巧借演示實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)初中科學(xué)教學(xué)的高效

江金紅

摘 要：眾所周知，科學(xué)是一門以觀察和實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，演示實(shí)驗(yàn)在科學(xué)教學(xué)中占有舉足輕重的地位。事實(shí)證明：充分發(fā)揮好演示實(shí)驗(yàn)的作用可以實(shí)現(xiàn)初中科學(xué)教學(xué)的高效。

關(guān)鍵詞：演示實(shí)驗(yàn)；科學(xué)教學(xué)；高效

科學(xué)是一門以觀察和實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，課上講千遍萬遍，不如實(shí)驗(yàn)一遍。演示實(shí)驗(yàn)不僅可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的好奇心，也可以實(shí)現(xiàn)通過教師指導(dǎo)學(xué)生觀察演示實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象，理解和掌握相關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí)，還可以以演示實(shí)驗(yàn)為素材，進(jìn)行拓展延伸，服務(wù)于課堂內(nèi)外，實(shí)現(xiàn)初中科學(xué)教學(xué)的高效?？v觀2014年、2015年、2016年臺(tái)州中考科學(xué)試卷，很多試題的背景或命題素材出自課本中的實(shí)驗(yàn)、閱讀和課后練習(xí)，重點(diǎn)考查初中生對(duì)知識(shí)的理解和能力的遷移。筆者從事初中科學(xué)一線教學(xué)已有十三個(gè)年頭，本文從三個(gè)實(shí)際案例出發(fā)，重點(diǎn)闡述如何巧借演示實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)初中科學(xué)教學(xué)的高效。

一、指導(dǎo)學(xué)生實(shí)時(shí)觀察演示實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，服務(wù)于課外的實(shí)驗(yàn)探究

科學(xué)的高效課堂離不開成功的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可以在實(shí)驗(yàn)過程中通過小組合作，取長(zhǎng)補(bǔ)短，抽象知識(shí)通過演示實(shí)驗(yàn)展示出來，形象具體，印象深刻。假如因?yàn)槟承┰蜓菔緦?shí)驗(yàn)失敗了，教師可以立即將失敗的實(shí)驗(yàn)作為課堂生成點(diǎn)，分析具體原因，就是一個(gè)很好的實(shí)驗(yàn)探究的素材，取自課堂，學(xué)生沒有陌生感，接受能力也大大提高。

案例一：

九年級(jí)在進(jìn)行氫氧化鈉和氫氧化鈣化學(xué)性質(zhì)學(xué)習(xí)時(shí)，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了酸的相關(guān)性質(zhì)，知道認(rèn)識(shí)物質(zhì)有一定的科學(xué)方法。八年級(jí)學(xué)習(xí)二氧化碳的化學(xué)性質(zhì)時(shí)還明白了CO2能使澄清石灰水變渾濁，其原因是CO2與Ca（OH）2反應(yīng)生成CaCO3沉淀和H2O。那么CO2與NaOH溶液反應(yīng)能否也變渾濁？在講授這一知識(shí)點(diǎn)時(shí)筆者特意叫了班級(jí)里兩位肺活量較大的男生，讓他們分別同時(shí)向等量的NaOH和Ca（OH）2溶液中吹氣，（要求其他同學(xué)仔細(xì)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象）不一會(huì)兒裝有Ca（OH）2溶液的試管中出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象，而裝有NaOH溶液的試管卻無明顯現(xiàn)象，而此時(shí)男同學(xué)的臉也吹紅了，學(xué)生情緒高漲，歡呼“繼續(xù)”，在同學(xué)的要求下他們又堅(jiān)持吹了30秒，還是無變化。

（同學(xué)們充滿了好奇心，都是堿，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象卻不同）

師：這說明CO2與NaOH溶液不會(huì)發(fā)生反應(yīng)？

生1：對(duì)，因?yàn)闊o明顯現(xiàn)象。

生2：發(fā)生了反應(yīng)，只是沒明顯現(xiàn)象。

師：既然意見不同，就用實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證吧。證明CO2能與NaOH溶液反應(yīng)，我們可以從哪些方面考慮？

生1：CO2是氣體，可以從反應(yīng)前后壓強(qiáng)的變化考慮

生2：對(duì)生成物進(jìn)行檢驗(yàn)。

師：非常好，下面就請(qǐng)大家分組討論。

（學(xué)生四人一小組討論，在任務(wù)單上設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，幾分鐘后組長(zhǎng)上講臺(tái)匯報(bào)交流）

俗話說得好，“三個(gè)臭皮匠，頂個(gè)諸葛亮”，集體的智慧是偉大的，同一個(gè)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)學(xué)生設(shè)計(jì)出多個(gè)實(shí)驗(yàn)方案。

