淺析初中科學教學中實驗創(chuàng)新能力的培養(yǎng)

袁燕紅

（浙江省寧波市鄞州區(qū)寧波逸夫中學，浙江 寧波 315000）

在當今社會，科學技術(shù)發(fā)展十分迅速，在科技革命的新浪潮中，人才的競爭也是越來越激烈?，F(xiàn)在的青少年是祖國未來的棟梁，我國的未來發(fā)展需要他們?nèi)ゴ蚱春蛣?chuàng)造，而創(chuàng)新又是一個國家和民族進步的靈魂，是國家興旺發(fā)達的不竭動力。為了讓學生更好地適應時代的要求，培養(yǎng)出具有創(chuàng)新意識，擁有一定創(chuàng)新能力和創(chuàng)新精神的人才是我們教育的首要任務。在初中科學教學中，實驗是一個重要的載體，我們可以通過實驗這一重要途徑重視對學生創(chuàng)新思維的建立，重視學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，重視學生創(chuàng)新潛力的開發(fā)，提高和培養(yǎng)學生綜合創(chuàng)新素質(zhì)。接下來我從以下四方面來分析在科學教學中如何培養(yǎng)學生的實驗的創(chuàng)新能力。

一、創(chuàng)設情景、激發(fā)學生的創(chuàng)新熱情

在科學課堂教學中，為了使學生能從旁觀者變?yōu)橹黧w者，從被動的接受變成積極主動地參與到教學過程中，這就需要教師所提出的問題能吸引學生的注意力，能讓學生產(chǎn)生共鳴，能激發(fā)他們的探索興趣。如何把那些平淡乏味的、抽象難懂的問題通過教師的巧妙構(gòu)建變成一個個能激發(fā)學生的創(chuàng)新熱情、閃耀著智慧的火花呢？這就需要教師用心去創(chuàng)設問題的情景。例如講“光的折射”時，我們可以向?qū)W生展示這樣一個實驗情景：事先把一塊橡皮放入碗中，問學生為什么能看見碗?yún)s看不見碗里的物體。學生都知道光在同一均勻介質(zhì)中沿直線傳播。通過什么方法可以看見碗里的物體？由于沒有設定其他條件，大家腦洞大開，答案也是五花八門。有的學生說把碗傾斜過來看，有的學生說站起來走過去看，還有的學生能用到已學的知識——光的反射，用一平面鏡來看到碗中的物體……最后設定好條件，我們借助水看到了碗中的橡皮從而來探究光的折射。又如講“磁現(xiàn)象”時，我們的引入情景：如何讓一只紙蝴蝶翩翩起舞？學生們對問題進行討論，結(jié)合本節(jié)要學的內(nèi)容，學生很快就想到了用磁鐵，老師舞動起紙蝴蝶，引起了學生極大的興趣?？茖W課堂中創(chuàng)設實驗情景引入相比較傳統(tǒng)的單調(diào)的問題引入更能吸引學生的注意力，從而從內(nèi)在激發(fā)學生的創(chuàng)新熱情。

二、設計實驗、培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維

創(chuàng)新思維是指以新穎獨創(chuàng)的方法解決問題的思維過程，通過這種思維能突破常規(guī)思維的界限，以超常規(guī)甚至反常規(guī)的方法、視角去思考問題，提出與眾不同的解決方案，從而產(chǎn)生新穎的、獨到的方法。創(chuàng)新能力的核心是思維能力，而創(chuàng)造性思維是人類思維的高級過程，它的主要成分是擴散思維。設計實驗能鍛煉學生從多角度、多方位、多途徑的思考和解決問題，并能在思考過程中隨時調(diào)整思維方式和思維深度，具有獨特、新穎、靈活多變的特點，它是培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的一項重要手段。例如在課堂上講解完“凸透鏡成像規(guī)律”的內(nèi)容后，提出了這樣一個問題：當蠟燭透過凸透鏡在光屏上成像之后，若是用擋光板將凸透鏡上半部遮住，是否還會出現(xiàn)完整的蠟燭的像呢？若是用擋光板將凸透鏡下半部遮住，現(xiàn)象又會是如何？此時，積極引導學生進行自主思考、獨立設計和探究實驗。最后，在學生經(jīng)過一系列的探究性實驗后，得出了光屏上蠟燭的像大小、位置都不變，只是變得稍許暗淡，由于擋光板擋住了部分光線透過。遮住凸透鏡的下半部分，現(xiàn)象是一樣的。通過設計探究性實驗來解決和證實課堂提問，不僅能夠加深學生對科學知識的理解，而且能夠有效提高學生對科學問題的探究興趣，使學生的創(chuàng)新思維得到鍛煉。

