將“做”落到實(shí)處
——淺論初中科學(xué)學(xué)習(xí)中的實(shí)驗(yàn)操作學(xué)習(xí)

任飛霞

(浙江鄞州外國語中學(xué) 浙江 寧波 315100)

縱覽科學(xué)史我們不難發(fā)現(xiàn)人類的科學(xué)研究經(jīng)歷了一個(gè)由觀察、總結(jié)生活經(jīng)驗(yàn)為主到理論、公式研究為主的過程,而銜接這兩個(gè)階段的重要部分就是實(shí)驗(yàn)。從某種角度上來說,實(shí)驗(yàn)既是濃縮了實(shí)際生活情況的精髓,又為理論、公式的研究提供了研究的基礎(chǔ)。不過科學(xué)研究中這么關(guān)鍵的一環(huán)在我們的初中科學(xué)教學(xué)中卻是缺失的。究其原因主要有三點(diǎn),第一,課程安排緊張。初中生需要學(xué)習(xí)的科目很多,分別安排到每一科上的課時(shí)就比較少了。而實(shí)驗(yàn)教學(xué)又確實(shí)是十分耗費(fèi)時(shí)間的。因此,教學(xué)實(shí)驗(yàn)就被我們冷落了。第二,實(shí)效性差。和所有教學(xué)活動一樣,實(shí)驗(yàn)教學(xué)也有它的教學(xué)目標(biāo)。但在現(xiàn)實(shí)教學(xué)中,學(xué)生們往往一開始動手操作就會出各種各樣的問題,他們還會去關(guān)注那些和學(xué)習(xí)目標(biāo)完全沒有關(guān)系的細(xì)枝末節(jié)。最終結(jié)果就是學(xué)生們把實(shí)驗(yàn)課變成了游戲,一節(jié)課下來,教學(xué)時(shí)間被浪費(fèi)了,而學(xué)習(xí)目標(biāo)卻完全沒有達(dá)成。為了解決這一問題,我們必須對實(shí)驗(yàn)教學(xué)的方法進(jìn)行修改提升。筆者認(rèn)為提升的關(guān)鍵在于讓學(xué)生真正動手去做,以及切實(shí)提升其動手能力。為了達(dá)到這兩個(gè)教學(xué)目的,筆者進(jìn)行了以下的教學(xué)嘗試。

一、興趣驅(qū)動動手能力

如前文所述,初中生的學(xué)習(xí)壓力相對比較大,每門課程的教學(xué)課時(shí)都比較少。所以我們?nèi)绻才艑W(xué)生真正動手去做的實(shí)驗(yàn)教學(xué),就要適當(dāng)?shù)南蛘n外要時(shí)間——安排學(xué)生在課下來完成實(shí)驗(yàn),進(jìn)行學(xué)習(xí)。當(dāng)然問課外要時(shí)間也要面臨不小的挑戰(zhàn),課堂上有老師引導(dǎo)要求,學(xué)生尚不能做到完全投入去進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。那么在全憑自覺的課下,學(xué)生們難道就能自覺去進(jìn)行實(shí)驗(yàn)了嗎?所以,為了讓學(xué)生們自覺去做,我們一方面要激發(fā)他們的興趣。另一方面也要對實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容進(jìn)行挑選,要選擇那些不需要專業(yè)設(shè)備的實(shí)驗(yàn),這樣才能讓在家進(jìn)行實(shí)驗(yàn)變成可能。為了達(dá)到這個(gè)目的筆者在教學(xué)實(shí)踐中是這樣操作的。

