實驗導入激活探究思維

趙世敏

“實驗導入”是指運用科學實驗導入新課，利用實驗創設教學情境，激發學生學習科學的興趣和愿望，使學生獲得課題意識，明確學習目的，動員必要的已有經驗和認識，進入探究與學習的狀態。

一、實驗導入的類型與程序

1實驗導入的類型與選擇

實驗導入的類型很多，同一個課題可以有許多不同的導入方法。選擇的依據主要是教學內容的特點和學生的情況。一般在學習單元開始時或課題比較平直時，可以考慮選擇趣味性較強的演示法和故事法；如果學生存在著較頑固的錯誤概念，就需要選擇能激起強烈思維沖突的方法；如果課題與前面所學知識的聯系性較強，而學生的準備知識又不足，則選擇復習導入的方法；應用性較強的課題，多引用聯系實際的方法。

2實驗導入教學的實施程序

(1)創設實驗情境。提供新穎、奇特、驚險、多變的現象，配合教師生動的語言及運用其他對比鮮明的教學媒體，能夠很好地喚起學生的注意與興趣。增強趣味性的途徑有兩條：一是選擇趣味性強的實驗；二是巧妙設計實驗教學程序，運用語言的藝術魅力，激其情又引其疑。

(2)激發認知沖突。當新奇生動的現象出乎學生的意料之外時，好奇的心理驅使他們積極地思索，在教師的引導下產生的認知沖突，激發進一步探究的欲望。

(3)明確探究課題。在激起學生的認知沖突后，應進一步讓學生明確學習的目標和解決問題的途徑。

二、實驗導入的實施策略及案例

1學生親自動手做

學生親自動手做一做、試一試，可以激活探究欲望，體驗到科學探究過程的內在美。

案例在講凝華和液化時，用塑料飲料瓶裝半瓶水，放到冰箱的速凍室里，過一段時間后拿出來，可以觀察到“霜”和“露”的再現；手握鉛筆探究壓強、用一個皮碗吸在課桌壁上掛衣服或鑰匙等來探究大氣壓的作用。這樣做，學生無不感到快樂。講聲現象時，讓學生做：給開水瓶灌水時，發出聲音的音調是逐漸變高還是逐漸變低?學生通過實驗得出，音調變高了。然后教師又引導學生分析：聲音是靠空氣的振動發出的。當往水瓶里灌的水越多，則空氣柱越短，空氣的振動頻率越高，學生恍然大悟。

2奇特現象

利用學生意想不到的奇特現象，吸引學生的注意，引發思考，從而讓學生產生強烈的求知欲望而導入新課。

案例二氧化碳的性質——魔術引入：教師表演“清水變牛奶”的魔術。教師用玻璃管向澄清的石灰水中吹氣，直至澄清的石灰水變渾濁。然后教師告訴學生：試管中的“清水”是澄清的石灰水，讓學生解釋為什么向其中吹氣后會變渾濁，由此引出二氧化碳的性質。

2黑箱法

“黑箱”是指內部結構和機制不清楚的系統，通過輸入某種信息，從獲得的輸出信息中推斷該系統的可能結構模式和機制。這種研究方法就稱之為“黑箱方法”，利用它創造的神秘感可以喚起學生的高度注意和積極思維，同時可以使學生得到科學方法的訓練。

案例能量的轉換與守恒——魔筒導入：這是一只金屬圓筒，稱之為“魔筒”，我把它沿臺面滾出去，看一看會有什么現象發生?演示后學生奇怪，滾出去的圓筒還會滾回來，而且還反復地滾來滾去?原來筒里面有二根橡皮筋中間拴著一個重物。為什么這樣的結構就會產生這種奇特的運動?在運動過程中能量是怎樣轉換的?學習了下面的課題，這些問題就不難解決。

3實驗故事

選用一些妙趣橫生的故事片斷，并做一些模擬演示，可以創設出非常活躍的學習情境。

案例碳酸鈣一故事引入：碳酸鈣的主要內容，可以用“殺狗洞”的故事巧妙地引入。“在意大利有一個奇怪的山洞，狗進去很快就會死亡，人進去卻安然無恙。據說洞內有一‘妖魔專門殺狗，而作為萬物之靈的人，受到上帝保護，它不敢輕舉妄動。意大利化學家波曼爾聽到傳說后，不畏艱險，毅然進洞考察，他發現這個奇怪的惡魔竟是二氧化碳!二氧化碳怎么會成了奇怪的惡魔呢?”

4任務驅動

創設一種解決實際問題的情境，在解決問題的任務驅動下導入新課，往往也能產生很好的效果。

案例兩力的合成一拉健身彈簧導入：黑板前掛了一只健身拉力器，請一位同學上來拉彈簧的下端把手，要求拉到黑板上劃線的位置(請一位力氣小的女同學，沒能拉到位)。這位同學費了很大的力氣，但沒能完成任務。誰能來幫她一把?(實驗：兩位小同學共同用力把彈簧拉到了線下)。哪位同學能獨立地把彈簧拉到線下?(上來一位同學完成)。這位同學的力氣不小，一個人就頂上了兩個小同學的力氣。換句話說，把彈簧拉到線下，他所施的力與兩個小同學共同施力的效果相同。當一個力的作用效果和兩個力的作用效果相同時，物理學上就把這個力叫做另兩個力的合力。由于實際問題中一個物體往往受多個力的作用，從效果上用一個力來代替幾個力，就會使問題得到簡化，因此求合力是很有意義的。本節課我們就來研究一種最簡單的情況一一求同一直線上的兩個力的合力。

5實驗復習

利用實驗復習，既可以創造一種直觀的環境，又可以較好地起到承上啟下的作用。

案例阿基米德原理一一復習浮力實驗導入：上節課我們學習了浮力的概念。請問，我們是怎樣證明下沉的物體受到浮力的?(取出實驗裝置，回憶實驗過程)。當我們把重物從空氣中像電視慢動作一樣地逐步放入水中，想一想，物體受到的浮力是怎樣變化的?由此猜想一下浮力與什么因素有關(演示、觀察、回答：隨著深度的增大而增加)。按照你們的說法，也就是浮力的大小與物體所處的深度有關，是嗎?請再看一遍演示。當物體浸沒水中后，浮力就不再改變，顯然不能認為浮力與深度有關。那么，在上述的實驗中，除了深度改變外，還有什么因素在改變呢?物體浸入水下的部分在改變。未浸入時浮力為零，隨著浸入的部分變大，浮力也就變大；完全浸沒以后，浸入的部分不再改變，浮力的大小也就不變。兩千多年前，阿基米德為完成皇帝交給他的任務——辨別皇冠的真偽苦苦思索，當他洗澡的時候，無意中發現浴缸的水被溢出時，猛然想起了身體入水部分的體積跟排開的水的體積相等，他欣喜若狂地喊到：“我想出了，我想出了!”從這里我們能得到什么啟發嗎?——浮力與物體排開水的體積，或者說，與排水量有關。下面我們就用實驗來研究這個問題。