化難為易

曹健

【摘要】 ?科學教學中往往存在一些難點，這些難點有些是由于是教材的編排與學生的學習實際脫節，有些是教師對教材的理解把握與課改要求、教學實際脫節，但是更多的是由于教學內容與學生已有的認知水平脫節，因此如何借助實驗將教學內容和學生已有的認知水平鏈接起來突破難點對于科學教學和學生知識建構有重要意義。本文根據作者自身的教學實踐，結合具體實驗教學案例，論述如何借助“改進性”實驗，“開放性”實驗，“證偽性”實驗和“驗證性”實驗來解決科學教學中如何有效突破難點的問題。

【關鍵詞】 ?初中科學 教學難點 實驗模型

【中圖分類號】 ?G632.4 ?? ? ? ? ? 【文獻標識碼】 ?A?【文章編號】 ?1992-7711（2020）21-138-02

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教學難點是指學生不易理解的知識，或不易掌握的技能技巧。難點有時又要根據學生的實際水平來定，同樣一個問題在不同班級里不同學生中，就不一定都是難點。在科學學科教學中難點表現在教學內容與學生已有的認知水平脫節方面，這些難點的產生主要是因為教學內容的抽象性與學生感性認識不足之間的矛盾容易產生教學難點。固有的經驗模式轉變為思維定勢，容易對與舊知存在差異的新知識產生心理上的障礙，而實驗就是在人為的控制下一些自然現象的重現，能夠直觀安全的表現難點，學生比較容易接受直觀的事物，從而達到突破難點的效果。

一、運用“改進性”實驗突破化學計量難點

朱熹曾說：“學貴有疑，小疑則小進，大疑則大進”。在化學反應中，由于其在微觀世界進行，我們很難直接觀察，尤其是化學計量問題，雖然我們知道結果，但是我們不知道怎么來驗證這個計量。出現了部分學生的問題意識的缺失，往往難點突破受到阻礙，出現這樣的現象教師和學生雙方都有原因。而“改進性”實驗則是對課本中的原有實驗進行改進，使實驗效果更加準確，更加直觀。通過該類實驗，可以進行精確程度的改進，從而突破化學計量的難點，比如水的組成比例的難點。

【實驗示例】

在八年級上第一章的《水的組成》一節中，經過教師的演示實驗和書本講解，學生對水由氫原子和氧原子構成，比例為2：1的知識點沒有任何懷疑，但是學生并沒有體驗和探索，是否對這一知識點理解了呢？往往學生知識記憶，而不理解。

【學生質疑1】選用什么材料可以定量測定產生的氫氣和氧氣的體積比例為2：1？

【學生質疑2】如何解決水電解時速度較慢的缺點？

【學生質疑3】選用什么材料可以制作電極？

【改進實驗】首先在注射器底部對側各插進一枚大頭針，兩枚大頭針的針頭相對且不接觸（距離大約為1cm），把注射器的內塞推到底，以固定住大頭針。因大頭針插入注射器形成的穿刺口用熱膠槍里的液體塑料密封住。液體塑料要稍稍多用些，大頭針才能穩穩地和注射器的外管套連在一起。利用如圖所示裝置，用橡皮管連接，制作成裝置如圖所示裝置，A點連接正極導線，B點連接負極導線。可以清楚的看到氫氣和氧氣比例為1：2.

通過這個改進實驗學生提出一個個問題，考慮到針筒的牢固和便于計量，所以實驗材料選用針筒，通過查閱資料和文獻，對實驗進行改進，特別是用繼電器作為觸爆器，這樣可以進一步保障學生的安全，完成對水的電解定量研究的難點知識的突破。

二、運用“開放性”實驗突破生活實際難點

“開放性”實驗是指有一定的研究方向和目的，自己獨立設計實驗方案進行研究的實驗。在學習電路圖這一節中，學生對于短路的概念的記憶沒有多大的困難，但是對短路的危害的認識往往不夠到位，沒有直觀的感受，怎么使微小的實驗現象適當放大，需要學生進行必要的設計。于是我們通過實驗使學生直觀的感受到短路帶來的危害，突破這一難點。

【實驗示例】

我讓每位學生自帶一節5號電池，進行短路實驗，一段時間后，學生發現導線和電池都發燙了，然后，我進行演示實驗，利用短路讓餐巾紙燃燒來引出短路的危害，這時學生的氣氛和積極性最高，為后來的電路元件符號的認識教學打下基礎。

