提高初中科學實驗教學有效性的實踐研究

蘇愛娣

【摘要】浙教版初中《科學》中提供了豐富的實驗素材，但把實驗素材轉化為有效的教學，需要從“學”的視角進行開發。以實驗教學案例闡述做好“不能”做的實驗，給學生呈現更生動的實驗，以適當的教學組織形式化學生被動觀察為主動探究，并讓思考浸潤實驗，從而提高實驗教學有效性。

【關鍵詞】初中科學 實驗教學 實驗改進 教學有效性

【中圖分類號】G632 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2015）07-0030-02

探究是人的天性，對實驗滿懷期待是學生的天性。每當我們帶著實驗器材進教室時，都會引來一陣歡呼，一群孩子涌上來嘰嘰喳喳地詢問、討論。然而，初中科學中有些實驗或因教材提供的實驗設計存在缺陷，或因教師對實驗認識不夠到位等原因，有些實驗被教師“忽略”變成了“講實驗”；有些實驗效果不理想，使學生失望；有些實驗內涵挖掘不夠，未能引發學生的進一步思考……

現以浙教版初中《科學》為例，淺談提高初中科學實驗教學有效性的教學實踐。

一、做好“不能”做的實驗

初中科學教材中有些實驗，被老師們認為實驗材料理想化、實驗時間長、實驗效果不明顯等原因很難在課堂中實現而變成“講實驗”或“播放動畫演示實驗”。

1.自制實驗用品

有些實驗用品或受實驗室配置所限，或教材提示的器材效果不佳，需要自制實驗用品。

實驗1：植物的蒸騰作用。如果根據教材提示信息進行探究，會發現應用市場提供的氯化鈷試紙進行實驗效果不明顯，根據有關資料制作的試紙效果也不理想，從而導致教師放棄實驗。

我們根據控制變量法對氯化鈷試紙制作進行了探究，分別配制不同濃度的氯化鈷溶液進行浸泡制作的試紙進行實驗。結果表明，不同濃度制作的試紙效果存在著差異，選用20%的氯化鈷溶液制作的試紙效果較好。將自制的2cm寬的條形試紙密封保存，在實驗開始時分發，實現了學生自主探究。

2.尋找替代材料

有些實驗需要用時較長，但如果事先準備充分，是能夠縮短實驗用時，在課堂教學中引入是可行的。

實驗2：光合作用實驗——二氧化碳含量變化的測量實驗。教材采取對比實驗，但由于實驗所需時間很長，導致老師基本不做。如果采用溴百里酚藍試劑就可以大大縮短實驗時間，且實驗現象明顯，使該實驗應用于課堂教學。

3.模擬與轉換

自然界有些現象無法以實驗形式再現給學生，但可以通過模擬與轉換，同樣能達到觸類旁通的目的。

實驗3：模擬太陽黑子。學生較難理解“太陽黑子”，可以采用暴露電熱絲的電爐進行模擬與轉換，通電后，學生觀察電熱絲的紅熱現象，在局部滴幾滴水，這時可觀察到“黑子”現象，在“黑子”區域放入火柴頭，能迅速引燃。

二、呈現更生動的實驗

演示實驗要讓全體學生特別是讓后排的學生也能清晰地觀察到，才能持續地引發學生的學習興趣。對有些現象不夠清晰、觀察范圍過小的實驗，需要想辦法將實驗現象清晰地呈現出來。

1.讓無形變有形

有些實驗現象不明顯或處于無形狀態，影響學生的觀察，不妨稍作改進，讓無形變有形。

實驗4：光的傳播實驗。怎樣讓無形的光線現出“原形”？可以利用膠體的“丁達爾現象”使光現出“原形”來，具體做法是：用豆漿、牛奶、粉筆灰等常見物質溶于水制作無色膠體，或用飽和氯化鐵溶液加入沸水中攪拌制作有色膠體，用教學激光筆制造出紅色激光透過膠體，就可觀察到明顯的光線。

應用1：光在同一介質中沿直線傳播的實驗。往水中分別加豆漿、牛奶、粉筆灰、氯化鐵膠體等，再用激光一一透過，就可把看不見光線傳播轉化為看得見。

應用2：光在不同介質中產生折射的實驗。用激光筆往豆漿水中射，可以看到是直線的，保持激光筆位置不變，然后用漏斗往水底加入濃的海波溶液后，觀察到光傳播時發生了偏轉。

2.讓實驗“大”起來

可以采用顯微投影或實物投影等技術，“放大”實驗，讓后排學生也能順利觀察到，建議有條件的學校配置這兩種設備。

實驗5：觀察植物葉片表皮氣孔。如果使用一般顯微鏡，學生需要輪流觀察，費時費力且存在著有些學生觀察不到的情況。改用顯微投影儀，只需教師調試完畢，全班學生均能在屏幕上一覽無余。

3.讓實驗現象生動起來

有些實驗過程不明顯，有結果無過程是一種遺憾。讓實驗現象生動起來，展現實驗的過程，也就展現了實驗的魅力。

實驗6：晶體結晶。采用教材提供的方法進行實驗時，易觀察結果而晶體生長過程很難觀察到。實驗的魅力在于過程，采用濃熱的硝酸鉀溶液倒入培養皿中，通過實物投影儀，學生們觀察到晶體出現、生長直到布滿整個器皿，這種生長過程動感實足，魅力無窮。

