如何優(yōu)化和改良初中科學(xué)演示實驗教學(xué)設(shè)置

摘 要：科技和教學(xué)手段的發(fā)展和進步，要求教師打破課本中沿襲相用的演示實驗方法，因地制宜、就地取材地對實驗進行科學(xué)改組，使學(xué)生通過積極參與和形象觀察，理解知識，掌握技能，從而讓學(xué)生產(chǎn)生深刻的印象，提高課堂效率。

關(guān)鍵詞：初中科學(xué)；演示實驗；形象直觀；多媒體

科學(xué)是將傳統(tǒng)的物理、化學(xué)、生物、地理等學(xué)科整合在一起的一門課程，這其中許多知識點需要用演示實驗讓學(xué)生通過觀察來認(rèn)識現(xiàn)象、掌握技能。所以，在課堂教學(xué)中，教師要盡可能地創(chuàng)造條件將實驗過程、現(xiàn)象和結(jié)果清晰、準(zhǔn)確地展示給學(xué)生。但是，隨著科技和教學(xué)手段的發(fā)展和進步，抑或因為各種主客觀因素的限制，這就需要教師打破課本中沿襲相用的演示實驗方法，在遵循趣味性、簡便性、直觀性、科學(xué)性和參與性的基礎(chǔ)上對實驗進行科學(xué)改組，以便于學(xué)生在積極參與和形象觀察的基礎(chǔ)上理解知識，掌握技能。鑒于此，筆者總結(jié)多年的教學(xué)實踐經(jīng)驗，對如何優(yōu)化演示實驗教學(xué)進行歸納和總結(jié)。

一、增強趣味性，激發(fā)學(xué)生興趣

初中生活潑好動，注意力不容易集中。因此，如果教師一味地按教材中既定的實驗程序，學(xué)生的思路就被禁錮了，根本無法激發(fā)學(xué)生的探索興趣，無法吸引學(xué)生的注意力，學(xué)習(xí)知識和提升技能便成了無根之木，增強演示實驗的趣味性還能加深學(xué)生對知識概念和規(guī)律的記憶。比如，筆者在教學(xué)《大氣壓》內(nèi)容時，學(xué)生普遍對大氣壓強這一概念感到抽象不容易理解。于是，筆者在教學(xué)課堂上設(shè)置大小試管的實驗：將小試管套在大試管里，倒置，小試管受重力落下，如此不可思議的動作，學(xué)生都很好奇，不知道下一步要做什么。這時筆者將大試管內(nèi)灌滿水，再把小試管底向下放進去，這時可以給學(xué)生抖包袱：大家說倒置的話，小試管會像剛才那樣掉下嗎？學(xué)生的興趣陡然被激活。這時，筆者倒置試管，放開大試管口，大家驚奇地發(fā)現(xiàn)小試管不但沒有突然掉下，還隨著水往下滴而緩緩上升呢，這時在大家好奇心的基礎(chǔ)上，我們再及時點撥這是大氣壓的作用。如此設(shè)計不但懸疑跌宕，而且趣味十足，讓學(xué)生過足了探索癮，對大氣壓產(chǎn)生了深刻印象，達到了教學(xué)目的。

二、設(shè)置簡便易行，節(jié)約課堂時間

科學(xué)實驗演示就是為了讓學(xué)生通過形象直觀的實驗過程和現(xiàn)象來理解客觀現(xiàn)象和科學(xué)概念，但是演示實驗也不能占有太多的課堂時間，因此，改進以操作簡便易行、儀器結(jié)構(gòu)簡單和演示過程、導(dǎo)出結(jié)論簡單明了為追求目標(biāo)。只有這樣改進才能有效節(jié)約課堂時間，便于推廣和操作運用，更易于觀察和理解概念、知識生產(chǎn)和發(fā)展的過程。

例如，在學(xué)習(xí)實驗室制取CO2的方法后，大家都知道鹽酸和碳酸鈣反應(yīng)就能生成CO2氣體，這時為了引導(dǎo)應(yīng)用，筆者就指導(dǎo)學(xué)生通過該原理設(shè)置實驗探析牙膏中碳酸鈣的含量。大家通過探討總結(jié)，得出測定方法：將一定量牙膏與一定量的鹽酸反應(yīng)，通過測量反應(yīng)后總減少的質(zhì)量，測算出二氧化碳的質(zhì)量，從而計算出牙膏中碳酸鈣的含量。

這樣設(shè)計不但有利于學(xué)生從直觀上理解并掌握測定物體中某元素或物質(zhì)含量的技巧，而且培養(yǎng)了學(xué)生分析問題、解決問題的能力。簡便的演示節(jié)約了課堂時間，激發(fā)了學(xué)生興趣，豐富了課堂內(nèi)容，讓學(xué)生產(chǎn)生了深刻的印象。

三、推理嚴(yán)密細(xì)致，實驗科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)

