如何擴(kuò)展初中學(xué)生的科學(xué)實(shí)驗(yàn)途徑

黃永海

摘要：科學(xué)實(shí)驗(yàn)，是人們?yōu)閷?shí)現(xiàn)預(yù)定目的，在人工控制條件下，通過干預(yù)和控制科研對(duì)象而觀察和探索科研對(duì)象有關(guān)規(guī)律和機(jī)制的一種研究方法。學(xué)生實(shí)驗(yàn)可以幫助學(xué)生形成概念，理解和鞏固知識(shí)。初步掌握一些常用的實(shí)驗(yàn)技能，能培養(yǎng)學(xué)生觀察現(xiàn)象、分析問題、解決問題的能力；培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是、嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)方法；培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)自由觀。

關(guān)鍵詞：科學(xué)實(shí)驗(yàn)；學(xué)生實(shí)驗(yàn)；科學(xué)探究

近些年來，教學(xué)模式的改革和創(chuàng)新呈現(xiàn)出多樣化的趨勢。而中學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)迫于計(jì)劃課時(shí)和受到中考統(tǒng)一考試指揮的影響，對(duì)要做的實(shí)驗(yàn)常缺少讓學(xué)生預(yù)想、設(shè)計(jì)這一環(huán)節(jié)。一般只是嚴(yán)格訓(xùn)練學(xué)生，按既定步驟操作，追求實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確和結(jié)論的嚴(yán)密。這樣培養(yǎng)的結(jié)果是：學(xué)生操作技能熟練規(guī)范，但卻成了缺乏想象力、缺乏創(chuàng)造力、缺乏自主力，按部就班的“無腦學(xué)生”。離當(dāng)前社會(huì)對(duì)人才的要求愈行愈遠(yuǎn)。可見，加強(qiáng)對(duì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生自主思考、自己動(dòng)手的能力已刻不容緩。

我們應(yīng)該如何擴(kuò)展初中學(xué)生的科學(xué)實(shí)驗(yàn)途徑呢？

一、將演示實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生實(shí)驗(yàn)

科學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科。實(shí)驗(yàn)在科學(xué)教學(xué)中起著重要的作用，近年的中考試題中，有學(xué)生實(shí)驗(yàn)、演示實(shí)驗(yàn)、還有小實(shí)驗(yàn)，而且實(shí)驗(yàn)題所占的比重逐年增加。浙江省教育廳早已發(fā)文件規(guī)定：在初中升學(xué)考試中增設(shè)實(shí)驗(yàn)操作考查，以此作為學(xué)生升入高一級(jí)學(xué)校的一個(gè)重要參考指標(biāo)。

中考的題型轉(zhuǎn)變真正體現(xiàn)了命題者的指導(dǎo)思想：“出活題，考能力”，“讓只有真正做過實(shí)驗(yàn)的人才能做得出來”，這對(duì)我們今后的實(shí)驗(yàn)教學(xué)提出了更高的要求。

例如在《大氣壓強(qiáng)》教學(xué)中，我就分組進(jìn)行學(xué)生實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生自主選擇實(shí)驗(yàn)器材，動(dòng)手設(shè)計(jì)、操作，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。各組發(fā)放不同的器材：玻璃管、吸管、塑料杯、針筒、玻璃板、牛奶、吸盤掛鉤等。然后學(xué)生代表上臺(tái)實(shí)驗(yàn)展示：①塑料杯裝水，蓋上紙板，倒過來，紙板不會(huì)掉下來。②用吸管吸牛奶，吸完后牛奶包裝盒變癟。③吸盤掛鉤能吸附在玻璃板上。④針筒能吸進(jìn)水，并且吸進(jìn)水后水不會(huì)流出來。⑤用嘴貼著塑料杯吸氣，塑料杯能吸附著不掉下來。⑥兩個(gè)吸盤掛鉤相互擠壓后再拉開很費(fèi)力。

又如在研究影響液體蒸發(fā)快慢的因素時(shí)，我引導(dǎo)學(xué)生利用控制變量的方法設(shè)計(jì)三個(gè)小實(shí)驗(yàn)：①在手背上滴兩滴相等的水滴，把一滴涂開，看那個(gè)干得快？②在桌子上和手背上涂上大小面積相同的水滴，看哪個(gè)干得快？③在桌面上涂上大小面積相同的水滴，對(duì)其中一滴吹氣，看哪滴干得快？

中學(xué)科學(xué)課堂演示實(shí)驗(yàn)可分為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)和探索性實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)是對(duì)知識(shí)的正確與否加以驗(yàn)證，鞏固和加深對(duì)基本規(guī)律和基本原理的認(rèn)識(shí)。學(xué)生只有通過探索性實(shí)驗(yàn)才能獲得切身體驗(yàn)，加深對(duì)知識(shí)的認(rèn)識(shí)與理解。所以，我們?cè)谌粘＝虒W(xué)中，要盡可能想辦法讓演示實(shí)驗(yàn)變?yōu)閷W(xué)生實(shí)驗(yàn)。

二、將驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)變?yōu)樘剿餍詫?shí)驗(yàn)

現(xiàn)在中學(xué)科學(xué)教學(xué)中的實(shí)驗(yàn)，普遍都是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。為了培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力，在條件允許的情況下，我們可以將科學(xué)課堂中的演示實(shí)驗(yàn)改為學(xué)生實(shí)驗(yàn)，將演示實(shí)驗(yàn)搬到學(xué)生桌上，教師和學(xué)生一起，邊講課、邊做實(shí)驗(yàn)。使某些科學(xué)現(xiàn)象、規(guī)律、公式經(jīng)過學(xué)生親自動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，在教師的啟發(fā)引導(dǎo)下，由學(xué)生自己得出結(jié)論，可以加深學(xué)生對(duì)科學(xué)知識(shí)的理解和掌握。

