從研究性實(shí)驗(yàn)入手提高科學(xué)教學(xué)質(zhì)量

方勤

摘 要： “研究性學(xué)習(xí)”、“研究性課題”是目前在各類教育教學(xué)報(bào)刊中出現(xiàn)頻率較高的詞匯，作者分析了“研究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)”，旨在促進(jìn)學(xué)生對(duì)已學(xué)知識(shí)的消化吸收，提高教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞： 研究性 實(shí)驗(yàn)教學(xué) 科學(xué)教學(xué)質(zhì)量

科學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，實(shí)驗(yàn)是科學(xué)教學(xué)中最常用和最重要的教學(xué)手段。由于傳統(tǒng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)條件的限制，實(shí)驗(yàn)的科學(xué)性、直觀性、探索性和操作性的特點(diǎn)在教學(xué)中很難充分體現(xiàn)，嚴(yán)重影響學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的持久性，因而影響科學(xué)教學(xué)質(zhì)量的提高。科學(xué)知識(shí)豐富而多彩，它抽象的概念和定律總是蘊(yùn)藏在生活中，正因?yàn)楝F(xiàn)實(shí)生活的紛繁復(fù)雜，研究時(shí)又要用到抽象的教學(xué)工具，所以現(xiàn)在很多中學(xué)生對(duì)科學(xué)學(xué)習(xí)感到比較困難，從而對(duì)科學(xué)漸漸失去興趣，學(xué)業(yè)成績(jī)明顯下降。那么，如何讓學(xué)生克服困難，重拾信心呢？寓教于樂，變枯燥的說教為生動(dòng)有趣的學(xué)習(xí)探究是有效的途徑。

一、實(shí)施研究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

平鋪直敘、滿堂灌的教學(xué)方式永遠(yuǎn)提不起學(xué)生的精神，變教師講為學(xué)生講是活躍課堂氣氛提高、提高學(xué)生興趣的關(guān)鍵。

科學(xué)教學(xué)的主要特點(diǎn)是以事物現(xiàn)象論證科學(xué)道理。所以教學(xué)中有許多新奇有趣的演示實(shí)驗(yàn)，如凝華現(xiàn)象，可取三個(gè)衛(wèi)生球碾碎放入一個(gè)有抽去樹皮的樹枝的容器中（如一端封閉的空鐵罐頭筒），把容器放在爐火上微微加熱，并稍微搖動(dòng)，吸收熱量后發(fā)生升華，容器中樹枝上便出現(xiàn)潔白玲瓏的人造“雪景”，漂亮而有趣。

擴(kuò)散現(xiàn)象是很常見的現(xiàn)象，若通過下述小實(shí)驗(yàn)，會(huì)讓大家頓覺普通科學(xué)現(xiàn)象也有如此精彩的表現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)如下：兩個(gè)相同的廣口瓶，一個(gè)里面放著一團(tuán)浸滿醋的脫脂棉球，瓶口用玻璃片蓋住，把從野外摘來的一朵紫色的牽?；ǚ湃肓硪粋€(gè)瓶中，并把它倒放，使兩廣口瓶瓶口相對(duì)，抽調(diào)玻璃片后，我們會(huì)看到瓶中小紫花由下而上逐漸變成一朵鮮艷的小紅花，很好看，這必然會(huì)激起學(xué)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣。

二、實(shí)施研究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)，激發(fā)學(xué)生的探討意識(shí)

光靠教師把科學(xué)規(guī)律及定律展示給學(xué)生看遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，若能讓學(xué)生在教師的啟發(fā)引導(dǎo)下不斷探索，最后得出結(jié)論，那么學(xué)生一定既有成就感又有進(jìn)一步探索的愿望，從而使學(xué)生學(xué)到的知識(shí)得以鞏固。

