開發利用生活化實驗器材，讓科學實驗更精彩

陳浩亮

【中圖分類號】G633.7 【文獻標識碼】A

【文章編號】2095-3089（2019）07-0264-01

科學探究是獲取科學知識的基本方式，實驗技能則是科學探究一項不可或缺的基本技能。但出于種種原因，初中實驗課的開課率不容樂觀。影響科學實驗教學的諸多因素中，實驗儀器是其中一個重要因素，如實驗所用儀器和裝置過于復雜、實驗器材數量不足、自制實驗器材困難多等。因此，開發利用生活化實驗器材，是突破實驗儀器的制約、提高科學實驗教學有效性的重要舉措。本文遵循“因地制宜合理使用實驗器材，積極研究、改進、創新實驗和活動”的要求，建構開發利用科學實驗生活化器材的三大策略：

一、以物激趣，喚起學生好奇心

利用學生身邊和生活中隨手可得的物品作為實驗器材，實驗可以變得更貼近現實生活，讓學生感受到科學的真實性、趣味性、實用性。用于初中科學實驗的生活化器材主要有物質形態的和經驗形態的兩種，筆者分別從下列三個維度激發學生興趣和好奇心，進而提升演示實驗的有效性：

1.再現生活以激趣的生活化實驗器材。

用學生熟悉的生活化器材進行實驗，能夠產生身臨生活情景的親切感，喚起學生對生活的回憶，從而激起對實驗的興趣。譬如，手機已經與人們的生活形影不離，是非常普及的生活用品，把手機作為一種實驗器材，學生必定會對實驗的興趣倍增。

2.喚起經驗以激趣的生活化實驗器材。

科學是一門與生活實際緊密聯系的學科，它滲透在日常生活的各個方面，如走路、騎車、照鏡子……這些看起來隨意的日常生活，其實都包含著許多科學知識。在科學實驗教學中，如果能巧妙地運用學生身邊的一些學習、生活用品，會比“正規實驗”更富有親切感，更貼近學生的生活實際，從而更能激發學生的學習興趣，喚起學生的學習動機，深刻理解所學的知識。如用鉛筆和橡皮泥探究壓力的作用效果，用雪碧瓶探究液體壓強與深度關系，用乒乓球從地上彈起探究“能的轉化”，甚至直接用學生的身體來完成一些實驗，如：用嘴對手背“吹氣”和用嘴對手背“哈氣”分別探究“蒸發吸熱”、“液化放熱”；用兩手掌相摩擦感覺發熱可探究“做功可改變物體的內能”等。這樣開展實驗有利于使學生明白科學就在身邊，科學與生活息息相關。而且通過這些課本上沒有出現的器材來實驗能啟發學生的創新思維，培養學生的實踐能力，調動學生的創新意識，也能為學生今后開展創新實驗提供物質保障。

3.創設情境以激趣的生活化實驗器材。

從學生的感知形式來說，演示實驗訴之于視覺，就此可以演繹出一個說法，即實驗情境與實驗效果的相關性非常大。利用生活中都有的生活用品作為課堂演示器材，學生會更感興趣，這種興趣會延伸到課后，有利于學生在生活中樹立科學意識，發揮自主學習的潛能，是提高學生學習科學積極性的“一汪活水源泉”。

二、化難為易，驅動學生挑戰力

學習的支架理論認為，在學生智力活動中，解決問題所需要的能力與原有能力之間可能存在差異，學生要在教師的合理幫助下消除差異。這個差異就是“最鄰近發展區”，合理的幫助就是指教師在最鄰近發展區為學生搭建恰當的支架。利用生活化實驗器材，就是這么一個“支架”。因為，實驗室的一些實驗器材都是以陌生臉孔呈現于學生面前，而生活化器材則為學生所熟識，學生不但熟悉器材的外形特征，而且了解器材的功用性能，有的甚至能夠預期到其發展與變化。這就可以化難為易，激起學生的興趣和熱情，驅動學生向未知挑戰。利用生活化實驗器材，從下列三個層面化難為易，驅動學生科學實驗的挑戰力：