1.創(chuàng)造條件

首先,筆者在開始布置課外實(shí)驗(yàn)作業(yè)前先對自己的授課內(nèi)容進(jìn)行了調(diào)整,盡量減少書面作業(yè),并且把一周的作業(yè)布置進(jìn)行統(tǒng)籌,布置實(shí)驗(yàn)作業(yè)時(shí),就不布置書面作業(yè)了。而且我也努力對學(xué)生進(jìn)行了“誘導(dǎo)”,告訴他們,你可以在完成其他書面作業(yè)之余動手做一下實(shí)驗(yàn),放松一下。這一招讓學(xué)生對這個(gè)特殊的作業(yè)不再討厭,甚至是略有期待了。在期待之上,筆者還要進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生們的興趣,讓他們完成從不抵觸課下做實(shí)驗(yàn)到自愿課下做實(shí)驗(yàn)的轉(zhuǎn)變。筆者在抖音等短視頻平臺上找到了“吳姥姥不刷題”等專門展示分享實(shí)驗(yàn)的賬號。帶領(lǐng)學(xué)生看這些賬號分享的內(nèi)容,這就極大激發(fā)了學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的興趣。而且他們想要的不是瞎玩瞎鬧,而是按正確的方式做實(shí)驗(yàn),做出吳姥姥短視頻中那種效果炫酷的實(shí)驗(yàn)。到此時(shí)就到了可以布置課外實(shí)驗(yàn)作業(yè)的時(shí)候了。

2.實(shí)踐操作

在學(xué)生興趣正濃時(shí)安排實(shí)驗(yàn)作業(yè),首次的實(shí)驗(yàn)最好不要太難,又要能有比較顯著的實(shí)驗(yàn)效果,這樣才能保持并進(jìn)一步提升學(xué)生的興趣。基于此,筆者選擇了“植物體中的物質(zhì)運(yùn)輸”相關(guān)的白菜吸水實(shí)驗(yàn)。也就是讓學(xué)生在家取兩片白菜葉、兩個(gè)容器,兩個(gè)容器中分別倒入紅墨水和藍(lán)墨水,將兩片菜葉分別置于這兩個(gè)容器中,一天后觀察兩片菜葉的染色情況,以此來證明植物導(dǎo)管的作用。布置學(xué)生進(jìn)行這個(gè)實(shí)驗(yàn)時(shí),我安排學(xué)生們將實(shí)驗(yàn)的效果拍照發(fā)到了班級群中。絕大部分學(xué)生都成功了。看到實(shí)驗(yàn)效果它他們也很興奮。但是如果我們的課外實(shí)驗(yàn)作業(yè)止步于此,那么學(xué)生們雖然動手了,但是因?yàn)椴僮鬟^于簡單,那么就既不能讓他們認(rèn)識到動手實(shí)驗(yàn)的重要性,又不能讓他們學(xué)習(xí)到什么科學(xué)知識。因此,筆者決定對這個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行升級,讓學(xué)生們再次動手操作,并拍下操作過程的視頻。

升級后的實(shí)驗(yàn)為,要求學(xué)生買一支白色的鮮花,把花插在染色的水中,觀察其變化。這一次的實(shí)驗(yàn)就沒有那么順利了,有一部分學(xué)生的花朵沒能成功染色。筆者讓實(shí)驗(yàn)失敗的這部分學(xué)生把自己的實(shí)驗(yàn)視頻上傳到班級群,讓其他學(xué)生幫他們找問題。這個(gè)有點(diǎn)兒像偵探游戲的環(huán)節(jié)激發(fā)了學(xué)生們探索的興趣,他們紛紛給失敗的學(xué)生們提各種建議,還把失敗的視頻和成功的視頻進(jìn)行反復(fù)比較。最終他們得出了一個(gè)推論,可能是因?yàn)闆]有修剪花枝造成的。為了幫助學(xué)生解答這一疑問,筆者在學(xué)校給他們重現(xiàn)了這個(gè)實(shí)驗(yàn),在保持其他條件相同的情況下,一支花對花支進(jìn)行了修剪,一枝花沒有修剪。一天之后得出的結(jié)果自然是沒有修剪的那支沒有染色成功。為了讓學(xué)生深入理解背后的原因,我把兩支花的花枝縱向剪成兩半給學(xué)生們觀察,學(xué)生們通過觀察發(fā)現(xiàn)剪過的那個(gè)花枝從上到下都被染色了,而沒修剪過的花枝只是下稍處有一點(diǎn)點(diǎn)顏色。另外,還有學(xué)生發(fā)現(xiàn)未修剪的花枝下稍處有些被泡爛了。

