淺談初中科學(xué)教材中實(shí)驗(yàn)的有效性

朱孫勇

中圖分類號(hào)：G633.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1002-7661（2015）23-0050-02

科學(xué)作為初中課程計(jì)劃的重要組成部分，具有其它學(xué)科不能替代的重要的育人功能。而實(shí)驗(yàn)則是完成教學(xué)任務(wù)非常有效的途徑，是學(xué)生模仿科學(xué)家進(jìn)行探究的重要方式，也是對(duì)學(xué)生啟蒙教育的重要學(xué)科。學(xué)生通過(guò)動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)可以激發(fā)愛(ài)科學(xué)的興趣，有效地開(kāi)發(fā)學(xué)生智力，提高學(xué)生科學(xué)素質(zhì)，培養(yǎng)他們對(duì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的探究欲望。怎樣才能更好地上好科學(xué)實(shí)驗(yàn)課呢？根據(jù)初中生生理、心理特點(diǎn)和山區(qū)初中學(xué)校目前實(shí)驗(yàn)室基礎(chǔ)條件相對(duì)較差的特點(diǎn)，教師必須就地取材，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)。以下將從兩個(gè)案例為例說(shuō)明課本有些實(shí)驗(yàn)我們可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新達(dá)到更好的效果。

案例一：《探究電荷相作用規(guī)律實(shí)驗(yàn)改進(jìn)》

本實(shí)驗(yàn)是八上第四章第一節(jié)《電荷與電流》中探究電荷相互作用規(guī)律的實(shí)驗(yàn)。該實(shí)驗(yàn)我試了好多次都沒(méi)成功，猜想是否是電荷在轉(zhuǎn)移給泡沫球的過(guò)程中電荷量只是部分轉(zhuǎn)移，所以泡沫小球的帶電量小。在讓學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，我發(fā)現(xiàn)學(xué)生的第一思維是直接利用摩擦起電的器材實(shí)驗(yàn)，比如直接用摩擦過(guò)的毛皮和橡膠棒實(shí)驗(yàn)，而這個(gè)實(shí)驗(yàn)首先要學(xué)生理解電荷轉(zhuǎn)移，所以是有一定的思維跨度的。

常見(jiàn)的實(shí)驗(yàn)改進(jìn)方案：

一、懸掛法：利用細(xì)線把一根帶電棒掛住，用另一根帶電棒去靠近懸掛的棒，這個(gè)實(shí)驗(yàn)有一個(gè)弊端——懸掛的棒難以靜止，對(duì)于初中階段對(duì)實(shí)驗(yàn)充滿熱情的孩子們而言是一個(gè)很大的干擾。

二、支架法：把懸掛改成支架，讓棒靜止容易了一些，但是支架和棒之間的摩擦比較大，玻璃棒起電效果不好的時(shí)候?qū)嶒?yàn)現(xiàn)象也會(huì)不明顯。

針對(duì)上述的一些問(wèn)題，我做了思考，如果解決了懸掛法的慣性問(wèn)題和支架法的摩擦問(wèn)題，這個(gè)實(shí)驗(yàn)是不是更容易成功呢？

相互接觸的兩種物體材質(zhì)不同時(shí)，界面雙電層和接觸電位差不同，起電強(qiáng)弱也不同。在靜電序列中相隔較遠(yuǎn)的兩種物體相接觸產(chǎn)生的接觸電位差較大。所以我選擇序列查較大的塑料和紙。

利用大頭針將吸管固定在筆芯中，吸管質(zhì)輕，沒(méi)有慣性問(wèn)題，大頭針和筆芯之間摩擦小，有這么一大優(yōu)勢(shì)，我們知道在探究正負(fù)電荷相互作用規(guī)律的時(shí)候，學(xué)生很容易想到用橡膠棒和毛皮靠近或者玻璃棒和絲綢靠近，由于慣性的問(wèn)題毛皮是無(wú)法吸附橡膠棒的，但是我改進(jìn)的這個(gè)實(shí)驗(yàn)，直接利用摩擦的報(bào)紙就可以探究異種電荷相互作用的規(guī)律了。

這個(gè)實(shí)驗(yàn)的優(yōu)勢(shì)：

1.實(shí)驗(yàn)取材簡(jiǎn)單，只需兩根吸管，一只筆芯，一根大頭針，一個(gè)用于固定的橡皮。

2.產(chǎn)生的電位差大，無(wú)論是同種電荷還是異種電荷質(zhì)檢的作用規(guī)律都非常明顯。

案例二：《證明分子間有空隙實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)》（這個(gè)實(shí)驗(yàn)是我在參加創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)培訓(xùn)時(shí)和一個(gè)老師一起設(shè)計(jì)的）

這個(gè)實(shí)驗(yàn)我將對(duì)七年級(jí)上冊(cè)第四章第一節(jié)第124頁(yè)“證明分子間有空隙”這一實(shí)驗(yàn)做出改進(jìn)。在教材中安排了如圖-1所示的實(shí)驗(yàn)來(lái)證明分子間有空隙。但是這個(gè)實(shí)驗(yàn)方案中有許多細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)不當(dāng)：