如教師演示下面實(shí)驗(yàn)：用一端綁在一起的四根輕質(zhì)細(xì)線分別粘貼在垃圾袋四個(gè)方向，形成降落傘形，用點(diǎn)燃的蠟燭給垃圾袋內(nèi)加熱，結(jié)果垃圾袋像熱氣球一樣體積逐漸變大，同時(shí)上升。學(xué)生一下子驚呼，而后有學(xué)生叫起：我知道為什么？熱氣球熱脹冷縮，教師提示熱脹只能解釋體積增大，為什么會(huì)上升呢？教師啟發(fā)學(xué)生：木塊為什么會(huì)浮在水面上？學(xué)生馬上會(huì)反應(yīng)過來：袋內(nèi)的空氣比袋外的空氣輕。為什么會(huì)這樣呢？教師解釋：熱脹使袋內(nèi)的空氣變稀薄，變輕，即密度變小。再讓學(xué)生當(dāng)場(chǎng)演示。學(xué)生為此有一種成功的喜悅感，思維更活躍，探究愿望更強(qiáng)烈。

在講摩擦力時(shí)：老師可表演下面魔術(shù)，讓一根細(xì)線穿過小球，細(xì)線豎直放置，小球可沿線滑下，細(xì)線倒過來，小球也沿細(xì)線滑下，可當(dāng)老師叫“?！?，小球即刻停，叫“走”小球又沿線繼續(xù)下滑。隨著老師不斷叫“走”、“停”，小球非常聽話地在線上走走停停，學(xué)生開始非常驚訝，并強(qiáng)烈想知道其中的奧妙。教師啟發(fā)：小球要停下，一定有平衡力作用，到底是什么力平衡了重力？有些學(xué)生稍作思考就答是繩的拉力。一些學(xué)生提出反對(duì)意見：因?yàn)槿羰抢K的拉力，那小球不可能沿繩下滑。另一些同學(xué)結(jié)合新課猜是摩擦力。老師立即表?yè)P(yáng)他們，并激發(fā)他們——摩擦力到底哪里產(chǎn)生的呢？教師展現(xiàn)物體：球——線，一些同學(xué)立即回答是細(xì)線阻礙球向下運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生摩擦力。那為什么老師叫“停”就停、叫“走”就走呢？老師邊問邊重新演示一遍，剛才受表?yè)P(yáng)的學(xué)生觀察得更仔細(xì)，其中一個(gè)學(xué)生立即站起來說：“我知道了！細(xì)繩在球內(nèi)的那一段不是直的，是彎的，即小球上下孔連線不是在同一直線上，老師叫‘?！瘯r(shí)兩手用力拉緊細(xì)線，線與孔邊緣產(chǎn)生摩擦力，叫‘走’時(shí)細(xì)線松弛，小球當(dāng)然沿細(xì)線下滑?！崩蠋煯?dāng)即把小球打開，中間果然有一隔板，使細(xì)線在小球中不是直的。教師當(dāng)場(chǎng)把道具獎(jiǎng)勵(lì)給他，讓他當(dāng)眾表演一遍，學(xué)生都有一種探索之后獲得成功的快樂。

三、實(shí)施研究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力

科學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)操作是一種基本技能。實(shí)驗(yàn)是探索自然的有效方法，使學(xué)生腦手并用，提高學(xué)生的動(dòng)手能力及歸納、分析問題能力。

學(xué)生實(shí)驗(yàn)一定要讓每個(gè)學(xué)生親自操作，記錄數(shù)據(jù)并獨(dú)立分析和處理數(shù)據(jù)，從而獲得一定的結(jié)論。除此之外，老師還可以提出一些研究課題，讓學(xué)生設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)解決。一般來說，設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)堅(jiān)持以下幾個(gè)步驟：

1.教師根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，提出難度適當(dāng)?shù)难芯空n題。

2.引導(dǎo)學(xué)生從已有知識(shí)中引出研究課題隱含的問題。

3.引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)已有知識(shí)和生活經(jīng)驗(yàn)對(duì)問題進(jìn)行科學(xué)猜測(cè)，大膽提出各種假設(shè)，設(shè)計(jì)各種方案。

4.由學(xué)生從設(shè)計(jì)的各種方案中先取自己認(rèn)為最好的方案并征求老師意見，以避免實(shí)驗(yàn)錯(cuò)誤而產(chǎn)生危險(xiǎn)。

