新課程背景下初中科學實驗教學的設計與實施

李明娟

摘 要：實驗是激發學生學習興趣的原動力，是使學生體驗和感受科學方法不可或缺的經歷，也是科學教師提高課堂教學效率的重要舉措。科學教師要加強對科學實驗教學的設計與實施，關注學生的自我體驗、認知水平和思維發展，以激發學生的學習興趣和學習潛能，提高學生探究能力和科學思維能力。

關鍵詞：實驗 興趣 體驗 認知 思維

全面提高每一個學生的科學素養是科學課程的核心理念。而發展學生的科學素養離不開科學的學習過程。科學的核心是探究，科學教學應該體現和突出科學探究的學習方式。要實現這一目標，教師在教學中必須加強實驗教學的研究，設計符合學生認知規律的、操作性強的實驗，以激發學生的學習興趣，發展學生的科學探究能力，提高學生的思維能力和學習效率。[1]

一、關注學生的自我體驗，調動學習興趣

在傳統接受式的教學中，實驗教學形式往往就是老師做，學生看或者老師說，學生做，學生自己的探究欲望是非常低的，感受也極其簡單。新課程課堂上的實驗教學形式發生了很大的改變，凡是可以讓學生親自動手做的實驗就盡可能讓學生動手做，教師關注的不單是知識，更關注的是每一個學生的參與度和學生學習過程的情感體驗。

比如，磁場是一種看不見摸不著的特殊物質，對初中學生來說，抽象難理解，是教學中的一個難點，在今天的課堂上，老師常常會設計以下三個小活動：（1）做一做：讓學生利用桌上的磁鐵、小磁針、鐵屑、銅塊、鋁塊等器材感受磁場的存在；（2）敲一敲：讓學生利用鐵粉觀察條形磁鐵周圍的磁場分布；（3）放一放：在四個靜止的小磁針的中間放入銅塊和鋁塊，觀察小磁針的運動情況。這三個活動取材普通，無非就是利用磁體、小磁針、鐵粉等材料，操作也簡單，就是做一做，敲一敲，放一放，用的時間也不長，但通過學生的親自嘗試，讓學生清晰地看到磁場的存在，非常強烈地感受到磁場的存在，有效地突破了教學難點。

再如，利用右手螺旋定則判斷通電螺線管的磁極，有些學生始終不理解。如果老師給學生一根長的漆包線、一根鐵釘、一些導線、二節干電池，學生就有一種迫不及待地想動手繞線圈的愿望，并利用小磁針測試通電螺線管的極性。這個過程學生始終處在昂揚求知的積極學習狀態之中，教師引導學生觀察鐵釘上螺線管的繞法，并按照電流的流向用右手握住鐵釘，這時候大拇指的方向就是通電螺線管N極的指向，難點就不解自破了。

二、關注學生的認知水平，提高學習效率

在實驗教學活動中，學生是學習的主體，每一個學生都可以充分參與科學學習。但實驗教學的設計必須從學生的實際出發，關注學生的認知水平。盲目地拔高要求或設計不符合中學生認知規律的實驗就會拔苗助長，達不到應有的教學目標。

我們在研究液體內部壓強特點時，可以設計一些可以讓每個學生都動手做一做的定性實驗，如：讓學生的手上套上一個塑料袋，把它放入水中不同深處，感受液體內部的壓強，或者拿一個蓋上蓋的空塑料瓶壓入水中，讓學生通過手的感受體驗到液體內部的壓強大小；在一個去掉底部的塑料瓶內倒入水，觀察包扎在瓶口的橡皮膜的變化，讓學生觀察到液體對容器底部的壓強；在一個側壁不同高度開有小孔的塑料瓶內不斷注入水，通過觀察側壁水噴出的遠近體會液體對側壁的壓強隨深度的增加而增大。但如果把這些實驗生硬地設計成定量實驗進行研究，不僅有難度，而且不符合初中學生的認知水平，也不符合課標的要求，結果是得不償失，反而降低了學習效率。[2]

再如，探究物體吸收熱量的多少跟哪些因素有關的實驗中，由于本實驗采用加熱酒精燈的時間多少來衡量物體吸收熱量的多少，此實驗是不能進行定量實驗，也無法得出定量關系。因此我們不能違背規律從定性實驗中得出定量結論。教師可以設計相應的表格讓學生親自實驗，記錄一些必要的數據，從這些數據中分析得出以下結論：同種物質，質量相同，吸收熱量隨升高溫度增加而增多；不同物質，質量相同，升高溫度相同，吸收的熱量不同；同種物質，升高溫度相同，質量越大，吸收熱量越多。這樣的實驗設計與實施關注了學生的認知水平，提高了學生的學習效率，取得了較好的教學效果。

三、關注學生的思維方法，提高思維能力

上述的實驗教學設計案例中，我們可看到實驗教學中蘊含著科學的思維方法，如：磁場實驗教學中，四個小磁針的中間放上鋁條，小磁針不動，而放入條形磁鐵小磁針馬上轉動，改變條形磁針的磁極方向，小磁針的轉動方向發生改變。當學生通過實驗觀察親眼看到了這個有趣的實驗現象，如果教師不引導學生根據記錄的實驗現象進行思考、分析。那么實驗也就成了附屬，不能達到教學的效果，更不能培養學生的思維能力。相反，教師引導學生分析實驗結果，引起學生思考，通過分析推理得出小磁針的運動是受到力的作用引起的。在此基礎上學生會提出新的疑問：為什么不接觸的兩個物體也能有力的作用呢？肯定是因為存在著一種我們看不見摸不見的特殊物質的原因，這樣磁場的引出就水到渠成了。可見教師引導學生通過實驗現象的分析推理的過程就是培養學生思維品質的過程。

控制變量法是初中科學實驗探究中用得最多的一種科學研究方法，比如研究電流與電壓的關系時就要用到控制變量法這一科學的思維方法，當老師提出電流的大小可能會跟哪些因素有關時，學生就會根據已有知識的積累和經驗猜想可能跟電壓和電阻大小有關，那么如何設計實驗驗證猜想呢？這時候教師就要引導學生思考當有二個變量的時候，如何想辦法控制其中的一個變量，研究電流大小跟另一個變量的關系，從實驗的設計到實物電路的連接、實驗過程中數據的記錄、結論的得出，無不體現了嚴謹的科學思維方法。可見，歐姆定律內容得出的過程就是培養學生學會正確的科學探究方法和科學的思維方法的過程。

結語

實驗是激發學生學習興趣的原動力，是使學生體驗和感受科學方法不可或缺的經歷，也是科學教師提高課堂教學效率的重要舉措。實驗也必定會對學生的終身發展累積一定的經驗。科學教師要加強對科學實驗教學的設計，關注學生的自我體驗和認知水平，關注學生的思維發展，從而激發學生的學習興趣和學習潛能。

參考文獻

[1]科學7一9年級課程標準

[2]物理實驗教學講座：初中實驗教學的設計與實施