初中科學(xué)教材實驗的創(chuàng)新與研究

王曉丹

◆摘? 要：對2013浙教版現(xiàn)有教材實驗進行改進和創(chuàng)新有利于激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造潛能，提高學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)實踐能力。本文分別從現(xiàn)有實驗教學(xué)的現(xiàn)狀進行分析，以教材實驗改進方法及示例，對當(dāng)前實驗教學(xué)的幾點思考與建議等方面對教材實驗的改進進行了研究。

◆關(guān)鍵詞：實驗創(chuàng)新;教材實驗改進

一、對初中科學(xué)教材實驗進行創(chuàng)新是課改對教師提出的新要求

科學(xué)課程改革總是不斷地深入和強化，科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)也明確提出了自主、合作、探究的學(xué)習(xí)理念。“自主”要求學(xué)生明確研究對象，能夠根據(jù)研究對象來主動設(shè)計實驗;“合作”要求學(xué)生能通過師生或生生來完成較為復(fù)雜的學(xué)習(xí)任務(wù);“探究”要求學(xué)生能通過自己積極主動的探索來完成知識的學(xué)習(xí)，而不是僅僅通過教師的講授來被動接受知識。

現(xiàn)代科技日新月異，科技創(chuàng)新的成果也越來越多地應(yīng)用于生活，要提高學(xué)生的自主、合作、探究能力必須充分激發(fā)學(xué)生對科學(xué)學(xué)習(xí)的興趣，并將更多的科技發(fā)展成果應(yīng)用于科學(xué)課堂，使學(xué)生感受到科學(xué)的魅力。新穎與別具匠心的科學(xué)實驗?zāi)茏畲笙薅鹊丶ぐl(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的興趣，并開發(fā)他們積極探索的潛能，還有助于培養(yǎng)實事求是、嚴(yán)謹(jǐn)認真的科學(xué)態(tài)度。

二、新課改背景下初中科學(xué)實驗教學(xué)現(xiàn)狀分析

實驗是獲取知識、掌握技能的感性基礎(chǔ)，是培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)的重要途徑。因此，在課程改革的引領(lǐng)下，初中科學(xué)教師對課堂實驗教學(xué)也非常重視，讓學(xué)生在課堂上直觀的感受到實驗現(xiàn)象，使學(xué)生自主地建構(gòu)知識，激發(fā)學(xué)生探索的欲望與學(xué)習(xí)的興趣。但由于主觀或者客觀的原因，課堂實驗教學(xué)效果總是不盡人意。

主要原因可以歸納為以下幾點：

（一）教師主觀方面的原因?qū)е聦嶒灲虒W(xué)創(chuàng)新不足

由于課堂教學(xué)任務(wù)較重并且許多實驗現(xiàn)象并不是立竿見影的，實驗現(xiàn)象的產(chǎn)生與觀察過程需要時間，有些教師沒有充分的時間進行演示實驗和分組實驗，只是簡單地用視頻資料進行代替。有些教師認為演示實驗對學(xué)生理解知識的幫助較大，但學(xué)生分組實驗只是學(xué)生湊在一起是無效的，因此常常省略學(xué)生分組實驗。

（二）實驗條件限制導(dǎo)致課堂教學(xué)實驗效果不理想

大部分實驗器材只有在實驗室才有，學(xué)生對于運用日常生活中資源進行主動實驗的參與性不夠，這對激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力有著非常大的阻礙。在實驗教學(xué)過程中學(xué)生的主觀能動性沒有得到充分的發(fā)揮，他們并沒有近距離參與實驗，只是遠距離坐在自己的座位上被動記憶知識，日積月累他們逐漸喪失了對實驗的興趣。

（三）教材實驗本身的局限性降低了實驗教學(xué)的有效性

現(xiàn)在知識的講授出現(xiàn)了提前化趨勢，部分初中教材實驗已經(jīng)在小學(xué)課堂中提前演示，初中科學(xué)教師再次在課堂中進行演示已經(jīng)無法提高學(xué)生的興趣。教材實驗本身存在一定的局限性，有些實驗無法在教室演示或者其實驗現(xiàn)象本身就不明顯，這樣對學(xué)生進行相關(guān)知識的進一步探索產(chǎn)生了極大的阻礙。

