探究初中科學實驗環節中問題細化設計的策略

劉振東

(浙江省杭州市保俶塔實驗學校 浙江杭州 310007)

在初中科學實驗教學過程中，教師首先要設計一些能夠激發學生學習動力和學習熱情的問題。在實驗問題的設計上，要以學生作為切入點，以學生的科學水平為基礎，以啟發學生思考為目標。只有教師提出足夠吸引學生的問題或猜想，學生才能提高自己的學習熱情，積極參與到科學實驗的探究活動中，才能達到更好的科學實驗教學效果。本文緊扣實驗環節，探討科學教師如何將問題細化設計，希望給科學教師在實驗教學中提供一些借鑒意義。

一、在猜想和假設環節進行問題細化設計

在科學實驗教學過程中，假設和猜想非常重要，很多假設其實是讓學生能夠從一個實驗現象中發現問題，然后用自己的話表達出來，這就來自于學生的日常生活，但有些學生不能順利將科學知識和日常生活聯系起來，去表達自己的猜想。由此可以看出，中學生在思維發展和語言表達上還存在一些不足，如果教師把每一堂課的實驗任務直接安排給學生，讓學生自由組合，自己去完成，這樣做只是在完成教學進度，不利于提高學生的學習興趣。此處省略猜想和假設環節，沒有辦法激發學生對科學實驗過程的熱情，以及學生對科學知識的探究興趣。站在學生的角度來看，假設活動是激發學生學習的第一步，是有效開展完整的教學實踐活動的開始。猜想和假設環節是進行問題細化設計的開始，會激發學生的學習動力，鼓勵引導學生參與到實驗的學習活動中，學生會對科學實驗產生興趣，會鍛煉自己的猜想、假設及語言表達能力。長此以往，學生對科學實踐中的原理就會剖析得更加準確，有助于學生科學素養的提高[1]。

例如，教學浙教版八年級上冊第三章“生命活動的調節”時，我帶領學生學習“動物的行為”這一節。在課堂時，我提問學生：大家在日常生活中有沒有通過觀察實驗發現比較特殊的動物行為讓你印象深刻呢？大家眾說紛紜，我接著問：那誰知道動物發出一些特別行為時候的目的是什么嗎？這時學生們列出了各種行為，如求偶、宣示主權等。這時，我帶領學生對課本上的動物行為根據剛才學生說的分類要求進行分類，發現很多行為用學生說的并不能解釋清楚，然后我繼續下一步具體的提問，根據課本上的圖片讓學生分析動物的行為，當學生實在沒有想法的時候，我會給學生幾個選項“覓食行為、遷徙行為、繁殖行為、爭斗行為、防御行為”等，供學生猜想，這樣一來學生都積極假設，積極想象，有的還編成了幾句話的小故事回答我的問題。通過這樣的問題引導，學生展開了假設、猜想環節，可以有效提高學生的科學素養。

二、在實驗原理環節進行問題細化設計

在現代化的教學環境中，教師需要根據學生的實際學習情況制定不同難度的問題，讓學生看到教師對自己的尊重和關心。教師要引導學生，共同找到解決問題的方法，達到良好的科學實驗教學效果?？茖W實驗的實驗原理探究環節，能夠有效培養學生的思維能力和獨立思考能力，只有踏實學習科學知識，才會形成科學的思維能力，才能更好地在實驗課堂上完成實驗目標。教師也要注意從實驗原理上進行問題細化的設計，對問題進行提煉，讓學生去獨立思考，小組合作，或者在教師問題的指引下，逐步理解和消化實驗原理的知識，進行科學實驗的研究和分析。在新課程改革的背景下，提高學生的綜合能力和綜合素質是重中之重，這要求學生能夠在課堂上自主探索，獨立思考，然而初中科學這門學科主要以實驗為基礎，這也是將來學生進行科學實驗探究學習的起點。為了發揮初中實驗研究的作用，教師也要在設計實驗原理的過程中細化設計問題，讓這些問題點燃學生的求知欲望，激發學生的發散思維。盡管初中的學生具有一段時間的實踐積累，已經具備了一定的實驗操作能力，但在實際的實驗運用過程中仍然會出現一些不知道如何下手的情況。所以，初中科學實驗教學一定要引導學生進行思考和探索，給學生一個正確的思考方向或者思路，然后教師再根據實驗原理去細化問題的設計，開展實驗教學活動，為學生鋪設一步一步的臺階，給學生制定相應的問題。學生如果能夠沿著教師鋪設的問題逐步找到實驗原理，形成自己的一套辦法，這就能使學生取得良好的科學學習效果，進而提高學生的科學素養和綜合能力[2]。

