初中科學(xué)演示實驗四點(diǎn)要求實踐初探

江珍云

摘 要：演示實驗作為一種有效的教學(xué)手段和教學(xué)形式，是初中科學(xué)教學(xué)的重要組成部分，是幫助學(xué)生建立科學(xué)概念和規(guī)律、理解和掌握科學(xué)知識不可缺少的環(huán)節(jié)。通過對目前演示實驗存在的問題和演示實驗教學(xué)的作用的分析，根據(jù)新課程的要求以及建構(gòu)主義提出學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)，著重闡述了演示實驗教學(xué)內(nèi)容的選擇應(yīng)遵循的四點(diǎn)：內(nèi)容選擇應(yīng)關(guān)注學(xué)生的興趣；內(nèi)容選擇應(yīng)關(guān)注探究性；內(nèi)容選擇應(yīng)關(guān)注學(xué)生的生活經(jīng)驗；內(nèi)容選擇應(yīng)關(guān)注現(xiàn)代技術(shù)的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：科學(xué)；演示實驗；教學(xué)內(nèi)容

科學(xué)是一門以觀察和實驗為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，每一個原理和定律的發(fā)現(xiàn)都來自堅實的實驗基礎(chǔ)，中學(xué)科學(xué)教學(xué)過程是培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)興趣，使其逐步具備初步觀察事物、分析問題、解決問題的能力。演示實驗作為一種有效的教學(xué)手段和教學(xué)形式，它對學(xué)生的實驗操作、實驗方法的學(xué)習(xí)起示范作用，是學(xué)生獲得直觀感性認(rèn)識的重要手段，也是建立科學(xué)概念和規(guī)律、理解和掌握科學(xué)知識不可缺少的環(huán)節(jié)。

一、新課程教學(xué)演示實驗教學(xué)的宗旨

1.轉(zhuǎn)變教師的教學(xué)理念和教育形式

新課程對于科學(xué)演示實驗提出新的要求，首先對于教師的自身素質(zhì)以及教學(xué)形式和內(nèi)容提出了新的挑戰(zhàn)。新課程改變了以往的教學(xué)模式，沒有像過去那樣規(guī)定“必做必考”的實驗，而是把它融合在內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)里了，穿插在每個章節(jié)之中，幾乎每節(jié)課都有實驗或“說一說”“做一做”；新課程也沒有規(guī)定用什么器材、什么方法。對于因以往教學(xué)形式，新課程教學(xué)對于教師自身是極大的考驗，因而教師首先要轉(zhuǎn)變觀念，不斷學(xué)習(xí)掌握應(yīng)有的實驗?zāi)芰椭R，以科學(xué)理論知識、教育學(xué)、心理學(xué)和教學(xué)法的綜合知識結(jié)構(gòu)的全面提升來改變傳統(tǒng)教育理念；在教學(xué)形式上科學(xué)教師必須腳踏實地親手實踐，要創(chuàng)設(shè)新的實驗教育情境，通過強(qiáng)調(diào)實驗的設(shè)計，提高學(xué)生的心智技能來提高教學(xué)質(zhì)量，促進(jìn)實驗教學(xué)的發(fā)展。

2.以學(xué)為本提升學(xué)生能力

新課程科學(xué)演示教學(xué)要求教師始終以學(xué)生為本，要靈活處理教材，教學(xué)內(nèi)容選擇突出重點(diǎn)，教學(xué)設(shè)計上創(chuàng)新求變。目的是：

（1）激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

良好的學(xué)習(xí)興趣，是求知欲的源泉。在科學(xué)課堂中，真實、形象、生動的實驗，對學(xué)生有很強(qiáng)的吸引力，極易喚起學(xué)生的興趣，激發(fā)學(xué)生的求知欲望，使之形成今后愉快、主動學(xué)習(xí)科學(xué)的內(nèi)在動力；使其主動參與教學(xué)，成為教學(xué)中的主體。

（2）培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、邏輯思維能力和創(chuàng)新能力

演示實驗的一切功能都離不開觀察，在教學(xué)中，教師有目的引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行觀察，培養(yǎng)學(xué)生良好的觀察力和注意力，提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力。而且，直觀的演示實驗?zāi)転閷W(xué)生提供建立概念和規(guī)律的感性材料。演示中暴露在學(xué)生面前的認(rèn)知沖突和懸念，還需要通過他們的思維，運(yùn)用比較、歸納、概括等思維方式，獲得認(rèn)知結(jié)果。學(xué)生通過自己的思考建立起來的認(rèn)知結(jié)果更為可靠持久，思維能力也同樣可以得以加強(qiáng)。

