習(xí)題+實(shí)驗(yàn)：初中科學(xué)新課型設(shè)計與操作策略

蔣淑微

[摘 要] 科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芗ぐl(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和求知欲望，培養(yǎng)學(xué)生思維能力，促進(jìn)教師的專業(yè)成長。但在實(shí)際的教學(xué)活動中，科學(xué)實(shí)驗(yàn)通常被作為新授課、學(xué)生實(shí)驗(yàn)的教學(xué)環(huán)節(jié)，在習(xí)題課中地位不高，除了專題實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)課，教師很少在習(xí)題課上設(shè)計實(shí)驗(yàn)。因此，如果能在習(xí)題課上增設(shè)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，設(shè)計出“習(xí)題+實(shí)驗(yàn)”的新課型，吸引學(xué)生的注意力，激起學(xué)生的思考，培養(yǎng)學(xué)生的思維能力，將使教學(xué)更有實(shí)效性。

[關(guān)鍵詞] 創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)；習(xí)題；新課型；思維

一、習(xí)題課教學(xué)的現(xiàn)狀分析

習(xí)題課是重要的常見課型，對學(xué)生的已有知識能起到鞏固、深化和矯正的作用，又是對學(xué)生的思維進(jìn)行梳理、整合、運(yùn)用、糾正和創(chuàng)新的過程。但在傳統(tǒng)的習(xí)題課教學(xué)中，還存在有待商榷的地方，主要表現(xiàn)有：

（一）學(xué)生忽視自主學(xué)習(xí)

傳統(tǒng)的習(xí)題課中缺乏創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的設(shè)計，即使教師設(shè)計了自主學(xué)習(xí)的環(huán)節(jié)，一部分學(xué)生缺乏獨(dú)立思考能力，缺乏主動參與的精神，當(dāng)教師提出問題讓學(xué)生思考時，他們往往坐等答案。這些學(xué)生在自主學(xué)習(xí)的過程中參與度不高，他們的思維能力就得不到提高，最后，不得不由教師來講評，結(jié)果往往是教師講得津津有味，學(xué)生聽得昏昏欲睡。

（二）教師忽視學(xué)生體驗(yàn)

學(xué)生對科學(xué)實(shí)驗(yàn)是非常感興趣的，但要在習(xí)題課中增設(shè)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，教師需要投入大量的時間和精力去設(shè)計，去準(zhǔn)備，去實(shí)踐。因此教師在主觀上會覺得增加實(shí)驗(yàn)麻煩，浪費(fèi)時間，認(rèn)為在教室里說實(shí)驗(yàn)、看實(shí)驗(yàn)和背實(shí)驗(yàn)更高效、更實(shí)在。所以傳統(tǒng)的習(xí)題課中幾乎看不到實(shí)驗(yàn)，忽視學(xué)生體驗(yàn)對思維建構(gòu)的重要性。

因此，在習(xí)題課中增設(shè)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，設(shè)計“習(xí)題+實(shí)驗(yàn)”的初中科學(xué)習(xí)題課新課型，喚起學(xué)生的注意，激發(fā)學(xué)生的興趣，引起學(xué)生思考，培養(yǎng)學(xué)生的思維能力，讓學(xué)生變得樂于參與、樂于實(shí)踐、樂于反思，成為課堂真正的主人，是每個科學(xué)教師需要不斷努力的方向。

二、 “習(xí)題+實(shí)驗(yàn)”的新課型設(shè)計和操作策略

科學(xué)新課程標(biāo)準(zhǔn)以提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)為主旨，建立了三維目標(biāo)體系，倡導(dǎo)學(xué)生以探究發(fā)現(xiàn)為主、主動參與、交流合作的學(xué)習(xí)方式。這些科學(xué)理念的落實(shí)，都離不開科學(xué)實(shí)驗(yàn)。在習(xí)題課中增設(shè)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，設(shè)計“習(xí)題+實(shí)驗(yàn)”的新課型，不僅可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，還能培養(yǎng)學(xué)生的思維能力，創(chuàng)建高效課堂。

（一） 抓住認(rèn)知沖突點(diǎn)

