优化初中实验教学摭谈

周祖瑞��

【内容摘要】实验是科学探究的中心环节，是学生认识自然现象、探索自然规律、形成知识技能的行之有效的重要途径。本文从规范实验操作，养成良好的实验习惯；优化实验教学，拓展实验的广度深度；创新实验教学，培养学生的创造思维等方面探讨了优化实验教学提高初中科学教学质量的问题。

【关键词】实验教学 优化创新 途径策略

优化和创新实验教学，可以有效培养学生的观察、思维、实验操作、自主探究和创造能力，逐步改变学生接受式的学习方式，也改变教师的教授式的教学方式，这对于全面提高初中科学教学的质量具有重要意义。

一、规范实验操作，养成良好的实验习惯

初中科学实验教学，必须规范实验操作，这既有利于实验安全，又有利于培养学生良好的实验习惯，从而提高实验教学的实效。为此，笔者认为着重要培养学生三个方面的习惯。首先，关注细节的习惯。在初中的实验课上，要想让学生真正的感受到科学实验所带来的魅力，除了在其面前将实验的结果展示出来之外，还要求其掌握住实验各个环节的操作流程，而这与事先形成一个良好的关注细节的好习惯是分不开的。在实验的过程中尤其要将学生向这方面进行引导，有的学生实验的过程中精力不够集中，喜欢开小差或者与周围的同学闲聊，这种行为都是不允许的，必须加以纠正。其次，养成动手的习惯。在初中的科学实验中，养成动手的好习惯是实验成功的必备条件，有些中学生眼高手低，不愿意自己动手，天真的以为将实验步骤在脑子里面过一遍就能够替代实验的操作，其实这种想法是极其错误的。不去动手操作，就永远找不到其中所存在的认识上的不足。面对这种情况，我们可以事先的加强实验的演示工作。例如在“临时装片的制作”实验课教学中，笔者采用小组教学法，分组让学生在讲台上用道具将实验的每一个流程演示出来。这时学生认识上的不足自然就暴露出来，有的学生弄混了滴与吸的顺序，而有的同学则记错了染色时间，这时及时的予以纠正指导，可以有效的提高实验课的教学效率。最后，养成实验总结的习惯。在初中的科学实验中，实验后的总结也是不可或缺的。在总结中，我们可以让学生不断的回忆起实验过程中的一些细节之处及遇到的没有能够及时解决的问题，将其记录下来，便能够将其落到实处。另外，及时的总结也可以记录下在实验过程中的心得体会，一些实验可能的改进之处以及操作的过程中所闪现的创新点。

二、优化实验教学，拓展实验的广度和深度

1.简化实验操作，提高实验效果

简化实验操作，突出原理而排除非本质因素的影响，使实验利于操作、节省时间、保证成功率，既有助于消除学生对实验的恐惧感，又提高实验效果。

（1）简化步骤。通过对实验器材的改进，使原本不易操作控制的条件得以省略，从而简化实验步骤，忽略实验的次要因素，并突出主要因素。例如探究“二力平衡条件”，很多版本的器材一直沿用图（1），此图为经典实验但受摩擦力限制。图（2）用弹簧秤测量力大小，虽然可以定量地分析实验，但不易控制且力的大小不稳定，需要用手控制图中纸牌才能实现。而采用图（3）则物体离开接触面不受摩擦力影响，同时，用扑克牌代替小车，因其质量小而重力影响几乎可以忽略。力的大小可以用钩码的数量来代替，既体现实验目的，又简化实验的步骤，节省了时间，使实验效果不受干扰。

（2）简化仪器。对原有仪器进行“瘦身”即微型化，原本复杂的仪器以简化装置代替，从而扩大仪器的选择面，加强实验的对比。例如开展“雨落叶出红花开——让指示剂变色”的实验：先在白纸上用玻璃棒蘸溶质质量分数5%的硫酸溶液画上花；再蘸溶质质量分数为10%的NaOH溶液画上叶；将白纸挂上墙。用溶质质量分数5%的紫色石蕊试液向纸上喷洒即可出现“雨”落叶出红花开。实验的化学原理是紫色石蕊试液遇酸变红、遇碱变蓝。这样即简化了实验器材，实现实验的微型化，同时又达到实验的效果，并能节省药品。通过对比更达到同中求异，从而为解决问题打开思路。

