提高初中科学实验教学有效性的实践研究

苏爱娣

【摘要】浙教版初中《科学》中提供了丰富的实验素材，但把实验素材转化为有效的教学，需要从“学”的视角进行开发。以实验教学案例阐述做好“不能”做的实验，给学生呈现更生动的实验，以适当的教学组织形式化学生被动观察为主动探究，并让思考浸润实验，从而提高实验教学有效性。

【关键词】初中科学 实验教学 实验改进 教学有效性

【中图分类号】G632 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2015）07-0030-02

探究是人的天性，对实验满怀期待是学生的天性。每当我们带着实验器材进教室时，都会引来一阵欢呼，一群孩子涌上来叽叽喳喳地询问、讨论。然而，初中科学中有些实验或因教材提供的实验设计存在缺陷，或因教师对实验认识不够到位等原因，有些实验被教师“忽略”变成了“讲实验”；有些实验效果不理想，使学生失望；有些实验内涵挖掘不够，未能引发学生的进一步思考……

现以浙教版初中《科学》为例，浅谈提高初中科学实验教学有效性的教学实践。

一、做好“不能”做的实验

初中科学教材中有些实验，被老师们认为实验材料理想化、实验时间长、实验效果不明显等原因很难在课堂中实现而变成“讲实验”或“播放动画演示实验”。

1.自制实验用品

有些实验用品或受实验室配置所限，或教材提示的器材效果不佳，需要自制实验用品。

实验1：植物的蒸腾作用。如果根据教材提示信息进行探究，会发现应用市场提供的氯化钴试纸进行实验效果不明显，根据有关资料制作的试纸效果也不理想，从而导致教师放弃实验。

我们根据控制变量法对氯化钴试纸制作进行了探究，分别配制不同浓度的氯化钴溶液进行浸泡制作的试纸进行实验。结果表明，不同浓度制作的试纸效果存在着差异，选用20%的氯化钴溶液制作的试纸效果较好。将自制的2cm宽的条形试纸密封保存，在实验开始时分发，实现了学生自主探究。

2.寻找替代材料

有些实验需要用时较长，但如果事先准备充分，是能够缩短实验用时，在课堂教学中引入是可行的。

实验2：光合作用实验——二氧化碳含量变化的测量实验。教材采取对比实验，但由于实验所需时间很长，导致老师基本不做。如果采用溴百里酚蓝试剂就可以大大缩短实验时间，且实验现象明显，使该实验应用于课堂教学。

3.模拟与转换

自然界有些现象无法以实验形式再现给学生，但可以通过模拟与转换，同样能达到触类旁通的目的。

实验3：模拟太阳黑子。学生较难理解“太阳黑子”，可以采用暴露电热丝的电炉进行模拟与转换，通电后，学生观察电热丝的红热现象，在局部滴几滴水，这时可观察到“黑子”现象，在“黑子”区域放入火柴头，能迅速引燃。

二、呈现更生动的实验

演示实验要让全体学生特别是让后排的学生也能清晰地观察到，才能持续地引发学生的学习兴趣。对有些现象不够清晰、观察范围过小的实验，需要想办法将实验现象清晰地呈现出来。

1.让无形变有形

有些实验现象不明显或处于无形状态，影响学生的观察，不妨稍作改进，让无形变有形。

实验4：光的传播实验。怎样让无形的光线现出“原形”？可以利用胶体的“丁达尔现象”使光现出“原形”来，具体做法是：用豆浆、牛奶、粉笔灰等常见物质溶于水制作无色胶体，或用饱和氯化铁溶液加入沸水中搅拌制作有色胶体，用教学激光笔制造出红色激光透过胶体，就可观察到明显的光线。

应用1：光在同一介质中沿直线传播的实验。往水中分别加豆浆、牛奶、粉笔灰、氯化铁胶体等，再用激光一一透过，就可把看不见光线传播转化为看得见。

应用2：光在不同介质中产生折射的实验。用激光笔往豆浆水中射，可以看到是直线的，保持激光笔位置不变，然后用漏斗往水底加入浓的海波溶液后，观察到光传播时发生了偏转。

2.让实验“大”起来

可以采用显微投影或实物投影等技术，“放大”实验，让后排学生也能顺利观察到，建议有条件的学校配置这两种设备。

实验5：观察植物叶片表皮气孔。如果使用一般显微镜，学生需要轮流观察，费时费力且存在着有些学生观察不到的情况。改用显微投影仪，只需教师调试完毕，全班学生均能在屏幕上一览无余。

3.让实验现象生动起来

有些实验过程不明显，有结果无过程是一种遗憾。让实验现象生动起来，展现实验的过程，也就展现了实验的魅力。

实验6：晶体结晶。采用教材提供的方法进行实验时，易观察结果而晶体生长过程很难观察到。实验的魅力在于过程，采用浓热的硝酸钾溶液倒入培养皿中，通过实物投影仪，学生们观察到晶体出现、生长直到布满整个器皿，这种生长过程动感实足，魅力无穷。