大多數(shù)教師都會有這樣的體會，有些題學(xué)生已經(jīng)做過乃至考過，可學(xué)生仍會一錯再錯。原因就在于學(xué)生沒有從根本上理解掌握，形成知識的盲點(diǎn)，這就是一種思維定式。積極的思維定式可以加深學(xué)生的記憶，而消極的思維定式卻是束縛創(chuàng)造性思維的一大枷鎖。在習(xí)題講評課中，筆者從學(xué)生的認(rèn)知沖突點(diǎn)出發(fā)，設(shè)計“異常”的實(shí)驗(yàn)，突破思維定式。

實(shí)驗(yàn)1：餐館里有一道名為紙鍋燒豆腐的菜，紙鍋里的豆腐燒熟了紙卻不會燒掉。為什么？

這是八年級《科學(xué)》下冊考核燃燒條件知識點(diǎn)的一道習(xí)題，看到這道解答題，學(xué)生覺得迷糊，紙明明是很容易燃燒的，這里為什么能燒豆腐？！筆者從學(xué)生認(rèn)知沖突點(diǎn)出發(fā)設(shè)計了這樣一個創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)——燒不著的手帕。

首先在燒杯中放入50毫升的水，加入半勺食鹽攪拌均勻，再將50毫升的酒精倒入燒杯中攪拌，最后將溶液倒入水槽。將手帕在溶液中充分浸透，然后拿出來稍微擰干。用鑷子將手帕懸空夾住，點(diǎn)火，觀察點(diǎn)火后的手帕變化。結(jié)果手帕安然無恙！

這個實(shí)驗(yàn)突破了學(xué)生的思維定式。我趁熱打鐵，引導(dǎo)學(xué)生思考手帕最終安然無恙的奧秘就在于手帕浸透了酒精和水。酒精極易揮發(fā)，形成的酒精蒸汽一接觸火源立即在手帕表面燃燒起來。但水和酒精的蒸發(fā)帶走了大量熱量，手帕的溫度無法達(dá)到著火點(diǎn)，所以不會燃燒起來。解釋完這個實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象后，“紙鍋燒豆腐”的原因就迎刃而解。

設(shè)計“異?！睂?shí)驗(yàn)，可以充分激發(fā)學(xué)生參與的熱情，點(diǎn)燃學(xué)生的智慧，突破思維定式。

（二）設(shè)計直觀實(shí)驗(yàn)

科學(xué)習(xí)題中有些知識點(diǎn)比較抽象，在講評時，單憑教師口述或畫圖，學(xué)生很難理解，形成思維障礙、知識盲點(diǎn)，學(xué)生往往只是對這一知識點(diǎn)的理解存在障礙，而導(dǎo)致滿盤皆輸?shù)暮蠊瑢?shí)在可惜。這時，教師從解題的障礙點(diǎn)出發(fā)，設(shè)計直觀實(shí)驗(yàn)就很有必要。

實(shí)驗(yàn)2：重100牛的水可以產(chǎn)生的最大浮力為（ ）

A.一定小于100牛 B.一定大于100牛

C.一定等于100牛 D.可以大于100牛

這個題目正確的答案是B，但大部分同學(xué)都選C，那么學(xué)生解題的障礙點(diǎn)在哪里呢？我找了幾個答錯的同學(xué)了解做錯的原因：

學(xué)生甲：我選A，因?yàn)楦×Φ扔谂砰_液體受到的重力，物體不可能將所有水排干，所以浮力一定小于100牛。

學(xué)生乙：我選C，因?yàn)槲矬w放入水中，即便將水全部排出，也只有100牛，所以浮力最多等于100牛。

學(xué)生做錯的障礙點(diǎn)已經(jīng)很清楚了，按照他們的思維：

浮力等于排開液體受到的重力[?]瓶子里只有100牛水[?]假設(shè)100牛的水全部排開浮力也只能等于100牛，不可能多于100牛。

他們顯然犯了概念混淆的錯誤，他們混淆了液體的重力和排開液體的重力兩個概念。筆者剛開始用畫圖的方法講解： 在圖1中，我們可以比較直觀地看到V排>V水，所以，根據(jù)阿基米德原理產(chǎn)生的浮力就大于水的重力了。有部分同學(xué)理解了，但還有部分同學(xué)表示太抽象，理解不了。

于是，我增設(shè)了一個創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)：在兩個一次性水杯中加入質(zhì)量不等的水（如圖2），然后將水較多的杯子放入較少的杯中（如圖3），能夠漂浮，說明了液體能產(chǎn)生比自身重更大的浮力。

