科学课教学中的实践型练习设计例谈

　　培养学生的实践能力和创新精神是科学教育的核心，而学生实践能力的形成一直是科学教学中的薄弱环节。初中学生的实践能力不容乐观，即使是考试成绩很好的学生，在生活、工作、社会中面临需要拿出主意的实际科学问题时，常常不知所措。为培养学生实践能力，科学教学方式已作了根本性变革，但学生练习设计改革还不够深刻，未能与教学方式变革同步。现在虽增加一些探究、开放性练习，但这些练习大都局限于让学生做抽象的“大脑实验”，与真正培养学生实践能力还是有很大差距。为发展学生的实践能力，笔者近年来在科学教学中，大胆探索练习改革的新路子，开辟了练习的一个崭新领域——实践型练习。笔者按照便于落实学生动手做的原则，在新课前练习，课堂练习和课后练习中设计一些实践型练习，以此培养学生实践能力，收到较好的效果。本文以举具体例子的形式，与同行们探讨。
　　
　　一、课前实践型练习设计
　　
　　在上新课前，以往我们仅仅让学生预习教材，布置几道练习题让学生思考，这种做法往往仅涉及到知识一维目标。笔者在新课前的预习时，将生活原型引入练习中，设计体验性实践练习和发现性实践练习，让学生在贴近自己的生活与经验的实地实践中，获得真切宝贵的感性认识，初步学会观察，学会发现，学会猜想等实践能力。
　　
　　1．体验性实践练习
　　体验是认识科学最有效的途径。科学的教学应是建立在学生对自然的感性认识上，并是生活的深化。课前的体验性实践型练习，对于丰富学生的感性认识，形成通过实践去认识科学的习惯大有帮助。
　　例1．在光的反射和光的折射的新课前，学生对光的反射和光的折射现象，特别是光的反射现象有一些生活的经验，但太粗浅，也并未进行科学的、深入的体验与探究。若能安排课前的体验性实践练习，会得到更多更详细的感性认识。当时我发现有不少学生有玩具激光灯，这种灯价格便宜，其发出的光不发散，实验效果好。笔者就设计两道实践型练习：
　　①用激光灯的光直射入平面镜，观察现象。再斜射入平面镜，观察现象。变换斜照的角度或平面镜放置的角度，再观察现象。
　　②用激光灯的光从空气中斜射入水中，观察现象。增大或减小入射角，再观察现象。再让激光灯的光从水中斜射入空气中，观察现象。同样增大或减小入射角，再观察现象。
　　通过做这两道实践型练习，学生体验了光的反射和光的折射，通过体验能粗略地探究了光的反射和光的折射的规律。学生带着体验成果走进课堂，养成从实践开始认识自然，从实践开始深入思考的作风。
　　
　　2．发现性实践练习
　　学生对熟知的自然现象往往熟视无睹，生活中并没有仔细地观察，当然很难有新的发现。课前安排发现性实践练习。会培养学生的观察能力，促进学生去发现，去猜想，去解释。
　　例2．在水的沸点新课前，学生对水的沸腾现象非常熟悉，但并没有仔细地去观察、去研究。我分发每位学生一只温度计，设计了这样一道发现性实践练习；每人回家烧一壶开水(用电烧或煤气烧均可)。
　　①用温度计测量水温，观测水温变化。
　　②观察沸腾前水里有无气泡；观察沸腾时，水里的气泡变化。
　　③让水沸腾烧10至20分钟(注意不要烧干)，观察水的质量或体积是否有变化?
　　 ④观察沸腾时形成的“白汽”在什么位置。
　　⑤水沸腾后，停止加热，观察水的现象，并观测水温变化。
　　⑥对①——⑤项观察发现。得出什么结论?或提出解释或猜想。
　　学生通过实践发现：
　　①观测到水未沸腾前，水温一直在上升，到沸腾时水温一直停留在100°不变。得出结论：水沸腾时水温保持不变。
　　②观察水沸腾前。温度低时无气泡，随着温度升高开始出现小气泡；沸腾时气泡大量出现。气泡随着上升越变越大。解释：水沸腾时，内部的水以气泡形式转变成气体逸出。对于沸腾时气泡随着上升越变越大这一现象，大多数学生难以解释，他们给出了一些不成熟的猜想，其中有的猜想已非常接近正确的解释，如认为可能与水的压力有关。
　　③水的质量或体积明显减少。解释：水沸腾时，大量液态水变成气体逸出，所以水的质量减少。
　　④“白汽”形成位置在壶嘴、壶盖的稍上方，不是紧贴壶身的。对于这种现象觉得难以给出恰当的解释。他们也给出了一些不成熟的猜想，如可能与温度有关，也可能与状态变化有关。
　　⑤水沸腾后，停止加热，有同学观察到沸腾马上停止，有同学观察到沸腾还在，过了1—2分钟才停止。对此学生争论不休。但对水停止沸腾后温度下降的看法一致：认为是散热的结果。我及时引导学生：停止加热。壶底的温度比水温高，壶底向水传热，所以水还会沸腾。所以也得出结论：水沸腾要不断吸热。
　　通过做这道实践型练习，培养了学生的观察能力。在细致观测的基础上，对科学问题去猜想去解释，尽管猜想很不完善，但为新课教学时进行探究打下实践基础，培养了实践能力。
　　
　　二、课堂实践型练习设计
　　
