淺談初中科學演示實驗功能激活策略

陳勇

【摘要】科學新課程標準要求以提高學生的科學素養為宗旨，建立了三維目標體系，倡導學生以探究發現為主、主動參與、交流合作的學習方式，這些理念的落實，都離不開科學實驗。而演示實驗作為科學教學的主要手段，我們很有必要研究激活演示實驗的功能。在改變實驗目的、改變實驗原理、改變實驗器材和改變實驗設計四方面的策略著手作了一些探究。

【關鍵詞】初中 ?科學演示實驗 ?功能 ?策略

【中圖分類號】G633.98 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2019）16-0110-02

一、科學演示實驗中存在的功能缺失

1.許多實驗用課件、視頻或PPT來進行演示，雖然操作簡單，但是學生并不能通過實驗的演示來揭示事物的本質，忽略了科學精神的養成，忽略了學生思維的養成。

2.很多實驗的演示，教師只為了得出某一他想表達的結論而進行演示，沒有把實驗所蘊含的內在關系表達出來，限制了實驗的作用。

3.實驗功能的被限制，使學生的思維能力、動手能力被限制，實驗的演示完全由教師操作，似乎與學生無關，學生的主觀能動性被限制。

4.有的科學教師因為怕麻煩而不做或少做演示實驗，甚至就用教師的口頭講解代替演示實驗。

因此，激活演示實驗的功能，使初中科學演示實驗真正起到培養學生的觀察能力、分析能力、動手能力、自主探究能力和創新能力的作用，已顯得尤為重要。

二、科學演示實驗功能激活的實踐策略

科學演示實驗有“構建理想模型”、“突破教學難點”、“展示知識過程”等四個功能，以其直觀具體、形象生動和低成本、高效率等優勢一直是科學教學的重要形式和手段，在創設學習情境、培養學生認知能力和學習興趣中起著重要的作用。教師在實驗設計時，可以通過改變其中某個或某幾個環節，激活演示實驗的本質，使演示實驗賦予新的教學功能，使學生取得更大收獲。

（一）同一器材改變實驗目的培養學生發散思維能力

科學學科的每個實驗，都有其特有的實驗目的，根據教材教學內容的提示和要求，運用一定的材料和設備，筆者設計出多個實驗目的不同的演示實驗，若在教學中能啟發學生利用相同器材自行設計不同目的的實驗方案進行實驗，可以有效發展學生的發散性思維能力，以此來拓寬學生的思維力度。

例如：“U型管的多種功能”這一章節，筆者利用U形管來改進部分實驗，效果十分明顯。

學生們學習液體壓強中認識了壓強計。它的構造裝是有紅色液體的U形管、刻度板、裝有橡皮膜的金屬盒和連接U形管和金屬盒的橡皮管。我發現，U形管在科學實驗中十分有用，比如在力學中的應用，利用U形管可以充分通過U形管左右液面高度的差來體現力的大小。

在流體力學中，學生認識到了流速越大，壓強就越小。老師通過實驗和發生在身邊的實例給學生介紹，使學生有了初步認識，于是，我設計了體現流體和壓強關系的演示實驗。把大型漏斗用橡皮管和U形管連接，并在漏斗內放一個乒乓球，用大功率的電吹風機在漏斗上吹風，發現乒乓球上浮了。U形管兩端液面出現了右高左低的現象。說明了右邊的壓強在減小，在大氣壓的作用下出現如此明顯的實驗現象。

教師在實驗教學中要深入研究每種儀器的功效和實驗用途，充分挖掘同一儀器在多種實驗的功能，這對于學生形成科學知識、理解科學概念和規律具有重要的意義。同時也促進了思維的發展，養成了發散性思維。

（二）改變實驗原理，提高學生分析推理能力

日常教學中，我經常用一些反映不同角度、不同層面教學內容的實驗進行演示，起發學生從不同實驗方案中進行思考，提高學生的思維、推斷能力。當然，所選用的實驗原理要符合初中學生的認知水平和思維特點。例如：“微小形變實驗”，在升華和凝華的教學中，我讓學生比較新舊兩只燈炮，討論，用久了的燈泡為什么會發黑？由于學生對金屬鎢的認識不到位，學生不能從本質上認識金屬鎢的升華和凝華。教學的重點無法把握。

現實的教學中，教師要精心研究教材中的實驗，分析其中的優缺點，并不斷地改進、補充實驗，聚焦多個角度，使實驗現象更加明顯，增強實驗教學的功效，提高學生分析推理能力。同時，在實驗中教師要潛心研究如何改變的實驗原理，從不同的角度詮釋了同一科學原理，讓學生對不易理解微小形變或無法感知的原理有了新的認識，發現科學就在我們身邊，消除了科學的神秘面紗，親近了許多。