又如在探究“液體內(nèi)部壓強的大小可能與哪些因素有關？”有學生認為液體的壓強應當與液重有關，液體重力越大，壓強越大。但在結(jié)論中卻沒有反映這一因素。難道與液體重力無關嗎？這個問題提得非常好。我們怎樣來檢驗液體壓強是否與液體重力有關呢？我們用一端蒙有橡皮膜的玻璃筒加水來實驗,隨著注水深度的增加，橡皮膜向下凸起的程度變大，可以顯示出液體的壓強增大，但影響壓強增大的原因可以說是深度增加，也可以說是液體重力變大。怎樣才能做出正確的判斷呢？將實驗裝置改造一下，另取一支一端蒙有等大的橡皮膜但管徑較細的玻璃管來進行實驗，使得水量保持相同而深度不同，或者深度保持相同而水量不同，就可以進行檢驗了。最終實驗直觀地顯示了深度是決定液體內(nèi)部壓強的因素而不是液體重力。科學實驗中，我們在掌握實驗原理的基礎上，允許學生用不同的方法、不同的器材、不同的實驗步驟操作實驗，這樣可以極大地提高學生學習科學的興趣，發(fā)展學生的個性，活躍學生的創(chuàng)新思維。實驗過程中，學生需要在各種因素中取舍，對所得的信息進行篩選，這要求學生在追求既定目標的過程中進行應變、思考和探索，使學生的分析、想象、抽象、綜合、表達的能力都得到訓練和發(fā)揮。

三、優(yōu)化改進、培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力

課本中有些實驗可能存在不足之處，如效果不太理想，準備時間過長，有較多的演示實驗可視性差，但做分組實驗條件又有限時，教師可對實驗進行改進優(yōu)化，不僅可以使學生掌握有關學科知識，而且還可以培養(yǎng)他們不迷信書本，敢于創(chuàng)新的精神，激發(fā)他們的創(chuàng)新意識，進而達到培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的目的。例如：演示浮力的產(chǎn)生原因時，將礦泉水瓶瓶底剪去，使瓶口向下，從上面放入兩個乒乓球。因為瓶身不大，兩個乒乓球分別會一個在下堵住瓶頸，另一個在上。左手持瓶身，右手從上向礦泉水瓶里倒水，由于下面的乒乓球堵住了瓶頸，水只能向下滲漏。隨著瓶內(nèi)水的上升，上面的乒乓球浮在水面上也隨之上升。下面的乒乓球盡管在它的周圍和上面都是水，卻沒有上浮。如果用右手堵住礦泉水瓶口，滲漏的水很快充滿了瓶口和瓶頸之間，下面的乒乓球的底部也會浸沒在水中，它會立即上浮到水面。浮力產(chǎn)生原因是浸在液體或氣體里的物體受到液體或氣體對物體向上的和向下的壓力差。學生對這個知識點的認識也就水到渠成了。

又如在“測量空氣中氧氣的體積分數(shù)”實驗中，我們知道空氣的主要成分是氧氣和氮氣，其中按體積百分比計氧氣約占1/5。氮氣的化學性質(zhì)比較穩(wěn)定，而氧氣卻是一種比較活潑的氣體。我們有很多方法來測量空氣中氧氣的體積分數(shù)，比如用磷在空氣中燃燒的方法。那么在常溫下通過緩慢氧化是否也可以測量空氣中氧氣的體積分數(shù)呢？我們一起探討設計出一個簡單的實驗，就是利用鐵絲生銹來測量空氣中氧氣的體積分數(shù)。我們知道，鐵在潮濕的空氣中，由于受水、氧氣等物質(zhì)的作用，表面很容易生成鐵銹（主要成分為Fe2O3·xH20)。由于鐵生銹時，消耗的只是空氣中的氧氣，因此可以通過鐵生銹時空氣體積的減少來驗證氧氣約占空氣體積的1/5。首先，將約0.4 克的細鐵絲（細窗紗）用砂紙磨光后揉成團（為了不讓鐵絲掉下來，可以讓鐵絲撐滿底部），放進10 毫升量筒中,然后加水浸沒鐵絲，用玻璃片蓋住量筒，倒置以后，小心移動玻璃片，將量筒內(nèi)的水面調(diào)至9.0 毫升的刻度處（即量筒內(nèi)有9.0毫升的空氣），最后將量筒倒置在一個盛有水的燒杯中，移走玻璃片，并用鐵架臺固定，把裝置放置在安全的地方。兩天左右（為了確保反應完全，可以適當延長時間），可觀察到鐵絲表面有紅褐色的鐵銹生成，最終量筒內(nèi)水面的高度上升到7.2 毫升處，說明量筒內(nèi)空氣減少了1.8 毫升。減少的體積應該是空氣中氧氣的體積，所以從這個實驗也可以驗證空氣中氧氣約占空氣體積的1/5。在科學實驗中，老師帶領學生要敢想敢做，有利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。

