小實驗在科學學科調節(jié)教學中的應用

彭前鋒

摘 要：初中科學學科的知識和規(guī)律較為抽象，必須注重實驗教學，才能促進學生對科學學科知識的理解。實驗對于初中科學學科教學而言有哪些作用呢？本文就小實驗在激發(fā)學生科學學科學習興趣、組織概念教學、內化知識、復習課教學等幾個方面的具體作用結合實踐談幾點筆者的看法，望能有助于教學實踐。

一、實驗有助于提升學生的科學素養(yǎng)

學生是教學的主體，學習科學的目的不僅是給學生灌輸程式化的知識和規(guī)律，而且更應注重學生在科學探究中的過程，應從學生的具體實際出發(fā)，通過實驗的過程，將學生的聽覺、視覺、觸覺等多元感官均充分地調動起來，最大程度地豐富學生的感性認識，將實驗現(xiàn)象所包含的各種科學屬性及含義都刻入大腦形成表象，并由此牽連和發(fā)散出更為豐富的科學感覺，學會科學觀察和思考。

在教學實踐中，教師們都能感受到學生對實驗課的喜愛，學生一聽到要去實驗室做實驗都分外激動，見到教師上課前提著實驗器材進入教室也都圍到講臺不愿離開。從這些方面可以看出學生喜歡生動、真實、情境化的學習模式，照本宣科式的“填鴨教學”無法吸引學生的注意力。而缺失了注意力的集中和學習興趣的參與，科學學習的效果勢必低下。當然，在運用小實驗組織科學教學時，首先借助于實驗器材和實驗現(xiàn)象將學生的注意力集中到科學課堂中來，接著引導學生要觀察什么現(xiàn)象、如何觀察、這些現(xiàn)象與哪些科學規(guī)律相聯(lián)系，通過這樣的提示和引導，學生的眼、耳、手、腦并用，觀察和思維變得有序，課堂學習變?yōu)橛幸庑?、目的性的活動，科學素養(yǎng)在科學實驗的過程中得到發(fā)展和提升。

例如，在實驗時，無論是力學中的長度測量，還是電學實驗中電壓、電流的測量，我在給學生提供實驗器材時，通常采用富足供給的方式，讓學生首先結合實驗的目的進行測量工具的選擇，這一過程看似耗時間，但是學生為了正確選擇器材，就一定會去了解實驗器材的量程、最小刻度值，熟悉實驗儀器的功能，實驗素養(yǎng)和實驗能力得到發(fā)展。

借助實驗激發(fā)學生學習興趣，然后引導學生對實驗現(xiàn)象進行分析，經(jīng)歷“觀察—分析—推廣—得到結論”一系列科學思維過程，提升學生的科學素養(yǎng)。

例如，筆者在和學生一起學習“摩擦力”這節(jié)課，摩擦力的方向是教學的難點，因為學生看不到，為此，我設計了如圖1所示的小實驗，從刷子毛彎曲的方向學生能夠清楚地“看”到了摩擦力的方向，繼而在頭腦中形成穩(wěn)定的科學表象，對摩擦力概念的理解就更為全面了。

二、用實驗創(chuàng)設概念教學環(huán)境

學習不可離開教學情境的引導，小實驗能夠起到創(chuàng)設情境的作用，我們在平時的新課教學或是復習教學都應該多做實驗，引導學生從生活中容易找到的器材出發(fā)自主設計并完成實驗，這一做法對于知識復習效果更佳，有效消除灌輸教學的生硬感，促進教學趨于有效，教學更具條理性，效果自然更佳。

例如，筆者在和學生一起學習“壓強”這一個概念前我要求學生拿起手邊最為常見的鉛筆（一端削尖），用兩個食指夾住這支鉛筆，接著用力。讓學生說出自己的切身感受，然后就感受出發(fā)進行討論和分析：“兩端施加同樣大小的力，與削尖了的一端相壓的食指會感覺比鈍的一端要痛，說明了力的作用效果存在著差異，是什么原因呢？”是不是力不相等？進一步分析可以發(fā)現(xiàn)：力是相同，那么根源在哪里？一個尖、一個不尖，即根源在接觸面積不同。一個小小的實驗構建了輕松、愉快的概念學習環(huán)境，為了比較力的作用效果，“壓強”這一概念也應運而生了：“單位面積上所受到的壓力”。

