运用科学实验 培养学生科学素养

沈亚东

初中《科学》是以培养学生科学素养为宗旨的科学入门课程。新课标指出，初中《科学》课程将通过进一步学习必要的和基本的科学知识与技能，为学习其他学科的知识和后继学习打下基础；将通过科学探究的学习方式，让学生体验科学探究活动的过程和方法，发展初步的科学探究能力；将培养学生良好的科学态度、情感与价值观……实验既是学生必须基本的技能，也是培养学生科学素养的有效载体。下面笔者根据几年的新课程教学实践，以浙教版初中《科学》为例，就通过实验教学对学生科学素养中的知识和技能的培养，探究能力的培养，科学态度、情感与价值观的培养谈点自己的做法。

一、用探索性实验，帮助学生掌握基本的科学知识与技能

新课标要求，中学生应该了解或理解基本科学事实、概念、原理和规律，学会或掌握相应的基本技能；能用所学知识解释生活和生产中的有关现象，解决有关问题。

美国的一个图书馆上挂着三句话“我们听见了，就忘记了；我们看见了，就记住了；我们做过了，就理解了。”由此可见让学生自己亲自动手更有利于更加能够激发学生的学习兴趣，自觉去探究知识，同时在实验中掌握了实验的技能。为此，笔者在教学中尽量增加一些探索性的实验，使学生在不断探索中掌握基本的知识和技能。如讲授小孔成像内容时，我让学生用一盏白炽灯(60w左右如图1)放在黑纸做成的箱内，将纸箱的一边切开一个小孔，当灯光通过演示小缝射到外面纸上时，在纸上可清晰见到灯丝倒立的“w”图象；再如讲授物体振动会发出声音时，想反过来证明有听到声音必然有物体振动时，我组织学生进行小组探究合作，让学生在直径大于10cm的圆纸筒上蒙一层气球乳胶皮，再在乳胶皮上贴一小块平面镜，镜面朝外(如图2)，在光线较暗处用手电筒照镜面，然后人向着纸筒开口处大声说话，便产生闪动的光带，证明有声音发出，必有物体振动；又如讲授热传递内容时，通过探究性学习，建议学生将一根棉线绕在一条金属棒上拉紧(如图3)用火柴直接烧棉线，结果棉线烧不断，说明此时热能由金属加热处很快传向金属两端，加热处温度未能明显升高达到棉线着火点，证明金属导体是热的良导体。这样既掌握了知识又提高了实验的技能。当然，有些实验无法观察其内部变化或者难以在短时间内完成，为此，我们可以应用电教手段向学生展示这些知识，或者通过课外实验来补充。如裂变和链式反应、聚变和热核反应的原理；探究种子萌发过程等。

二、用生活性实验，培养学生探究能力

新课标指出，在科学课程中，学生将通过科学探究等方式理解科学知识，学习科学技能，体验科学过程与方法……培养创新意识和实践能力。科学探究是科学的本质特征之一，科学就其结果来说是对自然界客观规律的反映的知识体系，就其认识过程来说，基本特征应当是科学探究，这是因为大自然的奥秘只有通过人们的不断探究活动，才能透过自然现象，进而揭示其本质，从而形成科学理论，因而学生掌握知识的过程应该也是一种探究的过程。新课程要求教师必须改变以单纯知识传授的教学方式，变成以学生自主探究、经历探索为主，联系学生生活实际，激发学生探究意识，通过探究能力。

1．观察生活性实验，引发探究意识

进行科学探究，首要的是发现“问题”。运用生活实验可以给学生提供感性的素材，让需要探究的问题在情境中自然诞生，让学生自然产生探究和解决“问题”的欲望，使探究活动成为学生的一种心理需求，从而激发学生探究兴趣，引领学生主动进行探究。如在进行“大气压”教学时，我这样设计实验引发问题：

上课开始先发给每个实验小组一个略小于鸡蛋的瓶子，在瓶底垫上一层沙子，叫同学先点燃一团酒精棉投入瓶内，接着把同学课前带去的一只去壳鸡蛋的小头端朝下堵住瓶口。

教师：同学们在刚才的活动中看到了什么现象?

学生：蛋被瓶子缓缓“吞”入瓶肚中了。

教师：同学们想弄清楚这是为什么吗?