（3）優(yōu)化學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，培養(yǎng)學(xué)生的探究性

過去，學(xué)生比較注重在課堂上聽老師講課從書本上獲取現(xiàn)成的知識，而對于現(xiàn)實生活中的科學(xué)關(guān)注不夠以至于出現(xiàn)學(xué)習(xí)脫離現(xiàn)實的現(xiàn)象，這種學(xué)習(xí)的方法不利于他們主動學(xué)習(xí)與創(chuàng)新學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)。在中學(xué)特別是在低年級階段，演示實驗所占的比例較大。教師在課堂教學(xué)中通過演示實驗教學(xué)的方法，及早地向?qū)W生進(jìn)行該方法的滲透，學(xué)生通過體驗學(xué)習(xí)過程掌握學(xué)習(xí)方法，學(xué)會收集信息、處理信息，以及分析概括等，建立自我探究的學(xué)習(xí)方式，優(yōu)化自己的學(xué)習(xí)模式。

二、演示實驗的教學(xué)策略

在新課程背景下，科學(xué)演示實驗要追求“學(xué)生發(fā)展為本”價值取向，以學(xué)生能力提升為要求，因而在演示內(nèi)容選擇方面，提出四點(diǎn)要求：要關(guān)注學(xué)生興趣、生活經(jīng)驗、可探究性、現(xiàn)代技術(shù)。以下主要以物理演示實驗案例分析為主探究這四點(diǎn)教學(xué)策略的實踐。

1.內(nèi)容選擇應(yīng)關(guān)注學(xué)生的興趣

新課程提出：學(xué)生對科學(xué)的興趣是學(xué)習(xí)科學(xué)最直接和持久的內(nèi)部動力，對學(xué)生今后的發(fā)展至關(guān)重要。由于在中學(xué)低年級階段，學(xué)生對科學(xué)事物和現(xiàn)象本身的新、奇、美感到有趣，容易通過簡單現(xiàn)象的再現(xiàn)激發(fā)他們的直接興趣。

比如，在演示同種電荷互相排斥實驗前，先演示這樣一個實驗，將下端散開的塑料捆扎繩，用清潔干燥的手自上而下地捋幾次，結(jié)果非但不合攏，反而更散開。通過演示學(xué)生會感到很奇怪，從而激發(fā)學(xué)生的求知欲，然后再演示同種電荷互相排斥實驗。這樣，教學(xué)效果要好得多。課本中有的演示實驗，在學(xué)生的想象中，其實驗結(jié)果會產(chǎn)生不良的后果，如損壞東西等。在老師演示時，學(xué)生會特別注意實驗的進(jìn)行。教師可充分利用學(xué)生的這一心理來設(shè)計實驗。例如，演示盛滿水的杯子上蓋一塊玻璃片后倒置，在大氣壓下的作用下，玻璃片不會掉下來，水不會流出來的實驗。筆者在演示時，將該實驗放在講臺教師用書正上方進(jìn)行，學(xué)生觀察時會馬上想到老師的書會很危險，從而吸引了學(xué)生的注意力?？傊?，在課堂演示實驗教學(xué)中，如果教師用心設(shè)計一些好的演示方法與技巧，演示效果就會得到大大的加強(qiáng)。

2.內(nèi)容選擇應(yīng)關(guān)注探究性

建構(gòu)主義認(rèn)為，學(xué)生的學(xué)習(xí)不應(yīng)當(dāng)是單純地輸入和接收，而應(yīng)當(dāng)是從他原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)出發(fā)，先是對新知識發(fā)生質(zhì)疑，進(jìn)而產(chǎn)生猜測、思考、觀察、測量、分析等一系列有意義的活動，然后到理解和認(rèn)同，這個過程是對原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)的調(diào)整和改變，是新、舊知識之間雙向互動、相互作用的過程。

