深度挖掘 激活思維

徐銀云

摘 要：實驗教學是培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)、提高學生思維能力的重要內容。本文結合自己的實際教學，通過實踐、反思與總結，從巧妙挖掘實驗設計、深度挖掘實驗內涵和廣泛挖掘實驗外延三個視角，通過實例分析，分別從激發(fā)學生的思維潛能、培養(yǎng)學生思維深度、培養(yǎng)學生思維寬度三個方面作了詳細闡述。本文選取了大量的可操作性案例介紹了如何在實驗教學中深入、廣泛挖掘實驗的內涵與外延，特別是在實驗教學環(huán)節(jié)的改進、實驗情境的設計、實驗方案的探究等方面作了較深入的研究，使實驗教學成為激發(fā)學生思維、提升思維水平的重要途徑。

關鍵詞：實驗；思維潛能；思維深度；思維寬度

中圖分類號：G632 文獻標識碼：B 文章編號：1002-7661（2014）24-113-05

隨著新課程改革的不斷深入，隨著新課程理念的不斷轉變，學生思維能力發(fā)展、創(chuàng)新思維發(fā)展已經成為科學教學的重要關注點。而實驗是科學課的精髓，實驗教學是培養(yǎng)學生實驗技能、思維水平、科學素養(yǎng)的重要內容，而實驗教學中教師所挖掘實驗的深度與廣度決定了實驗教學的效度，決定了學生在實驗教學所能受到的思維能力的提升高度。所以如何深入挖掘實驗教學的內涵與外延具有重要研究意義。

一、問題的提出

初中科學是一門以實驗為基礎的綜合性的學科，實驗教學的成效不僅關系到學生觀察、實驗能力能否得到有效培養(yǎng)，更關系到比較、歸納、分析、建模等能力能否得到的培養(yǎng)。但是當前實驗教學中，由于教師不愿在實驗教學方案的設計上下工夫、花時間，導致實驗教學方法形式單一、陳舊；單純?yōu)榱送瓿山虒W任務而安排實驗，對學生實驗能力的培養(yǎng)顯得沒有計劃和目的，缺乏系統(tǒng)性。具體表現(xiàn)為：只注重實驗的數(shù)量，不注重實驗的質量；只重視獲得實驗結論，不重視展示實驗過程；只重視實驗的演示，忽視實驗過程中的問題設置；學生實驗只注重具體操作的訓練，不注重實驗習慣的養(yǎng)成；“照方抓藥”的驗證性實驗多，探索性、設計性實驗少等。顯然這樣的實驗教學，教師只是把實驗作為一項教學任務機械地完成，并沒有將實驗真正的內涵、本質挖掘出來，更沒有將實驗進行開拓去培養(yǎng)學生的思維能力。

基于以上的問題，我校近年來開展了“提高實驗教學效益”的教研活動，強調對實驗的改進，對實驗教學形式的改進，對實驗教學內涵的挖掘，以及對實驗進行拓展和延伸。我們在實驗教學中認真鉆研教材、反復琢磨教學各環(huán)節(jié)的設計、深入挖掘實驗的內涵和外延，如該實驗應以怎樣的方式提出問題，如何使學生明確實驗的目的和任務，如何培養(yǎng)學生設計實驗的能力，如何選擇合適的器材進行實驗，等等。以某個環(huán)節(jié)為重心挖掘實驗的特色，以著重培養(yǎng)學生的思維能力，讓實驗變得更適合學生，達到更有效的提高學生的科學素養(yǎng)的目的。實踐證明，深入挖掘實驗的內涵和外延是培養(yǎng)學生思維能力的有效途徑。

二、挖掘實驗內涵外延的實踐

挖掘實驗的內涵外延是以“發(fā)展學生科學素養(yǎng)”為目標的一種教學行為，是把實驗作為提出問題、探究問題、解決問題的重要途徑和手段，在教學中以實驗為載體，讓學生親自參與實驗的設計、操作、分析、改進等環(huán)節(jié)，探究物質的本質及其變化規(guī)律。這種教學過程不僅能讓學生在切身體驗中獲得新知，更能讓學生在學習過程中培養(yǎng)思維、提升科學素養(yǎng)。