針對學(xué)生這一疑問,筆者帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行了又一次的實(shí)驗(yàn)。筆者先帶領(lǐng)學(xué)生們復(fù)習(xí)了七年級上冊顯微鏡的用法。使用顯微鏡本身就是一個(gè)小的實(shí)驗(yàn),所以我們的復(fù)習(xí)也是用飾演的方式。指名兩個(gè)學(xué)生上臺來操作顯微鏡,在他們使用顯微鏡時(shí),筆者不發(fā)一言,但是在他們操作之前告訴其他的學(xué)生他們有隨時(shí)喊停的權(quán)力。于是在學(xué)生們就開始了一場“大家來找茬兒”的活動。在臺上的學(xué)生抱怨太亮了什么都看不清時(shí),有同學(xué)提醒他不能一開始就用大光圈,要注意先用低倍鏡對光再慢慢調(diào)整。在臺上的學(xué)生眼睛還看著目鏡就快速轉(zhuǎn)動準(zhǔn)焦螺旋是,有學(xué)生著急地大喊:“別再轉(zhuǎn)了,快壓到裝片了?！痹谶@個(gè)過程中,學(xué)生們指出錯(cuò)誤的語言并不都是很準(zhǔn)確的,不過能夠認(rèn)識到這樣使用不正確就可以了?！鞍俾劜蝗缫灰?一見不如實(shí)驗(yàn)”,如果筆者只是不斷口頭向?qū)W生強(qiáng)調(diào)顯微鏡用法的要點(diǎn),那么學(xué)生們只會覺得我已經(jīng)學(xué)過這部分內(nèi)容了,聽不聽無所謂。但是讓他們自己動手操作,學(xué)生們就會認(rèn)識到原來我在操作中還存在著這么多的問題,他們就會從心底認(rèn)為要改正這些問題。用顯微鏡的形式復(fù)習(xí)過了,接下來我們又復(fù)習(xí)了用顯微鏡的內(nèi)容——此次讓學(xué)生觀察的裝片是一個(gè)洋蔥上皮細(xì)胞的裝片,要求學(xué)生們一邊觀察一邊指出洋蔥上皮細(xì)胞的各種結(jié)構(gòu)。在他們描述之后,有說得不對的地方,筆者幫助他們補(bǔ)充。

在進(jìn)行完這個(gè)從形式到內(nèi)容的復(fù)習(xí)后,就要正式開始對花枝細(xì)胞的觀察了。筆者從兩根花枝的下稍處取了一些樣本,制作成了標(biāo)本。然后和學(xué)生們用顯微鏡觀察這兩個(gè)標(biāo)本,并特別提示要和剛剛觀察過的洋蔥上皮細(xì)胞的樣本做對比。學(xué)生們發(fā)現(xiàn)修剪過的細(xì)胞樣本不僅染色了,而且與洋蔥上皮細(xì)胞樣本對比,這個(gè)細(xì)胞樣本中的液泡有所變大。而在觀察未修剪過的樣本時(shí),他們發(fā)現(xiàn)很難找到一個(gè)完整的細(xì)胞了,而是看到了很多破裂的殘缺細(xì)胞,學(xué)生們這時(shí)也就明白了沒有修剪過的花枝根部細(xì)胞已經(jīng)應(yīng)為過度吸水破裂了,因此無法再運(yùn)輸水了。在這樣的過程中學(xué)生們復(fù)習(xí)了七年級使用顯微鏡的方法,重溫了關(guān)于細(xì)胞的一些基本知識,并用這些知識親身探索出了這一次實(shí)驗(yàn)成功或失敗的原因。他們在筆者的啟發(fā)下明白了實(shí)驗(yàn)的每一步都是很重要的,都需要嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真,一步做錯(cuò)就會導(dǎo)致失敗。至此,我們會發(fā)現(xiàn)這次起源于興趣的課外實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)已經(jīng)讓學(xué)生不知不覺中學(xué)會了很多知識,動手能力也打下了一定的基礎(chǔ)。