四、課外實驗、在實踐中創(chuàng)新

科學課堂時間有限，實驗不足，為保持學生持續(xù)的興趣，課外實驗必不可少。課外實驗是課堂學習的補充，是實施素質(zhì)教育的需要。通過對課本中呈現(xiàn)的實驗素材利用課后家庭時間這樣一個更自由的時空讓學生去充分地去體驗、去探索、去發(fā)現(xiàn)。課外實驗能否引起學生的興趣并認真去做，關鍵在于教師的引導。對此，我認為應注意以下兩點：1、在安全的前提下,引導學生重視課本上的小實驗，對這些內(nèi)容要求全班同學人人動手，爭取都做好。2、選擇做有趣味性并與生活接近的實驗內(nèi)容，讓學生“學中做，做中學”。

例如“細胞的吸水和失水實驗”，學生在家里都做得比較成功。有的學生在同一根胡蘿卜中切兩塊等大的胡蘿卜塊，分別放入等量的濃鹽水和清水中，一段時間后，取出蘿卜塊，來自濃鹽水中的胡蘿卜塊變軟了，而來自清水中胡蘿卜塊比原先的硬；有的學生是取了兩段等大的胡蘿卜，在兩個胡蘿卜段中央各挖了一個等大的坑，分別加入濃鹽水和清水，一段時間后，裝濃鹽水的胡蘿卜段中的坑液體變多了，而裝清水的胡蘿卜段中的水干了。實驗效果都非常的明顯，學生的參與度高，興趣濃。又如“探究種子萌發(fā)的條件”這個實驗需要的時間較長，選擇在課外做更恰當。學生實驗中選用種子要求籽粒飽滿、無病蟲害，且大小一致的綠豆或玉米種子，若是干癟的，不完整的或煮熟的種子是不會萌發(fā)的，這也就說明種子的萌發(fā)的內(nèi)在條件是完整的有活力的胚。設計實驗方案，探究種子萌發(fā)的外界條件。影響種子萌發(fā)的外界條件很多，如水、氧氣、溫度……有一組學生的實驗方案：準備相同2 只塑料瓶，用金屬絲彎折制成2 只掛鉤，放置種子的小圓圈的大小應與放置3 粒種子的大小大致相符。在掛鉤的2 個小圓圈中各放3 粒種子（小圓圈中放一薄層脫脂棉），然后掛在塑料瓶壁上，并在瓶底放3 粒種子。在瓶中加入清水，使水面正好與下圈一致，將一個塑料瓶放在20℃的環(huán)境中，另一個放在冰箱冷藏室中（4℃),3-5 天后觀察實驗結(jié)果。課外的實驗方案和實驗結(jié)果在課堂上互相探討交流，互相學習進步。我們可以在學了照明電路后，讓學生設計和安裝樓梯開關的實驗。學了大氣壓后，讓學生收集日常生活中有關此內(nèi)容的例子。為了激發(fā)學生的學習積極性，把課外實驗長期開展下去，實踐證明，凡能堅持做課外實驗的學生，不但其動手能力得到了強化，其分析問題和解決問題的能力得到提高，其創(chuàng)新能力也得到了充分的發(fā)展。

總之，初中科學教學中，教師只要在“教”的過程中，以實驗為載體，充分發(fā)揮學生的主體作用，調(diào)動學生的積極性，就能充分挖掘?qū)W生的學科潛能，有效提高學生的科學素質(zhì)，培養(yǎng)學生良好的學習習慣、正確的學習方法以及科學思維能力。加強實驗教學，注意實驗的創(chuàng)新性和探索性，明確實驗評價方法，是培養(yǎng)學生動手能力、創(chuàng)新能力，提高綜合素質(zhì)的有效途徑。而在科學課堂教學中培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力，它需要我們采取嚴肅、認真的科學態(tài)度，從學生實際出發(fā)不斷探討，大膽開拓，要重視每一個環(huán)節(jié)，挖掘教學中的一切有利因素，踏踏實實的做好準備工作。“不積跬步無以至千里，不積小流無以成江海?！睂τ谂囵B(yǎng)初中學生創(chuàng)新能力來講，更需要重視細小的工作，不要指望一夜之間就能完成對學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，需要循序漸進地開展工作。