尋求突破，初中科學(xué)演示實驗創(chuàng)造技法探索

張瑛

摘 要：在我國現(xiàn)代化社會快速發(fā)展的同時，人們越來越多地意識到知識就是力量，擁有了知識才能擁有好的生活方式，知識對于工作和生活是非常重要的。而知識更多的是從學(xué)校里老師的教育下獲得的，因此什么樣的教育模式就決定什么樣的教育成果，這對于學(xué)生的知識獲得有很大的影響力。由此可見，一個科學(xué)的、合理的教育模式不僅僅影響著學(xué)校的名譽，更影響著學(xué)生未來的發(fā)展。而在對初中科學(xué)的教學(xué)過程中，大量演示實驗則成為教學(xué)方式中比較重要的一個環(huán)節(jié)，使學(xué)生可以通過生動有趣的實際事例來達到好好學(xué)習(xí)，提高成績的目的。從多個方面闡述了演示實驗對初中科學(xué)教學(xué)的重要性，從大量的課堂實例中使學(xué)生更好地掌握這門課程。

關(guān)鍵詞：觀察和實驗；科學(xué)發(fā)展觀；能力培養(yǎng)

初中科學(xué)是一門以觀察和實驗為主要教學(xué)手段的科目，它的主要任務(wù)是幫助學(xué)生認識一些自然的現(xiàn)象和科學(xué)的發(fā)展規(guī)律，樹立正確的科學(xué)發(fā)展觀。在我國的九年義務(wù)教育初中科學(xué)教學(xué)大綱中有提及這方面的內(nèi)容，說初中科學(xué)教育應(yīng)當(dāng)以觀察和實驗作為基礎(chǔ)，老師應(yīng)當(dāng)通過大量的案例和實驗，使學(xué)生對科學(xué)事實形成正確的認識，這種認識是學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)發(fā)展規(guī)律的必要基礎(chǔ)，觀察和實驗對于提高學(xué)生的觀察力和實驗?zāi)芰Γ囵B(yǎng)實事求是、刻苦努力的科學(xué)態(tài)度，培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣都有著很重要的促進作用，老師在實際教學(xué)中要大大加強觀察和演示實驗，這樣才能使學(xué)生更好地學(xué)習(xí)科學(xué)文化知識。

一、初中科學(xué)演示實驗對學(xué)生的重要性

學(xué)生學(xué)習(xí)成績的好壞主要由學(xué)生的自身思維和學(xué)習(xí)興趣所決定，而初中科學(xué)演示實驗的教學(xué)方法不但能很好地培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，更能拓展學(xué)生的思考和觀察能力。初中生的年齡一般在十四至十六歲，他們的思維大都在最開始的由形象思維到邏輯和抽象思維的轉(zhuǎn)變階段，在很多情況下依靠自己的習(xí)慣和認知去分析判斷事物，不能很好地從科學(xué)事實上判斷事物的本質(zhì)，很多人在某些時候產(chǎn)生的第六感便是由于對科學(xué)事實的認知不足而導(dǎo)致的。中學(xué)生在初始階段的思維特點是對一切新生的事物都有很大的好奇心，特別是對自然界中的現(xiàn)象和規(guī)律的探索欲望。

但是，雖然有強烈的好奇心，但缺少一定的耐心和探索深度，對一些自然規(guī)律的認識僅僅停留在表面，無法觸摸到事情的本質(zhì)，此時，老師便應(yīng)該在課程教學(xué)中不失時機地進行科學(xué)引導(dǎo)，通過演示實驗的教學(xué)方法來滿足和開拓學(xué)生的好奇心，從而培養(yǎng)出對自然現(xiàn)象的興趣和奉獻科學(xué)的精神。例如在課堂實踐教學(xué)中，學(xué)習(xí)有關(guān)大氣壓強的知識，問怎樣利用大氣壓強使雞蛋自己掉到瓶子里？怎么樣讓雞蛋自己從瓶子里吐出來？演示過程是這樣的：首先把一塊浸了酒精的棉花點燃，放進瓶子里，把煮熟的雞蛋剝了殼放在瓶口，一會兒火焰熄滅，瓶子冷卻，里面氣壓變小，大氣壓就會把雞蛋壓進去。把瓶子倒過來，雞蛋在瓶口，在瓶子外面用熱水澆，幾分鐘后里面的空氣經(jīng)過受熱而膨脹，就把雞蛋從瓶子里吐出來了。在老師的生動講解和及時引導(dǎo)下，學(xué)生不但明白了這個實驗的原理和操作過程，也對大氣壓強的學(xué)習(xí)產(chǎn)生了濃厚的興趣。在這堂有趣而生動的課程上，學(xué)生精力旺盛，注意力集中，得到了前所未有的收獲。

