初中科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性

吳云龍

【摘要】對(duì)于初中科學(xué)的整個(gè)教學(xué)而言，實(shí)驗(yàn)無(wú)疑占了很大的比重，也是提升學(xué)生探究能力和實(shí)踐能力的重要途徑。教師在開展實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)的過程中，注重對(duì)問題的細(xì)化設(shè)置是讓學(xué)生保持實(shí)驗(yàn)過程中積極性和專注度的有效途徑，而在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的過程中會(huì)涉及許多的環(huán)節(jié)，怎樣將問題逐一細(xì)化到各個(gè)環(huán)節(jié)并與教學(xué)內(nèi)容自然銜接則是本文重點(diǎn)探討的教學(xué)課題。雖然初中科學(xué)中涉及的實(shí)驗(yàn)性質(zhì)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(gè)步驟：假設(shè)與猜想、掌握實(shí)驗(yàn)原理、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、了解實(shí)驗(yàn)裝置、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作、反思和檢查。接下來(lái)，我們便開始逐一對(duì)其中部分環(huán)節(jié)中問題的細(xì)化進(jìn)行探討，以期通過問題的細(xì)化設(shè)置，讓學(xué)生擁有更強(qiáng)的科學(xué)實(shí)驗(yàn)思維和動(dòng)手能力。

【關(guān)鍵詞】初中科學(xué);實(shí)驗(yàn)教學(xué)

一、假設(shè)與猜想

著名的物理學(xué)家牛頓曾說(shuō)過：“沒有大膽的猜測(cè)，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(wú)比的猜想而得來(lái)，偉大的科學(xué)家也正是因?yàn)閾碛休^強(qiáng)的生活洞察力和敢于猜想的想象力而邁出科學(xué)探究的第一步，用于假設(shè)與猜想的想象力可以說(shuō)是偉大科學(xué)家探索的源泉，因此進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)的重要前提是擁有假設(shè)與猜想的能力。例如，偉大的數(shù)學(xué)家哥德巴赫就曾在一次簡(jiǎn)單的數(shù)論題目中作出“任意兩個(gè)基質(zhì)數(shù)的和是偶數(shù)”的猜想，最后通過反復(fù)實(shí)驗(yàn)得以證實(shí)。對(duì)于初中科學(xué)教學(xué)而言，處于初中階段的學(xué)生擁有較強(qiáng)的觀察能力和想象力，但本身沒有經(jīng)過太多與科研相關(guān)的系統(tǒng)學(xué)習(xí)，所以他們對(duì)生活中的現(xiàn)象會(huì)作出自身的假設(shè)與猜想，但是卻在很多時(shí)候無(wú)法用科學(xué)語(yǔ)言進(jìn)行系統(tǒng)表述。科學(xué)實(shí)驗(yàn)探究中，假設(shè)與猜想正是細(xì)化問題設(shè)置的關(guān)鍵步驟，教師應(yīng)充分結(jié)合初中生年齡段的心理特點(diǎn)和能力水平，通過開展相應(yīng)的教學(xué)活動(dòng)，充分激發(fā)學(xué)生的猜想能力和提升學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ谡n堂教學(xué)中提升學(xué)生基于科學(xué)方面的問題細(xì)化和設(shè)置能力，讓學(xué)生在具備更高科學(xué)素養(yǎng)的同時(shí)保持對(duì)生活探究的積極性。

二、掌握實(shí)驗(yàn)原理

開展科學(xué)探究的準(zhǔn)備工作之一就是實(shí)驗(yàn)原理的掌握，這是進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)所必備的知識(shí)儲(chǔ)備與思想儲(chǔ)備。這一步的進(jìn)行依賴于學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握程度和理解速度，而這也是學(xué)生在逐漸接觸到實(shí)驗(yàn)相關(guān)知識(shí)的過程中積累而得的。從加強(qiáng)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的理解與應(yīng)用能力出發(fā)，教師也可通過問題細(xì)化的方式，讓實(shí)驗(yàn)原理逐漸被所有學(xué)生所理解和掌握，由易至難的階梯式問題創(chuàng)設(shè)能夠增強(qiáng)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的自信心，也能讓學(xué)生更好地融入實(shí)驗(yàn)氛圍之中。

