新課程改革下科學(xué)實(shí)驗(yàn)在科學(xué)課中的突出地位與發(fā)展方向

王玲霞

摘 要：科學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科。無(wú)論是科學(xué)知識(shí)的獲得與領(lǐng)悟，還是科學(xué)知識(shí)的實(shí)際運(yùn)用；無(wú)論是思維的提升，還是科學(xué)方法的運(yùn)用；無(wú)論是基本技能的掌握，還是實(shí)踐能力的提高；無(wú)論是合作品質(zhì)的培養(yǎng)，還是探究精神的歷練，這些科學(xué)素養(yǎng)的提高只有通過(guò)科學(xué)實(shí)驗(yàn)這一途徑才能真正實(shí)現(xiàn)。因此，科學(xué)實(shí)驗(yàn)在科學(xué)課中的突出地位不言而喻。在新課程改革下，倡導(dǎo)“一切以學(xué)生發(fā)展為本，以培養(yǎng)創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力為核心”的教育理念，科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)面臨新的挑戰(zhàn)。為順應(yīng)時(shí)代的發(fā)展和需求，科學(xué)實(shí)驗(yàn)正朝著探究型、生活化、微型綠色化、拓展創(chuàng)新性方向發(fā)展。

關(guān)鍵詞：科學(xué)實(shí)驗(yàn)；探究型；生活化；微型綠色化；拓展創(chuàng)新性

科學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，科學(xué)實(shí)驗(yàn)是教學(xué)的最基本特征。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)知識(shí)、科學(xué)方法、科學(xué)能力、科學(xué)思想和科學(xué)品質(zhì)教育的最生動(dòng)、最活躍的教學(xué)形式。因此，科學(xué)實(shí)驗(yàn)歷來(lái)受到科學(xué)教師的重視。然而，反思以往教學(xué)，不難發(fā)現(xiàn)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)普遍存在以下幾種情形：①探究味不濃，使學(xué)生的求知欲沒(méi)有得到極大限度的發(fā)揮；②實(shí)驗(yàn)生活化不強(qiáng)，使學(xué)生親身動(dòng)手的機(jī)會(huì)受到一定程度的制約；③實(shí)驗(yàn)的微型綠色化不濃，使某些實(shí)驗(yàn)耗時(shí)耗量大，不利隨堂實(shí)驗(yàn)；④實(shí)驗(yàn)的拓展自創(chuàng)性不濃，使學(xué)生對(duì)抽象的知識(shí)難點(diǎn)學(xué)習(xí)沒(méi)有得到很好的突破，創(chuàng)新思維沒(méi)有得到較大程度的發(fā)展。

在新課程改革形勢(shì)下，科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)面臨新的挑戰(zhàn)，正朝著探究型、生活化、微型綠色化、拓展創(chuàng)新性的方向發(fā)展。

一、科學(xué)實(shí)驗(yàn)正向探究型的方向發(fā)展

我國(guó)《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2011版）》指出：科學(xué)探究是科學(xué)的本質(zhì)特征，體現(xiàn)科學(xué)探究精神，是科學(xué)教育面向未來(lái)的必然要求。社會(huì)需要探究型人才，在探究中學(xué)會(huì)合作，在探究中學(xué)會(huì)交流，在探究中去發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，在探究中解決問(wèn)題。在科學(xué)教學(xué)中，應(yīng)給學(xué)生充分的探究機(jī)會(huì)，使其親身經(jīng)歷探究過(guò)程，以提高邏輯思維與創(chuàng)新思維能力。

例如，八年級(jí)上冊(cè)《科學(xué)》課本第55頁(yè)中“證明大氣壓存在”的覆杯實(shí)驗(yàn)，有學(xué)生提出：“紙片不掉下來(lái)會(huì)不會(huì)是因?yàn)樗匙〖埰?？”為此，老師引?dǎo)學(xué)生想出：“如果在杯底開(kāi)一孔，又會(huì)怎樣？”學(xué)生發(fā)現(xiàn)：用塞子塞住小孔時(shí)，紙片不掉；當(dāng)拔掉塞子時(shí)，紙片立即掉下。對(duì)比兩次實(shí)驗(yàn)，排除以上疑慮。學(xué)生進(jìn)一步思考并提出：“大氣壓會(huì)有多大呢？”如果把紙片換成吸盤，用手拉一下吸盤，是不是很容易掉呢？于是，學(xué)生體驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)：吸盤不但不會(huì)掉，而且要很大的力氣才能把它拉開(kāi)。讓學(xué)生親身體驗(yàn)大氣壓原來(lái)真的很大。那么，能不能測(cè)出大氣壓的值呢？討論后，得到的方法是：用大量程的測(cè)力計(jì)測(cè)出拉開(kāi)吸盤時(shí)的力的大小，通過(guò)計(jì)算可以粗略地得到大氣壓的值。