這個實(shí)驗(yàn)取材容易，操作簡單，現(xiàn)象直觀，用強(qiáng)有力的證據(jù)證明了水可以產(chǎn)生比它本身重力大得多的浮力。因此，在教學(xué)中，教師如果能善于捕捉學(xué)生思維的障礙點(diǎn)，設(shè)計直觀實(shí)驗(yàn)，就可以掃除知識盲點(diǎn)，化解思維障礙。

（三）設(shè)計創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)

學(xué)生生活經(jīng)驗(yàn)和閱歷的局限性會給科學(xué)思維造成迷惑點(diǎn)，所以新《科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》提到：“教師應(yīng)該充分利用學(xué)生已有的生活經(jīng)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生把所學(xué)的科學(xué)知識應(yīng)用到現(xiàn)實(shí)中，以體現(xiàn)科學(xué)在現(xiàn)實(shí)中的價值。”筆者在習(xí)題講評中發(fā)現(xiàn)，從學(xué)生思維的迷惑點(diǎn)出發(fā)，設(shè)計創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，可以撥開迷霧，使學(xué)生的思維更靈活。

實(shí)驗(yàn)3：為什么容器內(nèi)液體對容器底部的壓強(qiáng)的大小只和液體密度和深度有關(guān)，與液體重力無關(guān)？

在液體壓強(qiáng)的學(xué)習(xí)中，學(xué)生已經(jīng)有了這樣的生活經(jīng)驗(yàn)：固體因?yàn)槭艿街亓?，會對接觸面產(chǎn)生壓強(qiáng)，固體壓強(qiáng)大小與重力有關(guān)。從而產(chǎn)生思維迷惑點(diǎn)，認(rèn)為液體壓強(qiáng)也是由液體重力產(chǎn)生的，所以液體壓強(qiáng)大小與液體重力有關(guān)。這時，我設(shè)計了創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)來突破。

如圖所示，①為壓強(qiáng)計，②為溢水杯，③、④為小燒杯。

（1）用手向下壓燒杯③。

現(xiàn)象：水的重力不變，水位上升，壓強(qiáng)計液面差增大。

（2）繼續(xù)下壓燒杯③，至杯中水溢出，緩緩下壓保持水位不變。

現(xiàn)象：杯中水的重力減小，水位不變，壓強(qiáng)計液面差不變。

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：液體的壓強(qiáng)跟重力無關(guān)，是由深度決定的。

在教學(xué)中，教師能多角度、多方位設(shè)計各種實(shí)驗(yàn)，發(fā)展學(xué)生橫向、類比、逆向、聯(lián)想等思維能力，從而使學(xué)生不單單理解和掌握所學(xué)內(nèi)容，而且能利用現(xiàn)有知識，結(jié)合已學(xué)知識去創(chuàng)造，去探索。這樣不但加深了學(xué)生對知識的理解，而且大大拓寬了學(xué)生的思路，培養(yǎng)了學(xué)生思維的靈活性。

（四）設(shè)計生活化實(shí)驗(yàn)

當(dāng)下，各種電子產(chǎn)品占據(jù)了孩子們的生活，導(dǎo)致學(xué)生缺乏生活經(jīng)驗(yàn)。因此，習(xí)題中碰到一些生活中的問題，學(xué)生不能理解掌握，導(dǎo)致忘了記，記了又忘，學(xué)習(xí)效率低下。因此，可從生活經(jīng)驗(yàn)的缺失點(diǎn)設(shè)計生活化實(shí)驗(yàn)，使習(xí)題講評更貼近生活，更生動活潑，拓展了學(xué)生的創(chuàng)造性思維。

實(shí)驗(yàn)4：關(guān)于不倒翁不倒的原因正確的是（ ）

A.重心很低 B.重心很高

C.重心不在物體上 D.里面有特殊裝置

現(xiàn)在玩不倒翁的學(xué)生很少了，即使玩過的人，也很少有人能思考它背后的原理。這時，我引導(dǎo)學(xué)生自己做一個不倒翁，那么不倒翁不倒的原因就清楚了。實(shí)驗(yàn)的設(shè)計是：選用一只生雞蛋，在小頭一端開個孔并清除干凈殼內(nèi)的蛋清蛋黃，再沿小孔滑入一塊重物，使其居于蛋殼大頭端的底部，扶好蛋殼，點(diǎn)燃一只蠟燭，滴入燭油，把重物封存在蛋殼底部。燭油大約封存至整個蛋殼高度的四分之一。這樣玩具不倒翁就做好了。通過自己的親身制作，學(xué)生自然而然知道了不倒翁的原理。

