科學(xué)實(shí)驗(yàn)的有效性該如何衡量？

朱春燁

摘要：實(shí)驗(yàn)是科學(xué)課上驗(yàn)證猜想和假設(shè)的最常用的方式，有效的科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芑y變易，更能激發(fā)學(xué)生的深入思維。本文就科學(xué)課堂的教學(xué)中如何實(shí)施有效實(shí)驗(yàn)的理論依據(jù)、實(shí)踐過(guò)程作了說(shuō)明。

關(guān)鍵詞：有效性 實(shí)驗(yàn)探究

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.423

科學(xué)課并沒(méi)有一個(gè)固定的模式和既定的方式，開(kāi)展科學(xué)課的方式隨著教材中內(nèi)容的不同而不同，但是萬(wàn)變不離其宗——提升并發(fā)展學(xué)生的多方面素質(zhì)。如何讓一節(jié)短暫的科學(xué)課變真，變實(shí)，變得有價(jià)值？這是我們每一位執(zhí)教者反復(fù)在思考的問(wèn)題，教學(xué)就是在尋求并找到解答的過(guò)程。教師可以做些什么來(lái)讓科學(xué)課更“科學(xué)”呢？我認(rèn)為，每一個(gè)細(xì)節(jié)都起到十分重要的作用，就像人的各個(gè)器官一樣缺一不可，其中做實(shí)驗(yàn)——是我們驗(yàn)證猜想和假設(shè)的最常用的方法。

實(shí)驗(yàn)作為科學(xué)教學(xué)中最基本有效的方法，也是實(shí)施素質(zhì)教育，培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)，提高實(shí)踐能力的基本要素。接下來(lái)，本人就如何提高科學(xué)課堂中實(shí)驗(yàn)的有效性談?wù)勛约旱南敕ā?/p>

一、為什么要做這個(gè)實(shí)驗(yàn)？

實(shí)驗(yàn)是人認(rèn)識(shí)自然現(xiàn)象、自然規(guī)律、自然性質(zhì)的基本途徑之一，是設(shè)計(jì)來(lái)檢驗(yàn)一個(gè)理論或證實(shí)一種假設(shè)而進(jìn)行的一系列操作或活動(dòng)。

科學(xué)新課程的三維目標(biāo)能否達(dá)成是評(píng)判實(shí)驗(yàn)有效性的依據(jù)。有效的實(shí)驗(yàn)應(yīng)體現(xiàn)在能否達(dá)成三維目標(biāo)中的一個(gè)或多個(gè)。

例如：在探究“紙”這一課時(shí)，有幾個(gè)對(duì)比實(shí)驗(yàn)：紙的牢固性實(shí)驗(yàn)、紙的吸水性實(shí)驗(yàn)及紙的透明度實(shí)驗(yàn)等。這課的三維目標(biāo)重在培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和科學(xué)的嚴(yán)謹(jǐn)性。所以實(shí)驗(yàn)的重點(diǎn)應(yīng)該放在“規(guī)范操作的認(rèn)識(shí)和把握”上。又如：“照鏡子”這一課中“把陽(yáng)光引到教室”的實(shí)驗(yàn)，三維目標(biāo)重在認(rèn)識(shí)光可以反射這個(gè)自然現(xiàn)象。因此，實(shí)驗(yàn)的重點(diǎn)要放在“分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象”這個(gè)環(huán)節(jié)上。

學(xué)生通過(guò)一個(gè)實(shí)驗(yàn)掌握了一個(gè)科學(xué)知識(shí)，或?qū)W會(huì)某個(gè)探究方法和技能，或培養(yǎng)了一種科學(xué)的情感和價(jià)值觀，這個(gè)實(shí)驗(yàn)就是有效的，也是我們做該實(shí)驗(yàn)的目的。

二、 同類(lèi)實(shí)驗(yàn)如何取舍？

我們經(jīng)常會(huì)面對(duì)這樣的問(wèn)題：這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)都能解釋某個(gè)自然現(xiàn)象，到底用哪個(gè)？還是兩個(gè)都用？為保證實(shí)驗(yàn)的有效性我們要先考慮以下幾點(diǎn)：