这样在进行深入探究之前，先用一个实验创设问题情境，引出本课将要探究解决的问题。从而引领学生步步走上了科学探究之路。

2．设计生活性实验，培养探究能力

指导学生自行设计生活性的科学实验，是培养学生探究能力的重要环节，也是培养学生实践能力的重要途径。既有利于培养学生的科学精神，又有益于学生领悟、运用和巩固科学知识。同时，还可以将科学探究从课内向课外延伸。

如：“探究种子萌发的条件”教学时，我们可以先将实验所探究的影响种子萌发的多种因素，分解成一个个的单一因素，让学生通过单个因素考虑种子萌发与外界条件的关系，进而引导学生设计出教材中所呈现的对照实验，探究并得出种子萌发所需的外界条件。然后给学生布置了一个课外探究作业：同学们能设计另外的实验方案来探究种子萌发的条件吗?课后学生纷纷寻找身边的器材，设计实验方案，并进行实际试验。通过这样的自行设计，并在课外亲历实验的观察、比较和分析的探究活动，使学生深刻理解了种子萌发所需的外界条件和过程，培养了的探究科学的方法和能力。

三、运用实验过程和结果，帮助学生树立科学态度、情感与价值观

科学态度、情感与价值观是科学素养的重要内容。其内容包括：对自然现象保持较强的好奇心和求知欲，养成与自然界和谐相处的生活态度；尊重科学原理，不断提高对科学的兴趣，关心科学技术的发展，反对迷信；逐步培养创新意识，敢于依据客观事实提出自己的见解，能听取与分析不同的意见，并能够根据科学事实修正自己的观点，初步养成善于与人交流、分享与协作的习惯，形成尊重别人劳动成果的意识；增强社会责任感，形成用科学技术知识为祖国和人民服务的意识。

培养科学态度、情感与价值观方式很多，如可以用钱学森的故事激发学生形成用科学技术知识为祖国和人民服务的意识，用多媒体展示环境问题的现状的图片警示学生要养成与自然界和谐相处的生活态度。下面谈谈笔者通过实验来培养学生科学态度、情感与价值观的做法。

1．通过实验过程，帮助学生学会与人交流分享

如在杠杆平衡条件的分组实验过程中，我对学生进行分组实验，两人一组，共同来完成同一个实验。学生在杠杆平衡条件实验中发现的问题：

①杠杆容易从支杆上滑下。

②挂好钩码后，手不能松开。

③小卡子滑动不方便，与木槽摩擦太大。

学生针对发现的问题提出的改进方法：

把支杆的一端做成弯的或带有螺丝帽的长杆，先把杠杆放到支杆上，然后固定支杆，再调平衡，这样杠杆不易滑下。

用不同质量的橡皮泥固定到杠杆一端的某一位置后再在另一端挂上钩码找出位置，这样手可以松开。

把木槽里嵌入金属条，金属条与小卡子摩擦较小，便于小卡子滑动。

通过杠杆平衡条件的实验，使学生在掌握科学知识的同时，还培养了学生的协作、操作能力，培养了创新能力。

2．运用实验结果，帮助学生树立科学态度，反对迷信和“伪科学”

如利用白磷自燃现象，解释有人见到的所谓“鬼火”，就是因为白磷的着火点低自燃形成的。现在社会上用假金佛和金戒子诈骗的现象很多，当同学们学了金属和酸置换反应后，教师就要求大家去想出怎样鉴别的方法。原来假金佛和金戒子大多是用铜锌合金，所以只要将假金佛和金戒子放入硫酸中，能放出气体的就是假的了。当然还可以用密度等其他方法等加以判断。通过这些社会活动，揭穿“伪科学”骗人的把戏，帮助学生了解科学、技术如何服务社会，并且形成了科学态度、科学的价值观。

总之，科学的知识和技能，探究能力，科学态度、情感与价值观都属于学生应该初步具备的科学素养，这些方面不是孤立的，而是相互渗透相互促进的，科学知识、技能和探究能力的培养过程就是科学态度、情感与价值观的形成过程；科学态度、情感与价值观的形成能够更好地促进学生去主动掌握知识好技能，自觉探究，真正做到“以生为本”。

(责任编辑：张华伟)