優化科學實驗，提高實驗效果

瞿麗琴

摘要：當前教學中，“程式化實驗”屢見不鮮。這種僅僅為知識目標達成服務，忽視能力，過程與方法，情感、態度、價值觀的實驗形式，使得實驗本身應有的“三維整體目標”載體功能缺失。本文從分析初中《科學》教學中演示實驗的不足之處入手，提出四個方面的實驗教學優化建議，以期提高初中實驗教學的效果。

關鍵詞：優化；科學實驗；效果

中圖分類號：G632.0 文獻標識碼：A 文章編號：1992-7711（2016）02-0082

科學是一門以實驗為基礎的學科，實驗在初中科學教學中占有重要的地位。一堂科學課，如果缺少了實驗，教學效果就不盡人意。但是，我們現行的科學教材，作了許多改革，但許多實驗，并不能真正吸引學生眼球，起不到培養學生實際操作能力的作用。有的實驗缺乏趣味性，有的實驗學生不能親身體驗；有的實驗室里卻缺少需要的儀器。所以很多實驗發揮不了它的作用。

其實，一個好的實驗，它不僅能展現科學現象、揭示科學規律，還能培養學生探究的興趣，進而培養學生的科學素養。因此，在教學中，筆者一直在探索和研究：應該怎樣優化科學實驗，如何發揮科學實驗教學的效果？

一、用大型實驗激發學生激情

激情，是一種強烈而短促的情緒狀態。一個成人在工作過程中如果缺乏激情，那么他就事倍功半，身心容易疲憊。一個學生在學習過程中如果沒有激情，同樣，他的學習效率也會大大降低，機體也容易處于睡眠狀態。一定的激情可以使人精力旺盛，激化活動，使思想特別清楚、精確，動作機敏、準確，使全身處于興奮狀態。因此，激發學生在學習過程中的激情，是我們教師設計教學方法所要考慮的一個重要方面。在科學教學中，很多的演示實驗可視性差，有些實驗即使把它改成學生分組實驗，也激不起學生的興趣。用大型的實驗裝置，可以使實驗可見度大，現象明顯，過程壯觀，不僅能激發學生的激情，更能給學生留下深刻的印象。

如上《長度的測量》一課時，筆者首先對學生說：“同學們，今天我們要舉行一次測量比賽，測量一件非常神秘的東西，希望大家認真學習測量的要求和方法，待會兒能以精確的答案取得最后勝利。”由于筆者上了“神秘”兩字，學生對今天要測量的東西特別好奇。然后，在教室里講完基本的測量方法和要求后，筆者讓學生帶著各式各樣的刻度尺來到了操場。當筆者要求他們分組測量操場的周長、操場的長度、操場的寬度、跑道的寬度、看臺臺階的高度等時，他們非常積極。操場上的一事一物，對他們來說再熟悉不過了，但是這些長度的精確值是多少，他們從來沒有去想過。現在讓他們親自去測量，幾個小組之間又想比比誰測得準，誰讀數精確，因此再也沒有什么實驗讓他們像這次操作那么認真而富有激情了。于是，刻度尺的選擇、刻度尺的使用、讀數的方法、誤差的減小等各個難點、重點都迎刃而解了。

二、用人體實驗激發學生探究

一個人在創業的時候常需要探究精神，探究都帶有一定的冒險成分。沒有冒險就沒有創新。“太空飛人”楊利偉如果沒有冒險精神，那么他就不可能獨自一人到太空中遨游。而我們的學生是祖國的希望，他們如果沒有冒險精神，那么整個中華民族就是一個沒有冒險精神的民族。一個沒有冒險精神的民族，何以創新，何以強大？可現在的學生都是在大人的呵護下長大的，他們缺乏的就是冒險精神。因此，在一些科學課中，我們可以通過實驗激發或培養學生的冒險精神。

