從研究性實驗入手提高科學教學質量

方勤

摘 要： “研究性學習”、“研究性課題”是目前在各類教育教學報刊中出現頻率較高的詞匯，作者分析了“研究性實驗教學”，旨在促進學生對已學知識的消化吸收，提高教學質量。

關鍵詞： 研究性 實驗教學 科學教學質量

科學是一門以實驗為基礎的學科，實驗是科學教學中最常用和最重要的教學手段。由于傳統科學實驗條件的限制，實驗的科學性、直觀性、探索性和操作性的特點在教學中很難充分體現，嚴重影響學生學習科學的持久性，因而影響科學教學質量的提高。科學知識豐富而多彩，它抽象的概念和定律總是蘊藏在生活中，正因為現實生活的紛繁復雜，研究時又要用到抽象的教學工具，所以現在很多中學生對科學學習感到比較困難，從而對科學漸漸失去興趣，學業成績明顯下降。那么，如何讓學生克服困難，重拾信心呢？寓教于樂，變枯燥的說教為生動有趣的學習探究是有效的途徑。

一、實施研究性實驗教學，激發學生的學習興趣

平鋪直敘、滿堂灌的教學方式永遠提不起學生的精神，變教師講為學生講是活躍課堂氣氛提高、提高學生興趣的關鍵。

科學教學的主要特點是以事物現象論證科學道理。所以教學中有許多新奇有趣的演示實驗，如凝華現象，可取三個衛生球碾碎放入一個有抽去樹皮的樹枝的容器中（如一端封閉的空鐵罐頭筒），把容器放在爐火上微微加熱，并稍微搖動，吸收熱量后發生升華，容器中樹枝上便出現潔白玲瓏的人造“雪景”，漂亮而有趣。

擴散現象是很常見的現象，若通過下述小實驗，會讓大家頓覺普通科學現象也有如此精彩的表現，實驗如下：兩個相同的廣口瓶，一個里面放著一團浸滿醋的脫脂棉球，瓶口用玻璃片蓋住，把從野外摘來的一朵紫色的牽牛花放入另一個瓶中，并把它倒放，使兩廣口瓶瓶口相對，抽調玻璃片后，我們會看到瓶中小紫花由下而上逐漸變成一朵鮮艷的小紅花，很好看，這必然會激起學生濃厚的學習興趣。

二、實施研究性實驗教學，激發學生的探討意識

光靠教師把科學規律及定律展示給學生看遠遠不夠，若能讓學生在教師的啟發引導下不斷探索，最后得出結論，那么學生一定既有成就感又有進一步探索的愿望，從而使學生學到的知識得以鞏固。

如教師演示下面實驗：用一端綁在一起的四根輕質細線分別粘貼在垃圾袋四個方向，形成降落傘形，用點燃的蠟燭給垃圾袋內加熱，結果垃圾袋像熱氣球一樣體積逐漸變大，同時上升。學生一下子驚呼，而后有學生叫起：我知道為什么？熱氣球熱脹冷縮，教師提示熱脹只能解釋體積增大，為什么會上升呢？教師啟發學生：木塊為什么會浮在水面上？學生馬上會反應過來：袋內的空氣比袋外的空氣輕。為什么會這樣呢？教師解釋：熱脹使袋內的空氣變稀薄，變輕，即密度變小。再讓學生當場演示。學生為此有一種成功的喜悅感，思維更活躍，探究愿望更強烈。

在講摩擦力時：老師可表演下面魔術，讓一根細線穿過小球，細線豎直放置，小球可沿線滑下，細線倒過來，小球也沿細線滑下，可當老師叫“停”，小球即刻停，叫“走”小球又沿線繼續下滑。隨著老師不斷叫“走”、“停”，小球非常聽話地在線上走走停停，學生開始非常驚訝，并強烈想知道其中的奧妙。教師啟發：小球要停下，一定有平衡力作用，到底是什么力平衡了重力？有些學生稍作思考就答是繩的拉力。一些學生提出反對意見：因為若是繩的拉力，那小球不可能沿繩下滑。另一些同學結合新課猜是摩擦力。老師立即表揚他們，并激發他們——摩擦力到底哪里產生的呢？教師展現物體：球——線，一些同學立即回答是細線阻礙球向下運動產生摩擦力。那為什么老師叫“停”就停、叫“走”就走呢？老師邊問邊重新演示一遍，剛才受表揚的學生觀察得更仔細，其中一個學生立即站起來說：“我知道了！細繩在球內的那一段不是直的，是彎的，即小球上下孔連線不是在同一直線上，老師叫‘停’時兩手用力拉緊細線，線與孔邊緣產生摩擦力，叫‘走’時細線松弛，小球當然沿細線下滑。”老師當即把小球打開，中間果然有一隔板，使細線在小球中不是直的。教師當場把道具獎勵給他，讓他當眾表演一遍，學生都有一種探索之后獲得成功的快樂。

