初中科學實驗教學的有效性

吳云龍

【摘要】對于初中科學的整個教學而言，實驗無疑占了很大的比重，也是提升學生探究能力和實踐能力的重要途徑。教師在開展實驗探究教學的過程中，注重對問題的細化設置是讓學生保持實驗過程中積極性和專注度的有效途徑，而在進行實驗設計的過程中會涉及許多的環(huán)節(jié)，怎樣將問題逐一細化到各個環(huán)節(jié)并與教學內容自然銜接則是本文重點探討的教學課題。雖然初中科學中涉及的實驗性質可能有所差異，方法也并不完全相同，但總體而言可以歸納為以下幾個步驟：假設與猜想、掌握實驗原理、設計實驗方案、了解實驗裝置、進行實驗操作、反思和檢查。接下來，我們便開始逐一對其中部分環(huán)節(jié)中問題的細化進行探討，以期通過問題的細化設置，讓學生擁有更強的科學實驗思維和動手能力。

【關鍵詞】初中科學;實驗教學

一、假設與猜想

著名的物理學家牛頓曾說過：“沒有大膽的猜測，就沒有偉大的發(fā)現(xiàn)。”縱觀古今，偉大的發(fā)現(xiàn)都是由看上去荒誕無比的猜想而得來，偉大的科學家也正是因為擁有較強的生活洞察力和敢于猜想的想象力而邁出科學探究的第一步，用于假設與猜想的想象力可以說是偉大科學家探索的源泉，因此進行科學實驗的重要前提是擁有假設與猜想的能力。例如，偉大的數(shù)學家哥德巴赫就曾在一次簡單的數(shù)論題目中作出“任意兩個基質數(shù)的和是偶數(shù)”的猜想，最后通過反復實驗得以證實。對于初中科學教學而言，處于初中階段的學生擁有較強的觀察能力和想象力，但本身沒有經過太多與科研相關的系統(tǒng)學習，所以他們對生活中的現(xiàn)象會作出自身的假設與猜想，但是卻在很多時候無法用科學語言進行系統(tǒng)表述。科學實驗探究中，假設與猜想正是細化問題設置的關鍵步驟，教師應充分結合初中生年齡段的心理特點和能力水平，通過開展相應的教學活動，充分激發(fā)學生的猜想能力和提升學生的實驗能力，在課堂教學中提升學生基于科學方面的問題細化和設置能力，讓學生在具備更高科學素養(yǎng)的同時保持對生活探究的積極性。

二、掌握實驗原理

開展科學探究的準備工作之一就是實驗原理的掌握，這是進行科學實驗所必備的知識儲備與思想儲備。這一步的進行依賴于學生對知識點的掌握程度和理解速度，而這也是學生在逐漸接觸到實驗相關知識的過程中積累而得的。從加強學生對實驗原理的理解與應用能力出發(fā)，教師也可通過問題細化的方式，讓實驗原理逐漸被所有學生所理解和掌握，由易至難的階梯式問題創(chuàng)設能夠增強學生對實驗的自信心，也能讓學生更好地融入實驗氛圍之中。

例如在進行“伏安法測電阻”相關實驗的教學設計時，不同學生對該節(jié)內容的理解和接受程度并不相同。在對實驗原理學習和掌握時，教師可將所有同學都學習過并有一定程度理解的歐姆定理來作為此次實驗原理學習的切入點，運用歐姆定律為基礎加之如下問題的設計和回答，便能讓學生對此次實驗的基本原理和實驗所依據(jù)的公式定理有基本的掌握：“1.運用哪個公式能夠變形且計算出定值電阻的阻值？2.開展此次科學探究應當準備哪些儀器？怎樣才能將這些儀器連接并應用于此次實驗？3.此次實驗的電路圖應該是怎樣的？依據(jù)什么原理？4.在測量電阻的過程中，哪些是需要被用來進行輔助測量的？”教師可讓同學們分成小組來對這些問題進行討論，并在開展實驗前匯總各小組有關該部分問題的討論結果，還可以選取一部分同學加入到對該問題的回答中，最后學生的回答來統(tǒng)一對這部分問題進行講解。

三、設計實驗方案

設計實驗方案的過程并不簡單，在實驗探究過程中會因某些變量或某些影響因素而受到阻礙，尤其是對本身沒有較好科研基礎和實踐能力的初中生而言，想要得到最終的實驗結果并順利觀察到實驗現(xiàn)象并不容易。在此階段，教師可通過對實驗方案相關問題的創(chuàng)設與細化來降低設計實驗方案的難度，讓同學們循序漸進地摸索出實驗方案設計的流程以及在實驗方案設計過程中遇到問題的具體解決策略，并且問題的創(chuàng)設也是為今后同學們在進行實驗方案設計過程中需要注意的問題敲個警鐘，防止其今后進行實驗方案設計過程中有遺漏的部分。

同樣以上文所提到的“伏安法測電阻”的實驗為例，在學生對該實驗進行實驗方案設計與完善的過程中，當學生確定此次實驗的電路圖之后，便能夠得到兩個不同的實驗方案：方案一要能夠把電流表、電壓表和所需要測量阻值的電阻運用到;方案二是在方案一的基礎之上添加滑動電阻器來進行測量。這兩種方案哪一種更具備優(yōu)勢是這個時候教師需要通過問題細化與設置來引發(fā)同學們進行考慮的問題。教師可通過如下問題的創(chuàng)設來引導學生進行思考：1.這兩個方案的電路差別在哪里？2.使用兩個方案的優(yōu)劣之處分別是什么？在這兩個問題的基礎上，學生可以分成小組來進行討論和對比，在和同學的觀點碰撞和交融后，部分同學提出，方案二中增加滑動變阻器是非常關鍵的，也有部分同學認為增加滑動變阻器是不必要的，教師這時可讓認為需要添加滑動變阻器的同學解釋添加的原因及好處。由此，學生們便可以通過此次方案設計，了解到變阻器對電路的影響以及變阻器的作用。這個只是此次實驗方案設計細節(jié)之一，還有許多諸如電流改變趨勢等因素是實驗方案設計需要考慮的，教師也可通過創(chuàng)設問題情境，將問題細化至實驗方案中來，引發(fā)同學對其的思考以及對實驗探究的深入。

總結

實驗是初中科學教學中的重要教學內容，也是義務教育階段培養(yǎng)學生實踐和動手能力的重要途徑，在實驗過程中進行問題細化是活躍實驗氣氛與完善實驗細節(jié)的有效途徑，在假設與猜想環(huán)節(jié)進行問題的細化與創(chuàng)設，可以有效提高學生的想象能力和將生活實踐與科學探究有效結合的能力;在實驗方案設計環(huán)節(jié)進行問題的細化能夠有效規(guī)避正式開展實驗過程中可能會出現(xiàn)的失誤。由此可見，問題細化的重要性體現(xiàn)在實驗探究的每一個環(huán)節(jié)中。

參考文獻

[1] 沈國梅.試析拓展性實驗在初中科學中的實踐與探索[J].當代家庭教育，2021（26）：131-132.

[2] 石莉薔，王伯君，毛國永.生活化實驗在初中科學教學中的探索[J].中學教學參考，2021（26）：92-94.

[3] 李子云.芻議初中科學實驗細節(jié)處理藝術[J].試題與研究，2021（24）：139-140.