例如在進(jìn)行物質(zhì)結(jié)構(gòu)的教學(xué)時(shí)，為了說明分子之間有一定空隙，教材安排了“水與酒精混合”實(shí)驗(yàn)，通過水與酒精混合后體積變小了這個(gè)事實(shí)，說明分子之間是有一定空隙的。那么，如何將該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)成一個(gè)探究性實(shí)驗(yàn)，以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性呢？我們可以這么考慮：①在明確了要解決的實(shí)驗(yàn)問題后，首先引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行預(yù)測，使學(xué)生根據(jù)已有的生活經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)，對(duì)可能出現(xiàn)的情況，大膽地進(jìn)行猜想與假設(shè)。②在“明確問題”、提出“猜想與假設(shè)”之后，引導(dǎo)學(xué)生“設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)”，并要求學(xué)生按照“實(shí)驗(yàn)條件的控制方法”進(jìn)行設(shè)計(jì)，即保持物質(zhì)的體積不變，只改變物質(zhì)的種類，如讓50ML水分別與50ML水、酒精混合；讓50ML酒精分別與50ML水和50ML酒精混合。③對(duì)所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)加以實(shí)施，收集證據(jù)，在這里應(yīng)該是對(duì)混合前后物質(zhì)體積進(jìn)行測量、記錄。④對(duì)所收集的事實(shí)和證據(jù)進(jìn)行整理和加工。為了幫助學(xué)生進(jìn)行分析，對(duì)數(shù)據(jù)的處理應(yīng)盡可能地采取圖表形式。⑤在事實(shí)和證據(jù)的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)探究的問題進(jìn)行“解釋”并“得出結(jié)論”。

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，可在規(guī)定的實(shí)驗(yàn)中，適當(dāng)增加相關(guān)演示項(xiàng)目，使教學(xué)內(nèi)容更加豐富，使學(xué)生的眼界更加開闊。例如“分子間作用力”的演示，可在兩只乒乓球間夾上一段彈簧，球的外側(cè)套上橡皮筋，平衡時(shí)，引力等于斥力；增大球距時(shí)，引力大于斥力；縮小球距時(shí)，引力小于斥力。這樣不僅培養(yǎng)了學(xué)生對(duì)科學(xué)的學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)也拓寬了學(xué)生視野，豐富了他們的想象，而且還能有效地提高學(xué)生的觀察能力、分析能力和解決問題的能力。

所以在科學(xué)教學(xué)中，將驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)改為探索性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生在探索性實(shí)驗(yàn)中從直觀、具體、鮮明、形象的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象入手，用眼看、動(dòng)腦想、親手做等，使學(xué)生更好地從感性認(rèn)識(shí)到理性認(rèn)識(shí)，從形象思維到抽象思維，更好地理解書本知識(shí)，將前人認(rèn)識(shí)成果轉(zhuǎn)化為自己的精神財(cái)富，從而完成認(rèn)識(shí)的飛躍過程。

三、讓學(xué)生動(dòng)手做課外實(shí)驗(yàn)

大多數(shù)學(xué)生都有好奇好動(dòng)的心理特點(diǎn)，多讓學(xué)生親手做實(shí)驗(yàn)，教師再加以引導(dǎo)、啟發(fā)，鼓勵(lì)學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，并讓學(xué)生自己親自操作，學(xué)生會(huì)更細(xì)心、全面地去觀察科學(xué)現(xiàn)象，體驗(yàn)科學(xué)規(guī)律的奧妙。例如：醫(yī)用針管其結(jié)構(gòu)簡單，在初中科學(xué)實(shí)驗(yàn)中有著廣泛的用途，能夠做很多實(shí)驗(yàn)，由于醫(yī)用針管有刻度且透明，可以抽氣（抽水）、打氣（壓水），其特點(diǎn)是密封性能好、易于操作、容易找到還可兼作很多實(shí)驗(yàn)。如可用來做：（1）大氣壓強(qiáng)的演示；（2）抽氣噴泉；（3）液壓機(jī)模型；（4）空吸式抽水機(jī)模型；（5）壓縮空氣可以做功；（6）反沖演示等等。又如，靜摩擦，學(xué)生對(duì)物體所受靜摩擦力的方向難以辨認(rèn)理解，可用一個(gè)毛刷與彈簧秤相連，施加一個(gè)拉力并有運(yùn)動(dòng)趨勢，讓學(xué)生觀察毛刷與桌面接觸處毛刷形變的方向，摩擦力的方向就迎刃而解了。再如開展小制作活動(dòng)，讓學(xué)生自制量筒，密度計(jì)，彈簧秤、潛望鏡等。讓學(xué)生自選實(shí)驗(yàn)器材，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。這些小制作、小實(shí)驗(yàn)的實(shí)施過程就是對(duì)知識(shí)的再學(xué)習(xí)過程，并由此達(dá)到升華知識(shí)，提高能力的目的。實(shí)驗(yàn)的成功，更進(jìn)一步激發(fā)了他們對(duì)學(xué)習(xí)科學(xué)的興趣。

正如愛因斯坦所言“探索真理比占有真理更為可貴。”通過學(xué)生親自實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生在科學(xué)教學(xué)中處于主體地位，高效率地完成科學(xué)知識(shí)的遷移過程，并能形成良好的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，通過非智力因素來促進(jìn)學(xué)生的智力發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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