浅谈初中科学实验教学的辅助策略研究

◆赵永光

(浙江省乐清市虹桥镇实验中学)

一、移用

【现状】实验室有大量库存的专用实验设备，有些由于教材的变动已经不适用，造成器材的闲置。

基于“迁移”的科学思想，将实验室具备的某一套专用设备，它的整体或主要部件(有局部变化)运用于其他知识的实验探究，能让学生的认知能力得以提高。一件器材可以有多种用途，新教材中已经有较为明显的体现，如矿泉水瓶被应用到感悟力的作用效果、浮力的存在、二氧化碳与水反应、决定势能大小的因素等实验。所以对于一些闲置的专用设备，我们要去挖掘其本身的多样功能，关注相通的知识，开发出一些辅助实验，帮助我们突破教学的难点。

【案例】

实验:移用光具座研究平面镜成像规律。

1.只需将凸透镜换成透明玻璃(粘贴半透膜效果更好)，光屏位置可以换放未点燃的蜡烛。

2.通过半透明玻璃，观察虚像，借助光屏，认识虚像。

3.固定玻璃，移动未点燃的蜡烛与像重叠，观察物距与像距。

4.改变物距，移动未点燃的蜡烛与像重叠，观察物距与像距。

5.转动玻璃观察像的位置的变化，认识像与物对称的特点。

光具座有利于器材的固定，有标尺刻度，蜡烛位置的移动方便准确，能在某一个状态下保持较长的时间，不会因玻璃的晃动等原因影响观察效果，教师可以方便的指导学生观察思考。同时，在后续的“凸透镜成像规律探究”中，因为学生已对光具座的结构特点有所了解，很容易理解研究的方法，清楚物、镜、像的位置关系，并且把两个实验加以联系，用光屏对比能方便的区别认识实像与虚像。

【效果】一材多用，可以提高专有设备的利用率，开发出的辅助实验突破了教学难点，更有利于一些知识的贯通。

二、替换

【现状】由于使用中的损坏或配置不合理，有一些实验器材部分零件缺损或相互型号不符，造成这些器材丢用两难的境地。

基于“等效”的科学原理，灵活运用一些功能相近的器材加以替换进行实验，更深层次上可以通过相似的实验方案，突破器材的限制，用一些简单的操作替换解决原有问题。开发这类辅助实验，目的是解决实验室器材不足的困难，确保实验的正常开展。

【案例】

实验:测定小石块的密度实验。实验室缺少大号量筒。

1.换用较小石块。

2.将石块浸入烧杯中排水，在烧杯壁上作好记号，取出石块，用小量筒中的水辅助至记号所示位置，根据量筒中水的体积变化替换测出石块的体积。

3.使用溢水杯，用小量筒测量石块排出的水的体积。

4.不使用量筒，增加刻度尺，用刻度尺测量排水后烧杯中液面上升的高度，再利用细线绕烧杯一周，由周长换算得面积，并根据数学公式计算小石块的体积的方案。

几个方案方法设计简单，操作方便，很好解决了实验室无大量程量筒的困难，又开拓了学生的思维能力和解决问题的能力。从这个教学机智中可以获得很大的启示。即使在器材条件具备的情况下，也可以通过增减或替换器材故意设置障碍，把问题交给学生，让学生自主的思考解决办法，训练培养学生设计新实验的能力。

【效果】对比替换，开发出的辅助实验保障了实验的正常运行，也在替换中渗透了迁移的科学思维。

三、整合

【现状】专有设备局限于经典实验的研究，而科学问题情景丰富多彩，大多数生活问题情景，实验室缺少配套的专有设备，造成以讲代做的境况。

基于“建模”的科学思想，利用各个常规小器材功能的独特性，如乒乓球的“浮与弹”、注射器的“抽与射”、气球的“胀与缩”等，把较多的小器材整合起来实验。对某一个问题情景加以模拟，实验室虽然缺乏专有的设备，但这些模拟部件在实验室却选材容易。开发这类辅助实验，用其情景具有STS的鲜明特点，使课堂学习具有更大的实践性。

【案例】

实验:研究水流的压强变化，模拟两艘并排行驶的船只相撞情景。

1.用水槽装水，用乒乓球模拟轮船，用注射器形成水流。

2.观察两只乒乓球是否向中间靠拢。

3.两只乒乓球打孔注水增加重量，重复实验。

4.换用两块小木块进行研究。

探究实践中，并没有观察到预期的乒乓球向中间靠拢的现象。同学们通过讨论，分析出可能是乒乓球太轻，浸入水中体积太小，引起水平方向的压力太小，造成实验的失败。提出给乒乓球打孔注水增加重量或换用方形木块的改进方案，并进行了实验操作，取得了成功。

【效果】整小为大，开发出的辅助实验用小器材直观的模拟大场景，以做代讲。重要的是真正在教学中有机融合了STS。

四、改进

【现状】教学中许多可行的实验方案，实验室具备研究这些问题的器材，可是实验操作的实际效果不佳，不能发挥应有的说服力，造成有器材而不敢用的尴尬。

基于“科学归因”的特点，方案没有较大的缺陷而实验效果不好，究其根源，是由于这些实验器材太小，或者实验过程中的一些变化现象过于细微、呈现时间较短，又或者操作上的一些不准确等原因影响了观察效果。可以针对原因，通过改进放大现象或简化操作使实验更加明显直观。用现象征服学生。

【案例】

实验:“水滴入浓硫酸飞溅的实验”，由于水和酸液本身无色的原因，实验中酸液的飞溅现象并不明显。

1.大漏斗一个，内壁贴上几条湿润的蓝色石蕊试纸，倒扣在培养皿上，培养皿内加浓硫酸，在大漏斗的颈中插入一根细长吸管，吸管下端接近浓硫酸液面。通过吸管滴加水，观察试纸颜色变化，做出思考。

2.锥形瓶内加浓硫酸，插入漏斗，通过漏斗滴加紫色石蕊试液。

本实验利用酸能使蓝色石蕊试纸变红的性质加以改进，试纸颜色的变化使飞溅显得十分直观。用颜色对观察者产生视觉上的冲击，在科学实验中是一种重要的手段，如分子运动教学中红墨水的扩散、氨气扩散使沾有无色酚酞棉花变红，液体对流中红墨水的运动，

压强计U形管内红墨水的液面差等实验，均是相似运用。同样，在前文中提到的香水雾化器的模拟实验中，后排学生难以观察到雾化的水雾，也可以将锥形瓶中的水改成红墨水，前面放一张白纸，实验对比。

【效果】归因改进，开发出的辅助实验用事实摧毁学生的疑惑，而不是教师的诸多借口与权威的掩盖，捍卫了实践是检验真理唯一标准的科学真理。

综上所述，依托实验室已有条件，运用移用、替换、整合、改进等方法开发课堂辅助实验，可以很大程度地提高辅助实验的数量，并充分发挥这些辅助实验在科学教学中内含的教学功能，将其精巧惟妙的部分恰如其分地呈现给我们的学生，确保了学生的动手与动脑的结合，使得初中科学实验教学更加丰富多样，灵活主动。

［1］科学(7 －9 年级)课程标准(实验稿).北京大学出版社，2001，7.

［2］傅国亮.新课程优秀教学设计与案例(初中科学卷).海南出版社，2003，9.

［3］赵力红.低成本、高智慧、深探究.教学仪器与实验.2006，(2).

［4］刘旭.听课说课上课.四川教育出版社，2005，7.

［5］陈芳英.实验激趣、探究创新.教学月刊(中学版)，2007，(3).