浅谈如何拓展探究性实验，提高学生科学素养

阮燕娜

摘要：在新课标的指导下，初中科学的课堂教学越来越重视“探究”教学，可是在学生实验的教学中，基本还沿袭着原本的教学方式，这也渐渐不能满足学生的真正需求及中考的要求了。为了培养学生的创新精神，实践能力和发散思维，本文从三方面对实验进行了拓展：1.适当拓展课本内实验的广度和深度，并及时总结现象及规律；2.拓展课本外探究性实验，培养学生创新精神；3.拓展学校外简易家庭实验，培养学生动手能力。这些实验的拓展将更有利于学生科学素养的提高。

关键词：拓展；实验教学；探究实验

美国有句谚语：I hear and I forget. I see and I remember. I do and I understand.意为：我听到了，我忘记了；我看到了，我记住了；我做过了，我理解了！这句话能很好的体现出咱初中科学实验在科学教学过程中的重要性。在新课程教学改革的背景下，教学的主体，教学的思想、手段、技巧等多方面有极大的更新和进步。但科学实验的教学模式并没有什么变化，基本还是停留在传统的实验教学模式。一般都是教师先讲解实验的步骤，注意细节，安全问题等，然后就让学生按照书本或实验册中的实验步骤按部就班的完成任务，这样看似学生成功的完成了实验，也多数得到想要的实验结果；可是，学生是否真能理解这个实验的原理及每步步骤的作用和意义呢？如果步骤操作失误会出现什么现象，又该如何纠正呢？这个实验现象或实验规律又与生活中哪些情景有联系呢？他们都不会去深究，只是机械的做完这些动作。

这样的实验教学模式使学生思维僵化，只知道被动接受、模仿，发散思维、逆向思维，创新能力、探究能力、质疑能力等都得不到培养提高。而且，近年中考科学试题越来越重视学生的实验能力及用科学知识解决生活中相关问题的能力。因此改革传统学生实验教学模式，开发适应当今教育形势需要的学生实验教育模式，已成当务之急。那么怎样创建适应当今教育形式的实验课教育模式呢？个人认为可以从下面三个方面入手。

一、适当拓展课本内实验的广度和深度，并让学生自行及时总结现象及规律

比如在华师大八年级下课本中的“探究凸透镜的成像特点”实验中，如果按部就班的让学生完成这个实验，学生获得的信息量并不多，他们很难完全掌握凸透镜的成像规律，而且有些学生也不会分析实验失败的原因。例如有次实验课时，其中有一组女同学就举手求助，他们无论前后怎么移动蜡烛，光屏上都没有清晰的像的形成，仔细观察后，原因很快就查明，他们忘记了实验要求，蜡烛的位置太低了，三者没有在同一高度上，那只需要把蜡烛的位置适当拔高就可以了，可是他们却无力分析。另外， 有一次科学检测中，考查了在该实验中，如果用书本把凸透镜遮挡住三分之一，问光屏中像的大小变化和明暗变化。当学生面对这道题目时，回忆当时做实验的情境，发现课本上实验步骤中及实验问题中根本没有这种情况，不得让学生感到气馁，使此题的得分率不高，从而说明这次的凸透镜成像实验，学生缺少分析归纳能力，也缺少总结能力。个人认为最后的实验完全可以让学生尝试总结光源在不同焦距范围内靠近（远离）透镜的过程中，物距和像距变化及像的性质及大小变化规律，也可以进行适度的拓展。有了这种想法后，我在实验操作步骤中穿插了几个实验“意外”，比如上文提到的三者不在同一高度时的实验现象，挡住凸透镜不到二分之一面积，超过二分之一面积时所呈现的像的区别，并请学生来分析原因。甚至当实验过程中出现“疑难杂症”时也可以请“小老师”进行分析指导，这些“小老师”有可能是平时成绩处于中下的，可是却有很强动手能力的同学，通过这次的指导任务后，可以提高他们的学习积极性和自信心。