下面，本人結合自己的教學實踐談談關于深度挖掘實驗內涵外延的嘗試和思考：

1、巧妙挖掘實驗設計，激發(fā)思維潛能

（1）實驗巧設計，開啟思維之泉

實驗設計是一種有計劃的研究，包括一系列有意圖性的對過程要素進行改變與其效果觀測，對這些結果進行統(tǒng)計分析以便確定過程變異之間的關系，從而改變這過程。巧妙設計實驗，讓學生主動動腦思考，動手實踐，學生得到的知識才是最深刻、最牢固的。在教學要特別重視引導學生觀察和實驗。在引導學生進行操作實驗時，教師要根據(jù)教學內容精心設計實驗，努力創(chuàng)設情境，使學生產生認知沖突和求知欲望，這樣有利于培養(yǎng)和提高學生的觀察、思維、想象、創(chuàng)造能力。教學中，只要我們對教科書上的實驗稍作改動，就可以產生與教科書上的實驗相近，但又不同于它的非常有趣的一種新式的實驗巧設計。

案例1：電流周圍的磁場實驗教學片斷

問題的提出在八下《電和磁》一章教學時，因為磁場看不見摸不著、電流也是看不見極為抽象的東西，所以既難教又難學，尤其對女同學來說興趣不大。所以這方面的實驗是學生學習的重要載體。也正因為磁場和電流無法直接感知，所以實驗中的現(xiàn)象也就變得神奇，所以我在磁場、電流的磁場等教學中，經常故弄玄虛，結果很能激起學生的學習欲望。我在教學《電流周圍的磁場》一節(jié)時，進行了以下嘗試：

對實驗的趣味性挖掘

課前，老師準備如圖所示的裝置：在課本上的實驗基礎上，將單刀單擲開關改為雙刀雙擲開關，可以通過閉合不同觸點，實現(xiàn)改變電流方向。

上課伊始，師：老師今天給大家做個魔術哦，想看嗎？

生（異口同聲）：想。

教師接著把小磁針放在教室投影儀下方，讓學生注意觀察。

請一位同學幫忙把導線沿南北方向拉直在小磁針上方。

師：同學們，現(xiàn)在小磁針靜止在這里，老師用手拔動它，它會轉動（演示），但老師能不用手直接作用小磁針，而是通過施加“魔法”讓小磁針轉起來（學生用懷疑的眼神看著老師）。

師：接下來就是見證奇跡的時刻——當老師說“轉”的時候，迅速合上放在講臺上的開關，小磁針發(fā)生了偏轉。

生：真的，轉起來了！

師：我還有更神奇的魔法，叫小磁針聽我的話，我叫他順時針轉它就順時針轉，我叫他逆時針轉它就逆時針轉——接著演示，改變雙刀雙擲開關的閉合觸點，即改變電流方向，實現(xiàn)改變小磁針轉動方向。

生：太神奇了，你用了什么魔法？

師：其實這個魔術并不復雜，接下來就讓我們一起來揭開其中的奧秘吧。

老師拿出簡易裝置（用普通開關），給學生演示：

①當迅速閉合開關時，學生發(fā)現(xiàn)小磁針在開關閉合的一瞬間發(fā)生了偏轉，并讓學生記住偏轉方向。

②教師交換電源接線柱，在開關閉合的瞬間小磁針也發(fā)生偏轉，但方向跟前一次相反了。

③教師接著調整導線方向，沿東西方向拉伸，問同學：小磁針會偏轉嗎？學生都說會。

閉合開關，卻發(fā)現(xiàn)小磁針并沒有像預期的那樣偏轉。

師：那么究竟是什么原因使小磁針發(fā)生偏轉的呢？又是什么原因使小磁針的偏轉方向改變呢？

至此，學生已經非常希望能揭開其中的秘密，達到了學習的最佳狀態(tài)。

反思與心得 “興趣是最好的老師”。不錯，學生喜歡自己覺得有意思的一些東西，喜歡有趣的事物，才會不由自主地學習，體會學習的快樂。教學中我們老師可以選擇趣味性的實驗，或者挖掘實驗的趣味性，激發(fā)學生的求知欲，以提高實驗的利用率。

（2）問題巧設計，點燃思維火花

問題能開啟思維，問題能激發(fā)學習的動力。波普曾說過：“是問題激發(fā)我們去學習，去發(fā)現(xiàn)知識，去實驗，去觀察。在課堂教學中，問題巧設計能夠給學生創(chuàng)設比較真實的問題情境，并且可以通過提出一些具有探索性和思考性的問題幫助學生提高自身自主學習的能力。”實驗時，如果對問題進行進行巧妙的設計，可使學生明確實驗目的，明確觀察的方向性，增強分析問題、解決問題的能力等等，更好地引發(fā)學生更深入的思考。

案例2：鐵絲在氧氣中燃燒的實驗教學片段

問題的提出：在進行氧氣的化學性質教學時，有大量的燃燒實驗。因為實驗現(xiàn)象明顯，學生的學習熱情很高，但正是因為實驗太多，如果沒有加以分析利用，往往會造成場面熱鬧，知識點不落實，學習效果不佳的結果。