三、實施研究性實驗教學，培養學生的動手實踐能力

科學是一門以實驗為基礎的學科，學生動手實驗操作是一種基本技能。實驗是探索自然的有效方法，使學生腦手并用，提高學生的動手能力及歸納、分析問題能力。

學生實驗一定要讓每個學生親自操作，記錄數據并獨立分析和處理數據，從而獲得一定的結論。除此之外，老師還可以提出一些研究課題，讓學生設計一個實驗解決。一般來說，設計性實驗堅持以下幾個步驟：

1.教師根據教學內容，提出難度適當的研究課題。

2.引導學生從已有知識中引出研究課題隱含的問題。

3.引導學生根據已有知識和生活經驗對問題進行科學猜測，大膽提出各種假設，設計各種方案。

4.由學生從設計的各種方案中先取自己認為最好的方案并征求老師意見，以避免實驗錯誤而產生危險。

5.由學生完成整個實驗操作（教師指點）

6.分析實驗數據，并得出結論。

如讓學生設計一個測溫度的儀器：學生熟悉的溫度計有體溫計、水銀溫度計、酒精溫度計，它們都是利用液體的熱脹冷縮原理。學生根據已有知識和經驗，大膽提出兩種思路：一是利用固體（金屬絲）的熱脹冷縮并用指針把其線度變化量放大制成溫度計；二是利用密閉氣體壓強不變時的熱脹冷縮現象設計。雖然氣體的熱脹冷縮比固體顯著得多，但氣體體積改變量對溫度更靈敏，因此學生采取第二種設計方案。設計過程如下：

先用一橡皮塞塞住瓶口，并用一細玻璃管通過橡皮塞插入瓶中，把瓶升高到適當溫度后，把玻璃管的上端插入水銀中（不能太深）并稍降低溫度，當有一點水銀進入玻璃管后，即把玻璃管取出并豎直放置；此時水銀就封閉了一部分空氣在瓶和管中，過一段較長時間，當瓶中空氣溫度降為室溫時，用標準溫度計測出室溫為T1，此時在水銀滴的下端刻下T1，之后把瓶放入熱水中，穩定后用同樣方法刻下T2，最后用刻度尺量出兩刻度線間距離并把它們分成T2～T1等份，每一等份即為1C，在T1下面及T2上面的玻璃管上按上述間距均勻刻下各對應的溫度值，氣體溫度計就制成。

通過以上設計創造，學生的動手能力及探索意識進一步增強，并對已學內容進一步鞏固。

四、實施研究性實驗教學，培養學生解決實際問題能力

“學以致用”是我們的最終目的。“用”不是照搬照抄，其精華是創新，創新是一個民族不竭的動力，沒有創新的民族是沒有前途的。

在我們身邊，有很多現象，當你仔細觀察、實踐時，會得到奇妙的東西。如用一圓口方身的礦泉水瓶裝滿水，蓋緊瓶蓋放入冰箱冷凍很長時間會出現什么現象呢？不蓋瓶蓋呢？通過實驗發現：前者瓶變成圓柱體，而后者有一直徑與瓶口等大的圓柱體冰柱突出瓶口。原因是水結冰體積膨脹，前者方變圓，后者“逸出”來增大體積。

如用兩根普通的塑料吸管相連，一端用嘴吹氣，另一端吸管的彎曲方向不同，現象不同，有時不動；有時快速旋轉。

道理很簡單，現象很奇妙，生活中有很多東西等你認識，利用它并創造更多新事物。

新課程中的研究性實驗為學生創設了很多學習科學的問題情境，也給學生提出了更高的要求，從而使學生從各方面提高自身能力。研究性實驗給老師帶來全方位的挑戰，其中包括教師的教育教學理念、知識結構、教師角色、教學方法和手段等，當然，在信息社會中，教師只有這樣才能適應以培養學生創新精神和實踐能力為特征的研究性學習，才能使基礎教育更具活力。

總之，隨著科學技術的發展，充分把現代教育技術與科學實驗教學有機整合必將豐富科學實驗教學的內涵，幫助解決科學實驗中的教學問題，最大限度地發揮實驗在教學中的作用，使科學教學質量明顯提高。

參考文獻：

[1]《科學（7-9）年級課程標準解讀》.湖北教育出版社.

[2]《教育學》、《心理學》.

[3]朱請時.《科學教學參考書》.浙江教育出版社.