初中科學(xué)實驗探究環(huán)節(jié)中的問題細(xì)化設(shè)計

摘 要：浙教版初中科學(xué)教材深刻踐行新課改理念，為促進(jìn)學(xué)生實驗探究能力的提升，教師需要在初中實驗探究環(huán)節(jié)中細(xì)化問題設(shè)計，以盡可能地將學(xué)生的思維火花激活，提高學(xué)生的科學(xué)實驗興趣。因此，本文主要就“猜想假設(shè)”“實驗原理”“實驗方案設(shè)計”“實驗裝置”“實驗操作過程”等方面，就如何強化問題細(xì)化設(shè)計展開分析。

關(guān)鍵詞：初中科學(xué)，實驗探究環(huán)節(jié)，問題細(xì)化設(shè)計

初中科學(xué)教學(xué)中，實驗教學(xué)是最為主要的內(nèi)容，為促進(jìn)學(xué)生探究能力的提升，在實驗探究環(huán)節(jié)，需要切實強化問題的細(xì)化設(shè)計。尤其是從猜想假設(shè)開始，到實驗原理和實驗方案的設(shè)計，以及實驗裝置的設(shè)計與實驗操作過程等，均需要強化問題的細(xì)化設(shè)計，才能更好地促進(jìn)學(xué)生思維能力的提升。

一、 猜想假設(shè)

科學(xué)探究的前提就在于猜想假設(shè)。初中生的猜想假設(shè)源于生活現(xiàn)象，難以采用科學(xué)語言將自身猜想表達(dá)出來，此時就需要教師加強問題的設(shè)計來引發(fā)學(xué)生的思考與表達(dá)。比如，為引導(dǎo)學(xué)生探究影響液體蒸發(fā)速度的影響因素時，可以設(shè)計以下問題：①濕衣服如何快速晾干？學(xué)生此時就可以結(jié)合所設(shè)計的問題，結(jié)合生活經(jīng)驗來提出假設(shè)，比如將衣服在陽光下晾曬，將衣服在風(fēng)大的地方晾曬，用烘干設(shè)備烘干，利用電路來烘烤，利用電吹風(fēng)吹風(fēng)，利用電熨斗，利用衣架撐開等等。②引導(dǎo)學(xué)生將剛才列舉的方法進(jìn)行歸類，找出其共同點，促進(jìn)學(xué)生歸納能力的培養(yǎng)。其中，將衣服在風(fēng)大的地方晾曬、利用電吹風(fēng)吹風(fēng)為一類，與吹風(fēng)相關(guān)，利用衣架撐開和攤開為一類，均屬于撐開，其余的五項均與溫度相關(guān)。③與吹風(fēng)相關(guān)的方法，如何用科學(xué)量來表達(dá)？④撐開用哪些科學(xué)量來表達(dá)？⑤如何利用科學(xué)語言將液體蒸發(fā)速度的影響因素進(jìn)行歸類？

在這樣的案例中，對學(xué)生的猜想假設(shè)設(shè)計了更加詳細(xì)的問題，且結(jié)合學(xué)生的實際，并利用一定的問題來強化學(xué)生的思考，并給予科學(xué)的視角來表達(dá)，進(jìn)而確保假設(shè)的科學(xué)性。

二、 實驗原理

學(xué)生在掌握實驗原理之后，為強化學(xué)生對其的運用，教師也需要進(jìn)行問題細(xì)化設(shè)計，采取循序漸進(jìn)的方式，從易到難的方式，逐步設(shè)計階梯式問題來強化學(xué)生心智技能的設(shè)計。比如在教學(xué)伏安法測電阻的內(nèi)容時，由于學(xué)生的基礎(chǔ)存在差異，可以以歐姆定律的變形公式為切入點，強化以下問題的設(shè)計：①定值電阻的阻值計算公式是什么？當(dāng)需要測量電阻的阻值時所需測出的科學(xué)量有哪些？這樣就能引入實驗原理。②測量這些科學(xué)量需要用到哪些儀器，如何在電路中將這些儀器連接起來？此時就可以要求學(xué)生畫出電路圖。③除上述儀器外，在測量電阻時，還需要哪些儀器來配合測量？