三、教材實驗改進策略

現(xiàn)有浙教版的科學(xué)教科書經(jīng)過幾次改版，目前的教材實驗更加貼近生活，同時與現(xiàn)代科技發(fā)展前沿的聯(lián)系也更加緊密。教材實驗是經(jīng)過專家縝密思考后精心編排的，其設(shè)計具有一定的梯度，并且簡單易懂，容易說明問題。

教材實驗過于經(jīng)典的同時會使有些教師產(chǎn)生了對教材實驗的依賴，逐漸失去了對問題本身的思考，實際上可以從以下幾個方面對教材實驗進行進一步的思考與改進：

（一）為彌補教室實驗條件的限制，對教材實驗進行改進開發(fā)

目前科學(xué)教材上的有些實驗由于某些受到外因和內(nèi)因的影響，導(dǎo)致個別實驗無法在教室里進行演示，這時教師常用的策略是播放視頻資料來代替親自進行實驗操作，或者僅僅只是進行口述，這樣學(xué)生很難親身體驗實驗的直觀性，不利于對科學(xué)知識和科學(xué)方法的理解和掌握。

【例1】八上《大氣壓強》這一節(jié)課程內(nèi)容與生活實際聯(lián)系非常緊密，教材中的實驗是幾個常見的經(jīng)典實驗，如瓶口吞蛋、紙杯覆水等等，學(xué)生可以通過這幾個實驗感受到大氣壓強的存在。通過教師給出的相關(guān)數(shù)據(jù)，學(xué)生可以計算出一標(biāo)準(zhǔn)大氣壓可以支撐起10.3米高的水柱，因為教室高度有限，這個實驗無法在教室里面操作，有的教師播放一段視頻代替或者僅僅口述，這一點不得不成為日常教學(xué)中的一個遺憾，學(xué)生也無法親身感受到大氣壓強到底有多大，因此其認知與理論常常會發(fā)生一些沖突，導(dǎo)致這部分的知識成為了一個不易突破的難點。針對這一不足我們可以對課堂教學(xué)實驗進行創(chuàng)新，在教室里就可以輕松演示大氣壓強支撐幾米高的水柱的實驗。

創(chuàng)新實驗器材：一個漏斗、約3米長的橡膠管、一個臉盆和水。

實驗過程：用一根長的橡膠管，一端套上一個漏斗，往漏斗及管內(nèi)灌滿水，然后與掌心緊密結(jié)合。另一端放在有水的臉盆內(nèi)。慢慢提起手掌，觀察漏斗會掉下來么？試說出其中的科學(xué)道理。

1.用手拿著漏斗連同橡膠管慢慢抬高，教師可以站在椅子上來做這個實驗，可以讓學(xué)生直觀地感受到大氣壓強可以支撐幾米高的水柱，此實驗可以彌補以往的實驗學(xué)生不能在教室中看到大氣壓強支撐幾米高的水柱的實驗。（如圖所示）

2.在將漏斗抬高的過程中，可以感受到漏斗對手心的作用力。橡膠管是凹陷的，提得越高，凹陷得越深。

通過本實驗對原有教材實驗進行了創(chuàng)新改進，彌補原有課堂實驗條件的不足，使學(xué)生親身體驗到大氣壓強的存在，并且從多個角度對知識進行了進一步的深化和理解，本創(chuàng)新實驗現(xiàn)象明顯，實驗效果突出。

（二）為提高學(xué)生的參與度，對教材實驗進行改進開發(fā)

課本中有些實驗器材過于復(fù)雜，實驗材料較難獲得，在課堂教學(xué)中學(xué)生缺乏實驗探索的體驗，學(xué)生自己制作參與的程度不大。這時可以引導(dǎo)學(xué)生利用日常生活中的材料，對教材的實驗進行改進創(chuàng)新。從而使學(xué)生認識到科學(xué)就在身邊。

