中小學科學實驗應該具備的幾個條件

陳展

摘 要 以“觀察蝸牛”實驗為例，分析了現在實驗教學中存在的一些問題，如材料難以獲得、材料浪費、分組不到位等。并在實驗對象的獲取、材料的節省與安全、實驗過程的討論形式、實驗的可持續性等方面加以討論，從而說明中小學科學實驗應該具備的幾個條件。

關鍵詞 蝸牛 觀察實驗 實驗教學

生物是按照一定規律生長的，如隨季節生長、地域生長、陽光生長等，很多時候教材建議使用的生物實驗材料難以準備。如“觀察蝸牛”實驗之前，科學老師是讓學生回去與家人一起去尋找蝸牛，上課時，再讓學生把蝸牛裝在瓶子中帶到實驗室。實驗后，這些蝸牛遭人隨手丟棄，引發筆者思考生物學實驗應該具備什么條件才是適當的。

1 實驗對象應該具備易取性

生物學實驗所需的生物要有代表性與可取性。代表性指觀察的對象要有多樣性，如既有植物的也有動物的，并且這些生物能容易獲得。而蝸牛在日常生活中并不常見，在特定的環境與時間才可能得到。目前最好的辦法是在菜場上購一些活體。活體替代物得滿足軟體的、活的、體積小幾個條件。若與蝸牛是近親就更好，活體螺就是一種較好的替代材料。由于只需幾位學生共同觀察一只，所以沒有必要購很多，對于當地易找到蝸牛的學生自己去尋找實驗材料也是可行的，但是，教師要強調注意安全。學生抓來蝸牛后，要學會天天觀察它的動作與飲食。教師可通過要求學生觀察蝸牛，培養學生細心的學習品質。另外，從網上購買也是一種取得實驗材料的方法。實驗材料易取性是開展科學實驗的前提。

2 實驗材料應該具備節省性與安全性

針對蝸牛的反應，實驗中選用的是白糖與醋兩種材料，它們都是安全的材料。但是把一袋袋未拆封的白糖或醋拆開，用于做些小實驗，多個班級采用這些原料時造成了浪費，是否可以選擇其他的實驗變量。如研究光亮對它的影響;或用小木頭觸碰它不同的部位，觀察它的動作反應;在密封的燒杯中，觀察它對氧氣量的反應等。

觀察蝸牛時，學生給蝸牛飼喂的是家中一些剩菜葉，不會造成浪費。在選擇材料時，教師要考慮節省原則，盡量廢物利用。此外，教師還要關注實驗材料的安全性，在教育學生重視實驗安全時，也要注意不要使學生產生不當的畏懼感，泯滅學生對科學實驗的興趣。對人體有安全危險的實驗，教師應盡量采取安全防護措施，如戴護目鏡、穿工作服、戴防護手套等，盡量不選擇腐蝕性強的化學藥物。

3 觀察過程應該具備分組討論

在生物實驗類型中，不論是探究性實驗還是驗證性實驗，是觀察型實驗還是模擬性實驗，也不論實驗結果是理想或不理想，教師都要引導學生辨析、討論與交流實驗現象、實驗結果，促進學生學會獲取和處理信息，從而找出解決問題的方法。實驗課上，教師給出的任務應盡量具體可操作。如讓學生觀察記錄動物或植物的各種特征，教師可以要求學生分成幾個大組，每一個大組要求完成一定的的觀察任務，最后要求他們總結。這樣可以培養學生分工合作的精神，同時提高了課堂的教學效率。教師還要鼓勵學生提出自己不同的意見，激發學生的學習主動性，培養他們的科學意識。

分組觀察時，一般是2-4人一組最佳，各小組內部分工要明確，從而更好地培養團結協助的精神，為以后的工作學習打下良好的基礎。若有些觀察需要在家中進行時，教師可提出觀察要求或問題，引導學生觀察：觀察蝸牛的活動和爬行速度;尋找蝸牛愛吃的食物以及進食方式;蝸牛如何排泄，排泄物的形態如何;是否需要呼吸;蝸牛如何交流。有些問題可能較難，但是可以挑戰學生的觀察能力與思考能力。

此外，學生還可以自己提出問題，尋找解決方案。這時，學生可以將帶小動物到學校實驗中飼養并觀察。除了蝸牛外，也可以飼養活的小蝦、小螃蟹等。

4 實驗過程應該具備可持續性

實驗結束，在整理材料時，筆者發現有些網購的大蝸牛在觀察實驗后，基本上被學生丟棄了。這說明學生觀察蝸牛就是為了交差，沒有養成觀察的興趣，這對于科學精神的培養是很不利的。

教師可以要求學生把這些蝸牛帶回家養起來，使學生形成細心、耐心的觀察品質。很多觀察在初中的科學課上是不可能完成的，只有在家中長期觀察才能發現。此外，也可以讓學生自己思考蝸牛生活的空間，如它們的家可以安放在飲料瓶中，也可以在紙盒內;讓學生進行對比，蝸牛等小動物更加喜歡那一個環境，觀察這些小動物的外部特征、對各種物質的反應及喜好等。

觀察與總結能力的培養是學生形成初期的科學精神的關鍵一步。所以，科學老師可以布置適當的任務讓學生課外觀察。

5 結語

科學教育的目的之一是要培養未來科學家。那么，立志當科學家的學生必然要在實驗中學會像科學家一樣思考，鍛煉基本的實驗研究能力。中小學科學實驗要培養學生科學觀察與分析的能力，教師還要考慮實驗的可操作性、安全性、可觀察性、節省性。對于實驗的材料與方式，教師未能局限于教科書的限定中，要進一步激發對于實驗的創新，真正提高實驗教學的效率。

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