5.由學(xué)生完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)操作（教師指點(diǎn)）

6.分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并得出結(jié)論。

如讓學(xué)生設(shè)計(jì)一個(gè)測(cè)溫度的儀器：學(xué)生熟悉的溫度計(jì)有體溫計(jì)、水銀溫度計(jì)、酒精溫度計(jì)，它們都是利用液體的熱脹冷縮原理。學(xué)生根據(jù)已有知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，大膽提出兩種思路：一是利用固體（金屬絲）的熱脹冷縮并用指針把其線度變化量放大制成溫度計(jì)；二是利用密閉氣體壓強(qiáng)不變時(shí)的熱脹冷縮現(xiàn)象設(shè)計(jì)。雖然氣體的熱脹冷縮比固體顯著得多，但氣體體積改變量對(duì)溫度更靈敏，因此學(xué)生采取第二種設(shè)計(jì)方案。設(shè)計(jì)過程如下：

先用一橡皮塞塞住瓶口，并用一細(xì)玻璃管通過橡皮塞插入瓶中，把瓶升高到適當(dāng)溫度后，把玻璃管的上端插入水銀中（不能太深）并稍降低溫度，當(dāng)有一點(diǎn)水銀進(jìn)入玻璃管后，即把玻璃管取出并豎直放置；此時(shí)水銀就封閉了一部分空氣在瓶和管中，過一段較長(zhǎng)時(shí)間，當(dāng)瓶中空氣溫度降為室溫時(shí)，用標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)測(cè)出室溫為T1，此時(shí)在水銀滴的下端刻下T1，之后把瓶放入熱水中，穩(wěn)定后用同樣方法刻下T2，最后用刻度尺量出兩刻度線間距離并把它們分成T2～T1等份，每一等份即為1C，在T1下面及T2上面的玻璃管上按上述間距均勻刻下各對(duì)應(yīng)的溫度值，氣體溫度計(jì)就制成。

通過以上設(shè)計(jì)創(chuàng)造，學(xué)生的動(dòng)手能力及探索意識(shí)進(jìn)一步增強(qiáng)，并對(duì)已學(xué)內(nèi)容進(jìn)一步鞏固。

四、實(shí)施研究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題能力

“學(xué)以致用”是我們的最終目的?！坝谩辈皇钦瞻嵴粘渚A是創(chuàng)新，創(chuàng)新是一個(gè)民族不竭的動(dòng)力，沒有創(chuàng)新的民族是沒有前途的。

在我們身邊，有很多現(xiàn)象，當(dāng)你仔細(xì)觀察、實(shí)踐時(shí)，會(huì)得到奇妙的東西。如用一圓口方身的礦泉水瓶裝滿水，蓋緊瓶蓋放入冰箱冷凍很長(zhǎng)時(shí)間會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象呢？不蓋瓶蓋呢？通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：前者瓶變成圓柱體，而后者有一直徑與瓶口等大的圓柱體冰柱突出瓶口。原因是水結(jié)冰體積膨脹，前者方變圓，后者“逸出”來增大體積。

如用兩根普通的塑料吸管相連，一端用嘴吹氣，另一端吸管的彎曲方向不同，現(xiàn)象不同，有時(shí)不動(dòng)；有時(shí)快速旋轉(zhuǎn)。

道理很簡(jiǎn)單，現(xiàn)象很奇妙，生活中有很多東西等你認(rèn)識(shí)，利用它并創(chuàng)造更多新事物。

新課程中的研究性實(shí)驗(yàn)為學(xué)生創(chuàng)設(shè)了很多學(xué)習(xí)科學(xué)的問題情境，也給學(xué)生提出了更高的要求，從而使學(xué)生從各方面提高自身能力。研究性實(shí)驗(yàn)給老師帶來全方位的挑戰(zhàn)，其中包括教師的教育教學(xué)理念、知識(shí)結(jié)構(gòu)、教師角色、教學(xué)方法和手段等，當(dāng)然，在信息社會(huì)中，教師只有這樣才能適應(yīng)以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力為特征的研究性學(xué)習(xí)，才能使基礎(chǔ)教育更具活力。

總之，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，充分把現(xiàn)代教育技術(shù)與科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)有機(jī)整合必將豐富科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)涵，幫助解決科學(xué)實(shí)驗(yàn)中的教學(xué)問題，最大限度地發(fā)揮實(shí)驗(yàn)在教學(xué)中的作用，使科學(xué)教學(xué)質(zhì)量明顯提高。

參考文獻(xiàn)：

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