三、化被动观察为主动探究

学生说，“听”实验不如“看”实验，“看”实验不如“做”实验。教学实践中，没有那种教学方式比让学生做实验更能让学生参与了。

1.从观察演示实验到自己“玩”实验

看老师的演示实验不如自大做实验过瘾，学习效果也是如此。为此，尽量创造条件满足学生的实验需求，让学生从旁观者转变为亲身实践者。

仪器比较多、复杂的实验，可以在实验室上课，如平面镜成像实验、金属活动性顺序的探究等，仪器比较简单、操作少的实验可在教室进行分组实验，如力的测量（弹簧秤的使用）、花的结构、植物的蒸腾作用、熔化和凝固等。

学生自主实验，突破教师因循守旧按部就班的思维和操作模式，往往会有意想不到的“新”发现。例如，学生在自主做平面镜成像实验时，测定物距与像距时发现不等，对教材中的结论提出质疑，经师生分析后发现在测量时忽略了平面镜自身的厚度。亲历实验才能有过程体验。

2.从个人做实验到小组合作做实验

学生都有普遍的心理即：一个人玩没意思，一群人一起玩才有意思，才有成就感。与个体做实验相比，小组合作型的实验更能达到交往、彼此欣赏、相互激发等情感目标。

实验7：电学实验盒的使用。

应用1：连接一个最简单的电路，让灯泡能发光，得出电路的组成和各组成部分的作用；再把所连接的电路画出来，得出电路图的教学内容；连接一个能让两个灯泡发光的电路，如何让两灯泡同时工作或不同时工作等。这些探究活动引发学生极大的学习兴趣，甚至延续到课外，还有学生把手摇发电机改装成电动机。

应用2：探究影响电阻大小的因素。要求学生利用常见材料设计电路图并进行实验。学生想到了很多的方案，如对横截面积大小因素的研究时，学生想到了把铜丝对折或再对折来研究，有的想到了把几根铅笔芯捆绑来研究。发现利用铅笔芯来研究比利用铜丝来研究导体长度对电阻大小的影响效果要明显得多。教师只需适当指导与引领，就能达到教学目标。

3.从科学殿堂到生活化实验

科学来自生活又高于生活回归生活，科学实验可以是严谨的，也可以生活化。可以用生活中的用品来替代的实验，有利于学生亲近科学。

实验8：熔化和凝固实验。教材使用海波和松香水水浴加热。但该方案存在着不足，水浴加热速度慢，温度控制难度大，往往会出现海波熔化的过程中，所测到的温度还是一直在上升的实验异常现象。有时一节课只能让学生做完一个实验，效果不佳，教学效率低。改用普通冰块替代海波不仅实验生活化，且操作简单现象明显。具体操作：将温度计放置水中，利用家用冰箱制作条形冰块，将内置有温度计的冰块取出，观察温度计读数，利用室温或手握来代替水浴使冰块逐渐熔化，观察熔化过程中温度计读数。

四、让思考浸润实验

科学不同于魔术表演，要想让学生对实验不过眼云烟，就要想方设法让学生思考。

1.从学生的疑问中引出实验

疑问推动科学发展，疑问催生学习动力。在学生的疑问中引出实验，用实验回应学生的疑问，让实验用在刀刃上，从而发挥最大效应。

实验9：大气压的存在——纸杯覆水实验。做完实验，不要理所当然地认为学生就能正确解释。这时，需要追问一句：纸片为什么不掉下？有的学生会认为，那是因为被水粘住了。对此，不少老师难以拿出让学生信服的证据，其实，只要把玻璃杯换成纸杯，实验成功后，再用针在纸杯底部刺个洞，水和纸片迅速掉下。事实会让学生自动修正并加深对大气压存在的认识。

2.从学生的前概念中设计实验

生活经验和已有的认识是学习新知的前提和基础，但并非都是正确的，事实上，建构科学新知往往需要突破原有的并不正确的前概念。事实胜于雄辩，从学生的前概念中设计实验，使教学事半功倍。

实验10：月相的奥秘。《月相》的教学中，思考月相产生的原因时，有很多的学生认为是因为地球挡住了太阳射到月亮上的光。这时，利用投影仪和篮球进行模拟（如图2），学生发现月相形成的原因，也发现不管怎么移动篮球的位置都得不到凸月的情况，说明造成凸月并不是因为地球挡住。

3.让学生参与实验设计

创设情景吸引学生参与实验设计，在讨论实验过程中澄清概念与实验原理，促进积极思维，给学生以成就感。

实验11：空气中氧气含量的测量。对于此类比较复杂的实验，让学生参与设计需要老师对实验进行分解：第一步，利用针筒、洗气瓶设计测量气体体积的方法：如图3示，用针筒把广口瓶中的气体抽出，可观察到右边抽，左边的气体就进入，抽了多少气体就进了多少水？分析原因。再问如何测定空气中氧气的体积分数？第二步，空气中氧气体积测定方法：无法利用针筒抽出空气中的氧气，可改用除去空气中的氧气，选择什么材料才能除去氧气……逐步深入，引领学生参与实验设计，在解决问题中加深对实验的理解。把更多的实验自主性交给学生，学生会用行动还给老师惊喜。

初中《科学》中有丰富的实验资源，发挥实验在帮助学生建构科学知识中独特作用，需要从学生“学”的视角开发实验、探索实验教学组织形式，从而提高实验教学有效性。