對實驗問題的挖掘：師：我們繼續(xù)來學習氧氣的化學性質——鐵絲與氧氣的反應。請同學們帶著這幾個問題來仔細觀察接下來的實驗現(xiàn)象。

多媒體展示：①鐵絲和氧氣反應與前面的木炭，硫粉與氧氣的反應現(xiàn)象有什么不同點？②為什么預先要在這個集氣瓶底鋪一層沙或少量的水？③實驗用的鐵絲在放入氧氣中燃燒之前，為什么要纏繞一根火柴？為什么要等火柴燃燒一段時間后再放入集氣瓶中呢？

接著教師演示了鐵絲在氧氣中燃燒的實驗。為了尋找問題的答案，學生們觀察得非常仔細。實驗很成功，同學們看到了鐵絲燃燒時的火星四射，很激動。

然后有很多手舉起來了。

生1：老師，我知道反應現(xiàn)象的最大不同是鐵絲在氧氣中燃燒時有火星四射的現(xiàn)象，木炭和硫粉燃燒時沒有。

生2：在集氣瓶中留水的目的可能是防止因為火星濺落下來使瓶子破裂。

師：很好。還有同學補充嗎？提示一下，火星濺落后在瓶底留下了什么樣的物質呢？（展示瓶底的黑色生成物）

生3：哦，我知道了，反應的不同點還有鐵絲與氧氣反應生成的是固體物質，木炭和硫粉燃燒后生成的分別是CO2，SO2氣體。

生4：集氣瓶底的水或細砂是為了防止生成的高溫物質濺落使瓶底破裂。

師：那么第三個問題怎么回答呢？

生5：可能是因為鐵絲在空氣中不能燃燒，用火柴把它點燃一下吧。因為木炭和硫粉在空氣中也能燃燒的，所以不需要火柴。

師：（帶頭鼓掌。）回答的真精彩?。▽W生一起鼓掌。）

師：我們把火柴在這里所起的作用叫做“引燃鐵絲”。接下來我們思考為什么要等火柴燃燒一段時間再把鐵絲放進集氣瓶呢？

生：火柴在外面燃燒的時間太短，放入后會耗盡瓶內氧氣而無法使鐵絲燃燒。火柴燃燒時間長一些放進去可能滅了。都會使實驗不成功。

師：是不是這樣呢？我們用實驗驗證一下。

教師演示實驗：1.火柴燃燒較短時間就把鐵絲放入瓶內，只看到火柴燃燒，沒有看到鐵絲燃燒。2.火柴燃燒快結束時放入鐵絲，鐵絲也沒有燒起來。

師：火柴放入集氣瓶時還在燃燒，為什么也不能使鐵絲燃燒呢？

生：因為這時溫度低吧。

師：很好。這說明鐵絲在氧氣中燃燒時，火柴的引燃是實驗成功的關鍵。

對實驗問題挖掘后的反思：如果本節(jié)課堂不是帶著這許多問題進行實驗教學，就看不到那么多精彩的瞬間，和學生們思維中的閃光點。沒有教師精心地設計問題進行合理引導，學生根本不會像現(xiàn)在這樣深入地去分析一些細小的實驗環(huán)節(jié)，對實驗的學習就停留在膚淺的記憶知識層面。從這里可以看出，在實驗中培養(yǎng)學生要嚴密的思維，離不開實驗者對實驗問題設置的精心挖掘。

（3）情境巧設計，激起思維浪花

實驗中的困難往往也是生活中的困惑、學習中的障礙。實驗的目的是為了通過展示過程，然后分析得出結論，但實驗結論的得出并非實驗的終結，實驗的意義也并非是實驗的本身，而是這個實驗過程中能力的提高以及在結果延伸中能力的升華。

在教學中，如果能挖掘一些生活中、實驗中的用到科學知識的情景，讓學生體會到知識的應用，不僅能讓學生將知識學以致用，還能激發(fā)學生的興趣，激起學生思維的浪花。

案例三：探究影響壓強大小的因素實驗教學片斷

問題的提出 在探究影響壓強大小的因素實驗后，同學們都清楚壓強大小與壓力的大小和受力面積有關，但是否會在實際問題的分析中與書本知識聯(lián)系起來呢？

對實驗的情境設計挖掘和延伸 壓強知識教學完成后，師：下面給大家播放一段影片，放松一下緊張的學習氣氛好嗎？但是請同學們看完后要回答相關的問題。生（熱烈）：好。

多媒體展示影片。故事情節(jié)大致是這樣的：亞馬遜叢林里，一群探險者正在進行探險，前面是一片植物叢生的沼澤地。有的地方是黑色的泥潭，有的是潮濕松軟的泥濘地區(qū)。大家鼓足了勁用拐杖探路，小心翼翼的往前穿越。忽然，一聲尖叫從他們中間傳了出來，原來有人踩到了有浮層的泥潭。同伴顯得非常驚慌。不過還好，只見那個遇險者毫不驚慌，放下拐杖，甩開背包，躺平身體，盡量擴大身體與沼澤地的接觸面，控制下陷的速度。等下陷被控制以后，立即一個翻身，從泥潭里滾了出來。擺脫了危險，同伴們緊緊地抱在一起……