譬如，有的實驗我們可以直接用師生的身體去做。筆者在上壓力壓強時，就設計了一個人體實驗。讓一個人平躺在桌子上，在他身上再放一塊大木板，然后由其他人在木板上用重錘敲擊。讓他既可以感受到壓力，又可以理解壓力一定時，受力面積越大，壓力作用效果越小的道理。開始筆者想叫學生來做這個實驗，可是竟沒有一個學生敢去冒險嘗試。于是筆者親自躺在了板上，示范給學生看。而當筆者安然無恙地走下桌子時，剛從尖叫聲中回過神來的學生立即躺到了桌子上，要去感受這驚險刺激的實驗。而這次實驗課給筆者的感受更多的是：我們的學生已經是溫室里的花朵了！于是在上電時，筆者又開設了人體靜電實驗。讓學生手碰向電機，站在絕緣板上，演示“怒發沖冠”的效果。由于這些實驗是師生親身體驗的，刺激又驚險，因此教師和學生都會以最嚴謹、細致的態度來對待這樣的實驗，其效果可想而知。

當然，在做這些實驗之前，教師必須要做好充分的準備，如：精確計算相關的一些數據，使之均在安全系數范圍之內；充分考慮實驗中可能產生的各種后果，準備好各種解決的辦法，使實驗既驚險刺激、又安全有序地進行。當然，還有更重要的是教師和學生的心理準備。

三、用魔術實驗激發學生好奇心

魔術是一種深受大家歡迎的文藝活動形式，在觀看魔術節目時，人們都會睜大眼睛想看個究竟，總想弄清楚魔術的原理。而實際上，這些魔術也無非是一些懂得科學知識的人，運用自然規律，把一些普通人不知其所以然的自然現象搬上舞臺，加上各種音樂、圖像背景的渲染，使觀眾感到神秘而驚奇。而在我們科學課堂上，如果采用一些魔術型的實驗進行教學，一定能吸引學生去探索實驗的原理。

如，演示“燒不壞的毛巾”魔術實驗：筆者先把一塊濕毛巾讓學生檢查，然后學著洗腳場所做火燎的模樣，選一個班上最調皮的學生，卷起一只褲腳，高高坐在講臺前，然后把毛巾敷在男生的膝蓋上，然后往毛巾上噴上大量的70%酒精，然后，請學生注意筆者要點火了。

筆者打開打火機點火，只見男生膝蓋上升起熊熊的火焰，此時學生的心情緊張。當學生感覺膝蓋有點燙的時候，筆者用手取下毛巾，然后用一個碗蓋在毛巾上。

提問：“毛巾是否燒壞了？”

學生有的說燒壞了，有的說沒有。于是筆者學著劉謙的腔調：“接下來就是見證奇跡的時刻！”

筆者掀開大碗，取出毛巾，輪流讓同學們觀察，毛巾竟然“毫發無損”，學生都感到十分納悶。

這時，筆者趁機要求同學結合本節內容討論，解釋毛巾噴灑了酒精，竟然沒有被燒壞的原因。最后筆者根據學生解釋，總結歸結毛巾不壞的原因：因為酒精燃燒時上面火焰的溫度高，下面的溫度低。再說酒精內含有30%的水份，這些水份足夠使毛巾保持低溫，在人體能夠承受的溫度之內，毛巾是不會燒壞的。這樣的實驗，學生體驗一次火燎的效果，感覺實驗好奇，又在好奇中掌握了科學原理。

再如，演示“報紙折筷”魔術實驗：將方便筷放在桌沿，使其一小段伸出桌沿外。然后把一張報紙平攤在桌上，蓋住筷子。接著用手掌快速向下猛劈筷子。（實驗要成功，動作必須要快。）結果不僅報紙沒有被筷子挑破，而且筷子已經被斷成了兩截。這一現象與學生所預料的完全不一致，頓時學生中一片嘩然，幾乎所有的學生都想弄明白是什么原因。其實這個實驗借助了大氣壓，在劈筷子的一瞬間，筷子的另一端會向上翹起，報紙和桌面間的壓強很小，而報紙上方的壓強卻很大，所以產生的力量很大，足以壓斷一根筷子。