二、追問提升動手能力

通過興趣促進(jìn)學(xué)生動手的階段,學(xué)生們已經(jīng)愿意動手了,并且已經(jīng)能夠在自己動手做實(shí)驗(yàn)的過程中發(fā)現(xiàn)并提出一些問題了。下一步,筆者在這個(gè)基礎(chǔ)上促進(jìn)了學(xué)生動手能力的進(jìn)一步提升,要達(dá)到促使學(xué)生的動手能力從量變到質(zhì)變的飛躍。這一次筆者選擇的實(shí)驗(yàn)是“變阻器”這個(gè)實(shí)驗(yàn)(這是八年級上冊的內(nèi)容,但是在那一學(xué)期,因?yàn)榻虒W(xué)進(jìn)度的問題并沒有讓學(xué)生們自己動手操作過這個(gè)實(shí)驗(yàn),也因?yàn)閺奈床僮鬟^,才會把它作為這一次教學(xué)的內(nèi)容)。

在帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的過程中,一開始,為了幫助學(xué)生復(fù)習(xí)回憶這一部分的內(nèi)容,也是為了繼續(xù)維持他們對動手實(shí)驗(yàn)的興趣,筆者一邊向?qū)W生們展示一個(gè)正在發(fā)光的燈泡,一邊先拋出了一個(gè)看似簡單的問題:“怎么能讓這個(gè)燈泡變得更亮或者更暗呢?”班級中那些喜歡“搗亂”的學(xué)生自然是率先回答的,答案也是不靠譜的用一塊布擋一下光就暗了這類的。也有學(xué)生提出了一些有一定可行性的建議,在燈泡的周圍放上一些鏡子,它們能把燈泡的光再次反射出去,這樣就達(dá)到了更亮的目的。對于這兩個(gè)答案筆者給予了不同的處理,對第一個(gè)問題,筆者也用戲謔的方式調(diào)侃了學(xué)生一番:“那我們可得好好挑選這塊布,不能太薄,不然擋不住光;也不能太厚,那樣就全黑了。來,提出這個(gè)建議的同學(xué),你來回答一下,用什么樣的布最合適?”這樣的反問既活躍了課堂氣氛,又可以將學(xué)生們的思考方向拉回正規(guī)上來,而且還保護(hù)了學(xué)生們對于實(shí)驗(yàn)的興趣。對于鏡子的建議,筆者和學(xué)生們進(jìn)行了更加深入的討論,最終得出結(jié)論如果想用內(nèi)置鏡子的方式來調(diào)整燈的亮度,那么就需要設(shè)計(jì)可以把鏡子放出和收起的方式,這樣太復(fù)雜了,家用電燈是不可能用這樣的方式來調(diào)節(jié)的。這樣的課堂討論并不是浪費(fèi)時(shí)間,這樣討論的目的是讓學(xué)生認(rèn)識到,能運(yùn)用于生活的科學(xué)技術(shù)都是經(jīng)過實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)的,經(jīng)過實(shí)驗(yàn)后,有些方法自然就被淘汰了,真正在生活中使用的科學(xué)技術(shù)是實(shí)驗(yàn)的最優(yōu)解,這也就是在和學(xué)生證明實(shí)驗(yàn)的重要作用。