科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)是任何學(xué)科的治學(xué)基礎(chǔ)，同時也是學(xué)科教育的立足點。所以，我們改進演示實驗的第一重要前提就是科學(xué)嚴(yán)密。這里用物理中的液面氣壓與沸點的關(guān)系做例子，許多教師都這樣演示實驗：將燒瓶中的水沸騰后，量取沸水溫度，而后停止加熱，一會水停止沸騰，這時再從燒瓶中抽走一些空氣，這時我們會看到水又沸騰了，以此來說明液體沸點隨著氣壓減小而降低。在實際操作中經(jīng)常有教師自作聰明在此實驗基礎(chǔ)上進行發(fā)揮：恢復(fù)氣壓，再加熱讓水沸騰，然后密封并往里打氣，這時大家會發(fā)現(xiàn)原本沸騰的水平靜了下來，以此來證實液體沸點隨氣壓增大而增高。然而這樣并不嚴(yán)密，會給學(xué)生留下這樣的口實：如果學(xué)生理解成是打進的冷空氣讓水停止沸騰的，我們豈不會啞口無言？

鑒于此，為了保證實驗的科學(xué)嚴(yán)密性筆者是這樣改良的：將甲乙兩個同樣的燒瓶中都灌入等質(zhì)量同溫度的水，在鐵架臺上固定好，然后用酒精燈同時加熱至沸騰后先移走燒瓶甲的酒精燈，稍稍則甲燒瓶中的水不再沸騰，這時將燒瓶中甲的一些空氣抽到正在沸騰的燒瓶乙中，于是我們就會看到燒瓶甲中的水又開始沸騰而燒瓶乙中的水則安靜下來。如此改進，排除了干擾，讓實驗對比性更強烈、更明顯，突出了教學(xué)效果，加深了學(xué)生印象。

四、過程形象直觀，便于觀察認(rèn)知

演示實驗是為了引導(dǎo)學(xué)生通過觀察實驗過程和現(xiàn)象理解并掌握科學(xué)規(guī)律。因此，改良演示實驗也必須遵循形象直觀原則，過程要求清晰，現(xiàn)象不能模糊，對比務(wù)必明顯。例如，筆者在引導(dǎo)大家學(xué)習(xí)“細(xì)胞分裂”時，囿于我們無法用肉眼對生物細(xì)胞內(nèi)的微觀現(xiàn)象進行觀察，而如果只憑教師死板的解說和教材上的圖例學(xué)生也根本不能產(chǎn)生形象理解和認(rèn)知。因此，我們可以讓學(xué)生通過顯微鏡放大到視頻或者投影儀上，最好是我們將細(xì)胞的分裂過程通過動畫的形式演示給大家。如此設(shè)計，形象直觀，可操作性強，深得學(xué)生歡迎。

五、鼓勵共同參與，打造合作氛圍

新課改要求我們一線科學(xué)教師必須幫助學(xué)生樹立起強烈的動手參與意識和科學(xué)實驗觀，為學(xué)生的自主發(fā)展提供廣闊的空間和適宜的氛圍。改良傳統(tǒng)的演示實驗，同時還要注意讓學(xué)生都有參與的空間和時間，這樣才能變被動為主動，讓學(xué)生感受科學(xué)過程，掌握科學(xué)知識。長期以來教師做、學(xué)生看的科學(xué)實驗演示，讓學(xué)生感到被動，缺乏熱情和積極性，沒有參與就會對其中的細(xì)節(jié)漠視，不利于大家對實驗現(xiàn)象產(chǎn)生深刻的理解和認(rèn)識。這就要求一線科學(xué)教師必須有計劃地設(shè)置一些讓大家都能參與其中的實驗，在教師的指導(dǎo)下讓學(xué)生猜想，然后動手實踐來驗證自己的猜想，這樣不僅可以讓學(xué)生掌握實驗技能，養(yǎng)成科學(xué)的學(xué)習(xí)方法和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，最主要的是能加深學(xué)生對科學(xué)現(xiàn)象和規(guī)律的理解，更好地掌握科學(xué)概念和科學(xué)過程，最終提升課堂效率。

六、開放探究形式，實驗結(jié)合討論

為了活躍課堂氣氛和吸引學(xué)生的注意力，筆者建議，教學(xué)實踐中通過多種方式來引導(dǎo)學(xué)生自主參與教學(xué)活動，諸如，讓學(xué)生通過自主研讀、討論交流、探索實驗和評議展示等教學(xué)流程和手段，爭取為學(xué)生創(chuàng)造自主學(xué)習(xí)的機會，進一步激發(fā)他們學(xué)習(xí)的積極性和主動性，引導(dǎo)學(xué)生靜下心來仔細(xì)研究教學(xué)內(nèi)容，多交流、勤動手，讓大家在分析、比較、抽象、綜合、推理和概括中得出結(jié)論。