驚險過后，學生終于松了一口氣，不約而同鼓起掌來。

師：同學們，探險者能脫離危險是利用了什么辦法呢？

生1：老師，我能回答。甩開背包，可以減小身體對支持面的壓力；躺平身體，可以盡可能地增大身體與支持面的接觸面積。

生2：片中的探險者正是利用壓強相關的因素減小了壓強才能從沼澤地逃生，說明知識在生活非常有用。

師：很不錯。那么能不能說說壓強知識在生活中還有哪些用途呢？

生：書包的背帶制成寬扁的形狀，公路上的貨車常常裝有很多的輪子，是利用增大接觸面積減小了壓強。

生：北方冬天下雪的時候人們用雪橇駝貨物，坐軟軟的沙發(fā)使人感到舒服，也是因為增大接觸面積減小了壓強。

生：把菜刀磨薄了變得鋒利，圖釘尖做成尖尖的則是利用減小受力面積增大壓強的原理。

我的反思 由上所述，實驗教學中，實驗結論的得出并非實驗的結束，最好是如何從這個實驗引向新的問題，新的思維空間中去。就像一篇好的文章的結尾，不是文章的結束，而是留給人以想象的空間。

2、深度挖掘實驗內涵，培養(yǎng)學生的思維深度

“挖掘實驗的內涵”是指將實驗所體現(xiàn)的思想與本質、實驗所包含的知識和方法充分挖掘出來，把表象的實驗變成立體的探究。深度挖掘實驗內涵是培養(yǎng)學生的思維深度有效途徑。

思維是對存在的反映，其反映的深入程度決定了一個人的思維深度，要想使思維具有一定的深度，必須深入到認識的對象之中做深入而具體的分析。因此，在挖掘實驗的內涵過程中，需要對實驗方案的設計、實驗現(xiàn)象的分析進行創(chuàng)新探索，通過實驗的交流和實驗的改進，不斷引導學生總結、反思、改進，提高學生的思維能力。特別強調的是挖掘實驗的內涵，并非挖掘實驗的難度，而是實驗的思維深度。教師可以以實驗為載體，運用更佳的方法和策略，使學生的科學素養(yǎng)向更深一層發(fā)展。

（1）引導學生進行實驗設計

實驗設計是實驗教學的一個重要環(huán)節(jié)，通常是老師呈現(xiàn)實驗設計方案，學生只是被動的接受，并沒有領會這樣設計的原因、好處。這樣的教學學生往往知其然而不知其所以然，不僅失去了培養(yǎng)實驗設計能力的機會，更是失去了培養(yǎng)學生思維嚴密性、思維深度的機會。所以教學中應不失時機地引導學生進行實驗設計。

案例4：熔化與凝固實驗教學片斷

問題的提出 在初一科學上冊熔化與凝固的教學時，教材安排了硫代硫酸鈉和松香的熔化實驗來進行熔化和凝固規(guī)律的教學。根據(jù)教材的安排，熔化和凝固的規(guī)律是本節(jié)內容的重點，是從實驗中觀察總結出來的。教材并沒有要求學生進行該問題相關的思維拓展和實驗設計。我在進行備課時認為，既然前面已經學習了探究相關的基本環(huán)節(jié)，并且也有了一定的經驗。為了滲透培養(yǎng)學生思維的指導思想，在這里我改進了教材的安排，從探究問題的提出到實驗的整個設計過程作了如下調整。

對實驗的設計引導 師：我們已經知道了物質從固態(tài)變成液態(tài)的過程叫做熔化，從液態(tài)變成固態(tài)的過程叫做凝固。同學們也舉了很多生活中類似的例子。那么你們想知道進一步認識物質熔化和凝固過程的什么相關問題呢？