（三）改變實驗器材，促進學生比對反思能力

相同的實驗可采用不同的器材進行。我們一般會根據材料的特性怎么樣、價格是否低廉、提取材料是否方便等方面來選擇。我利用身邊唾手可得的、成本低廉的材料進行演示實驗。例如：“覆杯實驗”，一般做法：在廣口瓶中裝滿水，然后用紙片蓋住瓶口，并用手壓著紙片，將杯倒轉，使瓶口朝下，然后將手輕輕移開，紙片紋絲不動，水未流出。然后，慢慢地旋轉瓶子，紙片仍紋絲不動，水也仍未流出。我進行了這樣的改進：如圖，在紙片上用大頭針刺出許多小孔，將廣口瓶改成大杯子，并演示方法同上，并加上一個傾斜的演示。結果，一張小紙片竟能托住一大杯子的水。改進后的實驗能給學生帶來更多的驚訝，而且還讓學生體會到氣體向各個方向都存在壓強。（如圖所示）

采用不同的器材進行演示實驗，可是得到的結果一樣，這很容易引發學生的思考，對于促進學生的反思能力有很大的作用。

在實驗教學中，學生對實驗的原理可能有一定的了解，但對于實驗設計的目的不是很清晰。為了挖掘實驗的功能，教師利用身邊的器材重新設計實驗，并“解剖”實驗，讓學生親歷實驗探究過程，慢慢引導學生理解實驗設計目的。最終做到異曲同工的效果，這樣做的效果能促進學生比對、反思的能力。

科學學科的課堂教學，設計的問題如果不是精心設計的，那就會錯失很多實驗帶來的精彩瞬間，教師精心設計演示實驗，適當引導學生進行觀察、感受、反思，學生就會從細小的實驗環節中去深入思考、分析，實驗就會給學生留下深刻的知識烙印。

（四）改變實驗的設計，激發學生的動手能力

一個實驗相同的目的、相同的原理，我通過改變實驗的設計方案，形成多個不同的新的實驗方案，使原有的實驗取得不一樣的更好的教學效果，事半功倍。

例如“光在不均勻介質中的折射實驗”

方案一：教師用左手拿著點燃的，右手拿著激光筆，當激光筆發出的光線穿過由點燃的蠟燭制成的不均勻空氣區域后射向遠處的墻壁，可以看到墻壁上的光點在上、下、左、右移動。

方案二：用兩個鐵架臺分別固定筆和蠟燭，原理同上。

方案三：用長方形的無色透明的無機玻璃、實驗用的長頸漏斗，將調制好的濃蔗糖溶液或用鑰匙加入適量的硫代硫酸鈉注入到事先灌注有三分之一清水的玻璃缸底部，使玻璃鋼內形成不均勻的液體。然后，把激光筆用鐵架臺固定，將激光從玻璃缸外從下往上照射，這時，引導學生們觀察激光從玻璃缸射入的現象：可觀察到光在不均勻的溶液中是沿著曲線傳播的，這時，用玻璃棒將玻璃缸內的溶液充分攪拌均勻，引導學生觀察，可見光又是呈現直線傳播了。（如圖所示）

通過不同形態溶液的對比，使學生直觀地理解了光不均勻和均勻的介質中傳播的路徑不同，這樣的實驗通過演示使實驗更清晰明了，結論更通俗易懂，學生的印象也更深刻。這三種方案的設計基本原理相同，實驗目的相同，但方案二在設計上更注重演示實驗的科學性，方案三的優點在于，它是“直接地”證明了光在不均勻介質中的光路是彎曲的，而且還證明了在同一均勻介質中（后來水槽內的海波或濃蔗糖溶液變成了均勻溶液）光線是直線傳播的。

演示實驗教學過程中，教師通過對實驗設計的改進，引領學生探究同一個原理，能使學生快捷理解知識難點，使學生通過直觀的演示實驗了解科學規律的形成，達到使學生真正理解科學學科中難懂的概念、科學規律和原理，并激活學生動腦動手能力。

三、結束語

如果說科學是一座迷宮，那么，科學實驗則是解開迷宮的鑰匙。在科學教學中，我們應該勤奮去挖掘，親手把鑰匙交給學生，讓學生進入科學的殿堂。只有這樣，我們的教學會更加引人注目、生機盎然。

參考文獻：

[1]查有梁，蘇明義.中學物理教學.廣西：教育出版社，2003.

[2]王后雄.新概念化學教學論.北京：北京大學出版社，2009.