注重培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和實踐操作能力，對于教學(xué)工作來說是非常重要的。愛因斯坦曾說：“興趣是最好的老師?！睆男睦韺W(xué)角度來說，興趣能使人更加專心致志，從而提高工作和學(xué)習(xí)效率。從記憶角度來說，人類大腦中的左右腦分工不同，記憶力也不同，對于生動形象的事物有著更好的記憶能力，因此，自然現(xiàn)象和自然規(guī)律應(yīng)當(dāng)以演示實驗的方式授予學(xué)生。

二、對演示實驗創(chuàng)造技法的探索

著名的瑞士兒童心理學(xué)家皮亞杰曾旗幟鮮明地提出內(nèi)因和外因相互作用的發(fā)展觀，即心理發(fā)展是主體與客體相互作用的結(jié)果。主客體相互作用主要有以下三點：（1）在心理的形成與發(fā)展中，主體和客體之間是相互聯(lián)系、相互制約的關(guān)系，即兩者相互依存，缺一不可。（2）主體和客體之間存在著相互轉(zhuǎn)化的互動關(guān)系。（3）主體和客體的相互作用受個體主觀能動性的調(diào)節(jié)。心理發(fā)展過程是主體自我選擇、自我調(diào)節(jié)的主動建構(gòu)過程。因此，演示實驗對于學(xué)生學(xué)好自然科學(xué)是非常重要的。以下幾種試驗方法非常值得學(xué)習(xí)：

1.對比法

顧名思義，對比法就是通過對事物與事物之間進行對比，使操作者心理上產(chǎn)生強烈的差異感，從而達到增強記憶力的方法。

例如在化學(xué)試驗中為了證實氧氣的密度大于空氣的密度而設(shè)計對比試驗，實驗的器材是：（1）已經(jīng)裝滿氧氣蓋上玻璃片的集氣瓶兩個；（2）木條一根；（3）火柴；（4）酒精燈；實驗的演示步驟是：（1）取一瓶收集滿氧氣的集氣瓶A，將瓶口向上，移去玻璃片，經(jīng)過一段時間后，將帶火星的木條伸入瓶中；（2）另取一瓶收集滿氧氣的集氣瓶B，將瓶口向下，移去玻璃片，隔相同的時間后，將帶火星的木條伸入瓶中。通過對比觀察實驗的現(xiàn)象得到的現(xiàn)象是：A中帶火星的小木條復(fù)燃，B中帶火星的小木條不會復(fù)燃。由此可以得到結(jié)論A中由于氧氣的密度比較大，瓶中氧氣濃度足夠使小木條復(fù)燃，而B中由于氧氣密度大而在集氣瓶倒置時氧氣大量散出，因此帶火星的小木條不會復(fù)燃。在這個實驗中，通過對比A和B中帶火星小木條的復(fù)燃情況使我們對氧氣的性質(zhì)和特點熟記于心。

2.強化法

強化法也是非常容易理解和使用的，在實驗中把一些關(guān)鍵因素加以加強和放大，或是對一些非關(guān)鍵因素減少描述，從而使要研究的東西得到凸顯來達到加強記憶力的方式。在使用這種方法時，應(yīng)先了解什么屬于關(guān)鍵因素，什么屬于非關(guān)鍵因素，分析他們的特點，然后通過凸顯或者降低的技法來達到強化的目的。例如通過證實物體受到的浮力等于物體自身所受的重力的實驗。

“曹沖稱象”的故事流傳至今，最為人稱道的是曹沖采用的方法，在古時候沒有大型的稱重儀器，于是他便把船上的大象換成石頭，而其他條件保持不變，使兩次的效果（船體浸入水中的深度）相同，于是得出大象的重就等于石頭的重。大象在船上時，大象和船的總重等于船受到的浮力；把大象換成石頭，石頭和船的總重等于船受到的浮力；船上放大象和船上放石頭，船排開水的體積相同，船受到的浮力相同，所以石頭和大象的重量相同，此方法便證實了漂浮在液面上的物體受到的浮力等于物體自身的重力。其中通過減少一些工具（非關(guān)鍵因素）而凸顯出物體的浮力和自身所受的重力（關(guān)鍵因素）來達到強化的目的。

3.擴展法

在實際教學(xué)時，由于受教材和實驗工具的影響，老師在演示實驗中采用單一的、習(xí)慣性的思維模式進行演示實驗無法發(fā)揮更大的作用和影響力，因此需要擴展試驗結(jié)構(gòu)和模式來達到目的。例如，運用下面的小實驗來證明大氣壓強的存在：