浮力是學(xué)生比較熟悉的一種力，是初中科學(xué)重點(diǎn)內(nèi)容之一。正因為浮力比較常見，學(xué)生往往會憑著自己的生活經(jīng)驗去認(rèn)識浮力，在這些認(rèn)識中有些是不科學(xué)甚至是錯誤的，因此在教學(xué)中就要求既要注意利用學(xué)生已有的經(jīng)驗和知識，又要糾正那些錯誤的認(rèn)識。

下面就談?wù)剬Ρ竟?jié)課的設(shè)計。

老師：不會游泳的人掉到河里將會怎樣？答：沉下去。

（這個現(xiàn)象學(xué)生較熟悉，則會表現(xiàn)出較大的興趣和強(qiáng)烈求

知欲。）

老師：但如果抱著救生圈就不會下沉。船、木塊會浮在水面上；而潛水艇卻可以浮在水面也可以沉入水中，等等的這些現(xiàn)象都與浮力有關(guān)，那么什么是浮力？浮力是怎樣產(chǎn)生的？為什么有的物體會沉到水底，而有的則會浮在水面？這節(jié)課我們就來學(xué)習(xí)浮力的知識。

演示實驗1：浸入水中的乒乓球放手后向上浮，（讓學(xué)生感性

認(rèn)識浮上來的物體受到浮力）

學(xué)生實驗：（研究下沉的物體是否也受到浮力）

師：上浮的物體受到浮力，那么下沉的物體是否也受到浮力呢？接下來我們就用實驗來研究這個問題（介紹器材后演示：把膠塞掛在彈簧秤下讓學(xué)生讀出示數(shù)5牛）問你們有沒有最簡單的方法使我這把彈簧秤的示數(shù)減小到3牛呢？

學(xué)生：有，用手向上托膠塞。（叫一個前排的同學(xué)用手向上托膠塞，并使示數(shù)為3牛）

師：剛才這位同學(xué)用向上托的力有多大呢？

學(xué)生：用了2牛。

師：除用手向上托，那么你們還有沒有其他的方法使彈簧秤的示數(shù)減小呢？

學(xué)生：有，把它沒入水里。

師：到底是不是呢，請甲同學(xué)們把膠塞慢慢浸入水里，并觀察示數(shù)。

師：請A同學(xué)來回答剛才實驗觀察到的現(xiàn)象。

A同學(xué)：把膠塞慢慢浸入水中時，彈簧秤的示數(shù)慢慢減小。

師：為什么示數(shù)會減小呢？

A同學(xué)（想了一下）：水對膠塞也有一個向上托的力。

師：對了，水對膠塞的這個向上托的力就叫浮力。

……

演示實驗2：浮力產(chǎn)生的原因

師：我這里有個兩端都用一樣的橡皮膜封住的透明圓筒，當(dāng)

橡皮膜外面受到壓力時就會向內(nèi)凹進(jìn)去，現(xiàn)在我把它浸入水中，大家注意觀察橡皮膜的受力情況。（浸入水中先平放后豎直放置）學(xué)生觀察這兩種情況下圓筒兩端橡皮膜的受力情況，讓學(xué)生回答現(xiàn)象，然后出示受力分析圖，讓學(xué)生分析觀察到的現(xiàn)象的原因。

■

（完成實驗后叫B同學(xué)來回答觀察到的現(xiàn)象）

B同學(xué)：當(dāng)圓筒浸入水中平放時，觀察到圓筒兩端的橡皮膜凹進(jìn)去的程度一樣。

師：這說明了什么？

B同學(xué)：這說明了在同一深度的兩個橡皮膜受到的壓力一樣大。

師：那么圓筒浸入水中豎直放置時，又會出現(xiàn)什么現(xiàn)象呢？

B同學(xué)：兩個橡皮膜凹進(jìn)去的程度不一樣，下面的比上面的凹進(jìn)去的要多一些。

師：這又說明了什么呢？

B同學(xué)：這說明了下面的橡皮膜受到的壓力比上面受到的壓力要大一些。

【分析】：如右圖

教師啟發(fā)學(xué)生分析得出

F■=F■-F■

這個演示實驗非常直觀地顯示了圓筒兩個表面的橡皮膜受到壓力的情況，再從理論分析，就得出了浸入液體中的物體上下兩個表面受到液體對它的壓力，它們的壓力差就是浮力，而且方向豎直向上。為了鞏固浮力產(chǎn)生的原因，提出反問：如果只有上表面受到液體向下的壓力，而下表面沒有受到液體向上的壓力，是否有浮力產(chǎn)生呢？帶著這個疑問設(shè)計了演示實驗3（教具自制），使學(xué)生真正理解和掌握浮力產(chǎn)生的原因，這樣難點(diǎn)就突破了。