因為熔化和凝固是相反的過程，我們以熔化為例進行探究。請同學們提出你關心的問題，越多越好哦。

生1：我想知道是不是所有的物質都會像冰雪那樣熔化？

生2：冰雪熔化需要比較高的溫度，那么是不是物質熔化一定要高溫條件呢？

生3：物質熔化需要什么條件？不同物質熔化條件一樣嗎？

生4：我看到蠟燭燃燒時會先熔化，那么蠟燭的熔化和冰雪的熔化情況一樣嗎？

師：很好。同學們提出了很多老師都沒想到的問題，說明我們越來越會思考了。那么這么多的問題今天不能一一解決，我們選擇其中一項進行實驗探究。蠟燭和冰雪都會熔化，那么這些不同的物質熔化時的情況是否一樣呢？（多媒體打出：不同物質的熔化規(guī)律一樣嗎？）

師：接下來老師提供你們應有的器材，我們一起完成這個實驗。你們需要什么器材和物品來進行探究呢？

生1：（聽到自己能完成整個實驗過程，氣氛活躍。）老師，我知道需要熔化所需物質，比如石蠟，冰雪，還有盛放用的燒杯。

生2：熔化需要高溫，那就要酒精燈。

師：還要什么？那么用手直接拿著加熱嗎？

生3（受到啟發(fā)）：還要鐵架臺，石棉網。

生4：老師，我知道還要溫度計，因為高溫時需要測一下物質的溫度。

師：（把物品一樣樣拿出來。由衷的說）真聰明！同學們把該說的都說出來了。

學生很興奮，課堂氣氛融洽。

然后教師解釋改用硫代硫酸鈉和松香做實驗的原因，并補充用水浴法加熱的作用。

對實驗設計的反思：如果按照教材的意圖，忽略實驗設計，直接提出問題“物質的熔化和凝固需要什么條件？不同物質的熔化和凝固規(guī)律一樣嗎？”，從而強調實驗結論的得出過程和實驗結論的分析，整節(jié)課會顯得很緊湊，重點也顯得突出。如果趕緊一點，一節(jié)課基本完成教學任務。但總有一種囫圇吞棗的感覺，沒有很好挖掘實驗的作用。做了調整以后，完成這一節(jié)的教學內容需要整兩節(jié)課時間。但是可以給學生充分的思維發(fā)展空間，也可以充分挖掘實驗的效用，更可以進行實質性的探究式教學模式，讓學生在探究中成熟起來。

（2）引導學生改進實驗方案

利用實驗解決問題是學習科學最常用的方法，而實驗方案的設計、改進是最能培養(yǎng)學生思維能力的活動。實驗方案的改進可以從實驗原理的改變、實驗器材的替換、實驗步驟的改變等方面進行，例如實驗器材的替換就可以結合教材內容，根據(jù)實驗原理、實驗的條件、實驗用量等方面，因地制宜地引導學生，對課本上的實驗換用實驗器材來改進實驗，引導學生解決新問題。這個過程，能有效地培養(yǎng)學生的思維的深度。

案例5：空氣中氧氣的體積分數(shù)測定實驗

問題的提出 我在學校實驗調研時，改進了關于空氣中氧氣的體積分數(shù)的測定實驗。

該實驗的原理是，充分利用內外氣壓差，讓外界水倒吸入集氣瓶中，根據(jù)倒吸入水的體積填補了氧氣消耗的體積，來進行測量和驗證。因為教材是用紅磷的燃燒將集氣瓶中的氧氣耗盡，氣壓減小，從而使相連的燒杯中的水倒吸入做好標記的集氣瓶中。水倒吸的體積占集氣瓶的比例就是氧氣占空氣中的體積分數(shù)。如果實驗成功，倒吸入的水的體積約占集氣瓶容積的1/5。采用此法的理由主要是因為紅磷在空氣中能燃燒，而且產物是固體，使反應后瓶內氣壓減小。但是因為紅磷需要在空氣中先引燃，然后迅速放入集氣瓶中去消耗掉密閉的氧氣。引燃的過程產生大量的五氧化二磷白煙，造成空氣污染；而且如果處理得不好，塞橡皮塞的動作太慢或者沒有充分冷卻提早打開止水夾，都容易造成體積分數(shù)的

圖1 圖2

偏差，造成實驗的失敗。

對實驗器材的改進 在課堂中，老師先和同學們一起探討了測定空氣中氧氣的體積分數(shù)方案，并參照書本上的實驗裝置，分析該實驗的原理及預想的結論。

接著老師就按課本上的實驗裝置進行了一次實驗，并故意在實驗中塞橡皮塞時稍慢一點，結果出現(xiàn)了如圖的現(xiàn)象（如圖1）。

師：同學們，你們看，這和我們剛才分析應該出現(xiàn)的現(xiàn)象有很大的差別，請問是什么原因呢？

（引導學生討論，產生這一現(xiàn)象的可能原因）

接著，老師開始引導學生對實驗方案進行改進。

師：既然這個實驗這么容易出現(xiàn)偏差，請同學生思考一下，可不可以對實驗裝置進行適當?shù)母倪M，減小這種偏差呢？

（引導并啟發(fā)學生對實驗的藥品、集氣瓶進行改進）

最后，老師拿出事先準備好的改進裝置進行實驗：先將大試管分成等體積的5份，做好相應標記。試管里提前放入足夠多的白磷，塞緊橡皮塞，在白磷下方用一只盛放熱水的燒杯加熱，達到著火點后白磷燃燒，消耗試管內密閉的氧氣。待燃燒結束冷卻后把試管倒放入水槽中，觀察水倒吸的體積比例可得氧氣的體積分數(shù)。（如圖2）

