提高初中科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)有效性的探索

潘海群

摘要：實(shí)驗(yàn)是學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)、體驗(yàn)科學(xué)和探究科學(xué)過(guò)程的重要途徑，是中學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要任務(wù)。本文試通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)、對(duì)比實(shí)驗(yàn)、探究性實(shí)驗(yàn)等具體案例，論述初中科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性。

關(guān)鍵詞：初中科學(xué)實(shí)驗(yàn)；有效性；實(shí)踐探究

中圖分類號(hào)：G632.0文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1992-7711(2014)07-0121

科學(xué)是一門以觀察和實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)在科學(xué)教學(xué)中占有極大的比例，有極其重要的作用。可以說(shuō)，科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的成敗不僅直接影響著整個(gè)科學(xué)教學(xué)工作能否積極、有效、順利地開(kāi)展，還影響著整個(gè)科學(xué)教學(xué)工作的成敗。筆者結(jié)合教學(xué)實(shí)踐，對(duì)初中科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性作一些探究。

一、重視演示實(shí)驗(yàn)，凸顯實(shí)驗(yàn)教學(xué)功能

1. 改進(jìn)演示實(shí)驗(yàn)，使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更加明顯

新教材中的部分演示實(shí)驗(yàn)，由于各種因素的干擾，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象往往不明顯，因而不利于學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的觀察。通過(guò)改進(jìn)演示實(shí)驗(yàn)，可以使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更加明顯，有利于學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的理解。例如：傳統(tǒng)的真空鈴實(shí)驗(yàn)，把電鈴固定在抽氣盤上，即使抽出部分空氣，由于固體傳聲，鈴聲仍然很響，只能通過(guò)真空鈴響度的變化來(lái)說(shuō)明“真空不能傳聲”。

改進(jìn)：把玻璃罩內(nèi)的電鈴換成音樂(lè)卡中的電子發(fā)聲器，并帶有紅色的發(fā)光二極管，音樂(lè)響時(shí)，伴有二極管的閃爍，用兩面膠通過(guò)細(xì)線把發(fā)聲體懸吊在玻璃罩頂部，接通電源，電子發(fā)聲器發(fā)出美妙的音樂(lè)，并伴有二極管的閃爍，然后把玻璃罩放在抽氣盤上，開(kāi)始抽氣，片刻，音樂(lè)就聽(tīng)不到了，只能看到二極管閃爍的紅光，這樣做既活躍了課堂氣氛，又很好地說(shuō)明了“真空不能傳聲”。

2. 關(guān)注失敗的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)功能

教師的演示貴在引導(dǎo)和啟發(fā)，對(duì)于演示實(shí)驗(yàn)不能單純地理解為成功的演示，即使是失敗的演示，教師也應(yīng)該從諸多因素引導(dǎo)和啟發(fā)學(xué)生，尋找實(shí)驗(yàn)失敗的原因，總結(jié)出實(shí)驗(yàn)要注意什么問(wèn)題才能避免失敗。例如：做水的沸騰實(shí)驗(yàn)時(shí)，不僅用時(shí)長(zhǎng)，而且接近沸騰時(shí)溫度不易上升，這時(shí)有些教師往往隨便用一些理由搪塞過(guò)去，而筆者在教學(xué)中則及時(shí)引導(dǎo)學(xué)生分析原因，有些同學(xué)認(rèn)為水量多、水的初溫偏低是導(dǎo)致加熱時(shí)間長(zhǎng)的根本原因；又有同學(xué)認(rèn)為由于散熱較多也可能導(dǎo)致加熱時(shí)間長(zhǎng)，當(dāng)散熱速度等于吸熱速度時(shí)水溫不容易上升，建議蓋上一個(gè)蓋子；更有同學(xué)提出可以用大試管代替燒杯，這樣同樣體積的水放在試管中較燒杯中要深得多，水沸騰前后產(chǎn)生的氣泡在水里上升過(guò)程歷時(shí)長(zhǎng)，可以清楚地觀察到汽泡在上生升過(guò)程中體積變化情況……同學(xué)們的學(xué)習(xí)熱情和能力充分得到提升。

二、加強(qiáng)對(duì)比實(shí)驗(yàn)，發(fā)展學(xué)生思維品質(zhì)

