科學教學中實驗創新的策略

摘 要：科學核心是實驗，但教材提供的有些實驗存在限制性，教師需創造性地使用和處理教材中的實驗，對實驗進行改進，以突出科學本質，符合學生的認知規律，真正實現以學生為主體的科學探究。教師要從實驗創新角度為學生提供科學的學習方法，使學生愿意學習科學，愛上科學，真正感悟科學的本質。

關鍵詞：科學；實驗創新；學生參與

《科學》是一門以實驗為基礎的綜合性課程。教材編排大量實驗，意圖是以實驗為載體，充分發揮實驗的功效，以提高每個學生的科學素養。

一、忽視科學實驗造成學生科學學習困難

新課程改革中實驗教學雖然得到了加強，但是教材中有的實驗存在局限性，如實驗現象不明顯、實驗周期長，不能達到實驗目的；實驗現象雖然明顯，但由于處理的方法不同，實驗的效果有明顯差距。有些教師對實驗不夠重視，在實際的教學過程中，認為做實驗就是在浪費時間，耽誤學習進度。為了提高“課堂效率”，把動手實驗轉變為用多媒體演示實驗，更有甚者直接取消實驗。結果是，學生的學生興趣明顯下降，學習效果自然得不到提高。靠死記硬背得到的知識很容易遺忘，親自動手實驗了解到的知識才會深深植根于學生的頭腦中。在科學教學中，實驗仍然是薄弱的環節。

學生在學習科學的過程中存在的困難，在很大程度上是與沒有充分發揮實驗的作用所造成的。實驗具有形象性、直觀性、生動性的特點，通過實驗教學能夠使學生產生濃厚的學習興趣，能夠幫助學生理解相關的科學原理與概念的形成。實驗作為科學研究的基本過程，能有效地培養、激發學生的探究能力，使學生養成科學的思維習慣和思維方式，形成科學精神，進一步幫助學生理解科學與社會的互動關系，真正體現出科學教育的意義與本質。

二、實驗創新策略探索

怎樣對教材中的實驗進行整合甄別，對教材中的實驗方案進行修改和完善，發揮科學教學中實驗的作用呢？這是擺在我們教師面前一個迫在眉睫的問題。筆者試圖通過對課堂教學實驗創新策略的探索，在尊重教材的基礎上，創造性而科學地處理教材實驗，以突出科學本質，尋找學生建構知識的“根”，通過對教材中的實驗進行創新，來發揮實驗的重要作用。

（1）實驗激趣，營造課堂氛圍。生活中有很多有用的情境，可以用來做實驗前的鋪墊。

案例1：在“杠桿平衡條件”的教學過程中，可設計這樣一個故事情境來引入問題：上課伊始，教師扛著一個拖把，弓著腰，累得很夸張的模樣走進教室。同學們一見立刻大笑起來。

學生：老師，就這一個拖把怎么會把你累成這樣啊，我就能很輕松地拿起來。

教師：真的嗎？那你來試試。

學生：邊說邊很輕松地扛起了拖把。

師：等等，別忙著走。

教師把拖把柄一點一點地向后移，那位同學越來越吃力。這時，教室里鴉雀無聲，學生都陷入沉思之中……然后再開始杠桿平衡的實驗探究。

（2）增強實驗現象，提高可觀察性。有許多老師在演示光學實驗時，常因找不到特別合適的實驗器材或現有光源所模擬的光線可觀察性不夠，無法有效調動全體學生的學習積極性而感到郁悶。

案例2：倘若改用天文臺工作用的指星筆就會有讓人意想不到的效果，就能很好地解決教材原有實驗現象不明顯的問題。用指星筆，可以演示光在有煙的空氣中、光從空氣斜射到水中的實驗、在光的反射演示儀上的實驗。直接在教室中實驗效果也非常不錯，在遮光條件下的效果就更好了。

在演示光的反射規律的實驗時，只用轉動水平轉盤或調節中間平面鏡上的紅色激光燈（模擬法線），并且平面鏡可立體空間全方位轉動，還配制了一個噴煙器。這樣，在煙罩內的立體空間就可以看到不同情形的、動態的反射現象，并且“三線同面”的現象一目了然。通過移動滑塊，還可以看到反射角隨入射角的變化而變化的情形。這樣的改進，增加了可觀察度，滿足了不同教學形式的需要。

（3）實驗“縮小”，變演示為分組實驗。有些實驗時間比較長，給課堂教學帶來比較大的困難。若將微型實驗引入實驗中，實驗時間就會大大縮短。這樣，可以節約藥品，方便學生實驗，為探究式教學創造條件，有效地培養了學生學習科學學科的興趣，大大提高學生的研究性學習能力。

案例3：在省優質課《物質微觀粒子的組成》中，一位老師用實驗來研究水在通電情況下電解。這位老師在塑料滴管中加入1ml～2ml水，然后在塑料滴管上方的兩側插入大頭針充當電極，再接上一節干電池作為電源。通電不到一分鐘，用火柴點燃滴管的管口氣體，能聽到暴鳴聲。實驗現象非常明顯，每個學生都有動手的機會，學生的積極性高。如果用教材提供的電解水的裝置來做實驗，裝置麻煩，需要電壓高，實驗所需時間長，不適合學生的分組實驗。在這個實驗中，學生忙于動手做實驗，從他們的表情上看出他們已經進入注意力高度集中的狀態。雖然水的電解這個實驗在以前已經接觸過，但是親自動手做還是第一次。當用火柴點燃滴管的管口聽到暴鳴聲時，許多同學思考并討論著實驗的相關知識。

（4）自制實驗儀器，探索科學原理。要鼓勵學生因陋就簡，就地取材自制儀器。教師和學生的自制儀器往往都是一些已有器具的簡單組合，我認為組合就是創造。愛因斯坦說過：“組合作用似乎是創造性思維的本質特性，善于發揮組合作用的人往往都是有創造性的人，新的組合就是創造。” 我們所用的技術都是已有的、現存的，關鍵在于組合。例如，在學習物體沉浮的條件時，可利用可樂瓶（2500ml）、小藥瓶進行實驗。先在可樂瓶中裝水，水面接近瓶口；然后，在藥瓶中裝適量的水，使其放入可樂瓶中輕輕擠壓恰好懸浮。這時，我們用手捧住可樂瓶，稍用力擠壓后，小藥瓶在水中下沉；停止擠壓，小藥瓶上浮。這引發學生對物體沉浮條件的思索。為了增加實驗的趣味性，可將小藥瓶用彩色塑料紙做成大魚的樣子，在瓶底制作一些小魚。小藥瓶在水中下沉時，大魚就吃到小魚。可以為本實驗起一個好聽的名字，稱之為“大魚吃小魚”。在這樣課堂教學后，每個學生都可以利用身邊的廢品來制作實驗器材，在課外繼續深化，提高了學生對科學的興趣。

綜上所述，教師要充分認識到實驗的重要作用，充分發揮實驗的優勢，讓實驗成為學生學習科學的鋪路石。教師要從學生的實際水平出發，根據教學內容，運用各種方法創設實驗情境，設計出能夠吸引學生主動參與教學活動的實驗，使學生真正成為學習的主體，增強他們的主動參與意識，使他們愛學、樂學，主動地進行科學學習。利用實驗改進，營造濃厚的科學氛圍，讓學生的創新思維和創新意識插上飛翔的翅膀，在快樂體驗中提高科學素養。