　　笔者在近年的科学课堂教学中，设计课堂实践型练习，让学生在课堂上当堂完成。让学生在练习中找到解决问题的钥匙——科学思想方法，让学生在练习中找到理论联系实际的落脚点——活化的模型。
　　
　　1．科学思想方法的实践型练习
　　科学课堂教学中，探究问题时需要运用科学思想方法。而科学思想方法若不进行再次地实际运用，大多数学生往往只能停留于知识点上，而忽略科学思想方法，忽略探究的思路和过程，进而在遇到实际问题时，没有明确的思路和方法。反之，若在课堂实践型练习中得到及时内化，学生不仅内化了知识，更重要的是再次实际运用了科学思想方法，内化了研究实际问题的思想方法，提高了实践能力。
　　例3．在《压强》的新课教学时，我演示压力作用效果与压力和受力面积的关系后，设计这样一道实践型练习：用笔压自己的手做压强实验。要求学生自己设计实验思路，写出实践报告。
　　学生在课堂上做这个练习时，少数能力很强的同学能自觉地运用“控制变量法”的思想方法，去设计实验，然后去做实验。有部分同学尽管自觉运用“控制变量法”的思想方法的意识不强，但在实际摸索实验中已朴素地体现和运用了这种思想方法：他们用改变笔与手的接触面积的方法，但使力一样，来感受压力的作用效果即压强的变化；用使力大小不一样，笔与手的接触面积的方法，来感受压强的大小。并在整理实践报告时不少人明晰了“控制变量法”。这种课堂练习是实践着“控制变量法”的思想方法。经过练习评价，学生不仅内化了“压强”这个知识点，更主要是内化了“控制变量法”这种思想方法。否则，今后遇到较复杂的实际问题，学生就很难自发产生朴素的思想方法了。
　　我作对照实验研究发现：做过科学思想方法实践型练习的班级，在新课上解决新问题时，如研究电流与电压、电阻的关系；研究电功与电流、电压、时间的关系等，学生运用“控制变量法”科学思想方法自觉性明显强于对照班。新课中学生能自主设计实验思路，顺利地开展自主探究。而对照班的学生则需要教师的详细指导，且自主探究开展得很不顺利。
　　
　　2．模型活化的实践型练习
　　科学中的模型抛去了客观对象次要的非本质的因素，揭示事物本质特征和规律。学生学习科学模型后，在遇到实际问题时，往往被一些次要的非本质的特征所蒙蔽，往往不能联系上模型，或者即使知道是哪一模型的具体表现，但又不知从何分析。为此，在课堂教学中，一方面要联系生活、科技，另一方面要设计些模型具体化的实践型练习，让学生更好地理论联系实际，增强学生运用知识解决实际问题的能力。
　　例4．在杠杆的新课上，教师和学生一起分析得出“在力的作用下能绕固定点转动的硬棒就是杠杆”的模型。但实际上的杠杆具体样式多样，并非是根直棒。我设计以下练习：把老虎钳、羊角锤、剪刀、天平横梁、瓶盖起子和脚踏式垃圾桶(附上练习的辅助材料如钉子、盖紧盖子的瓶子等)分发给学生，让学生使用这些不同形式的杠杆，并分析它们的结构。在使用这些杠杆过程中，学生体会模型的深刻性，多数学生能在练习中排除非本质因素，找到这些杠杆的支点、动力、动力臂、阻力、阻力臂。最后我让学生在自己身上找“杠杆”。
　　科学中模型很多，模型有助于学生深刻理解事物本质特征和规律。但教师若不将模型在实践中具体情境，学生可能只是浅层次地了解，所学知识停留在书本上，而不能学活。
　　
　　三、课后实践型练习设计
　　
　　科学课堂教学应延伸到课外，与学生生活、社会紧密相连。课后时间相对充裕，实践的空间更广阔。应安排综合性强，动手能力要求高的练习。让学生在生活中能形成正确的科学观，能运用所学解决实际综合性问题，能动手试验，能有创新。
　　
　　1．综合探究类实践型练习
　　例5．在电阻中学习滑动变阻器的课后，我设计这样一道练习：找出日常电器中使用变阻器的地方，并亲手调试变阻器以观效果。如方便动手，弄清变阻器电阻能改变的原理。对于这种综合性的开放练习，学生感到难，但通过小组合作，互帮互助，学生能找到像收音机的调频，电扇的调速器，亮度可调台灯的开关等。甚至还有学生画出变阻器电阻能改变的原理图。尽管有些问题学生难以弄清楚，但这种实际经历给其带来的帮助是显而易见的。
　　
　　2．制作类实践型练习
　　科学教材中安排的一些活动可以作为制作类实践型练习。如《设计并安装前、后门电铃电路》，《制作潜望镜》等，我自己也尝试设计一些练习。
　　例6．浮力学习课后，我设计这样一道练习：用旧牙膏盒(铁皮)分别制作能浮在水面的小船，能悬浮于水中的潜艇。学生反映制小船较易，但要制悬浮于水中的潜艇较难。能成功者大多是运用“悬浮时，悬浮物总体密度与水的密度相等”理论，通过计算来设计制作。
　　以上仅谈些笔者个人的教学中实践型练习的设计。不对之处，请大方之家指正。培养学生的实践能力，任重道远，教师需要发挥创造性，积极探索。
　　
　　(责任编辑　李雪