1. 遞進(jìn)性對(duì)比實(shí)驗(yàn)，發(fā)展思維的深刻性

所謂遞進(jìn)性對(duì)比，就是根據(jù)中學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)，針對(duì)同一科學(xué)過(guò)程設(shè)置幾個(gè)逐漸接近其本質(zhì)特征的實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生的思維在實(shí)驗(yàn)的引導(dǎo)下，由淺入深，層層推進(jìn)，最終養(yǎng)成對(duì)事件刨根究底、追本溯源的思考習(xí)慣和能力，其思維的深刻性由此得以發(fā)展。

如關(guān)于“SO42-檢驗(yàn)”的教學(xué)，教師可以設(shè)計(jì)以下對(duì)比實(shí)驗(yàn)：向盛有Na2SO4溶液的試管中加入適量的BaCl2溶液，看到有白色沉淀產(chǎn)生，加稀HNO3沉淀不溶解，證明溶液中有SO42-存在。接著取一支盛有Na2CO3溶液的試管，先向試管中滴入BaCl2溶液，同樣看到有白色沉淀產(chǎn)生，再慢慢滴入稀HNO3，發(fā)現(xiàn)白色沉淀被溶解且有無(wú)色氣體產(chǎn)生，隨著實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的變化，學(xué)生的思維立即活躍起來(lái)，因勢(shì)利導(dǎo)，教師啟發(fā)學(xué)生分析思考產(chǎn)生不同現(xiàn)象的根源，通過(guò)分析學(xué)生明確了BaSO4和BaCO3兩種沉淀的異同，認(rèn)識(shí)到檢驗(yàn)SO42-為什么要加稀HNO3的真正原因。再取一支盛有未知溶液的試管，同樣加入適量BaCl2溶液和稀HNO3，也有白色沉淀產(chǎn)生，針對(duì)看到的現(xiàn)象，教師問(wèn)：未知溶液中是否一定含有SO42-？學(xué)生的思維進(jìn)一步被激活，假如BaCl2溶液和稀HNO3產(chǎn)生白色沉淀，溶液中還有可能不含SO42-的？通過(guò)深入研究，學(xué)生領(lǐng)悟到加入BaCl2溶液產(chǎn)生不溶于稀HNO3的白色沉淀，既有可能是溶液中含有SO42-，也有可能是含有Ag+。因?yàn)锳g+與Cl-結(jié)合同樣能產(chǎn)生不溶于稀HNO3的AgCl白色沉淀。通過(guò)這樣對(duì)比性實(shí)驗(yàn)，既幫助學(xué)生全面準(zhǔn)確地掌握了科學(xué)知識(shí)，使學(xué)生懂得了檢驗(yàn)SO42-與Cl-的方法，又能引導(dǎo)學(xué)生全面深入思考問(wèn)題，真正實(shí)現(xiàn)思維的深刻化。

2. 同質(zhì)性對(duì)比實(shí)驗(yàn)，發(fā)展思維的變通性

思維的變通性常常表現(xiàn)為思路靈活、舉一反三、觸類旁通、隨機(jī)應(yīng)變，能將思路轉(zhuǎn)移到別人不容易想到、比較隱蔽的方向去。為了培養(yǎng)學(xué)生的這種思維，教師教學(xué)時(shí)可先向?qū)W生展示一個(gè)實(shí)驗(yàn)，待學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象作出正確解釋后，再向?qū)W生展示另一個(gè)原理類似的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生便能在認(rèn)識(shí)前一個(gè)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上認(rèn)識(shí)后一個(gè)實(shí)驗(yàn)，并對(duì)其現(xiàn)象作出合理的解釋，在解釋中學(xué)會(huì)比較、應(yīng)變與遷移。