【例2】如八下《電動機》這節(jié)知識，教師常常會從實驗室取一個小型電動機來進行演示。實際上可以讓學(xué)生自己動手來制作電動機。

實驗器材：強磁鐵，硬質(zhì)銅導(dǎo)線，干電池。

具體做法：如圖將磁鐵放在干電池負極下面，用一根粗銅線做成如圖形狀。將銅導(dǎo)線凸起部分放置于電源正極上方，觀察通電線圈在磁場中發(fā)生轉(zhuǎn)動。

通過本實驗對原有教材電動機模型進行了創(chuàng)新改進，讓學(xué)生親身制作并感悟電動機的工作原理。培養(yǎng)了學(xué)生的動手能力。在電動機制作中獲得成就感，激發(fā)了學(xué)習(xí)科學(xué)的興趣。

（三）為使實驗現(xiàn)象更加直觀，對教材實驗進行改進開發(fā)

教材中有些實驗的實驗現(xiàn)象并不明顯，對于在一個40幾人的班級中，相當(dāng)多的學(xué)生并不能明顯觀察到實驗現(xiàn)象，有時只有前排的一些學(xué)生可以觀察到實驗現(xiàn)象，這容易使學(xué)生失去對實驗的興趣。如果能夠利用一些只能用眼睛觀察到的實驗現(xiàn)象轉(zhuǎn)化為耳朵聽到的現(xiàn)象就會使實驗現(xiàn)象更加直觀，從而大大增強學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

【例3】例如八上中《物質(zhì)的導(dǎo)電性》這一節(jié)中在研究人體的導(dǎo)電性時，為了說明人體可以導(dǎo)電，使用的是導(dǎo)電球裝置，如圖，組織全班同學(xué)手拉手組成一個回路，導(dǎo)電球發(fā)光。當(dāng)其中任何兩個同學(xué)放手時，導(dǎo)電球熄滅了。說明了人體在這個電路中可以導(dǎo)電。

通過本實驗對原有教材物質(zhì)的導(dǎo)電性實驗進行了創(chuàng)新改進，讓學(xué)生參與體驗，加深了學(xué)生對人體可以導(dǎo)電的印象，使得原有認知中認為人體導(dǎo)電危險，人體導(dǎo)電不可測的觀點得以糾正。使學(xué)生樹立了正確的情感態(tài)度與價值觀。

（四）為實驗的簡便性，對教材實驗進行改進開發(fā)

在課堂化學(xué)實驗中，為了使學(xué)生更好地理解知識常常需要多次反復(fù)地進行實驗，教材中的實驗裝置比較復(fù)雜，操作不簡單且有些化學(xué)藥品本身有毒會污染環(huán)境，因此可以對實驗進行改進與創(chuàng)新，從而提高了實驗的簡便性。

【例4】如八下《空氣中氧氣含量的測定》實驗：用鑷子夾取一塊白磷，用吸水紙吸干白磷表面液體后，放入注射器內(nèi)。將活塞推到某一刻度線處，記為V1，裝上針頭密封。將注射器放入約60℃的熱水中，讓白磷燃燒一段時間后將注射器取出。將注射器置于桌面上冷卻一會兒，等注射器冷卻后，讀取活塞所處刻度線，記為V2。

通過計算即可求出空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)。

通過本實驗向?qū)W生滲透綠色環(huán)保的理念，在實驗中又可以控制藥品的用量，從而節(jié)約了藥品，使學(xué)生樹立了科學(xué)技術(shù)社會環(huán)境的理念。同時裝置改進也拓展了學(xué)生的思維，為他們的創(chuàng)造性思維奠定了基礎(chǔ)。

（五）為攻克教學(xué)難點，對教材實驗進行改進開發(fā)

有些實驗在課本中并沒有實驗操作的實例，但相關(guān)知識是一個難點，如果能用實驗探究進行難點突破將更利于學(xué)生理解知識。

【例5】如在七下《月相》教學(xué)時，我們在學(xué)校的廣場上建立了一個月相中心。將學(xué)生帶出教室，讓學(xué)生在模擬空間中體會月相的變化，并結(jié)合日食月食，讓學(xué)生樹立一個空間的立體的方位感。課堂氣氛活躍，學(xué)生對這種模擬實驗過目不忘，而且每天重復(fù)，教學(xué)的有效性也就自然而然體現(xiàn)出來了。

