使用身邊隨手可得的物品進(jìn)行創(chuàng)改科學(xué)實(shí)驗(yàn)，可讓學(xué)生感受到科學(xué)的真實(shí)性，感受到科學(xué)和社會(huì)、科學(xué)和日常生活的關(guān)系。

例如，科學(xué)八上“液體的流速與嚴(yán)強(qiáng)大小的關(guān)系”時(shí)，只是介紹了兩船相撞的事例，沒(méi)有設(shè)計(jì)相關(guān)實(shí)驗(yàn)。于是增添了以下實(shí)驗(yàn)：用飲料瓶蓋分別用細(xì)線連接好放在水面上，用注射器改變中間水速。這時(shí)將看到注水時(shí)兩瓶蓋向中間靠攏，停止注射時(shí)瓶蓋分開(kāi)，有了線的牽引瓶蓋不會(huì)被沖走，且停止注射時(shí)還能恢復(fù)原狀。此實(shí)驗(yàn)器材來(lái)自學(xué)生身邊，裝置簡(jiǎn)單，操作方便，現(xiàn)象直觀，對(duì)于液體的流速與嚴(yán)強(qiáng)的關(guān)系讓學(xué)生秒懂。

三、創(chuàng)改實(shí)驗(yàn)的教學(xué)運(yùn)用

科學(xué)是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，教師在教學(xué)過(guò)程中適時(shí)創(chuàng)改有效的實(shí)驗(yàn)?zāi)芗て饘W(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生受到啟發(fā)，增強(qiáng)學(xué)生觀察能力，提高了教學(xué)效率，從而取得良好的教學(xué)效果。

1.創(chuàng)改實(shí)驗(yàn)引發(fā)學(xué)生好奇心，助力新課導(dǎo)入實(shí)效

興趣是最好的老師，好奇心是成功的起點(diǎn)。在教學(xué)中，教師要利用生活資源適時(shí)適度地創(chuàng)改實(shí)驗(yàn)，有意識(shí)地創(chuàng)設(shè)好奇情景，激發(fā)學(xué)生的求知欲，導(dǎo)入新課。

例如，在學(xué)習(xí)科學(xué)七上“汽化和液化”這一節(jié)中的沸騰時(shí)，在新課導(dǎo)入時(shí)，增添了如下實(shí)驗(yàn)：用一張紙折成一個(gè)紙盒，在紙盒中加入少量90℃的熱水，放在三腳架上的下面。新課一開(kāi)始，點(diǎn)燃酒精燈，加熱一會(huì)兒后，奇跡出現(xiàn)了，紙盒沒(méi)燒起來(lái)，盒內(nèi)的水卻沸騰了，一下子就調(diào)動(dòng)起學(xué)生的興奮點(diǎn)，此時(shí)不失時(shí)機(jī)導(dǎo)入新課我們今天來(lái)學(xué)習(xí)沸騰。

2.創(chuàng)改實(shí)驗(yàn)提高實(shí)驗(yàn)成功率，助力把握教學(xué)重點(diǎn)

科學(xué)實(shí)驗(yàn)是否成功直接影響實(shí)驗(yàn)功效，影響課堂效果。成功的實(shí)驗(yàn)才能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)科學(xué)的熱情，幫助對(duì)教學(xué)重點(diǎn)的理解，助力把握教學(xué)重點(diǎn)。

例如，科學(xué)九上“物體的內(nèi)能”原來(lái)的課堂演示實(shí)驗(yàn)是用一個(gè)打氣筒直接給吸濾瓶進(jìn)行打氣。在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)演示時(shí)存在塞子跳出來(lái)時(shí)間的不確定性，對(duì)學(xué)生和教師而言，安全性不佳，出現(xiàn)的水霧少，學(xué)生可視性比較差，短時(shí)間內(nèi)不能重復(fù)實(shí)驗(yàn)。于是做了如下改進(jìn)：將生活中常用的噴霧器結(jié)合到了該實(shí)驗(yàn)中。用可樂(lè)瓶制作一個(gè)簡(jiǎn)易噴霧器，用氣筒給可樂(lè)瓶能進(jìn)行加壓儲(chǔ)存氣體，然后控制閥門(mén)對(duì)吸濾瓶進(jìn)行充氣，塞子彈出后，即產(chǎn)生大量水霧。短時(shí)間內(nèi)，可重新進(jìn)行實(shí)驗(yàn)演示，一般情況下充氣一次可以連續(xù)演示4～5次。此實(shí)驗(yàn)取材方便，實(shí)驗(yàn)安全可控，短時(shí)間內(nèi)可以進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，可以走到學(xué)生中間去演示，可視性好。

3.創(chuàng)改實(shí)驗(yàn)突出實(shí)驗(yàn)功效性，助力突破教學(xué)難點(diǎn)

教學(xué)難點(diǎn)是學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)的一大障礙，對(duì)于學(xué)生不易理解和掌握的新知識(shí)，利用生活資源自制教具創(chuàng)改實(shí)驗(yàn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，讓學(xué)生將自己真正融于學(xué)習(xí)掌握知識(shí)的探究過(guò)程中，把教學(xué)難點(diǎn)轉(zhuǎn)化為更易理解、更直觀的知識(shí)，從而突破教學(xué)難點(diǎn)。

例如，科學(xué)九上“物質(zhì)的輸送”，對(duì)于心臟瓣膜作用，很難通過(guò)語(yǔ)言的表述讓學(xué)生理解，為了讓學(xué)生更好理解，于是增添如下實(shí)驗(yàn)：連接兩個(gè)塑料瓶，接口處密封，用橡皮墊剪成圓心，用電熔槍固定在上方瓶口端。使用時(shí)將下方瓶子注滿水，然后擠壓下方塑料瓶后松手。擠壓時(shí)，橡皮墊片向上打開(kāi)，水從下塑料瓶進(jìn)入上塑料瓶。松手后，橡皮墊片向下關(guān)閉，有部分水保留在上塑料瓶，無(wú)法向下流。這樣就有效地幫助了學(xué)生對(duì)這部分抽象內(nèi)容的理解。

4.創(chuàng)改實(shí)驗(yàn)優(yōu)化課外作業(yè)設(shè)計(jì)，助力激發(fā)學(xué)習(xí)熱情

把教材中的演示實(shí)驗(yàn)、小實(shí)驗(yàn)等改為課外實(shí)驗(yàn)型作業(yè)或?qū)⒔滩闹幸恍┳鳂I(yè)改為課外實(shí)驗(yàn)型作業(yè)，減少書(shū)本作業(yè)，很受學(xué)生歡迎，可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。

例如，“制作簡(jiǎn)單等高線地形模型”科學(xué)七上用泥土或橡皮泥來(lái)制作簡(jiǎn)單等高線地形模型，由于泥土或橡皮泥制成的模型，易變性，不利于展示和保存。于是做了如下改進(jìn)：采用較厚的泡沫做材料，讓學(xué)生抓、剪、畫(huà)（線）、涂（色）等步驟制造出等高線立體模型，用玻璃一壓，就從立體的變成平面，學(xué)生學(xué)得興趣盎然。

總之，創(chuàng)改實(shí)驗(yàn)既張揚(yáng)了教師的教學(xué)個(gè)性，又激發(fā)了對(duì)學(xué)生對(duì)科學(xué)的學(xué)習(xí)興趣，從而真實(shí)有效地助力了科學(xué)教學(xué)。

參考文獻(xiàn)：

項(xiàng)紅專(zhuān).中學(xué)科學(xué)探究教學(xué)的策略與藝術(shù)[J].杭州：浙江大學(xué)出版社，2004.