方案一：在一個(gè)裝有CO2的礦泉水瓶中里，倒入適量的NaOH溶液，蓋緊瓶蓋并振蕩。

筆者事先已為學(xué)生準(zhǔn)備好相應(yīng)的器材藥品，就讓提出方案的小組派代表實(shí)驗(yàn)，結(jié)果看到塑料瓶變癟了，學(xué)生還講出了實(shí)驗(yàn)原理，CO2與NaOH溶液反應(yīng)后瓶?jī)?nèi)氣壓變小，小于外界大氣壓。

方案二：在一個(gè)燒杯里倒入適量NaOH溶液，將一集滿CO2氣體的試管倒扣在燒杯里，小組代表操作，同學(xué)們觀察到試管內(nèi)液面上升。

筆者適時(shí)告知學(xué)生將NaOH溶液換成水也能看到試管內(nèi)液面上升，該如何完善該實(shí)驗(yàn)方案？學(xué)生們很快有了方案，做個(gè)對(duì)照實(shí)驗(yàn)，取等量的水與NaOH溶液，觀察哪支試管液面上升得多。筆者給同學(xué)們完善了一下方案，也可將NaOH溶液換成NaOH濃溶液

方案三：……

方案四：……

二、及時(shí)發(fā)現(xiàn)演示實(shí)驗(yàn)的不足，合理改進(jìn)延伸

浙教版2012版本《摩擦力》安排在七年級(jí)下冊(cè)第三章第六節(jié)，是繼彈力、重力之后學(xué)習(xí)的第三種常見的力，且已經(jīng)學(xué)習(xí)了《牛頓第一定律》和《二力平衡的條件》。每屆學(xué)生教下來，筆者發(fā)現(xiàn)摩擦力是學(xué)生掌握相對(duì)薄弱的一個(gè)知識(shí)點(diǎn)，特別是滑動(dòng)摩擦力大小的相關(guān)分析題得分率很低，因此在講授新課時(shí)會(huì)特別注重重難點(diǎn)的突破。

案例二：下面是筆者講授《影響摩擦力大小的因素》的教學(xué)片斷：

師：滑動(dòng)摩擦力大小可能與哪些因素有關(guān)？日常生活中大家有這方面的經(jīng)驗(yàn)嗎？

（學(xué)生小組討論）

第一小組：推動(dòng)講臺(tái)桌比學(xué)生桌困難，猜想可能與物體的質(zhì)量有關(guān)？

第二小組：下雪結(jié)冰時(shí)，汽車安裝防滑鏈，猜想可能與接觸面的粗糙程度有關(guān)？

第三小組：汽車超速不容易剎車，猜想可能與速度有關(guān)？

第四小組：大卡車輪胎做得比較寬，猜想可能與接觸面積大小有關(guān)？

第五小組：……

師：同學(xué)們的想法都非常好，口說無憑，這些猜想我們都需要借助實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證。

師：滑動(dòng)摩擦力的大小能否測(cè)量？如何測(cè)？

（教師出示一側(cè)面帶環(huán)的木塊、彈簧測(cè)力計(jì)等器材）

生：讓木塊在講臺(tái)桌上運(yùn)動(dòng)起來。

我叫了一名第一小組的學(xué)生演示讓木塊在講臺(tái)桌上運(yùn)動(dòng)起來。

師：大家能講出測(cè)量原理嗎？

生：能，彈簧測(cè)力計(jì)雖然測(cè)量的是拉力，但拉力和滑動(dòng)摩擦力是一對(duì)平衡力，大小相等。

師：實(shí)驗(yàn)中木塊只要運(yùn)動(dòng)就行嗎？

生：不行，應(yīng)該做勻速直線運(yùn)動(dòng)。

師：非常好，為什么呢？

師：影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素可能不止一個(gè)，那我們?cè)谠O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)一定要注意對(duì)變量的控制。

師：如果我們先探究第一、二小組同學(xué)提出的猜想，我們?cè)撊绾慰刂谱兞?？怎么具體實(shí)驗(yàn)？

（學(xué)生經(jīng)過小組討論，得出了相關(guān)實(shí)驗(yàn)方案）

但在實(shí)際實(shí)驗(yàn)操作過程中，很難保證做勻速直線運(yùn)動(dòng)，觀察彈簧測(cè)力計(jì)的指針也總是左右晃動(dòng)，影響實(shí)驗(yàn)效果。經(jīng)過多次討論，學(xué)生最終確定了改進(jìn)后的方案，如下圖所示：

大家普遍認(rèn)為彈簧測(cè)力計(jì)在運(yùn)動(dòng)過程中實(shí)驗(yàn)者很難讀數(shù)，那就想辦法排除該因素對(duì)實(shí)驗(yàn)的干擾，于是出現(xiàn)了如圖的實(shí)驗(yàn)裝置圖，這樣實(shí)驗(yàn)時(shí)只需水平拉動(dòng)長(zhǎng)木板，然后讀出靜止的彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)，即可測(cè)出木塊和木板間的滑動(dòng)摩擦力。筆者評(píng)價(jià)了同學(xué)們的最終方案，此做法中彈簧測(cè)力計(jì)是靜止的，更容易讀準(zhǔn)示數(shù)，操作方便易于控制。