例如在進(jìn)行“伏安法測(cè)電阻”相關(guān)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，不同學(xué)生對(duì)該節(jié)內(nèi)容的理解和接受程度并不相同。在對(duì)實(shí)驗(yàn)原理學(xué)習(xí)和掌握時(shí)，教師可將所有同學(xué)都學(xué)習(xí)過并有一定程度理解的歐姆定理來(lái)作為此次實(shí)驗(yàn)原理學(xué)習(xí)的切入點(diǎn)，運(yùn)用歐姆定律為基礎(chǔ)加之如下問題的設(shè)計(jì)和回答，便能讓學(xué)生對(duì)此次實(shí)驗(yàn)的基本原理和實(shí)驗(yàn)所依據(jù)的公式定理有基本的掌握：“1.運(yùn)用哪個(gè)公式能夠變形且計(jì)算出定值電阻的阻值？2.開展此次科學(xué)探究應(yīng)當(dāng)準(zhǔn)備哪些儀器？怎樣才能將這些儀器連接并應(yīng)用于此次實(shí)驗(yàn)？3.此次實(shí)驗(yàn)的電路圖應(yīng)該是怎樣的？依據(jù)什么原理？4.在測(cè)量電阻的過程中，哪些是需要被用來(lái)進(jìn)行輔助測(cè)量的？”教師可讓同學(xué)們分成小組來(lái)對(duì)這些問題進(jìn)行討論，并在開展實(shí)驗(yàn)前匯總各小組有關(guān)該部分問題的討論結(jié)果，還可以選取一部分同學(xué)加入到對(duì)該問題的回答中，最后學(xué)生的回答來(lái)統(tǒng)一對(duì)這部分問題進(jìn)行講解。

三、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案

設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的過程并不簡(jiǎn)單，在實(shí)驗(yàn)探究過程中會(huì)因某些變量或某些影響因素而受到阻礙，尤其是對(duì)本身沒有較好科研基礎(chǔ)和實(shí)踐能力的初中生而言，想要得到最終的實(shí)驗(yàn)結(jié)果并順利觀察到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并不容易。在此階段，教師可通過對(duì)實(shí)驗(yàn)方案相關(guān)問題的創(chuàng)設(shè)與細(xì)化來(lái)降低設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的難度，讓同學(xué)們循序漸進(jìn)地摸索出實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的流程以及在實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)過程中遇到問題的具體解決策略，并且問題的創(chuàng)設(shè)也是為今后同學(xué)們?cè)谶M(jìn)行實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)過程中需要注意的問題敲個(gè)警鐘，防止其今后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)過程中有遺漏的部分。

同樣以上文所提到的“伏安法測(cè)電阻”的實(shí)驗(yàn)為例，在學(xué)生對(duì)該實(shí)驗(yàn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)與完善的過程中，當(dāng)學(xué)生確定此次實(shí)驗(yàn)的電路圖之后，便能夠得到兩個(gè)不同的實(shí)驗(yàn)方案：方案一要能夠把電流表、電壓表和所需要測(cè)量阻值的電阻運(yùn)用到;方案二是在方案一的基礎(chǔ)之上添加滑動(dòng)電阻器來(lái)進(jìn)行測(cè)量。這兩種方案哪一種更具備優(yōu)勢(shì)是這個(gè)時(shí)候教師需要通過問題細(xì)化與設(shè)置來(lái)引發(fā)同學(xué)們進(jìn)行考慮的問題。教師可通過如下問題的創(chuàng)設(shè)來(lái)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思考：1.這兩個(gè)方案的電路差別在哪里？2.使用兩個(gè)方案的優(yōu)劣之處分別是什么？在這兩個(gè)問題的基礎(chǔ)上，學(xué)生可以分成小組來(lái)進(jìn)行討論和對(duì)比，在和同學(xué)的觀點(diǎn)碰撞和交融后，部分同學(xué)提出，方案二中增加滑動(dòng)變阻器是非常關(guān)鍵的，也有部分同學(xué)認(rèn)為增加滑動(dòng)變阻器是不必要的，教師這時(shí)可讓認(rèn)為需要添加滑動(dòng)變阻器的同學(xué)解釋添加的原因及好處。由此，學(xué)生們便可以通過此次方案設(shè)計(jì)，了解到變阻器對(duì)電路的影響以及變阻器的作用。這個(gè)只是此次實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)之一，還有許多諸如電流改變趨勢(shì)等因素是實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)需要考慮的，教師也可通過創(chuàng)設(shè)問題情境，將問題細(xì)化至實(shí)驗(yàn)方案中來(lái)，引發(fā)同學(xué)對(duì)其的思考以及對(duì)實(shí)驗(yàn)探究的深入。

總結(jié)

實(shí)驗(yàn)是初中科學(xué)教學(xué)中的重要教學(xué)內(nèi)容，也是義務(wù)教育階段培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐和動(dòng)手能力的重要途徑，在實(shí)驗(yàn)過程中進(jìn)行問題細(xì)化是活躍實(shí)驗(yàn)氣氛與完善實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)的有效途徑，在假設(shè)與猜想環(huán)節(jié)進(jìn)行問題的細(xì)化與創(chuàng)設(shè)，可以有效提高學(xué)生的想象能力和將生活實(shí)踐與科學(xué)探究有效結(jié)合的能力;在實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)進(jìn)行問題的細(xì)化能夠有效規(guī)避正式開展實(shí)驗(yàn)過程中可能會(huì)出現(xiàn)的失誤。由此可見，問題細(xì)化的重要性體現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)探究的每一個(gè)環(huán)節(jié)中。

參考文獻(xiàn)

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