1、 選擇“能激發(fā)學(xué)生興趣”的那一個(gè)

學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)的有效性的基礎(chǔ)是學(xué)生能積極主動(dòng)的參與這個(gè)活動(dòng)。興趣是一種特殊的意識(shí)傾向，是動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的重要主觀原因，良好的學(xué)習(xí)興趣，是求知欲的源泉，是思維的動(dòng)力。試想，如果這個(gè)實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生無(wú)法產(chǎn)生任何興趣，或是沒(méi)有任何挑戰(zhàn)的淺顯實(shí)驗(yàn)，或是與學(xué)生的知識(shí)背景和生活經(jīng)驗(yàn)相差甚遠(yuǎn)，學(xué)生無(wú)法投入探究的熱情，那么活動(dòng)只能浮于表面，而不能調(diào)動(dòng)學(xué)生的深入思維，這個(gè)實(shí)驗(yàn)必然是無(wú)效失敗的。

2、 選擇“能發(fā)展學(xué)生思維品質(zhì)”的那一個(gè)

科學(xué)課利用學(xué)生去觀察、去動(dòng)手、去發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和規(guī)律來(lái)發(fā)展學(xué)生的思維品質(zhì)。如今，“活動(dòng)有余，思維不足”已經(jīng)成為科學(xué)課堂上的一個(gè)普遍問(wèn)題。怎樣的實(shí)驗(yàn)?zāi)芨玫锰岣邔W(xué)生的思維能力呢？舉個(gè)例子：在讓學(xué)生認(rèn)識(shí)固體的特點(diǎn)時(shí)，我用了這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn)，將一杯水和一塊石頭分別放進(jìn)兩個(gè)玻璃槽里，然后提問(wèn)，誰(shuí)能把我放進(jìn)去的東西快速地抓出來(lái)？學(xué)生經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)，石頭可以抓出來(lái)而水卻不可以。學(xué)生立刻產(chǎn)生了疑問(wèn)：為什么水不能被抓出來(lái)，而石頭可以？固體有什么特點(diǎn)？這個(gè)實(shí)驗(yàn)很簡(jiǎn)單，卻很好的激發(fā)了學(xué)生的思維主動(dòng)性。

3、 選擇“能把握學(xué)生達(dá)成度”的那一個(gè)

在做實(shí)驗(yàn)時(shí)，學(xué)生的達(dá)成度是教師不得不思考的問(wèn)題。教師要考慮這個(gè)實(shí)驗(yàn)學(xué)生能否成功，也要考慮學(xué)生如果做失敗了會(huì)是什么原因，如果每次實(shí)驗(yàn)都失敗，學(xué)生的自信心屢次受挫，對(duì)于實(shí)驗(yàn)的興趣也會(huì)逐漸降低，從而影響今后的教學(xué)，但如果每次實(shí)驗(yàn)很輕易就成功，又會(huì)使學(xué)生產(chǎn)生浮躁的心理。我們要讓學(xué)生經(jīng)歷探索過(guò)程，既要考慮他們的成功，也要考慮他們的失敗，如何避免學(xué)生的幼小心靈受挫或浮躁態(tài)度的滋生，教師要學(xué)會(huì)把握住學(xué)生探究的達(dá)成度。

三、 如何在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中體現(xiàn)有效性？

實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的有效性可以從這樣幾個(gè)方面抓：

1、 規(guī)范操作、合理使用實(shí)驗(yàn)材料

科學(xué)課的實(shí)驗(yàn)中需要用到很多儀器，比如量筒、彈簧測(cè)力計(jì)、天平等。如何正確地使用這些儀器是實(shí)驗(yàn)有效性的保證。學(xué)生對(duì)于這些儀器都是很陌生的，教師要給予足夠的時(shí)間讓學(xué)生熟悉實(shí)驗(yàn)儀器，給學(xué)生做好演示，讓學(xué)生在模仿與體驗(yàn)中學(xué)會(huì)操作技能。同一操作技能也可以在不同的課中得到重復(fù)練習(xí)，逐步提高學(xué)生使用實(shí)驗(yàn)儀器的能力，培養(yǎng)學(xué)生規(guī)范操作的習(xí)慣，保證實(shí)驗(yàn)的有效開(kāi)展。