【互動過程】

師：其實電路的狀態還有一種，叫做短路，大家手上有一節小電池，我們來做做短路實驗。直接把導線連在電池正負極上。大家感受一下電池的導線和電池，有什么感覺？

（生開始活動短路實驗）

師：有的同學說電池太小，沒感覺。好短路的小實驗就到這里，那我來做一個短路的大實驗看看。想想短路有什么危害？

（此時教師在操作實驗，故意兩極相碰出現火花，學生很感興趣，學生在看到餐巾紙從冒煙到著火后，興趣達到最高）

生：會著火，電池會被燒壞。

師：短路電流過大損壞電源或造成火災，所以必須要防止短路，特別是家里要防止短路。

【實驗評價】該短路實驗最主要的因素就是安全和直觀，主要是進行效果的放大，學生在設計實驗中，想到用白磷受熱容易燃燒來進行現象的放大，而在實際操作過程中白磷的加入的確加快實驗的速度，使實驗現象更加明顯。但是白磷的取用需要特別的謹慎，防止其自燃。最后實驗結束教室的通風也是關鍵。

三、運用“證偽性”實驗突破前概念難點

“證偽性”實驗指的是用來驗證猜想的實驗結果與猜想預言發生矛盾或存在差異的實驗，在科學探究中“證偽性”實驗分為“真證偽”實驗和“假證偽”實驗。“真證偽”實驗揭示了原有科學猜想中隱含的客觀矛盾，要求科學家改變原有猜想，重新提出新的猜想，特別是對學生前概念的引導糾正有著較大作用。

在科學探究教學中，常規做法是教師運用“證實性”實驗來成功地驗證學生的猜想。然而，探究教學中學生提出的猜想往往是錯誤的或者是片面的，這時教師可用“證偽性”實驗來揭示學生原有猜想隱含的矛盾，通過引導學生分析評估“證偽性”實驗與學生猜想矛盾來優化和完善原有猜想，提出新的正確的猜想，從而突破摩擦力的實際運用和與壓力，重力的區別的難點。

【探究問題】拔河時什么因素是決定因素

【學生猜想1】拔河時“力氣”是決定因素

【證偽實驗1】在班級中找出兩位同學，A同學比B同學“力氣”大，在教室中進行微型拔河比賽，三局兩勝，最后結果還是B同學獲勝。實驗結果與猜想1矛盾，需完善猜想1.

【學生猜想2】學生修改猜想1，提出猜想2：拔河時“體重”是決定因素

【證偽實驗2】在班級中找出兩位同學，A同學比B同學“體重”大，在教室中進行微型拔河比賽，三局兩勝，最后結果還是B同學獲勝。實驗結果與猜想2矛盾，需完善猜想2.

【學生猜想3】學生在教師啟發引導下，進一步修改猜想，通過歸納，提出正確的猜想拔河時“鞋”是決定因素。

【證偽實驗3】在班級中找出兩位同學，A同學穿旱冰鞋，B同學穿普通鞋，但是A同學“力氣”和“體重”都大于B同學，最后B同學獲勝。

“證偽性”實驗教學，運用“證偽性”實驗來揭示學生原有猜想的局限性，該實驗操作簡便，所需的器材比較容易得到而且貼近學生的生活實際，學生能夠很好的接受。從而層層啟發引導學生運用分析、比較、歸納等思維方法，提出和優化猜想，突破了摩擦力運用的難點。

四、運用“驗證性”實驗突破數據處理難點

驗證性實驗是指對研究對象有了一定了解，并形成了一定認識或提出了某種假說，為驗證這種認識或假說是否正確而進行的一種實驗。驗證性實驗強調演示和證明科學內容的活動。這類實驗往往培養學生的實驗操作，數據處理等其他技能。比如在天平的教學中，會出現許多實驗操作和數據處理上的難點，比如“左物右碼”放置錯誤產生的影響，砝碼生銹和缺損對實驗數據的影響等，通過實際的嚴重性實驗，測出該種情況下的數據進行分析，突破這些數據處理上的難點。

實驗是科學學科賴以形成和發展的基礎，是檢驗學科知識正確性的標準;是科學教學中學生獲取科學經驗知識和檢驗科學知識的重要媒介和手段。以實驗教學為基礎展開教學已成為所有科學教學工作者的共識，特別是對難點的教學，往往很難通過口頭講解來實現有效突破，但是如果借助實驗，就可以達到事半功倍的效果。

[ 參 ?考 ?文 ?獻 ]

[1]鄭長龍.化學實驗教學新視野[M].北京：高等教育出版社，2003.

[2]劉穩定.科學課實驗教學要“實”[J].中小學實驗與裝備，2006（4）.