用魔術實驗的表演不僅把學生帶入了一個充滿新鮮、好奇的魔術世界，使實驗在吸引學生探索知識方面的作用發揮到了極致，而且使學生更加愿意學習科學，喜歡學習科學。

四、用小型實驗激發學生思維

大型實驗的演示壯觀、可見度大、動人心弦，而小型實驗，則以取材方便、廢物利用、可人手一件而見長。其中所用到的實驗材料無非是一些紙片、針線、膠卷盒、杯子、湯勺、硬幣、可樂瓶等一些小東西，這些材料隨手可得，隨時可做。這樣可以讓學生明白，科學原理蘊含在日常生活中，同時還能增強學生愛動腦、愛思考的能力，進而培養學生的科學思維。

1. 一個雞蛋

用生活中常見的雞蛋來做實驗，以證明其中的科學原理。

（1）手捏不破。拿一個雞蛋，找一個力氣小的女生握在手中，使勁握也難以破碎，再找一個力氣大的男生來握，使勁握也握不破。然后，教師手拿雞蛋，在玻璃杯邊上輕輕一敲就破。這樣的實驗讓學生明白壓力的作用效果與受力面積大小有關。

（2）熟雞蛋入瓶。在廣口瓶內放入一團點燃的浸過酒精的棉花團，燃燒片刻，然后將一只稍大于瓶口去殼熟雞蛋放在廣口瓶的口上，不一會兒，熟雞蛋被吸入了瓶中。這個實驗讓學生明白內外的壓力差的存在。

（3）自由沉浮。讓一只雞蛋放入濃鹽水中，然后緩緩倒入清水稀釋、攪拌，隨著鹽水的不斷稀釋，雞蛋排開液體的體積隨著增大，由漂浮狀態慢慢變到懸浮狀態，最終沉入瓶底。這說明：浸在液體中的物體的上浮和下沉，決定于它所受浮力和重力的合力。

2. 一個杯子

一次性塑料杯用了之后棄之可惜，這時可對學生提出問題，要求學生自己思考設計實驗，這樣既可以培養學生動手動腦解決問題的能力，又可以培養學生的發散性思維能力和創造性設計能力。筆者經過多次試驗，從學生處得到的實驗方案還真不少。

（1）接聽土電話。在學習“聲音的產生和傳播”時，分別在兩個塑料杯的底部中央，用針錐打孔，孔不易過大，用一根較長的粗細均勻的棉線把兩杯接起來，兩端的線頭分別固定在兩個杯底，線頭處可以系上火柴擋住，或者用膠帶粘在杯底，兩人可以通過它進行對話，看看它的效果如何？（2）筷子提米。因為用玻璃杯如實驗沒有成功，則會打破杯子，而用塑料杯就不存在這個問題。（3）用兩個塑料杯代替滑動軸承，來演示滑動摩擦。因塑料透明且有一定的硬度、可視性強。（4）模擬放大鏡。慢慢地往杯子內倒水，將手緊靠在杯的背面，眼睛透過杯看緊靠在杯子上的手變大了。

3. 一支鉛筆

鉛筆在實驗中也有很多妙用。

（1）接測量金屬絲的直徑。如果沒有游標卡尺，可把金屬絲緊密繞在鉛筆上，如繞20圈，用刻度尺測出20圈長度除此圈數就是金屬絲的直徑。（2）鉛筆一端繞上一些小鐵絲制成簡單密度計，可以比較其它液體與水的密度的大小。（3）用彈簧秤拉放在水平面上的木塊，然后把木塊放在鉛筆上，再拉木塊來比較滾動摩擦和滑動摩擦的大小。（4）把鉛筆兩端削出筆芯，分別用鱷魚夾夾在鉛筆外殼和兩端筆芯代替導線，做小燈泡發光實驗，證明外殼是絕緣體，筆芯是導體。

麥克斯韋說過：“一項演示實驗，使用的材料越簡單，學生越熟悉，就越想透徹地獲得所驗證的結果。”由于實驗中所用到的材料都是學生在平時生活中見過的，因此，他們就有了一種親切感，也不存在思維障礙，因此能清楚地明白科學概念及其包含著的規律。

總之，實驗的優化創新，不僅是符合初中科學課程的要求，還給學生提供了一個高效探究的平臺。因此，我們要多從學生的實際出發，設計出各種學生感興趣的實驗，并引導學生去探究和操作，使學生真正主動地參與學習，成為學習的主體。

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（作者單位：浙江省樂清市虹橋鎮第六中學 325600）