如在“研究酶的作用條件”時(shí)，教師可做如下實(shí)驗(yàn)：取兩支試管，每支試管中注入2mL煮沸冷卻后的淀粉糊，再分別加入2mL稀釋的唾液，搖勻。然后把一支放入盛有37℃溫水的燒杯中，另一支放在冰水中。靜置10分鐘后取出，分別滴入1～2滴碘液，發(fā)現(xiàn)放在溫水中的試管不變色，而冰水中的試管則變藍(lán)色。針對(duì)不同的現(xiàn)象，教師引導(dǎo)學(xué)生積極探索產(chǎn)生不同現(xiàn)象的根源，因勢(shì)利導(dǎo)，教師質(zhì)疑：以上實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)條件是否相同？學(xué)生恍然大悟：溫度不同，酶在37℃時(shí)催化能力最強(qiáng)，溫水中試管里的淀粉糊完全分解了，而冰水中試管里的酶幾乎沒(méi)有催化能力。再取一支裝有淀粉糊的試管，在加入2mL唾液的同時(shí)，再滴加幾滴稀鹽酸，搖勻后同樣放入37℃的溫水中靜置一會(huì)兒，取出試管，教師發(fā)問(wèn)：如果在試管中也加入碘液，碘液會(huì)不會(huì)變色？不會(huì)變色，因?yàn)榈矸酆幻阜纸饬?。接著慢慢向試管中滴加碘液，結(jié)果變藍(lán)色，完全出乎同學(xué)們的預(yù)料，學(xué)生的思維立即活躍起來(lái)，抓住時(shí)機(jī)，教師啟發(fā)：為什么加入稀鹽酸后碘液會(huì)變藍(lán)色？由于有了前面的經(jīng)驗(yàn)，同學(xué)們立即想到是因?yàn)闂l件改變了，滴加鹽酸后，溶液的PH值變小了，而酶的催化能力在中性或接近中性的溶液中最強(qiáng)，從而從根本上突破了教學(xué)的難點(diǎn)，學(xué)生思維的變通性也在知識(shí)的運(yùn)用、遷移過(guò)程中得到了發(fā)展。

三、通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究，提高學(xué)生探究能力

1. 根據(jù)學(xué)生情況，靈活把握重點(diǎn)探究環(huán)節(jié)

學(xué)生的探究活動(dòng)不同于科學(xué)家的探究活動(dòng)，教師要有目的地設(shè)計(jì)科學(xué)探究活動(dòng)的內(nèi)容、目的形式、方法和評(píng)價(jià)等方面的內(nèi)容，特別是要根據(jù)具體探究?jī)?nèi)容和學(xué)生的實(shí)際情況，突出科學(xué)探究的重點(diǎn)環(huán)節(jié)，而不必對(duì)科學(xué)探究全部要素都面面俱到。

例如：對(duì)于探究影響聲音高低的因素時(shí)，由于學(xué)生還沒(méi)有較強(qiáng)的科學(xué)探究能力，同時(shí)學(xué)生對(duì)于聲音的高低缺少必要的感性認(rèn)識(shí)，因而對(duì)于“猜想與假設(shè)”、“制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)”等環(huán)節(jié)可以由教師直接給出，而應(yīng)將學(xué)生探究的重點(diǎn)放在“收集證據(jù)”、“分析與論證”和“交流與合作”等環(huán)節(jié)上，這樣一來(lái)可以充分地讓學(xué)生體驗(yàn)他們力所能及的科學(xué)探究過(guò)程，從而有效地落實(shí)過(guò)程與方法目標(biāo)。

2. 尊重學(xué)生，突出學(xué)生的主體地位

在學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究的過(guò)程中，教師應(yīng)成為科學(xué)探究活動(dòng)的組織者和引導(dǎo)者，充分尊重學(xué)生的主體地位，發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)作用。如在研究影響液體液體蒸發(fā)快慢因素的實(shí)驗(yàn)中，由于探究的操作并不復(fù)雜，同時(shí)學(xué)生對(duì)這一現(xiàn)象在日常生活中已有較豐富的感性認(rèn)識(shí)，因此教師放開(kāi)手腳讓學(xué)生“提出問(wèn)題”、“猜想與假設(shè)”、“制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)”、尊重學(xué)生所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案，為他們提供必要的器材，以滿足學(xué)生的主體意識(shí)，讓他們體驗(yàn)到成功的喜悅。

總之，科學(xué)實(shí)驗(yàn)有效教學(xué)是一種教與學(xué)的實(shí)踐活動(dòng)，它以師生和諧、平等的交往互動(dòng)為前提，以具有挑戰(zhàn)性、開(kāi)放性的教與學(xué)的內(nèi)容為支點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生積極參與，在主動(dòng)的、開(kāi)放的、創(chuàng)造的和享受的過(guò)程中促進(jìn)知識(shí)、技能的自主建構(gòu)及智慧生成的教與學(xué)統(tǒng)一的實(shí)踐活動(dòng)，它需要教師在有效教學(xué)理念的指導(dǎo)下，運(yùn)用自己的專業(yè)判斷在具體情景中作出專業(yè)決策，需要不斷的反思和創(chuàng)新，實(shí)驗(yàn)教學(xué)才能取得更豐碩的成果。