一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)情景，也能激發(fā)學(xué)生的思考，一探到底。教師必須尊重學(xué)生提出的猜想，交流“驗(yàn)證”的方案，在實(shí)施方案中又產(chǎn)生新的問(wèn)題，不斷地探究下去，體會(huì)科學(xué)思想和科學(xué)精神的實(shí)質(zhì)，養(yǎng)成在探究中學(xué)習(xí)和解決問(wèn)題的習(xí)慣，從而更有效地提高科學(xué)素養(yǎng)。

二、科學(xué)實(shí)驗(yàn)正向生活化方向發(fā)展

《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》指出：科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)緊密聯(lián)系生活實(shí)際，以學(xué)生為本，注重學(xué)生動(dòng)手能力的培養(yǎng)與科學(xué)素養(yǎng)的提高，從生活中來(lái)，到生活中去，使科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)生活化。生活本身就是一本教科書，將書上的科學(xué)知識(shí)和基本技能與實(shí)際生活盡可能地聯(lián)系起來(lái)，這樣做能使知識(shí)的實(shí)用性更好地體現(xiàn)，同時(shí)，能使學(xué)生學(xué)習(xí)的趣味性和積極性大大地提高。

例如：九年級(jí)上冊(cè)《科學(xué)》課本第102頁(yè)中“氣體對(duì)外做功”的實(shí)驗(yàn)，如下圖（左），由于受實(shí)驗(yàn)器材限制，只能進(jìn)行老師的演示實(shí)驗(yàn)。我發(fā)現(xiàn)學(xué)生平時(shí)愛(ài)玩的一個(gè)小實(shí)驗(yàn)可替代它，材料只需一個(gè)廢棄的礦泉水瓶。做法：先旋緊瓶蓋，再擰縮瓶身，如下圖（右），然后稍松開(kāi)瓶蓋，瓶蓋被快速?gòu)楅_(kāi)時(shí)發(fā)出“砰”的響聲，瓶?jī)?nèi)與瓶口出現(xiàn)濃濃的白霧。該實(shí)驗(yàn)來(lái)自學(xué)生的生活，材料來(lái)自生活中的廢棄物，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯，趣味性強(qiáng)，隨時(shí)可做，人人可做，成功率高。

初中科學(xué)實(shí)驗(yàn)生活化能有效調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性、趣味性、創(chuàng)造性。如，自制酸堿指示劑、制作水果電池、除衣服上的污漬、巧開(kāi)瓶蓋、洗衣粉對(duì)水生生物的影響、迷你潛水艇、懸浮魔術(shù)、隱形的文字、制作酒釀、草履蟲的應(yīng)激性等等，這些實(shí)驗(yàn)取材于生活，應(yīng)用于生活。讓學(xué)生動(dòng)手做一做，收獲匪淺。

三、科學(xué)實(shí)驗(yàn)正向微型綠色化的方向發(fā)展

微型實(shí)驗(yàn)具有“省材料、省藥品、省時(shí)間”的優(yōu)點(diǎn)?？茖W(xué)教學(xué)中，推廣微型實(shí)驗(yàn)，使實(shí)驗(yàn)趣味化，科學(xué)化與簡(jiǎn)約化，提高實(shí)驗(yàn)效率，倡導(dǎo)綠色環(huán)保，意義深遠(yuǎn)。

例如：八年級(jí)下冊(cè)《科學(xué)》課本第108頁(yè)中驗(yàn)證“綠色植物在光照的條件下進(jìn)行光合作用制造淀粉”實(shí)驗(yàn)，書本實(shí)驗(yàn)如下（左）圖所示，時(shí)間至少16分鐘。如果將實(shí)驗(yàn)儀器改為微型器材如下（右）圖，時(shí)間只需3分鐘左右，且酒精量減少。如果將實(shí)驗(yàn)材料天竺葵改為“三葉草”，時(shí)間小于2分鐘，且只需用熱水，無(wú)需用酒精燈加熱，更加安全方便，現(xiàn)象明顯，即使在陰天沒(méi)有強(qiáng)光光照的情況下也能保證實(shí)驗(yàn)成功。