我的反思，相比于教材原有的實驗，改進后的實驗操作簡便，實驗容易成功，又節(jié)約了原料和實驗時間，大大地提高實驗效率。又因為教師敢于對教材進行挑戰(zhàn)，可對學生進行潛移默化的教育，培養(yǎng)學生不拘泥于教材的創(chuàng)新精神，拓寬學生的視野。更重要的是教師在課堂中引導學生進行討論并改進實驗方案，在這個過程中學生的思維得到了有效的發(fā)展。

（3）引導學生剖析實驗現(xiàn)象

觀察、分析實驗現(xiàn)象，可以幫助我們理解科學的本質，在教學中不失時機地引導學生觀察并剖析實驗中出現(xiàn)的現(xiàn)象，能有效地培養(yǎng)學生從現(xiàn)象看本質的思維習慣，這種思維習慣的養(yǎng)成是學生從被動接受知識到主動探究知識的重要一步。

案例6：“水沸騰的前前后后”教學片斷

問題的提出 在進行液體的沸點教學時，為了節(jié)省課堂上實驗觀察的時間，同時增加科學知識的生活氣息，課前我曾布置作業(yè)讓學生在家里觀察水沸騰前和沸騰時的現(xiàn)象。上課時，還進行了用燒杯燒水的實驗，師生共同探討得出了沸騰相關的知識。正要進一步比較沸騰和蒸發(fā)的區(qū)別時，學生提問了。

對實驗現(xiàn)象的剖析生1：老師，我在觀察水沸騰的過程中，看到水加熱到溫度比較高時，水的底部開始產生氣泡，而且在上升過程中逐漸消失了。但過一段時間后，下面產生的氣泡會變大，直至升到表面破裂。為什么會這樣呢？

師：很好。說明我們同學很細心，善于觀察。首先老師問你，哪一種情況表明水沸騰了呢？

生1：因為沸騰是表面和內部同時進行的汽化現(xiàn)象，當然是氣泡在表面破裂，才代表內部也在進行汽化現(xiàn)象呢。

師：很好。對概念的分析很到位。那么為什么沒有沸騰時氣泡上升時會變小消失呢？有沒有同學會解釋呢？

這個問題難倒了學生，一片冷場。

師：我們可以從溫度上去考慮。沸騰時的溫度保持不變，沸騰前的溫度升高，這可以提示我們什么？

生2：哦，我知道了。因為沸騰前溫度升高時，下面水的溫度比上面高，下面的水汽化成氣泡，上升時水溫降低，又變成液體了。沸騰時溫度不再升高，各處的水溫都是沸點溫度。下面的水汽化，上面的水跟著汽化，所以氣泡會變大。

師：解釋的很好。老師有個問題再問一下，我們知道了水沸騰前溫度會升高，而沸騰時時溫度保持不變，是什么原因造成的呢？

生3：這個我知道。因為沸騰和蒸發(fā)一樣，是汽化現(xiàn)象，而汽化吸走了酒精燈提供的熱，所以使水溫不變。

生4：老師，我還有個問題，我在燒水時發(fā)現(xiàn)水未燒開時，聲音很響，而水開后聲音卻不那么響了，這又是為什么？

師：這個問題提的更深入了。我們有句俗話說“響水不開，開水不響?！闭f的就是這個道理。用現(xiàn)在的知識還不能很好的給大家解釋，需要我們學習更多的科學知識打好基礎。

我的反思 課堂教學或者實驗過程中，引導學生抓住實驗現(xiàn)象進行深入細致的分析，常常會激起學生積極思考問題的火花，培養(yǎng)學生縝密細致的思維能力。在師生共同探討交流中，適度激發(fā)起學生的學習欲望，讓學生更好地在課堂上展現(xiàn)出靈動的一面，為你的課堂增光添彩。