如果探究第三小組同學(xué)的猜想呢？學(xué)生提出也可以用改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)裝置圖，只需要用大小明顯不同的速度拉，觀察彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)的變化。至于滑動(dòng)摩擦力與接觸面積是否有關(guān)，學(xué)生也很快有了實(shí)驗(yàn)方案，在控制其他實(shí)驗(yàn)條件不變的情況下，只需將木塊橫放、豎放、側(cè)放重復(fù)實(shí)驗(yàn)即可。通過學(xué)生主動(dòng)參與實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)探討，充分激發(fā)了學(xué)生主動(dòng)探究的好奇心，也將所學(xué)的重難點(diǎn)很好地突破。俗話說“眼見為實(shí)，耳聽為虛”，課上講千遍萬遍，不如實(shí)驗(yàn)一遍。經(jīng)過這一片段的實(shí)驗(yàn)探究后，學(xué)生對(duì)于滑動(dòng)摩擦力的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)理解得更加透徹了，課后做起習(xí)題也得心應(yīng)手，很好地實(shí)現(xiàn)了初中科學(xué)教學(xué)的高效。

三、借助演示實(shí)驗(yàn)，直擊中考實(shí)驗(yàn)探究

經(jīng)過調(diào)整，臺(tái)州中考科學(xué)試卷實(shí)驗(yàn)探究題的分值有45分，在全卷中占比22.5%，而學(xué)生普遍感覺難度較大，有時(shí)甚至連題意也讀不懂，但也有部分素材來源于課本，因此教師在平時(shí)上新課時(shí)就應(yīng)該落實(shí)實(shí)驗(yàn)探究的內(nèi)容，而演示實(shí)驗(yàn)恰好為我們搭建了這個(gè)平臺(tái)。

上圖這是八年級(jí)下冊(cè)第三章第五節(jié)證明動(dòng)物需要呼吸的演示實(shí)驗(yàn)，教科書需要學(xué)生分析以下兩個(gè)問題：

1.試管B的設(shè)置有什么作用？

（學(xué)生很快就給出了正確答案對(duì)照）

2.10分鐘后試管A中指標(biāo)的位置改變的原因是什么？

有了大氣壓相關(guān)知識(shí)的儲(chǔ)備，學(xué)生很快答出指標(biāo)位置移動(dòng)是因?yàn)樵嚬軆?nèi)外存在氣壓差。為什么有氣壓差呢？學(xué)生小組討論得出A試管內(nèi)的昆蟲進(jìn)行了呼吸作用，然后他們從呼吸作用的原料和產(chǎn)物角度分析，以及產(chǎn)生的二氧化碳與堿石灰發(fā)生了反應(yīng)得出了結(jié)論。

教科書中還有如上圖證明植物進(jìn)行呼吸作用的實(shí)驗(yàn)及種子的呼吸作用實(shí)驗(yàn)，筆者在授新課時(shí)給學(xué)生做了演示實(shí)驗(yàn)，而且詳細(xì)分析了相關(guān)知識(shí)點(diǎn)。臺(tái)州市2015年、2016年中考科學(xué)試卷中均出現(xiàn)了有關(guān)呼吸作用這一知識(shí)點(diǎn)的考題。

細(xì)看這兩題中考題，素材均出自課本的演示實(shí)驗(yàn)，因此科學(xué)教師在平時(shí)的授課中應(yīng)注重課本演示實(shí)驗(yàn)的規(guī)范操作及詳細(xì)講解，實(shí)現(xiàn)初中科學(xué)課堂的高效。

總而言之，科學(xué)是一門生活化的學(xué)科，七至九年級(jí)的學(xué)生正處于青春期，普遍好動(dòng)，好奇心強(qiáng)，上科學(xué)課如果老師提了實(shí)驗(yàn)器材進(jìn)教室，知道有實(shí)驗(yàn)可做，學(xué)生普遍注意力集中。教師若能以直觀的演示實(shí)驗(yàn)配上專業(yè)、詳細(xì)的步步講解，并引導(dǎo)學(xué)生仔細(xì)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，認(rèn)真思考，充分發(fā)揮演示實(shí)驗(yàn)在科學(xué)中的作用，就能達(dá)到輕負(fù)高質(zhì)的教學(xué)效果。在平時(shí)的教育教學(xué)中，一線的初中科學(xué)教師還應(yīng)該注重演示實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)與延伸，讓其更好地服務(wù)于課堂。

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（作者單位：浙江省溫嶺市新河鎮(zhèn)長(zhǎng)嶼中學(xué)）