“植物生长需要无机盐的实验”的改进

黄璐

一、实验改进的背景

1.实验改进的现状

浙教版《科学》是一门以观察和实验为基础的综合学科，实验成为科学探究所需要的基本技能之一。实验教学是对学生进行科学知识、方法、能力、思想和品质教育的最生动、最活跃的教学形式。初中科学实验正朝着探究型、生活化的方向发展。

《初中科学课程标准》指出：探究活动应作为学生学习科学的重要方式。这就要求科学实验设计在体现知识与技能目标的同时，更要突出过程与方法、情感态度与价值观的目标取向，突出探究性实验内容的编排和注重过程的科学化设计。

目前我国初中科学实验研究活动虽然较受重视也较普遍，但仍存在很多问题。如科学实验如何更好地实施素质教育，如何设计和开展探究型课程中的实验教学活动，如何在实验教学活动中实施科学方法、科学态度的教育，怎样使实验更好地培养学生的创新意识和创新能力，怎样通过实验提高学生认识生活、认识世界的能力等等。这些课题的研究在目前我国新课改的大趋势下应该显得更重要一些。

2.新课程背景下的实验改进

就初中科学实验教学而言，要在教学活动中实施素质教育，培养学生的创造能力，就应该首先改变旧的教学观念，因地制宜地使用与自制实验器材，积极研究、改进、创新实验和活动。通过实验教学培养学生的创造力、动手能力，培养学生的科学思维、科学态度；通过课堂实验的改进，培养学生的创新能力、探索能力；通过借鉴同行们的实验改进，使科学实验活动能朝着更有利于培养学生的创造能力和创新精神的方面发展。

3.我校在实验教学中存在的问题与困惑

一直以来，我校的课堂演示实验教学缺少连续的系统的研究与整理。教师们由于时间与精力有限，往往把演示实验教学作为课堂教学的一部分进行临时处理，只是在备课中遇到了需要进行的实验才去了解、查询与研究，教学结束后，也无暇对本次实验的效果、优劣进行思考与评估，更不可能将每次的实验方案、实验情况进行收集、整理，也很少谈及系统的改进与创新。

二、改进实验方法，自主创设条件

随着初中课程改革的不断深入，作为整合性、探究性很强的浙教版《科学》而言，探究和实验活动设计正是激发学生的探索欲望、培养学生的逻辑思维和创新意识的重要手段和途径。然而在实际课堂教学当中，很多教师往往感觉自己按照教材要求进行演示实验教学，但是实际效果并不理想。如实验不容易成功、现象不明显、材料采集难度大或反应速度慢、持续时间过长等原因，学生不便于观察；实验教学就是教师演示，学生看完“热闹”记下现象就了事，缺乏对实验设计的深入思考；学生对知识的理解停留在背笔记、背现象的层次，考试遇到创新型实验题（尤其是一些探究性实验）无从下手。所以要提高实验教学的效果，教师不仅仅要做到按照教材要求，对演示实验精心准备，认真演示，创设问题，细致分析，从而达到教学目标，使学生掌握知识技能；更应该要以演示实验为切入点（教材上的实验方法虽然十分成熟，但并不是唯一的），以新课程理念的指导对其进行适当的改革与创新，用新的实验方法以消除原实验中的弊端，使之达到更好的实验效果。江干区科学教研室举办的“疑难杂症”教研活动正为这一新理念的实施搭建了一个很好的平台，现选取我校参加这次活动的实验改进方案进行分析，以供参考：

《科学》八年级下第三章第3节中“植物生长需要无机盐”的实验活动，原来教材上的设计方案是：

1.配制四种营养液。其中一种按科学标准配置，另外三种分别缺氮、磷、钾等元素。将它们分别倒入四只三角烧瓶内，并用标签标明“正常、缺氮、缺磷、缺钾”等字样。

2.选取生长旺盛的植物幼苗（如油菜、小麦等）4株或8株，小心洗去其根部附着物，最后用蒸馏水将其洗净，并分别将它们“种植”在四只锥形瓶中。

3.记录在四种培养液中植物生长的基本状况，如发现异常生长，在相应的培养液中分别按标准添加含氮、磷、钾等元素的化合物。再观察植物的生长状况，它们的生长是否恢复正常？

对初中学生来说操作太复杂，完全营养液和缺氮、缺磷、缺钾营养液的配制比较难控制，弄不好会造成植物失水，实验就会失败。而这个实验活动的不足之处是：1.无机盐氮、磷、钾是否被植物吸收本身可视性不好，不易于观察； 2.理论说明，说服力不强。

改进方法：

1.实验目标：

寻找可视性强现象：从颜色着手，决定采用Fe3+和SCN-络合产生血红色现象来证明植物生长需要吸收无机盐。

2.实验过程：

虽然有理论作基础，但最初的实验并未成功。

（1）取白玉兰花（避免花本身的色素对实验的干扰）置于黄色的FeCl3溶液中，一天后，取下一片花瓣清洗干净，再用刀片把与溶液接触的部分切成丝，放于无色的NH4SCN溶液中，结果没有任何变化——失败。

（2）取白玉兰花置于无色的NH4SCN溶液中，一天后，取下一片花瓣清洗干净，再用刀片把与溶液接触部分切成丝，放于黄色的FeCl3溶液中，结果也没有任何变化——失败。

怎么会失败呢？百思不得其解，后来网上查了一下资料，发现植物只能吸收Fe2+，于是重新调整了实验过程：

（3）取白玉兰花置于绿色的FeCl2溶液（在黄色的FeCl3溶液中加入铁粉，振荡）中，一天后，取下一片花瓣清洗干净，再用刀片把与溶液接触部分切成丝，放在烧杯中，先加入10%的H2O2溶液，使Fe2+氧化成Fe3+，再加入NH4SCN溶液，结果产生血红色现象——成功。

从上述实验方法的改进来看：采用了创造学上的“缺点列举法”，列举了原实验的缺点，也就找到了创新的目标。由此选用了新材料，采取了新方法，取得了新效果。因此，如何发掘实验在教学方面的功能，是很值得我们每一位科学教师去努力探索的。