3、廣泛挖掘實驗的外延，培養(yǎng)學生的思維寬度

“挖掘實驗的外延”是指將實驗的方法、方式進行拓展和延伸，將有限的實驗變成開放的探索。挖掘實驗的外延是培養(yǎng)學生的思維寬度的重要途徑。

具有良好思維寬度的人，不受一定解題模式的束縛，會從問題個性中探求共性，尋求變異，多角度、多層次去猜想、延伸、開拓，是一種不定勢的思維方式。培養(yǎng)學生具備較好的思維寬度，需要引導學生從多層次、多角度、多方面思考問題，讓學生們展開爭論、交流看法。在這樣氛圍中，思維活躍了，內容拓展了，教學開放了，學生的思維自然就寬了。在實驗教學中教師應讓學生跳出教材、跳出實驗，多討論、多交流、多實踐、多反思。廣泛挖掘實驗的外延，能有效地拓展學生的思維寬度。

4、對課本實驗進行補充，拓展思維寬度

通過對課本中的實驗進行補充，挖掘實驗思維寬度。具體來說就是挖掘一些效果更佳的實驗，如啟發(fā)性強的實驗，更加貼近生活的實驗，現(xiàn)象更明顯的實驗，更加安全、簡便的實驗等方面。

案例7：大氣壓的存在實驗教學片段

問題的提出：八年級上冊教材安排用覆杯實驗和抽可樂罐中的空氣的實驗進行新課教學，讓學生感受大氣壓強的存在。盡管覆杯實驗是比較吸引學生注意力的，但是作為引入課題的實驗，似乎生活化不夠明顯；而且抽出可樂罐中的空氣，在目前初中學校所擁有的器材來看，操作該實驗不太方便，也不容易成功，老師們都不愿意做，等于是擺設。而大氣壓的應用在生活中實在太多了，隨處可見。利用這點，我對這部分的教學作了如下修改。

對課本中實驗補充的挖掘：為了吸引學生的眼球，課前，教師準備了兩瓶玻璃瓶裝的小雪碧，其中一個瓶子用橡皮塞塞緊后插入玻璃管，另一個瓶子則準備了一個普通的吸管。

師：今天上課，我先請兩位同學幫我完成一項任務——喝完瓶中的飲料。誰愿意來?。?/p>

（這可是太讓人興奮的事情。學生們激動的不得了，紛紛舉手。）

教師挑選了一男一女兩位同學上講臺。把塞上橡皮塞的雪碧瓶給了男生，在男生怎么也喝不到飲料的時候，女生卻輕輕松松地喝完了整瓶雪碧。（學生的情緒高漲。）

師：同學們知道為什么男生喝不到飲料嗎？

生：老師，我知道這跟大氣壓有關，但是不會解釋。

師：不要緊。學完今天這節(jié)課，我們就會很輕松的解釋這個問題了。（引入課題）我們已經知道生活在水中的生物會受到水產生的壓強，那么，生活在大氣層中的人類，也會受到大氣產生對其的壓強。

接著師生一起進入新課，演示覆杯實驗，得出“大氣會向各個方向對處于其中的物體產生壓強”的結論。

接著教師又拿出兩個吸盤掛鉤，并用力擠去兩者之間的空氣，使之合在一起。

師：大家知道這是什么東西嗎？

生：吸盤掛鉤。可以用來掛衣服用的。

師：為什么它能用來掛衣服呢？現(xiàn)在我們來研究一下原理。先請同學試著把兩個掛鉤拉開，說說你的感受。

學生自告奮勇上來，兩個同學用力將其拉開。

生1：把掛鉤拉開需要一定的力氣，說明掛鉤吸在墻上時，能承受一定的力量。

生2：掛鉤吸在墻上時要擠出里面的空氣，外面空氣的大氣壓使掛鉤緊緊吸在墻上。

師：掛鉤是吸在墻上的嗎？應該怎樣描述更合理呢？

生3：是大氣壓把掛鉤緊緊地“壓”在墻上，可以承受物體的重力。

師：同學們還能例舉生活中更多的利用大氣壓的例子嗎？……

我的反思：通過幾年的教學實踐，深刻體會到對課本中的實驗進行補充，對學生進行拓展思維寬度訓練，可提高學生分析解決問題的能力。拓展思維寬度是從不同角度和層次對某個問題的思考和分析，它具有流暢性、變通性和獨特性。因此在科學教學中，培養(yǎng)學生思維能力，特別是對造就創(chuàng)造性人才至關重要。

5、將實驗開拓到課外，延伸思維寬度

學生已有的知識與經驗是在生活和社會實踐中形成的。實驗源于生活，生活中到處有實驗。建構主義學習理論認為學習是一個意義建構的過程，是學習者通過新舊經驗相互作用而形成、豐富和調整自己的經驗結構過程，教學是要引導學生從原有的經驗出發(fā)，生長（建構）起新的經驗。教師捕捉生活中的學科知識，挖掘學科知識的生活內涵，在教學中聯(lián)系生活中的問題，將實驗開拓到課外。這符合新課標提出的教學活動必須尊重學生已有的知識與經驗的基本理念。