当实验结束后，他们不仅能总结出凸透镜成像规律，更是能很好解释出了平时易错且难以理解的习题，比如：为什么透过露珠看叶脉可以更清楚？被称为“七仙女”的神奇酒杯，空杯时为什么什么也看不见，斟上酒后，杯底就能显现出栩栩如生的仙女图。通过本次实验相关的原理也能很好的理解了。总之，实验后学生能很好的把科学知识融入到生活中，科学的解释生活中的现象和问题，对科学的知识有了更高一层次的理解和应用。

又比如学生在做测小灯泡电功率的实验时，问题也是层出不穷，一会儿说我电流表的指针未调零，一会儿说我导线不够长，我灯不会亮，我滑动变阻器移不动......对于这些简单的问题他们都不会自行分析，自行解决，见到这种情况后，我就让他们先停下手中的任务，把他们的问题先都写在黑板上，然后让他们自行讨论后得出解决的方案，让他们学会如何分析电路故障，讨论如何检测电路元件的好坏，这样不仅能提高他们发现问题分析问题的能力，也能提高他们的动手能力。在实验过程中碰到的问题被他们一一解决后，学有余力的同学甚至利用并联电路做起了对比实验，这样实验的现象就更加明显了，他们自行进行了适度的拓展使该实验的有效性得到了提高。

二、拓展课本外探究性实验，培养学生创新精神

在目前教育减负的大趋势下，初中科学科目中每周都有一节科学探究课。在这堂课上如果只是老师讲题，学生做练习，那对学生的科学素养的提高帮助不大。所以在这节探究课上我就对学生实验进行拓展，让学生和老师一起设计并操作完成一个书本所没有的，而且取材方便的拓展性探究实验。

如在九年级上科学教学内容中，机械效率，有用功，额外功等这几个知识点是中考中非常重要的考点，而最常见的就是让他们出现在滑轮组的习题中。我在平常的教学中发现，学生很难理解机械效率这个抽象的概念，于是在这科学探究课中，我就让学生就这个知识点进行探究实验。在上这堂课的前一天，我们先提出探究实验的问题：在滑轮组（竖直）拉动重物中，影响机械效率大小的因素有哪些？学生们小组交流后争相提出各种假设 ： 1、在其他条件相同的情况下，滑轮组的机械效率与提升的重物的重量有关；2、在其他条件相同的情况下，滑轮组的机械效率与滑轮组的连线方式（有效绳子段数）有关；3、在其他条件相同的情况下，滑轮组的机械效率与动滑轮的重量大小有关；4、在其他条件相同的情况下，滑轮组的机械效率与绳子拉动速度有关等等。通过和学生的讨论，发现第四个选题很难保证在匀速拉动的过程中体现出速度的明显差异，决定放弃这个假设。师生达成共识后，由学生选择自己感兴趣的假设进行分组（教师适当调配），并设计好实验流程和数据测量表格，当然这个过程中教师可以进行适当的指导。在第二天的探究课上时，我先让同学们自行挑选合适的实验器材进行实验，然后当实验结束后可让同学们进行反思，并且就实验过程中出现的一些问题提一些改进意见，如有些组的同学说：“该实验很难控制匀速拉动重物”针对这个问题另一组的同学马上提出了改进意见“可以利用电动机进行拉动”。而在做与动滑轮重量有关的实验时，为了使动滑轮的大小不变，有同学说可以在原动滑轮上吸一块磁铁，通过改变磁铁的大小来改变动滑轮的重量，这个改进意见能更好的控制了实验变量。

通过这次师生合作完成的拓展性探究实验，学生能较好的理解有用功，总功等数据的求法，能更好的理解影响机械效率的几个重要因素，更能针对实验的现实困难提出建议，真正而有效的对实验进行了拓展，并且提高了学生的科学素养。