2、 教師要為學(xué)生搭建問(wèn)題解決的“腳手架”

何謂“腳手架”？就是在尊崇學(xué)生的舊知的情況下，為學(xué)生提供思維上的指導(dǎo)和材料上的幫助。我們經(jīng)常在課堂上這樣發(fā)問(wèn)：你對(duì)它有什么了解？你以前有沒(méi)有看到過(guò)這樣的現(xiàn)象？這類(lèi)提問(wèn)能喚醒學(xué)生的舊知，以舊探新，激活內(nèi)存。

3、 面向全體，保證每個(gè)學(xué)生都有參與的機(jī)會(huì)

經(jīng)常能聽(tīng)到有學(xué)生向我告狀：老師，他不讓我做實(shí)驗(yàn)。科學(xué)課提倡小組合作，目的是讓每個(gè)學(xué)生都有參與的機(jī)會(huì)，并在一定程度上培養(yǎng)學(xué)生分工協(xié)作的能力。但實(shí)際教學(xué)中卻沒(méi)有體現(xiàn)出小組合作的作用，很多小組的組員不能分工合作，好勝心強(qiáng)的學(xué)生爭(zhēng)奪著實(shí)驗(yàn)材料，本來(lái)就內(nèi)向的學(xué)生理所當(dāng)然失去了操作的機(jī)會(huì)，久而久之，小組成員之間的矛盾越來(lái)越深，能力水平差距也越來(lái)越大，很多教師只關(guān)注實(shí)驗(yàn)結(jié)果，忽視了部分學(xué)生的發(fā)展，對(duì)實(shí)驗(yàn)的有效性產(chǎn)生很大的影響。因此，教師要時(shí)刻關(guān)注每一個(gè)學(xué)生，盡量放慢速度，要讓教學(xué)面向全體，讓每個(gè)學(xué)生參與進(jìn)來(lái)。

4、 培養(yǎng)學(xué)生記錄與分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的能力

當(dāng)我問(wèn)學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的時(shí)候還要注意什么時(shí)，學(xué)生們會(huì)異口同聲地告訴我：要記錄！但是真正在記錄的人很少，而記錄真實(shí)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和現(xiàn)象的人更少。為什么課堂上會(huì)有這樣的情況發(fā)生？原因在于，學(xué)生沒(méi)有良好的科學(xué)素養(yǎng)，要讓學(xué)生自主的邊實(shí)驗(yàn)邊真實(shí)的記錄并不是一朝一夕的事，而是要長(zhǎng)期的提醒和反復(fù)的鍛煉，更需要教師對(duì)學(xué)生良好的科學(xué)品質(zhì)的培養(yǎng)和熏陶。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)或現(xiàn)象的及時(shí)真實(shí)的記錄有利于學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，總結(jié)規(guī)律，獲得新知，是實(shí)驗(yàn)?zāi)芊裼行У年P(guān)鍵。

5、實(shí)驗(yàn)方法講究多樣化

葉瀾教授曾經(jīng)指出：“課堂應(yīng)是向未知方向挺進(jìn)的旅程，隨時(shí)都有可能發(fā)現(xiàn)意外的通道和美麗的圖景，而不是一切都必須遵循固定線(xiàn)路而沒(méi)有激情的行程”。有時(shí)候?qū)W生會(huì)有很多不相關(guān)的發(fā)現(xiàn)和一些奇思妙想的回答，教師應(yīng)該更多的關(guān)注學(xué)生的觀點(diǎn)和看法，如果全班同學(xué)都持一個(gè)看法，那么教師應(yīng)該更加予以重視，在材料允許的情況下，甚至可以當(dāng)場(chǎng)嘗試一下，而不應(yīng)該將自己的想法強(qiáng)加給學(xué)生，如果材料不夠，也可以讓學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生的思維更寬，更有創(chuàng)造性。

有效性是教學(xué)的生命，科學(xué)實(shí)驗(yàn)的有效性更為科學(xué)教育的發(fā)展起到了積極的推動(dòng)作用。endprint