案例8：物質的酸堿性測定實驗

問題的提出 七年級上冊進行物質的酸堿性教學時，剛從小學升入初中的孩子天性好奇好動，也善于向老師提問。學生在學習過程中，對石蕊試液在酸性溶液中變紅色和堿性溶液中變藍色很好奇，就問我有沒有別的物質也可以代替石蕊試液，他們想自己測測生活物品的酸堿性。

將實驗開拓到課外，我首先鼓勵了學生探究的精神，提出酚酞試液也能像石蕊一樣測定物質酸堿性，我們把這樣的物質稱為酸堿指示劑。然后利用習題訓練中一題關于喇叭花能遇酸變紅，遇堿變藍的性質，和同學們一起采了一些喇叭花，用濾紙浸泡花的汁液制成了試紙。讓部分同學帶回家，自己去研究生活中物質的酸堿性。結果，帶回了很多讓人意料之外的驚喜。比如：有的同學測出了自己的尿液是呈堿性的，有的測定了醬油是酸性的；有的回家對洗廁液進行測試，發(fā)現(xiàn)是酸性的。居然和老師上課時提到的廚房洗滌劑大不相同，因為廚房洗滌劑是堿性的。然后又向我提問，這是為什么？我就解釋了洗廁液是除去尿液形成的垢，呈堿性，需要用酸性物質才能除去。而廚房洗滌劑是去油污的，堿性物質有去油污的能力。

我的反思 通過將實驗開拓到課外的教學，不僅能激發(fā)學生學習科學的興趣，創(chuàng)造生動活潑的教學情景，而且能縮短學生與學習內容之間的距離，極大激發(fā)學生學習的興趣與樂趣。讓學生感受到生活中處處有科學知識，科學知識處處用于生活中，體現(xiàn)知識的實用性和價值性，有效地挖掘了科學實驗的效度，激發(fā)學生的求知欲。

三、對實踐的思考

科學的形成和發(fā)展都離不開實驗。實驗，可以幫助學生形成科學概念，理解和鞏固科學知識。掌握實驗技能，激發(fā)學生學習科學的興趣，拓寬學生的知識面，培養(yǎng)學生的觀察能力、思維能力、實驗能力和探究能力，使學生學會科學研究的方法。

回顧自己在深度挖掘實驗教學內涵外延的研究，深刻體會到實驗教學是培養(yǎng)學生思維的非常有效的途徑，同時也體會到要在實驗教學中有效培養(yǎng)學生的思維深度、寬度，教師必須做到以下幾個方面：一是更新觀念，拋棄重理論輕實驗的思想。有的老師甚至認為學生不會動手做實驗不要緊，只要會動筆寫實驗就行。由此而引發(fā)了“做實驗不如講實驗”，“講實驗不如背實驗”的荒謬做法，出現(xiàn)了學生實驗變成演示實驗，演示實驗變成口述實驗的現(xiàn)象。這樣教出來的學生一遇到實物就束手無策，不知道如何動手，更不要說在實驗中培養(yǎng)思維能力了。二是加強實驗教學研究，在教學實踐中不斷改進。 只有實驗教學過程中不斷反思，不斷改進科學實驗教學方法，才能不斷提高實驗教學的效益，在有限的教學時間內，既完成教學任務，又實現(xiàn)培養(yǎng)學生思維。

當然，在研究中本人也還有很多問題有待進一步深入。比如：如何在實驗教學中發(fā)揮學生的主體作用，如何對學生的實驗能力、思維能力進行評價，如何將有限的實驗資源充分利用等方面沒有太多的研究。這也是本人今后研究的方向。

四、結束語

綜上所述，實驗教學的挖掘是一項有深遠意義的任務，它需要我們教師以學生的發(fā)展為本，不斷地探索和創(chuàng)新，將“全面提高科學素養(yǎng)”落到實處。我們在科學教學中應多挖掘實驗的內涵和外延，有意識地多創(chuàng)造一些讓實驗在教學中說話的機會，讓學生感受到實驗的魅力，使實驗成為培養(yǎng)和保持學生對科學學習興趣的一條有效途徑，成為學生學習知識的一個生長點，成為學生自主實驗活動的一個支點，這樣才是真正發(fā)揮實驗應有的教學功能，真正培養(yǎng)具有較高思維能力的人才。

參考文獻：

[1] 《科學課程標準》（7-9年級）北京師范大學出版社.

[2] 施 憶.楊青云等.《初中科學——新課標 新實驗》浙江科學技術出版社.