三、化被動觀察為主動探究

學生說，“聽”實驗不如“看”實驗，“看”實驗不如“做”實驗。教學實踐中，沒有那種教學方式比讓學生做實驗更能讓學生參與了。

1.從觀察演示實驗到自己“玩”實驗

看老師的演示實驗不如自大做實驗過癮，學習效果也是如此。為此，盡量創造條件滿足學生的實驗需求，讓學生從旁觀者轉變為親身實踐者。

儀器比較多、復雜的實驗，可以在實驗室上課，如平面鏡成像實驗、金屬活動性順序的探究等，儀器比較簡單、操作少的實驗可在教室進行分組實驗，如力的測量（彈簧秤的使用）、花的結構、植物的蒸騰作用、熔化和凝固等。

學生自主實驗，突破教師因循守舊按部就班的思維和操作模式，往往會有意想不到的“新”發現。例如，學生在自主做平面鏡成像實驗時，測定物距與像距時發現不等，對教材中的結論提出質疑，經師生分析后發現在測量時忽略了平面鏡自身的厚度。親歷實驗才能有過程體驗。

2.從個人做實驗到小組合作做實驗

學生都有普遍的心理即：一個人玩沒意思，一群人一起玩才有意思，才有成就感。與個體做實驗相比，小組合作型的實驗更能達到交往、彼此欣賞、相互激發等情感目標。

實驗7：電學實驗盒的使用。

應用1：連接一個最簡單的電路，讓燈泡能發光，得出電路的組成和各組成部分的作用；再把所連接的電路畫出來，得出電路圖的教學內容；連接一個能讓兩個燈泡發光的電路，如何讓兩燈泡同時工作或不同時工作等。這些探究活動引發學生極大的學習興趣，甚至延續到課外，還有學生把手搖發電機改裝成電動機。

應用2：探究影響電阻大小的因素。要求學生利用常見材料設計電路圖并進行實驗。學生想到了很多的方案，如對橫截面積大小因素的研究時，學生想到了把銅絲對折或再對折來研究，有的想到了把幾根鉛筆芯捆綁來研究。發現利用鉛筆芯來研究比利用銅絲來研究導體長度對電阻大小的影響效果要明顯得多。教師只需適當指導與引領，就能達到教學目標。

3.從科學殿堂到生活化實驗

科學來自生活又高于生活回歸生活，科學實驗可以是嚴謹的，也可以生活化。可以用生活中的用品來替代的實驗，有利于學生親近科學。

實驗8：熔化和凝固實驗。教材使用海波和松香水水浴加熱。但該方案存在著不足，水浴加熱速度慢，溫度控制難度大，往往會出現海波熔化的過程中，所測到的溫度還是一直在上升的實驗異常現象。有時一節課只能讓學生做完一個實驗，效果不佳，教學效率低。改用普通冰塊替代海波不僅實驗生活化，且操作簡單現象明顯。具體操作：將溫度計放置水中，利用家用冰箱制作條形冰塊，將內置有溫度計的冰塊取出，觀察溫度計讀數，利用室溫或手握來代替水浴使冰塊逐漸熔化，觀察熔化過程中溫度計讀數。

四、讓思考浸潤實驗

科學不同于魔術表演，要想讓學生對實驗不過眼云煙，就要想方設法讓學生思考。

1.從學生的疑問中引出實驗

疑問推動科學發展，疑問催生學習動力。在學生的疑問中引出實驗，用實驗回應學生的疑問，讓實驗用在刀刃上，從而發揮最大效應。

實驗9：大氣壓的存在——紙杯覆水實驗。做完實驗，不要理所當然地認為學生就能正確解釋。這時，需要追問一句：紙片為什么不掉下？有的學生會認為，那是因為被水粘住了。對此，不少老師難以拿出讓學生信服的證據，其實，只要把玻璃杯換成紙杯，實驗成功后，再用針在紙杯底部刺個洞，水和紙片迅速掉下。事實會讓學生自動修正并加深對大氣壓存在的認識。

2.從學生的前概念中設計實驗

生活經驗和已有的認識是學習新知的前提和基礎，但并非都是正確的，事實上，建構科學新知往往需要突破原有的并不正確的前概念。事實勝于雄辯，從學生的前概念中設計實驗，使教學事半功倍。

實驗10：月相的奧秘。《月相》的教學中，思考月相產生的原因時，有很多的學生認為是因為地球擋住了太陽射到月亮上的光。這時，利用投影儀和籃球進行模擬（如圖2），學生發現月相形成的原因，也發現不管怎么移動籃球的位置都得不到凸月的情況，說明造成凸月并不是因為地球擋住。

3.讓學生參與實驗設計

創設情景吸引學生參與實驗設計，在討論實驗過程中澄清概念與實驗原理，促進積極思維，給學生以成就感。

實驗11：空氣中氧氣含量的測量。對于此類比較復雜的實驗，讓學生參與設計需要老師對實驗進行分解：第一步，利用針筒、洗氣瓶設計測量氣體體積的方法：如圖3示，用針筒把廣口瓶中的氣體抽出，可觀察到右邊抽，左邊的氣體就進入，抽了多少氣體就進了多少水？分析原因。再問如何測定空氣中氧氣的體積分數？第二步，空氣中氧氣體積測定方法：無法利用針筒抽出空氣中的氧氣，可改用除去空氣中的氧氣，選擇什么材料才能除去氧氣……逐步深入，引領學生參與實驗設計，在解決問題中加深對實驗的理解。把更多的實驗自主性交給學生，學生會用行動還給老師驚喜。

初中《科學》中有豐富的實驗資源，發揮實驗在幫助學生建構科學知識中獨特作用，需要從學生“學”的視角開發實驗、探索實驗教學組織形式，從而提高實驗教學有效性。