通過本實驗對原有教材實驗進行了創(chuàng)新改進，使學(xué)生增加了對月相的直觀感受，進一步的深化和理解月相形成的原因，本創(chuàng)新實驗可操作性強，實驗效果明顯。

四、對于教材實驗改進創(chuàng)新的其他幾點思考

只要從以上幾個方面對實驗教學(xué)進行思考可以對實驗教學(xué)進行有效的改進，并激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)與探索的興趣，在實際教學(xué)中也收到了良好的效果。為了更好增強實驗教學(xué)的有效性還可以在以下幾個方面進行提高：

（一）增強研發(fā)氛圍，提高教師對實驗創(chuàng)新的熱情

對原有教材中的實驗進行改進和創(chuàng)新是時代發(fā)展對教師提出的新要求。在科學(xué)教學(xué)中對原有實驗進行探索和創(chuàng)新才能使課堂教學(xué)生動有趣，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣及潛能，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維及能力，使原有的課堂教學(xué)工作煥發(fā)出新的活力。在學(xué)校層面可以開展教師實驗創(chuàng)新大賽，通過相關(guān)的比賽激勵教師進行實驗的創(chuàng)新與改進，也可以加強教師之間的相互學(xué)習(xí)。同時對學(xué)生也有一個很好的示范作用。只有當(dāng)一所學(xué)校把實驗創(chuàng)新作為一種常態(tài)，一個氛圍，這所學(xué)校才真正煥發(fā)出了科學(xué)的活力。

（二）提高科學(xué)素養(yǎng)，加強教師對實驗操作的培訓(xùn)

學(xué)?？梢远ㄆ陂_展實驗培訓(xùn)工作，通過每周一次或者每月一次的實驗培訓(xùn)加強教師對實驗的重視，以及教師自身實驗操作技能的提高。實驗教師是與實驗器材接觸最多的教師，他們本身需要對科學(xué)實驗充滿熱情，能利用實驗室的器材自己進行創(chuàng)造性實驗的改進與改良，通過他們對實驗的思考以及對實驗現(xiàn)象的觀察再對一線的教學(xué)教師進行培訓(xùn)可以有效提高科學(xué)實驗的有效性。

（三）注重過程性評價，完善學(xué)校對教師以及教師對學(xué)生的評價方式

學(xué)校對教師的評價，教師對學(xué)生的評價不應(yīng)該僅僅停留在考試分?jǐn)?shù)的評價。考試分?jǐn)?shù)僅僅說明學(xué)生會做這道題，并不能評價學(xué)生的創(chuàng)造能力以及動手能力。而21世紀(jì)的今天學(xué)生的創(chuàng)造能力是引領(lǐng)時代發(fā)展的重要能力。因此學(xué)校對教師，教師對學(xué)生的評價可以轉(zhuǎn)化為多方面、多角度的評價，例如可以對學(xué)生的實驗操作進行過程性評價，這樣可以激發(fā)學(xué)生持續(xù)的探索熱情。

（四）培養(yǎng)創(chuàng)造性思維，每周布置一項家庭小實驗

家庭科學(xué)小實驗既是教材實驗的拓展和補充，也有利于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。家庭小實驗也可以有效地培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和分析問題解決問題的能力。教師可以鼓勵學(xué)生將自己的實驗過程上傳到網(wǎng)上，與同學(xué)進行分享或者將實驗過程打印成照片在班級進行展覽，從而鼓勵學(xué)生相互學(xué)習(xí)，增強班級的探究氛圍。

科學(xué)教師在教學(xué)工作中要關(guān)注學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力以及對科學(xué)、技術(shù)社會等方面的認識。讓學(xué)生體驗科學(xué)探究的過程，使輕負高效真正落到實處，而科學(xué)實驗就是進行高效教學(xué)的“推進劑”。

參考文獻

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