黃躍峰
摘 要:科學(xué)是一門綜合性課程,實驗是學(xué)習(xí)科學(xué)的基礎(chǔ)??茖W(xué)學(xué)科的基本目的是培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng),而科學(xué)素養(yǎng)的核心是科學(xué)思維。那么如何借助實驗來更好地提高學(xué)生的科學(xué)思維呢?創(chuàng)新實驗就是一個很好的載體。很多老師可能覺得實驗創(chuàng)新遙不可及,非常難,但實際上,實驗創(chuàng)新就在我們身邊,可以是實驗教學(xué)方法上的創(chuàng)新,也可以是實驗展示形式上的創(chuàng)新,當(dāng)然還可以是實驗教具的創(chuàng)新。創(chuàng)新實驗的器材可以來自實驗室,也可以來自生活,來自我們身邊。從科學(xué)實驗教學(xué)的地位以及初中學(xué)生科學(xué)實驗過程中存在的問題等方面進(jìn)行了簡單的闡述,通過實例著重對實驗進(jìn)行改進(jìn),培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維。
關(guān)鍵詞:科學(xué)教學(xué);創(chuàng)新實驗;科學(xué)思維
一、創(chuàng)設(shè)實驗情境,激發(fā)學(xué)生的科學(xué)思維
創(chuàng)設(shè)良好的情境是學(xué)好科學(xué)的基礎(chǔ)。而初中科學(xué)實驗現(xiàn)象一般不太明顯,或者現(xiàn)象的可見度不高。教師演示時學(xué)生較難感知現(xiàn)象,如果實驗時教師能進(jìn)行簡單的改進(jìn),取材方便,操作簡單,就能很大程度地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。如“電源短路實驗”,電源短路對電源的損害比較大,必須避免。對于這個實驗,書本中提供了一個演示實驗:用一個干電池和一根銅導(dǎo)線,讓學(xué)生觸摸銅導(dǎo)線是否發(fā)熱。對于這個實驗,“可見度”不夠明顯。筆者對這個實驗進(jìn)行了如下改進(jìn):采用一節(jié)五號干電池,和一塊錫箔紙。只需將口香糖紙沿縱向剪去一半,然后對折,再在糖紙中間位置左右剪去約一毫米的寬度,再折一下。然后將糖紙兩頭分別搭在電源兩端,糖紙中間狹窄處立刻冒煙。上述改進(jìn)有以下幾個優(yōu)點:現(xiàn)象明顯,冒煙;耗時短,基本上一秒鐘內(nèi)就有現(xiàn)象;取材簡便,一節(jié)五號干電池和一張口香糖紙而已。拓展延伸,培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)思維。本實驗除了能解決電源短路的問題之外,還帶出了橫截面積對電阻的影響的問題,即為什么中間狹窄處先冒煙,兩頭不冒煙?
二、學(xué)生自主設(shè)計實驗,培養(yǎng)科學(xué)思維
科學(xué)實驗設(shè)計是指根據(jù)化學(xué)實驗的目的,運用有關(guān)的化學(xué)知識和實驗操作技能,對實驗方案進(jìn)行合理的設(shè)計,它要求設(shè)計者能夠靈活運用所學(xué)的化學(xué)知識和實驗操作技能,具有勇于創(chuàng)新的精神,因此能夠培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神。傳統(tǒng)的實驗教學(xué)中,實驗的設(shè)計主動權(quán)在于教師,學(xué)生只是被動地接受教師的實驗方案,導(dǎo)致一些知識點在課堂教學(xué)中教師分析得頭頭是道,實驗做得規(guī)范準(zhǔn)確,現(xiàn)象明顯,但學(xué)生做起題來仍然無從下手。針對這種情況,實施創(chuàng)新教育后,在科學(xué)實驗教學(xué)中,教師要大膽地將設(shè)計實驗方案的主動權(quán)交給學(xué)生。事實證明,這種主動權(quán)的轉(zhuǎn)移不僅有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識,其教學(xué)效果也是傳統(tǒng)教學(xué)方法無法比擬的。如,有關(guān)CO2的溶解性實驗改進(jìn)中,用教材中的裝置來探究這個實驗,經(jīng)常有學(xué)生懷疑礦泉水瓶(比較薄的礦泉水瓶)變癟是教師在止水夾充分振蕩時用手指力壓癟的,加之打開瓶蓋后變癟的瓶身沒有復(fù)原,因此更加對CO2能溶于水加以質(zhì)疑。上新課的時候,筆者會讓學(xué)生思考這個問題:瓶子變癟到底是什么原因?學(xué)生通常會作出猜測:可能是“捏癟”的;可能是氣壓減少。那么你們?nèi)绾蝸磉M(jìn)行實驗驗證呢?學(xué)生就會想到讓瓶子連接一根導(dǎo)管,另一端和水相連,觀察玻璃管中水位如何變化?簡單的一個改進(jìn)就很好地說明了一個問題,培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)思維,又簡明地解決了問題。
三、利用小組實驗培養(yǎng)科學(xué)思維
由于實驗儀器不復(fù)雜,藥品較簡單,但演示的時候不易觀察,所以,我們可以把部分演示實驗改為學(xué)生分組探究性實驗,相應(yīng)的新授課變?yōu)樘骄啃哉n程。例如,初中科學(xué)八上第三節(jié)“氣候和影響氣候的因素”一節(jié),用實驗研究不同物質(zhì)的比熱不同,“取兩只燒杯,盛相同質(zhì)量的水和煤油,中間各插一支溫度計,如圖一”,開始時,它們的溫度相同,然后同時用相同的酒精燈加熱,使它們吸收相同的熱量……”
筆者在做該實驗時發(fā)現(xiàn)該演示實驗不容易成功,同時也認(rèn)為存在不科學(xué)之處。在教學(xué)過程中,本人經(jīng)過多次實驗,認(rèn)為如下改進(jìn)更為合理?;谏鲜龇治?,筆者進(jìn)行了如下的改進(jìn):(圖二)取水和煤油各50克,分別裝入兩只短而粗的試管中,將兩試管固定在同一硬紙板上,蓋上中央有孔的試管塞,使溫度計的玻璃泡全部浸入液體中,但不與試管壁相碰,在500毫升的燒杯中,倒入90℃左右的熱水,將兩試管裝有液體部分浸入熱水中,立即可以看到煤油的溫度比水的溫度升高得快,等兩試管溫度相同時,移去燒杯,又能看到煤油的溫度比水的溫度下降得快。此實驗利用小試管代替燒杯,用水浴法加熱代替酒精燈加熱,克服了煤油的導(dǎo)熱系數(shù)比水小的不利因素,既簡單,又節(jié)約了時間,實驗結(jié)果令人信服。最主要的是變演示實驗為學(xué)生實驗,讓學(xué)生在小組合作中培養(yǎng)了科學(xué)思維。
科學(xué)教學(xué)中,實驗是基礎(chǔ),創(chuàng)新無止境。如果平時能注意收集信息,并在實踐中大膽地探索創(chuàng)新,必然會在實驗優(yōu)化上探索出更多、更佳的途徑,能最大限度地培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維。
參考文獻(xiàn):
馮曉林.教師基本功全書[M].中國三峽出版社,1997.
編輯 張珍珍