在這兩種方法都被否定之后,筆者要求學(xué)生們翻閱課本(課前通知其要帶上的八年級上冊課本),從之前學(xué)過的知識中找找答案。

通過快速的翻閱,學(xué)生們很快找到了要用改變電阻的方式來實(shí)現(xiàn)這一目的。然后筆者邊向?qū)W生們展示實(shí)驗(yàn)材料,邊繼續(xù)提問,那么通過哪些方式可以改變電阻呢?根據(jù)你想到的方式(要求要向老師說明想用哪種材料是基于哪條科學(xué)道理,并且要把科學(xué)道理論述清楚)來搶實(shí)驗(yàn)材料吧,實(shí)驗(yàn)材料先到先得哦!這個(gè)問題一出,學(xué)生們馬上熱火朝天地討論起來,他們這個(gè)年齡特有的勝負(fù)欲使他們都想快一些去挑選材料。而且因?yàn)檫@是學(xué)習(xí)過的內(nèi)容,以及每小組內(nèi)優(yōu)等生、中等生、后進(jìn)生都是按比例分配的。因此他們在互相提醒,補(bǔ)充的過程中,很快就找到了改變方式(影響電阻大小因素)。之后學(xué)生們分別以電阻與材料有關(guān)“搶走”了康銅合金絲;以電阻與橫截面積有關(guān),“搶走”鐵絲與鐵棒,筆者準(zhǔn)備的實(shí)驗(yàn)材料很快就被他們“一搶而空”

在這股要爭個(gè)先后的干勁兒引導(dǎo)下,各小組的學(xué)生們直接開始了實(shí)驗(yàn)。但是馬上他們就遇到了困難,如康銅絲太長不方便操作。因?yàn)閷W(xué)生們這一次出現(xiàn)的問題不是共性的而是各的特點(diǎn),因此這一次筆者沒有集體解答,而是走到各小組中去,去幫助他們逐一解決問題。我們?nèi)砸赃x用康銅絲這一組為例,我們該怎樣運(yùn)用追問幫助學(xué)生解決問題呢?學(xué)生嫌康銅絲長,筆者就向他們拋出問題:用你桌面上現(xiàn)有的材料能不能把它“縮短”呢?這個(gè)問題讓學(xué)生們有些犯難,他們在課桌上翻找了一通,還是沒有結(jié)果。這時(shí)筆者適時(shí)給出提示:把它縮短就是把它做成彈簧那樣。得到了這個(gè)提示之后,學(xué)生們再看自己的物品,得出了可以把它纏繞在筆上做成一個(gè)康銅絲彈簧的辦法。不過這時(shí)筆者又給他們出了難題,我告訴他們這樣把金屬絲纏在一起可能會因?yàn)榻饘俳z之間的接觸而導(dǎo)致短路。這個(gè)問題著實(shí)把學(xué)生們難住了,他們一時(shí)也想不出解決方法了。筆者在肯定了他們這節(jié)課做出的努力探索后,進(jìn)一步鼓勵(lì)他們在課下通過查找資料的方法來找到問題的解決方法。同樣的,筆者向運(yùn)用鉛絲成功變阻的學(xué)生提出了通過課下查找有關(guān)鉛絲的資料,進(jìn)一步思考鉛絲到底適不適合用來做變阻器的問題。這兩組學(xué)生在通過課下查詢后得出了,為防止短路,可以給康銅絲刷絕緣漆的辦法;還有鉛絲有熔斷的可能不適合作為變阻器材料的結(jié)論。

這一次的教學(xué)看起來滿是坎坷,學(xué)生們自己從提出改變亮度的看法到動手操作種種實(shí)驗(yàn)總是會被不斷否定。但是,這個(gè)否定,并不是批評,而是在他們已經(jīng)達(dá)到的思考或操作的成果上為他們指出的更好的改進(jìn)方向?？v覽這節(jié)課,學(xué)生們以筆者的追問為抓手,基本完成了憑借已有知識提出實(shí)驗(yàn)設(shè)想,配合實(shí)驗(yàn),以及在實(shí)驗(yàn)操作過程中再找到新的學(xué)習(xí)方向的過程。這就意味著他們已經(jīng)能夠在“動手”實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)問題,自主學(xué)習(xí)了,這是他們實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的一個(gè)質(zhì)的飛躍。

總之,在改革初中科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過程中,我們要引領(lǐng)學(xué)生把“做”落到實(shí)處,這里的“做”是從動手開始的,但又不僅僅限于動手,它還意味著學(xué)生要邊做邊思考,從做中發(fā)現(xiàn)問題,學(xué)會思考,學(xué)會學(xué)習(xí)。這才是達(dá)到了初中科學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的本質(zhì)目的。