再例如，筆者在和學生一起學習“慣性”這一概念時，“慣性”是一個很抽象的概念，教材中有演示實驗，為了進一步提高學生的感性認識并深化學生的印象，除了教材中的演示實驗建立“慣性”的概念外，我還補充了一個生活中最為常見的小實驗“挑雞蛋”：我展示了生、熟雞蛋各一個，提出問題：“在不敲壞雞蛋的前提下，如何將熟雞蛋挑出來？”讓學生想辦法，然后我再演示，其實很簡單就是放在桌上一起旋轉，其實驗原理是什么呢？與什么科學概念相聯(lián)系呢？很自然地與剛剛得到的“慣性”的概念相聯(lián)系，給學生留下了深刻的印象。

三、真實的實驗現(xiàn)象有助于突破難點

“科學難，難在哪里呢？”筆者在實踐中發(fā)現(xiàn)，之所以我們同學覺得科學難學，主要原因有如下兩個方面：（1）概念容易混淆；（2）學習前科學概念的負遷移。要解決這兩個因素導致的科學難學的問題，應該對癥下藥，從實驗現(xiàn)象出發(fā)，突破難點。

1.解決容易混淆的認識

在科學學習中有很多相近的概念和描述，這些往往是學生容易出錯和混淆的地方，如果空洞地說教，學生處于被動接受狀態(tài)，疑慮還是存在的，時不時地還會出錯，如果用生活化的小實驗，讓學生能夠看到真實的現(xiàn)象，尤其是對比度、可見度比較高的小實驗，透過實驗現(xiàn)象，既培養(yǎng)了學生的觀察能力，學生的思維能力也在這個過程中得以提升。

例如，和學生一起學習“浮力的方向是豎直向上”這一概念時，從文字角度學生理解上總覺得疙疙瘩瘩的，灌輸式教授只能在學生大腦里留下淺淺的痕跡，有時容易出現(xiàn)“豎直”與“垂直”相混淆，如果我們給學生創(chuàng)設實驗，讓學生通過實驗現(xiàn)象的觀察，真實地看到浮力的方向，那么概念就會在學生的大腦里深深地刻上一筆，筆者在教學中設計對比性實驗，實驗結果如圖2所示，可以清晰觀察到兩個燒杯中的繩子處于平行狀態(tài)，與水平面垂直， “浮力的方向是豎直向上”概念自然形成，與此同時再引導學生運用平衡原理，還能進一步加深重力方向豎直向下的認識。

2.有效消除學習前概念的負遷移

在初中科學概念教學中，對于學生科學前概念中的相異構想一定要及時地予以糾正，實驗演示的方法可以建立概念間的聯(lián)系，促進思維條理化、系統(tǒng)化。

例如，在和學生探究滑動摩擦力與哪些因素有關時，學生從日常生活經(jīng)驗出發(fā)：“同一個物體速度大滑行距離長，速度小滑行距離短?！庇谑怯小盎瑒幽Σ亮Υ笮∨c運動速度有關”的相異構想。針對這一錯誤的物理前概念，直接講解學生難以理解，為此筆者設計了如圖3所示的實驗：A物體疊放在B物體上，豎直墻壁與A之間用一彈簧測力計相連，現(xiàn)用力拉物體B使其以不同的速度運動，觀察彈簧測力計示數(shù)。學生會驚奇地發(fā)現(xiàn)，無論B的速度多大，彈簧測力計示數(shù)都是相同的，運用二力平衡條件，得到A、B之間的滑動摩擦力大小不變。通過多次實驗，“滑動摩擦力大小與運動速度有關”這一前概念多次被事實所否定，正確的概念和結論逐步建立。