第一，“在細(xì)玻璃管內(nèi)注入清水與酒精”這個(gè)難度大家可想而知。

第二，“用手指封住管口，將玻璃管反復(fù)顛倒幾次”這一操作與實(shí)驗(yàn)室安全守則不符。因?yàn)椤皩?shí)驗(yàn)室安全守則”第四條規(guī)定“沒(méi)有老師的指令，不得試嗅或直接接觸任何化學(xué)試劑”。所以直接用手指封住玻璃管口這一操作會(huì)給學(xué)生很強(qiáng)的錯(cuò)誤導(dǎo)向。況且當(dāng)手指移開(kāi)玻璃管后不可避免地會(huì)沾上液體，這必將干擾實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

第三，“對(duì)酒精進(jìn)行染色處理”這將會(huì)對(duì)酒精造成很大的浪費(fèi)。既然這個(gè)實(shí)驗(yàn)有這么多不足之處，那自然也會(huì)有許多老師想對(duì)它做出改進(jìn)。我在網(wǎng)上的確看到過(guò)不少改進(jìn)實(shí)驗(yàn)，但是存在的問(wèn)題也不少。

例如圖-2這個(gè)實(shí)驗(yàn)。雖然液體的加注容易，但是藥品過(guò)于浪費(fèi)。

再例如這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)。第一個(gè)如圖-3操作是方便，直接將第一個(gè)量筒中的液體倒入另一個(gè)量筒即可。第二個(gè)如圖-4現(xiàn)象也明顯，采用了毛細(xì)管放大將實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。但是這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)都有一個(gè)致命的缺點(diǎn)，即違反了儀器的使用規(guī)則。量筒只能用來(lái)量取體積用，而此處卻用來(lái)溶解物質(zhì)了。滴管在使用過(guò)程中嚴(yán)禁倒置，而這一實(shí)驗(yàn)自始至終都是倒置使用。

相對(duì)而言第四個(gè)實(shí)驗(yàn)如圖-5設(shè)計(jì)得比較成熟，但是該實(shí)驗(yàn)操作過(guò)于復(fù)雜。先加水，再加油酸，然后加上酒精，最后搖晃一下看看液面的變化。

為此我想設(shè)計(jì)一個(gè)不用對(duì)酒精染色處理、液體加注容易、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯，而且還能體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)動(dòng)態(tài)過(guò)程的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)。要達(dá)到第一個(gè)目的倒簡(jiǎn)單，我們只需對(duì)水進(jìn)行染色，對(duì)酒精不做處理即可。達(dá)到第二個(gè)目的也容易，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)室中的漏斗、滴管、注射器等儀器都適合在狹小的空間內(nèi)加注液體。達(dá)到第三個(gè)目的，將實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象放大。最后對(duì)選取的器材有機(jī)的組合達(dá)到將實(shí)驗(yàn)過(guò)程動(dòng)態(tài)呈現(xiàn)出來(lái)的目的?，F(xiàn)在我來(lái)對(duì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)加以演示（無(wú)色酒精、染色后的水），選用注射器便于加注液體。用水筆的筆套，不僅其細(xì)小的管腔對(duì)液面的變化有放大作用，而且厚厚的塑料外殼像柱面透鏡一樣對(duì)水柱的粗細(xì)還有光學(xué)放大作用。用打有多個(gè)小孔的活塞擱擋在注射器中間起到將液體混合均勻的作用。將器材組裝完成后在注射器內(nèi)先吸入半管酒精，排出空氣后再吸入半管染色后的水。要讓液體相互混合只需將注射器豎直放在桌面上即可。在此過(guò)程中我們還可以清晰地看到筆芯內(nèi)液面的下降，完美地呈現(xiàn)了這一個(gè)實(shí)驗(yàn)的動(dòng)態(tài)過(guò)程。

實(shí)驗(yàn)改進(jìn)后的優(yōu)點(diǎn)：

1.操作簡(jiǎn)便：本實(shí)驗(yàn)采用下存酒精上加水的逆向的思維對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。這樣可以使液體自行對(duì)流，從而避免了“反復(fù)顛倒裝置”這一繁瑣的操作。

2.減少浪費(fèi)：因?yàn)閷?shí)驗(yàn)中染色的液體是水，不會(huì)對(duì)酒精造成污染。

3.現(xiàn)象明顯：本實(shí)驗(yàn)采用毛細(xì)管放大與光學(xué)放大這兩級(jí)放大后，與書本上的實(shí)驗(yàn)相比現(xiàn)象放大了近20倍。而且它還能動(dòng)態(tài)地呈現(xiàn)了整個(gè)變化過(guò)程。

總之，通過(guò)這兩個(gè)案例說(shuō)明教師應(yīng)該將書本上的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯或者實(shí)驗(yàn)器材不足時(shí)，應(yīng)該創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，引起學(xué)生興趣。初中科學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)是一種積累，需要教師的引導(dǎo)，需要學(xué)生的合作，更需要師生的合作。只要實(shí)驗(yàn)老師創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，把解決實(shí)驗(yàn)教學(xué)難點(diǎn)和調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性、創(chuàng)造性相結(jié)合，實(shí)驗(yàn)課教學(xué)就能夠取得很好的成效，同時(shí)也能讓學(xué)生真正體會(huì)到實(shí)驗(yàn)課探究的樂(lè)趣。

（責(zé)任編輯 曾 卉）