2.紧密联系生活，利用地方资源

教师应该充分的发挥校内和校外两个区域的课程资源优势，对于生活中的物品进行合理的利用，减少实验药品和器材投资的同时，也在一定程度上突出了科学课程紧密联系生活这一重要原则。比如，在农村中学的科学实验课上，就可以大量的利用当地的资源优势，来进行无土栽培营养液的配置实验。首先，由于地处农村，因而可以在很短的时间内找到适合于本实验主题的实验对象。其次，由于平时对于这些植物的耳濡目染，对于其在缺乏某种营养元素的情况下所表现出的各种不良的症状可以有一个准确的判断，进而提高后续实验的精度，对于结果的分析进行的更加的准确。再者，在农村得天独厚的资源优势面前，可以进行大量的对比性实验，从而为实现由课堂实验向生活的扩展和延伸提供了可能。

3.巧用废弃物品，开展趣味制作

用生活中的废弃物品自制实验，既可以节约实验成本，又可以使学生觉得亲切，而且还能增强学生动手的兴趣和能力，发展他们的创造性思维，使他们经常能品尝到成功的喜悦。例如师生共同努力制作魔法矿泉水瓶，可以设计并完成以下实验。实验一：演示光的直线传播。在一只塑料瓶中装入一定量的水，在其中加入适量的豆奶粉，拧紧瓶盖，充分摇匀，将激光棒发出的光透过瓶底，对着瓶盖照射，会看到光沿直线传播的光柱（此实验还可说明光能在液体中传播）。另外，可以制造出一个烟雾室，向内吹进一些烟雾，用激光笔照射，同样可见光在同种均匀介质中沿直线传播。实验二：探究声音的音调。在几只相同的塑料瓶中装上不同深度的水，然后用嘴对着瓶中吹气，会发出音调高低不同的声音，从而可以说明音调跟频率的关系。实验三：演示大气压强的存在。将热水灌入塑料瓶摇晃几下，倒去热水后迅速拧紧瓶盖，过一会可观察到塑料瓶被压瘪，从而说明大气压的存在。实验四：自制潜艇。将矿泉水瓶装入适量的沙子，拧紧盖，放入水中，瓶可竖直下沉。通过调节装沙量的多少，可使瓶在水中竖直地漂浮或悬浮。通过趣味性的制作，激发并维持了学生的学习兴趣，促进了深入思考。

三、创新实验教学，培养学生的创造思维

1.改造教材实验，培养创新思维

知识经济时代，培养学生的创新性能力是教学的重中之重，初中科学实验也不例外。例如在初中化学的探究制取二氧化碳的性质那个实验，就可以将课本上的仪器稍加改动，比如采用试管，广口瓶或者锥形瓶，平底烧瓶等作为主要的反应容器，将其与不同的单口橡皮塞进行组合。再比如对于空气中氧气含量的测定进行改造。纵所周知，先前的空气中氧气含量的测定所采用的磷燃烧法存在着比较大的缺陷，不仅导管中的空气没有参与到磷燃烧的反应中，而且由于温度等原因，会使得一部分的空气在燃烧之前就被排除，从而对实验的结果造成了影响。为此，笔者觉得可以进行这样的改造，可以事先将红磷放置在一个密闭的空间里面，采用更为高效的太阳能或红外灯泡聚焦的方式来点燃红磷，这就避免了红磷燃烧之初空气的消耗。在空气消耗量的判断上，可以加装一个针头注射器，起初由于热胀冷缩的原因，注射器中的活塞推进发生着不同的变化，从而为最后实验结果的得出提供更为精确的判断。在这一系列的改造中，学生从中拓展了思维，激发了其自身潜在的创造性，科学实验的教学实效也就更高。

2.巧用课堂资源，创新实验教学

“凡事预则立，不预则废”。一切教学都是预设与生成的统一体。当教学生成与预设出现矛盾时，应充分尊重学生，给学生表达和表现的机会；然而，预设再充分，绝不可能考虑到教学生成的全部内容，这就要教师注重设计一些有弹性的教学预设，并随时捕捉课堂教学中动态生成的创新资源。没有预料不到的成果，教学也就不成一种艺术了。我们应正视教学中出现的“阴错阳差”，重视“节外生枝”，珍视“灵光一闪”，只有这样，我们的课堂才会走向洒脱，走向大气，走向睿智。例如在学习“定滑轮和动滑轮”时，教师演示了定滑轮和动滑轮提升重物实验后（如图1），师生通过实验可以看出：定滑轮不能省力，但可以改变力的作用方向，而动滑轮可以省一半的力，但不能改变力的作用方向。

师：你能解释为什么使用定滑轮不省力，而使用动滑轮可以省一半力吗？

（师生共同分析，原来滑轮其实是一个变形的杠杆，定滑轮实质是个等臂杠杆；动滑轮实质是个动力臂为阻力臂2倍的杠杆（如图2）。所以使用定滑轮不省力，而使用动滑轮可以省一半的力。）