從生活中尋找生活化的實(shí)驗(yàn)，可以拓展學(xué)生的創(chuàng)造性思維。在學(xué)習(xí)了相關(guān)的知識后，教師可以鼓勵學(xué)生圍繞知識點(diǎn)設(shè)計生活化的實(shí)驗(yàn)。如在學(xué)了物體間力的作用后，引導(dǎo)學(xué)生自制水火箭；在學(xué)了大氣壓強(qiáng)的知識后，引導(dǎo)學(xué)生自制簡單氣壓計；在學(xué)習(xí)了升華和凝華的知識后，引導(dǎo)學(xué)生利用碘提取自己的指紋等。學(xué)生多動手，多動腦，其創(chuàng)造性思維得到了明顯拓展。

（五）設(shè)計課外實(shí)驗(yàn)

有些科學(xué)習(xí)題中的易錯點(diǎn)，用實(shí)驗(yàn)的方法能讓學(xué)生很快接受和理解，學(xué)生也非常感興趣，但由于課堂時間的限制，無法當(dāng)堂完成，教師可布置為課外拓展實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生分組在課后完成，拓寬思維寬度。

實(shí)驗(yàn)5：當(dāng)小紅將水從豬心的主動脈注入時，會發(fā)現(xiàn)水從 流出。

這題學(xué)生往往會答“水從肺靜脈中流出”。

原因在于學(xué)生對瓣膜的結(jié)構(gòu)缺乏感性認(rèn)識，無法真正從物質(zhì)的結(jié)構(gòu)出發(fā)去理解瓣膜的功能，只是機(jī)械式地去記憶知識，無法靈活運(yùn)用知識。這時，如果能設(shè)計課外實(shí)驗(yàn)，將學(xué)生從被動接受知識中解放出來，讓學(xué)生在對心臟的探索中感受到生物體結(jié)構(gòu)與功能的統(tǒng)一性，這是課堂上無法體驗(yàn)到的。

筆者將全部學(xué)生按照住家的遠(yuǎn)近與自愿原則分成4～5人一小組，發(fā)給學(xué)生自編實(shí)驗(yàn)單，周末小組在某一同學(xué)家進(jìn)行豬心解剖，要求找到心臟中四腔、血管、瓣膜，并拍出解剖后的照片，在照片上標(biāo)出各個結(jié)構(gòu)名稱，將水分別從上腔靜脈、肺靜脈、主動脈中灌入，觀察水的流出情況。

這次課外實(shí)驗(yàn)學(xué)生體會到實(shí)驗(yàn)的快樂，使所學(xué)的知識學(xué)以致用，在親身實(shí)踐中讓所學(xué)的知識掌握得更牢固，拓寬了思維。

科學(xué)實(shí)驗(yàn)是教學(xué)的靈魂，是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的載體。在習(xí)題課中，只要我們依據(jù)習(xí)題內(nèi)容，多從學(xué)生的實(shí)際出發(fā)，增設(shè)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，努力挖掘?qū)嶒?yàn)教學(xué)的潛能，做到平常中出新，平淡中出奇，就能做到為學(xué)生創(chuàng)造更多的參與機(jī)會，增強(qiáng)他們的參與意識，使學(xué)生主動地進(jìn)行學(xué)習(xí)，從而讓學(xué)生在習(xí)題課中不僅能鞏固知識，提高分析問題的能力，更重要的是還能達(dá)成科學(xué)課堂教學(xué)永恒的追求——發(fā)展學(xué)生思維能力，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)

[1]中華人民共和國教育部.科學(xué)（7～9年級）課程標(biāo)準(zhǔn)[M].北京師范大學(xué)出版社，2011.

[2]張偉，郭玉英.論“非常規(guī)”物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)地位[J].課程教材教法，2007，（12）：51-56.

[3]蔡鐵權(quán)，姜旭英.科學(xué)課程與教學(xué)研究[M].浙江大學(xué)出版社，2008.

[4]宋娟、房淑琴.幾例初中生物實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)[J].中學(xué)生物學(xué)，2010，26（8）：37-38.

責(zé)任編輯 李杰杰