演示實驗3：如右圖反證浮力產(chǎn)生的原因。

■

初中科學(xué)實驗的探索性設(shè)計要盡量發(fā)揮實驗的探究功能，讓學(xué)生體驗、理解科學(xué)探究的方法和過程，豐富學(xué)生親身經(jīng)歷的探究活動，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

3.內(nèi)容選擇應(yīng)關(guān)注學(xué)生的生活經(jīng)驗

建構(gòu)主義認(rèn)為，在基礎(chǔ)教育中，認(rèn)知主體在獲得新知識前，已有的經(jīng)驗和知識就構(gòu)成了學(xué)生自己原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，這是他能獲得新知識的基礎(chǔ)，當(dāng)他遇到新的情況時，會用這個認(rèn)知結(jié)構(gòu)與新情況發(fā)生聯(lián)系，用這個結(jié)構(gòu)去認(rèn)同（應(yīng)順、適應(yīng)、平衡）新的知識，逐步建構(gòu)新的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，這是建構(gòu)主義確認(rèn)的主體的認(rèn)知過程，這就是所謂的“建構(gòu)”。按照這種觀點(diǎn)，學(xué)生原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)對他學(xué)習(xí)新東西是非常重要的。如在做完“測定溶液的pH”的實驗后，在教師的啟發(fā)下，學(xué)生用自己的幾根頭發(fā)，放到不同pH的溶液里，觀察頭發(fā)的耐久性，最后得出“選用偏酸性的洗發(fā)劑洗發(fā)為宜”的結(jié)論。這種“主題擴(kuò)展實驗”的教學(xué)，對于解決學(xué)生在“主題實驗”中存留的疑惑問題、培養(yǎng)學(xué)生探究創(chuàng)新的實驗素質(zhì)、提高學(xué)生升學(xué)或就業(yè)的競爭力，大有裨益，頗受學(xué)生喜歡。在平時的科學(xué)實驗中，教師應(yīng)盡可能采用身邊隨手可得的物品進(jìn)行探究活動和各種科學(xué)實驗，這樣可以拉近科學(xué)與生活的距離，讓學(xué)生深切地感受到科學(xué)的真實性，感受到科學(xué)和社會、科學(xué)和日常生活的

關(guān)系。

4.內(nèi)容選擇應(yīng)關(guān)注現(xiàn)代技術(shù)的應(yīng)用

當(dāng)今世界，科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展，它具有鮮明的時代特征。新課程提出義務(wù)教育階段“科學(xué)課程要反映當(dāng)代的科學(xué)成果和新的科學(xué)思想。應(yīng)當(dāng)讓學(xué)生了解一些他們能夠接受的現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)知識，了解現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)對建設(shè)新農(nóng)村、新城鎮(zhèn)和改善人們物質(zhì)與精神生活的作用，從而使他們意識到科學(xué)與自身和社會發(fā)展的密切相關(guān)性，學(xué)好科學(xué)知識，提高科學(xué)素養(yǎng)，樹立服務(wù)社會、振興中華的理想”。同時近年的中考試題中同樣出現(xiàn)許多這樣的實例：如磁懸浮、神舟飛船、航空攝影、低溫超導(dǎo)、納米技術(shù)、綠地工程等。作為老師，我們在平時的教學(xué)中的內(nèi)容選擇應(yīng)關(guān)注現(xiàn)代技術(shù)的應(yīng)用。

演示實驗是科學(xué)教學(xué)中的基本手段，既直觀又有效，既能獲得感性認(rèn)識又能升華成理性認(rèn)識，既能開拓又培養(yǎng)能力。教師只有明確了演示實驗的重要性，掌握正確的方法，才能使學(xué)生的觀察和思維活動緊密地結(jié)合起來。只有用觀察促進(jìn)思維活動的展開，又用思維指導(dǎo)觀察活動的進(jìn)行，逐步掌握科學(xué)概念和規(guī)律，發(fā)展觀察和思維能力，才能使我們的科學(xué)教學(xué)達(dá)到事半功倍的效果。

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（作者單位 浙江溫嶺松門鎮(zhèn)中學(xué)）