生：动滑轮一定能省一半力吗？

（教师正在精心细致的分析时，冷不丁被学生的一个疑问打断。学生提出疑问，一定有他的道理！）

师：那你认为应该是怎样的呢？

生：对于动滑轮，支点在滑轮的一侧，当拉力处于F1的位置时，其力臂为L1，刚好为滑轮的直径，等于阻力臂的2倍，所以拉力F1为阻力的一半，即省一半的力；而当拉力处于F2或F3等位置时，作出力臂为L2、L3（如图3），很明显，L2、L3均小于L1，所以力F2、F3明显要大于F1，也即动滑轮不能省一半力了！

师：分析得相当精彩，也就是说，动滑轮的省力状况，还要视拉力的位置而定。那定滑轮又是如何的呢？（在教师的引导下，全班同学依照刚才的分析方法，一起探讨定滑轮是否一定不能省力这一问题。）

生：对于定滑轮，支点在滑轮的中心，当拉力无论处于F1、F2、F3等位置时，其力臂分别为L1、L2、L3（如图4），始终为滑轮的半径，且等于阻力的力臂，所以，对于定滑轮，不管拉力处于何位置，均不能省力！

师：分析的有道理。那事实是否真的如此，我们只有通过实验才能证明。

于是，教师与学生一起在课堂上临时做了一个“意外发现”的探究实验，重点探究拉力的作用方向与定、动滑轮的省力状况，以检验自己的分析和猜想。

师：通过实验，你们发现刚才的分析有道理吗？

生：有道理。动滑轮省一半力，必须还得加个前提条件，只有当拉力竖直向上时，才能成立！

……

这节课笔者没有按预定的设计上课，并且在学生的启发下，课中又补充了一个探究实验，可这又何尝不是一节非常成功的科学课，何尝不是一节有效的科学课。学生在课堂上提出疑问，并得到了教师的尊重，师生共同开展探究活动，拥有了更为广阔的研究空间，最大限度地发挥了学生聪明智慧。

3.优化实验评价，保护创新思维

在初中科学实验课程的教学评价中，评价体系不能够局限于最终结果的好与坏上，不能够以学生获取的分数作为实验成功与否的标准。我们要做的就是对于初中学生的整个实验过程以及在其中所看，所想，所感，收获等进行全面的分析和判断。例如，进行这样一场关于铁生锈条件的探究性考察，在正式的实验前给所有的学生布置一个任务，即大量的查阅资料和观察日常的生活，记录下文献或身边所发生的铁生锈的现象，同时对于具体的地点，铁的材质，时间以及腐蚀程度等也一并备注在案。这样学生通过其中的观察，便提出来了种种假设，有的同学提出，家里厨房中铁锅的生锈部分最容易出现在其与水面接触的界面处，所以推断铁生锈的条件和空气和水有关，由于空气中含有大量的氮气，因此，氮气的影响与铁生锈息息相关。而有的同学则说，家里的刀具常常生锈的是那些浸湿过水的地方，而自来水常用氯气来消毒，其中还有大量的氯离子，故推断生锈与氯元素分不开。暂且不论同学假设的正确与否，单从推断的过程来看，可以找出其中的闪光点和不足。空气中含有大量的氮气是不错，但是难道空气中只是含有氮气吗，就没有其他的元素吗？自来水的确由氯气消毒而来，但是实际中其含量却非常的少，这么少的剂量足以产生铁锈吗？老师在评价中对这一问题，一方面要指出学生在逻辑思维能力上的不足，鼓励其建立起更为缜密的思维；另一方面，也要对其细致观察事物的能力以及思维的灵活度给予高度的评价，在一定程度上减少结果对于其最终成绩的影响，让学生能够放下负担，轻松的向探索科学的未知世界迈进。

综上所述，我们一定要规范科学实验的管理，实行实验过程的科学评价，养成良好的实验习惯以及构建实验创新性思维融入其中。只有这样，初中科学实验课的教学才能够有所突破。

【参考文献】

[1] 韩景春. 物理实验教学研究[M]. 银河出版社，2008.

[2] 宋国利、盖功琪. 开放式实验教学模式的研究与实践[J]. 实验室研究与探索，2010（2）.

[3] 王胤琪. 新课程下改进农村初中化学实验教学方法的探讨[J]. 新课程研究（基础教育），2010（10）.

（作者单位：浙江台州市天台县三合中学）