1.儀器結構：化復雜為簡單。

著名物理學家麥克斯韋說過，“實驗的教育價值與儀器的復雜性成反比，一項實驗，使用的材料越簡單，學生越熟悉，就越能透徹地獲得所驗證的結果”。利用身邊的簡單器材來代替，不僅便于課堂使用，實驗現象明顯，更易吸引學生的注意力，提高學生的實驗效率。

2.實驗操作：化繁瑣為簡易。

結構復雜、操作繁瑣的實驗，往往會分散學生的注意力。只要演示實驗的科學性強，現象明顯，在操作上越簡單越好。使用操作簡單、方便的生活化實驗器材，可以大大提高實驗的有效性。

3.學生理解：化深奧為淺近。

在科學課中常遇到一些讓學生難以理解的問題，如果這些問題單靠教師的一張嘴、一支筆很難達到預期的效果，假如借助一些生活化器材做實驗，使之成為學生解決疑難問題的支架，往往會事半功倍。

三、一物多能，誘導學生探究欲

一物多能，就是對生活化實驗器材常規性的功能、一般性的使用范圍之外，換個視角挖掘其特點，提高投入使用的頻率，使生活化實驗器材從多種功能的角度喚起學生進行實驗探究的欲望。這是一條激發學生實驗興趣、提高實驗的實效性、培養學生想象力和創造力的重要途徑。生活化實驗器材“一物多能”的開發、利用，主要從下列三個角度展開：

1.從器材投入頻率的一次性到多次性的探究。

通常情況下，大多數實驗室器材，是一套器材只能完成一個實驗，解決一個問題；生活化的實驗器材卻能重復多次使用，不但提高了實驗器材的利用率，而且投入頻率多次性的實驗器材，更能引出學生新的興趣、引發新的探究欲。

2.從實驗器材準備的一元化到多元化的探究。

實驗室器材玻璃制的居多，學生若人手一套就需要大量的準備工作，實驗后清潔整理工作量也很大，而且利用實驗室器材，藥品使用量大，儀器容易破碎，搬運不方便。事實上，實驗器材準備本身也是一種探究活動，因此，可以由實驗室準備的一元化模式，轉向與組織學生收集或制作一些簡單實用的生活化實驗器材相結合的多元化模式。這樣可以讓每一名學生都各自擁有一套實驗裝置，親自動手做實驗，以觀察實驗現象和結果，并加以思考、推理及分析，以便能得到最合理的結論。

3.將驗證實驗轉化為探究實驗。

探究實驗作為科學實驗的一種形式，它有別于測定性實驗，又有別于一般的驗證性實驗。探究實驗的目的在于使學生獲得科學實驗研究方法的訓練，讓學生接觸探索、發明、發現的過程和方法，在探索發現的過程中激發和滿足不同層次學生的探索與創造欲望，發展學生理性的、批判的思維方法。驗證性實驗是用實驗來驗證已學過的科學知識的正確性，在驗證性實驗中，學生處于被動接受知識的狀態。而探索性實驗是指在科學實驗的基礎上，通過科學的分析來獲取知識。這一過程要求學生有較多的思考和討論，學生處于一種主動探索知識的狀態，對培養學生的創新能力非常有利。課堂內的探究活動主要由教師根據學生的認知水平和已有的知識基礎，與學生一起精心設計探究方案，指導學生在課堂內按計劃進行。課堂探究內容的選擇一般應注意以下幾個方面：①內容應是科學課程的核心知識，對培養學生科學素養和發展學生的科學思維具有重要的價值；②內容的難度要適合學生的年齡特點和認知水平；③內容要能激發學生的好奇心和求知欲，要有驅動力。

如在做“影響導體電阻大小的因素”演示實驗時，筆者做了如下改進：以鉛筆芯和鐵絲代替合金線，變演示實驗為學生分組探究實驗，讓學生自行探究。改進后的優點是鉛筆芯、鐵絲為身邊材料，簡單易得，學生一方面可身臨其境，自己駕馭實驗，另一方面增強對知識的理解。另外分組實驗代替演示實驗，觀察清晰，新鮮生動，效果明顯，提高了學生觀察和實驗的能力，且使學生對科學學習有了興趣，增加了實驗結論的可信度。在探究過程中，成功者從中獲得喜悅，從而激發其創新的興趣，失敗者從中吸取經驗和教訓，從而促使其認真思考、勇于創新。