首先是準備工作：玻璃杯1個，細長瓶頸的玻璃瓶1個，一定量的水，然后開始向瓶子里注滿水，將玻璃杯倒扣在瓶口上，把玻璃杯與瓶子一起倒置過來，將玻璃杯擱置在水平實驗臺上。這個時候老師應(yīng)當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生思考：水會從玻璃杯里溢出來嗎？這時向上提一下瓶子，當(dāng)瓶口離開玻璃杯中的水面時，瓶子中的水又會流入杯子里一些，當(dāng)玻璃杯中的水淹沒瓶口，瓶子里的水就會停止流出。此時我們會發(fā)現(xiàn)當(dāng)瓶口在玻璃杯中水面的上方時，瓶子里的水就會流入玻璃杯里，只要瓶口低于玻璃杯口邊緣的高度，玻璃杯里的水就不會倒?jié)M；出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因就是倒置裝滿水的瓶子時，水會流入玻璃杯里，玻璃杯里的水淹沒瓶口時，水會從瓶中流出，瓶內(nèi)氣體的壓強會小于大氣中的壓強。當(dāng)瓶內(nèi)氣體的壓強與瓶內(nèi)水柱的壓強與大氣中的壓強相等時，瓶中的水停止流動；而當(dāng)瓶口離開玻璃杯中的水面時，空氣從瓶口流入瓶內(nèi)，瓶中的水會再次流出，當(dāng)玻璃杯內(nèi)的水再次把瓶口淹沒，此時，瓶中的水不再流動。

通過對上述擴展實驗的具體分析，有效地提高了學(xué)生的觀察和思考能力。

4.模擬法

模擬法也是比較常用的演示實驗方法之一，它主要適用于一些無法通過直觀的感知或者一般性實驗而得到結(jié)果的現(xiàn)象的研究，按照原型的主要特點，通過用人們所熟悉的、具有代表性的實驗材料來達到認識了解現(xiàn)象的本質(zhì)規(guī)律的目的。例如設(shè)計實驗來證明液體壓強與流速的關(guān)系：

對于液體壓強與流速的關(guān)系，一般的學(xué)生相對比較陌生，因此老師可以通過模擬的方法來進行演示實驗，加深學(xué)生的記憶。操作步驟是：首先將集滿深色水的氣球跟一些粗細規(guī)格不同、有豎直小側(cè)管的玻璃管連接起來，豎直的管口要向上放置。氣球膜產(chǎn)生的壓力對水產(chǎn)生的壓力使氣球內(nèi)的水由玻璃管內(nèi)流出，此時產(chǎn)生的現(xiàn)象是：水在每個側(cè)管中上升位置的高低有所不同，玻璃管較粗端側(cè)管中的水面升得相對較高，而玻璃管較細處升得較低，得到的實驗現(xiàn)象是管道細的地方比在管道粗的地方液體的壓強小，而在同一管道中，管道細的地方液體流速大，管道粗的地方液體流速小。由此實驗證實：液體流速大處壓強小，液體流速小處壓強大。此次實驗通過模擬的方法不僅滿足了學(xué)生的好奇心，也使學(xué)生更容易接受和理解?？茖W(xué)研究中最基礎(chǔ)的方法便是模擬法，它在實際教學(xué)中備受師生的青睞。這種實驗方法不但激發(fā)了學(xué)生的興趣，開拓了學(xué)生的設(shè)計思路，還能更好地幫助老師突破教學(xué)難點。

現(xiàn)代科學(xué)知識的范圍較廣，它不僅包含靜態(tài)的科學(xué)現(xiàn)象與發(fā)展規(guī)律，還概述了動態(tài)的科學(xué)知識以及這個過程中累積起來的科學(xué)探索方法和思維等。演示實驗不但能使學(xué)生集中注意力，認真學(xué)習(xí)，還能培養(yǎng)學(xué)生的觀察力和動手操作能力，使學(xué)生的興趣大大提高。因此，演示實驗是幫助學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)知識、了解科學(xué)原理的重要途徑。

參考文獻：

[1]胡云芳.初中科學(xué)演示實驗教學(xué)有效性的實踐研究[J].金色年華：下，2011（11）.

[2]謝永中.別讓演示實驗在初中科學(xué)教學(xué)中擱淺[J].吉林省教育學(xué)院學(xué)報：中學(xué)教研版，2011（12）.

[3]孫秀堯.提高初中科學(xué)實驗教學(xué)有效性的策略[J].新課程研究：教師教育，2010（8）.

[4]劉成坤.改進演示實驗教學(xué)提高學(xué)生實驗?zāi)芰J].化學(xué)教育，2001，22（4）.

[5]董劍雨.初中科學(xué)實驗有效性教學(xué)的探究[J].素質(zhì)教育論壇：下半月，2010（2）.

[6]葉華東.初中科學(xué)演示實驗創(chuàng)造技法探索[J].考試與評價，2012（2）.

[7]孫戎.自然科學(xué)演示實驗創(chuàng)造技法探索[J].浙江教學(xué)研究，2001（2）.

編輯 李建軍