比如，我們引導(dǎo)大家探索金屬的化學(xué)性質(zhì)時，為了讓學(xué)生對金屬的不同屬性產(chǎn)生深刻印象，筆者設(shè)置了三組對比實驗：

1.教師分別演示鎂條、鋁和鐵與氧氣反應(yīng)的實驗，讓大家通過觀察現(xiàn)象，認(rèn)識金屬的活性順序和化學(xué)性質(zhì)，然后學(xué)會運用金屬活動性順序來理解生活中有關(guān)的化學(xué)問題。

2.分A、B兩組做金屬與酸的反應(yīng)實驗：A組做鎂、鋅、鐵、銅與同濃度鹽酸的反應(yīng)，B組做鎂、鋅、鐵、銅與同濃度硫酸的反應(yīng)，通過現(xiàn)象比較幾種金屬的活動性。

3.分三個小組進行鋁與硫酸銅溶液、銅與硝酸銀溶液、銅與硫酸鋁溶液三個實驗，觀察現(xiàn)象，分析歸納出幾種金屬的活動性順序。

實踐是檢驗真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)，學(xué)生通過實驗探索和自主演化推理，再進行討論、交流，取長補短，相互啟發(fā)，然后我們再及時加以講解點化，就可以讓學(xué)生在多重感官立體刺激的狀態(tài)下學(xué)習(xí)化學(xué)知識了。如此多樣化的統(tǒng)一流程，不但有利于活躍課堂氣氛，而且有利于培養(yǎng)學(xué)生在比較、分析、綜合、抽象、推理、概括的基礎(chǔ)上積極思考總結(jié)正確結(jié)論的良好學(xué)習(xí)習(xí)慣。

七、活用多媒體，虛擬實驗有優(yōu)勢

眾所周知，許多科學(xué)實驗具有即時性和抽象性，因此，可以借助多媒體集影像一體的優(yōu)勢將化學(xué)概念和化學(xué)過程真實地展現(xiàn)出來，有助于從多角度、立體層面激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)和探索化學(xué)的興趣。多媒體可以模擬微觀化學(xué)現(xiàn)象，能將課堂上常規(guī)方法無法觀察的實驗過程和實驗結(jié)果明確地展現(xiàn)給學(xué)生，為大家創(chuàng)設(shè)一個色彩斑斕、逼真形象的化學(xué)信息世界，以此刺激學(xué)生多感觀參與化學(xué)學(xué)習(xí)和探究，強化理解能力，給大家留下深刻的印象。

如，教學(xué)電學(xué)知識時，一般情況下教師只能通過桌面上的宏觀實驗演示給大家，通過電極、導(dǎo)線、電流表等裝置和實驗現(xiàn)象來讓學(xué)生想象電流的傳導(dǎo)。在這個過程中，學(xué)生是無法觀察到電流的微觀世界，很難形象理解電子怎樣進行定向轉(zhuǎn)移而形成電流的。因此，筆者建議借助多媒體動畫技術(shù)將微觀世界的變化形象地展現(xiàn)給大家，讓學(xué)生能清楚地觀察到動畫模擬電子如何通過原電池的負(fù)極流向正極，深化了學(xué)生的認(rèn)識和理解，為準(zhǔn)確掌握知識要點提供方便。

另外，科學(xué)中的許多化學(xué)反應(yīng)都是瞬間完成的，教師無法通過普通的演示實驗讓學(xué)生捕捉信息、觀察現(xiàn)象，另外，許多化學(xué)反應(yīng)會涉及有毒的、危險性比較大的化學(xué)藥品，這時都需要借助多媒體將化學(xué)實驗直觀、形象地展現(xiàn)給學(xué)生，幫助學(xué)生提升學(xué)習(xí)和探索欲望，深化理解和認(rèn)識。總之，借助多媒體輔助教學(xué)，我們可以動態(tài)模擬和研習(xí)整個實驗進程，可以暫?；蚵艁碜屑?xì)觀察和對比化學(xué)反應(yīng)過程和化學(xué)現(xiàn)象，可以通過控制播放化學(xué)反應(yīng)的速度，調(diào)節(jié)反應(yīng)變化的快慢，達到便于學(xué)生觀察和思維的效果。

以上是筆者針對初中課堂科學(xué)演示實驗改良的幾點原則性認(rèn)識和總結(jié)。科學(xué)作為一門實驗性比較強的學(xué)科，一定有很多時候需要教師通過實驗來引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識現(xiàn)象，掌握規(guī)律。然而，教師也不能拘泥于教材或者傳統(tǒng)中的操作來敷衍課堂，教師要根據(jù)實際學(xué)情，因地制宜地改進實驗過程，讓實驗更科學(xué)、更直觀、更簡便易行，從而讓學(xué)生產(chǎn)生深刻的印象，提高課堂效率。

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（作者單位 浙江省平湖市行知中學(xué)）