新课程科学教学中实验仪器的设计与利用

余雪欢

科学作为一门以实验为基础的综合性理科课程，它在教学中十分重视学生的实验探究和主动学习，强调学生能积极参与探索、实践和研究.实验是初中科学教学的重要内容，从素质教育的要求看，实验教学是实现上述目标和实施素质教育不可缺少的手段.初中科学教学必须坚持科学发展观，培养学生的实验技能、创新思维和科学态度，着力提高学生的科学素养.因此，在教学进程中，需要运用大量的教学仪器来辅助实验教学，与此同时，需要教师积极参与实验仪器的设计与利用，以获得良好的教学效果.

一、补充常规实验仪器的不足

在一些经济薄弱的学校，尤其是在农村学校，常规实验器材缺乏，或者实验室器材陈旧，短时间内来不及补充等因素，造成实验时所需的一些仪器不足，如在浙教版科学八年级上册第三章《物质的导电性》教学中，学生在做测量液态物质的导电性的实验时，实验室缺乏电极装置，我自行设计了简单的电极装置，利用一张硬纸片，两片0.5厘米宽、5厘米长的废旧铜片做成一个电极（如右上图）.学生利用该装置获得了良好的实验效果.

二、为提高教学效果需要补充实验

教学时，我们发现，如果能加入一些自制实验，学生的学习效果会更好.如在浙教版科学七年级下册第一章《对环境的察觉》的复习课中，教师准备简单的实验仪器：两只透明无色的一次性塑料杯子（一只杯子盛有水）一根蜡烛、火柴、一根吸管，让学生设计简单的实验来复习声和光的知识，使学生巩固声的产生、传播，光的折射，凸透镜成像等知识，课堂气氛浓厚，学生思维活跃，教学效果良好.

三、实验的改进与简化

新课程教材安排的实验内容是为实现一定的教学目的的教学载体，但是它不一定能达到最好的教学效果.如浙教版科学八年级上册第三章《物质的导电性》中的“烧红的玻璃能导电”这一演示实验，存在以下弊端：

1.烧红的玻璃导电时，发光二极管发光，可视性不强.

2.需要用20伏左右的电源，如果使用电压小一些的电源，则该实验就难以进行，更何况有些学校实验室器材配备不足，如没有发光二极管、20伏左右的电源等.

3.用酒精喷灯加热，容易造成玻璃软化，具有危险性.

我通过对实验仪器进行重新设计与改进，采用在家庭电路中常用的白炽灯与白炽灯两灯脚间的玻璃相接，并用酒精灯加热，稍微加热，就可以使白炽灯慢慢变亮，使实验的可视性大大增强，实验效果极好.再提出一些问题，使学生通过思考，很快地理解了所要掌握的知识.相比之下，改进后的实验有以下优点：

（1）使用白炽灯，使实验现象的可视性大大增强，通过视觉刺激，促进学生思维，突破教学难点.

（2）使用酒精灯加热比用酒精喷灯安全，易成功，而且缩短了实验的时间.

（3）需要的实验器材更容易获取.

此外，在该实验的改进过程中，教师从废旧的白炽灯泡中取出两灯脚之间的玻璃，进行实验尝试，了解到玻璃中如果有裂缝会影响实验的教学效果，使我在实践过程中，能收获更多的教学经验.

四、学生小实验、小制作、小发明过程中需要仪器设计与开发

学生小实验、小制作、小发明都是培养学生科学素养、发挥学生才能的途径，在这些活动的过程中，需要仪器的设计与开发.如制造一个小型电动机，有学生采用一个一立方分米的木块、一个废旧的小线圈、几枚小图钉、一根细铁丝、一块小磁铁、一块刀片、两节干电池、一个开关和若干导线制作而成（如右上图），再在这个小型的电动机上贴上一张薄纸，画上鱼，取名为“游动的假鱼”，非常富有新意.

学生制作小型电动机的过程是应用科学知识进行的创造性活动，在整个仪器设计与开发过程中，他会有意识地多思、多问、多做、反复地将所学的知识与实践进行联系，加深了对知识的理解，并不断地克服困难，培养了克服困难与科学探索的勇气.

科学新课程教学过程中，离不开实验，实验需要仪器，但教材安排的实验或者我们改进的实验中所用的仪器并不见得都得来源于实验室，仪器的设计与开发应本着简单易行、取材方便、贴近教、学实际情况，能够体现“因地制宜、因材施教”的原则，在学习中、生活中就有许多物品，甚至是废弃的物品可能是恰到好处的实验器材，如几片废旧的铜片可制成电极；一杯水与一根吸管进行实验，可观察折射现象；一杯水与一根点燃的蜡烛进行实验，可复习凸透镜成像；一个废灯泡可用来探究物质的升华与凝华现象，也可探究玻璃在温度升高时，可由绝缘体转变为导体；一本书与一个铅笔盒可制成一个斜面等.著名物理教育家朱正元教授曾提出“坛坛罐罐当仪器，拼拼凑凑做实验”的主张.新课标指出从生活走向科学，使实验器材生活化，这样，无形中可让学生明白各种资源的利用价值，增强节约资源的意识，实际上，利用身边的物品进行科学实验，这种做法本身就是一种创新.

新课程的理念是培养每一位学生的科学素养.教师在实验教学中应注重利用生活中的各种资源，进行仪器的设计与开发，提高教学质量，并且使学生懂得科学实验的资源可来源于生活，引导学生从生活中去寻找科学.