三、 實驗方案設(shè)計

探究實驗的實驗設(shè)計較為復(fù)雜，學(xué)生在設(shè)計實驗方案時，經(jīng)常遇到這樣或那樣的攔路虎，此時就需要教師加強對學(xué)生的問題引導(dǎo)，并引導(dǎo)其在問題思路的引導(dǎo)下得到實驗的設(shè)計思路，從而更好地進(jìn)行實驗方案的設(shè)計。同樣以浙教版八年級上冊第14講中的伏安法測電阻教學(xué)為例，學(xué)生在對電路圖完善之后，得出的實驗方案有兩種，一是將電流表和電壓表以及待測電阻畫出，二是在一的基礎(chǔ)上增設(shè)滑動電阻器。此時教師就需要設(shè)計以下問題引導(dǎo)學(xué)生思考：①這兩個電路圖的不同點在哪？兩種方案中哪種方案更好？此時，學(xué)生會對兩種電路圖進(jìn)行對比，并提出各自的觀點，有的認(rèn)為需要添加滑動變阻器，有的認(rèn)為不需要。②若需要加入滑動變阻器，請說明其原因是什么？這樣學(xué)生就能提出通過變阻器改變電路中電流的看法。③電路中的電流改變對實驗的意義是什么？因為在沒有加入滑動變阻的電路中，只能對電壓值與電流值進(jìn)行測量，而在加入之后，由于電路中電阻的大小發(fā)生了變化，使得電路中的電流發(fā)生變化，當(dāng)待測電阻兩端電壓變化時，就能對每組的電流和電壓值進(jìn)行測量。④當(dāng)定阻阻值不變時，本來測算一次即可，為什么要測多組不同的阻值？這樣學(xué)生在引導(dǎo)下就能意識到，通過多測幾組，得到的電流和電源，就能對多個電阻阻值進(jìn)行測量，進(jìn)而采取求平均值的方式，有助于誤差的降低，所以需要在電路中加入滑動變阻器。

通過這樣提出四個連續(xù)性的問題，就能有效的幫助學(xué)生理解在電路中接入滑動變阻器的原因，強化學(xué)生對其的認(rèn)識，有助于實驗方案設(shè)計重難點的突破。

四、 實驗裝置

初中科學(xué)中的實驗裝置較多，學(xué)生的選擇性難度較大，此時就可以引導(dǎo)學(xué)生在實驗裝置設(shè)計時做好對比，這樣在鞏固舊知識的同時還能促進(jìn)學(xué)生思維的拓展，訓(xùn)練學(xué)生的知識遷移能力，幫助學(xué)生養(yǎng)成良好的思考習(xí)慣。例如在教學(xué)二氧化碳的制備時，可以與之前學(xué)過的氧氣制備實驗來對比，并強化以下問題設(shè)計。①實驗室內(nèi)制取氧氣時采用了哪些裝置，這些裝置有哪些特點？②制備一種氣體時，所選取的發(fā)生裝置和收集裝置的注意事項有哪些？③哪種裝置可以進(jìn)行二氧化碳的制備？④當(dāng)實驗室只有濃鹽酸、濃硫酸而沒有稀鹽酸時，可以用前者來替代后者嗎？⑤如沒有大理石時，可以采用哪些藥品或者身邊物品來替代呢？這樣在對比的思維下強化實驗裝置的設(shè)計，有助于學(xué)生的思考和科學(xué)思維能力的提升。

五、 實驗操作過程

實操操作環(huán)節(jié)的問題設(shè)計，有助于學(xué)生對問題的思考，幫助學(xué)生更好地掌握實驗操作的過程，使得實驗教學(xué)更具有針對性，有助于學(xué)生對實驗教學(xué)內(nèi)容的理解。比如在教學(xué)伏安法測小燈泡的電功率實驗時，我們可以在學(xué)生連接電路圖之前，結(jié)合學(xué)生常見的錯誤與易錯題進(jìn)行如下問題的設(shè)計。①小明將最后一根導(dǎo)線連接之后，發(fā)現(xiàn)燈馬上亮起來了，同時，電流和電壓表均有示數(shù)，請分析其原因？這樣就是要求學(xué)生意識到在電路連接時需要將開關(guān)斷開。②小明在閉合開關(guān)后發(fā)現(xiàn)電流表指針反偏，請對其原因進(jìn)行分析，并提出具體的解決方案。③開關(guān)閉合后，小明發(fā)現(xiàn)電流表的指針在最右邊指示？分析其形成原因是什么？④小明將開關(guān)閉合后，發(fā)現(xiàn)小燈泡不良，且電壓表讀數(shù)近似于電源電壓，電流讀數(shù)為0，請分析其故障原因并解決。這樣就將學(xué)生在實驗操作中常見的問題進(jìn)行了設(shè)計，有助于學(xué)生動手實踐能力的培養(yǎng)，促進(jìn)學(xué)生發(fā)現(xiàn)、思考和解決問題的能力提升。

六、 結(jié)語

初中科學(xué)實驗探究環(huán)節(jié)，需要切實強化問題的細(xì)化設(shè)計，這樣才能更好地強化學(xué)生對問題的認(rèn)知，讓學(xué)生更好地參與到實驗之中，促進(jìn)學(xué)生的實驗探究能力提升。

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作者簡介：

金木西，浙江省溫州市，溫州市甌海區(qū)郭溪塘下中學(xué)。