比如，教學浙教版八年級上冊初中科學第一章“水和水的溶液”，探究“水的浮力”，由于每個學生在學習科學這門學科的時候基礎知識存在一定差異，所以我為學生設計一些不同難度的問題，引導學生進行逐層學習，層層深入。首先，我根據“所有的液體對于浸入其中的其他物體都有一個向上浮力產生”的實驗原理，對提問的問題具體化。我問學生：浮力的大小會跟浸入液體的深度有關系嗎？浮力的大小和物體的重力有關嗎？通常用什么公式來計算物體受到的浮力呢？經過實驗和記錄，學生根據數據找到了規律，發現浮力的大小等于排開液體所受到的重力大小。通過這樣的問題引導，讓學生的思考方向更加具體，讓學生從實驗原理的角度出發去探究。

三、在實驗方案環節進行問題細化設計

由于在初中科學實驗過程中個別實驗過程有些復雜，導致沒有什么經驗的初中生在實驗方案設計過程中會出現一些問題。所以，在實驗方案設計的這一環節，教師要給予學生一定的指導，細化問題，讓學生通過思考找到自己設計實驗方案的思路，最終完成一個完整的方案設計。探究實驗的實驗設計較為復雜，所以學生在設計探究實驗的方案時，經常會遇到各種問題，這個時候，需要教師對學生加以引導，并將問題實際化、具體化，引導學生領悟實驗方案設計過程中的精髓，得到實驗設計思路，從而更好地完成實驗方案的設計活動。在初中科學實驗設計環節，教師應加強師生之間的互動，活躍課堂氣氛，更好地開展實驗方案設計。教師也要引導學生進行溝通和合作，教師在課堂中提出問題的時候，要有效增加師生之間的互動，活躍課堂氣氛。拉近師生間的關系，讓學生在實驗方案設計中學到更多的科學知識，這對提高學生的學習成績和學習效率，也有重要作用。實驗方案的設計過程細化，還有助于突破實驗方案設計的難點，通過方案設計能夠引導學生經歷完整的科學思維過程[3]。

例如，教學浙教版八年級上冊第二章“天氣與氣候”這一部分內容時，其中“大氣的壓強”涉及了壓強的知識，我向學生介紹了著名的托里拆利實驗，然后提出兩方面的問題：是大氣壓隨著高度變化的規律是什么？液體的沸點和氣壓有什么關系？在此基礎上詢問學生：大家還能怎樣計算出大氣壓強呢？學生都在糾結思考運用哪個方案更好，雖然學生設計的方案不一定能夠精密計算出大氣壓強，但這也給了學生一個思考的方向。這樣的問題引導學生對差異進行比較，突破了學習大氣壓強時的重難點，并且，通過問題的細化引導，有效培養了學生的思維能力，鼓勵了學生去探索新知識，提高了學生的科學素養。

四、在實驗操作環節進行問題細化設計

在初中科學實驗操作環節中，教師也要注意細化問題，巧妙進行問題設計，這不僅有利于學生在操作過程中加以思考，還可以幫助學生更好地掌握實驗操作過程，讓初中科學實驗教學更具針對性，有助于學生對實驗教學內容的理解。初中科學實驗涉及了多種實驗裝置，有時候同一實驗可以用不一樣的實驗原理，使用不同的實驗裝置來驗證，這時候很多學生不會選擇最佳的實驗方法，如果教師能在學生選擇裝置時設計一些對比性的問題，不但能幫助學生鞏固科學知識，還能開闊學生的眼界，幫助學生獲得知識升華，養成勤思考、獨立思考的學習習慣。所以，在問題細化設計的背景下，教師可以借助一些對比性的問題，引導學生選擇實驗裝置，加入到實驗操作的過程中[4]。

例如，教學浙教版九年級上冊科學第三章“能量的轉化與守恒”時，其中“測定小燈泡的電功率”是教學的重點。我給學生介紹了有一些難度的伏安法測小燈泡電功率的實驗。在八年級的科學學習中，學生就掌握了電路的連接。在學生連接電路之前，我結合學生的科學知識水平，設想了常見的錯誤實驗操作，進行如下問題設計：第一，我將最后一根導線連接之后，發現燈馬上亮起來了，這時發現電流表和電壓表均有示數，請大家分析原因是什么。這樣就是要求學生意識到在電路連接時，首先需要將開關斷開，以免出現短路危害。第二，我在閉合開關后，發現電流表指針反偏了，請學生對其原因進行分析。第三，開關閉合后，我發現電流表的指針偏轉到最右邊，請大家分析原因是什么。提前預見學生在實驗操作中常見的問題，有助于學生在實際操作過程中更加得心應手，促進學生發現問題、思考問題和解決問題能力的提升[5]。

五、結束語

總而言之，初中科學實驗環節中的問題細化設計，是一個不可替代的重要部分，科學實驗教學一定要深入探索和分析。在實驗探究中，教師應深入探究問題細化的策略，盡量給予學生更多思考的平臺，讓學生能夠慢慢鍛煉自己，提升對科學知識的感知和領悟。通過問題的細化，幫助學生熟悉整個實驗探究的過程，從而使學生在科學思維上獲得提高，讓學生能在問題的引導下獨立完成科學實驗探究，全面提高學生的科學素養和綜合能力。