教材中有些實(shí)驗(yàn)，由于實(shí)驗(yàn)器材局限，只能進(jìn)行老師的演示實(shí)驗(yàn)。教師可以從實(shí)驗(yàn)材料或儀器的改進(jìn)著手，尋找實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯且能節(jié)約材料或藥品、節(jié)約時(shí)間、節(jié)約能源、操作簡(jiǎn)便安全的替代物來(lái)改進(jìn)實(shí)驗(yàn)，更好地開(kāi)展隨堂實(shí)驗(yàn)，既提高課堂的實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率，又增強(qiáng)老師和學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和綠色環(huán)保意識(shí)。

四、科學(xué)實(shí)驗(yàn)正向拓展創(chuàng)新性的方向發(fā)展

為深化義務(wù)教育課程改革，滿足學(xué)生的個(gè)性化學(xué)習(xí)需求，開(kāi)發(fā)和培育學(xué)生的潛能和特長(zhǎng)，提高初中科學(xué)骨干教師的課程開(kāi)發(fā)與實(shí)施能力，從省到地市各校正轟轟烈烈地搞初中科學(xué)拓展性課程的展示和交流活動(dòng)。

一方面，老師可以挖掘教材中的難點(diǎn)，想方設(shè)法通過(guò)自制教具設(shè)計(jì)演示實(shí)驗(yàn)或模擬實(shí)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行突破，以培養(yǎng)老師本身的科學(xué)素養(yǎng)和治學(xué)態(tài)度。

例如，我校一位老師為了要解釋為什么不是每月的初一都會(huì)發(fā)生日食，特自制了一套教具（如圖）來(lái)模擬每月初一日月地三者的空間位置關(guān)系，變抽象的思維方式為具體的直觀模型，使學(xué)生頓悟，輕松地突破了教學(xué)的難點(diǎn)。

又如：八年級(jí)上冊(cè)《科學(xué)》課本第127頁(yè)中“靜電除塵”原理圖，我校一位老師用自制的一套簡(jiǎn)易教具（如圖）成功演示了靜電除塵的過(guò)程，濃煙奇跡般地不見(jiàn)了，大大激發(fā)了學(xué)生的好奇心。

另一方面，老師可挖掘教材中的一些基本原理，讓學(xué)生自行設(shè)計(jì)方案，并利用生活中常見(jiàn)的材料，制作一些科技小制作、小發(fā)明，以拓展學(xué)生的知識(shí)廣度與深度，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維和動(dòng)手能力。

2016年12月20日，杭、溫兩地初中科學(xué)名師探討了初中科學(xué)拓展性課程的建設(shè)，并分享了蕭山區(qū)的《基于核心素養(yǎng)的科學(xué)拓展性課程——探索原電池》和甌海區(qū)的《基于STEM課程理念的實(shí)驗(yàn)拓展課程——自動(dòng)控制型路燈的探究》等拓展性課程的經(jīng)驗(yàn)，令與會(huì)者受益匪淺。

以上四點(diǎn)是科學(xué)實(shí)驗(yàn)在新形勢(shì)下必然的發(fā)展方向。根據(jù)現(xiàn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，可以通過(guò)對(duì)教材實(shí)驗(yàn)梳理、增補(bǔ)、改進(jìn)和創(chuàng)新，使科學(xué)實(shí)驗(yàn)具有創(chuàng)新性、實(shí)用性、科學(xué)性、簡(jiǎn)約性、趣味性等特點(diǎn)，使科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)真正有特色、有效果、有魅力。

參考資料：

1.朱清時(shí).科學(xué)教科書（7～9年級(jí)）

2.科學(xué)（7～9年級(jí)）課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)稿）.教育部制定

3.陳志偉 陳秉初.中學(xué)科學(xué)教學(xué)論

4.游戲中的科學(xué)（青少年版）.北京出版社

5.鄭青岳.科學(xué)探究式學(xué)習(xí)100個(gè)問(wèn)題.浙江教育出版社

（作者單位：浙江省臨海市臨海中學(xué)）