三、拓展学校外简易家庭实验，激发学生的科学兴趣，培养学生动手能力

开展学生家庭实验，是科学课堂教学的延续、拓展和深化。家庭实验给学生提供了一个更为广阔的空间，从问题提出、方案设计、实验操作，结果记录及实验改进等等，都由学生独自完成，有利于培养学生独立学习的能力。由于家庭实验真实、直观、安全、易做、有趣，学生通过做家庭实验能获得知识、获取技能、发展能力，因此，家庭实验在激发学生科学探究的兴趣，培养学生探究能力方面有着不可替代的作用。

而且家里的器材方便易得，开发一些家庭实验不仅现象直观，也能使一些物品“变废为宝”，例如可以用家里吃下来的花蛤壳和蛏子壳蛋壳等敲碎了来当制取二氧化碳的原料，用醋酸来代替稀盐酸，用矿泉水瓶来代替锥形瓶，用医院里打点滴后的管子来当导管，甚至可以用紫包菜叶来当酸碱指示剂，对于这个实验学生都比较有兴趣，第二天到校后就争先恐后的来汇报实验结果，这样不仅可以培养学生的动手能力，实验总结能力也可以培养学生的口头表达能力。

当我们在学习《光的折射》时，可让学生在家自行完成一些探究实验，所需的器材仅是一只碗、一枚硬币。实验时，先将硬币投入空碗中，人远立碗的一侧，因为光是沿直线传播的，硬币所反射的光线刚好被碗的边缘挡住，我们恰好无法看到硬币为止，然后逐渐把水注入碗中，光从空气进入水中，发生折射，由于光的折射现象的发生，硬币便“浮”了上来，从而让学生体验光的折射现象。更可以用一个透明的玻璃杯和一只筷子来体现光的折射，当我们把筷子放入盛有水的杯子中时，从侧面看筷子在水面处被折断，这些实验都极易成功，可以让学生在新课教学前都在家里尝试一下，这样不仅有利于提高课堂教学高效性，更能激发学生对科学课程的兴趣。第二天学生来汇报实验结果的时候，有些也会提出一些实验时碰到的问题，如：在加水的过程中硬币会被水流冲动，改变位置后使实验失败，当问及该同学有没有解决的策略时，他说没有。这时其他同学马上提出了对策，说可以用双面胶把硬币与碗底粘在一起，同时在注水时让帮忙的人员沿着碗壁到，这同样也培养了学生发现问题，解决问题的能力。又比如在学“物体的沉浮条件”时，在预习完新课后，可让学生以四人小组为单位先自行设计一些家里能做的探究实验，有些组的说可以用空矿泉水瓶，沙子等来做探究实验，有些说可以利用鸡蛋，盐，水等来做实验，从他们设计的可以看出有些组是从改变物体的自重来探究沉浮条件，有些是通过改变液体的密度，从而来改变浮力大小，来探究浮沉条件，那么对于他们的设计不要过多的点评，等他们做完家庭实验后，第二天来课堂上汇报时我们再来分析实际的成效。在这些实验的过程中，我们实现了由“要我学”到“我要学”；“我乐学”到“我会学”的转化，使学生的主体作用得到了充分发挥，自学能力也充分的得到了提高，同时也有利于培养学生实事求是的科学态度。因为各种实验有成功自然有失败，关键是我们要重视实验的过程，而不是一个简单的结果，真正的体现“I do and I understand”！

布鲁纳曾说过：“所谓知识，是过程，不是结果。”这也正是我们科学实验所要体现的价值，要注重培养学生的动手能力，探究能力，实验分析能力及口头表达能力。而拓展式实验教学模式是依据探究式学习理论而设计的一种新型实验教学模式。它主张以学生为中心，以探索为手段，促进学生的主动参与，积极体验，最终实现提高学生实验水平的目标。通过对科学实验各个环节的全面创新拓展，来培养学生的真正的综合能力和创新精神，这将更有利于提高学生的科学素养！

参考文献：

[1]《中小学实验与装备》第21卷

[2]《“拓展式”实验教学的实践研究》

[3] 《初中科学实验教学之我见》

（作者单位：浙江宁波北仑郭巨学校 315000）