从研究性实验入手提高科学教学质量

方勤

摘 要： “研究性学习”、“研究性课题”是目前在各类教育教学报刊中出现频率较高的词汇，作者分析了“研究性实验教学”，旨在促进学生对已学知识的消化吸收，提高教学质量。

关键词： 研究性 实验教学 科学教学质量

科学是一门以实验为基础的学科，实验是科学教学中最常用和最重要的教学手段。由于传统科学实验条件的限制，实验的科学性、直观性、探索性和操作性的特点在教学中很难充分体现，严重影响学生学习科学的持久性，因而影响科学教学质量的提高。科学知识丰富而多彩，它抽象的概念和定律总是蕴藏在生活中，正因为现实生活的纷繁复杂，研究时又要用到抽象的教学工具，所以现在很多中学生对科学学习感到比较困难，从而对科学渐渐失去兴趣，学业成绩明显下降。那么，如何让学生克服困难，重拾信心呢？寓教于乐，变枯燥的说教为生动有趣的学习探究是有效的途径。

一、实施研究性实验教学，激发学生的学习兴趣

平铺直叙、满堂灌的教学方式永远提不起学生的精神，变教师讲为学生讲是活跃课堂气氛提高、提高学生兴趣的关键。

科学教学的主要特点是以事物现象论证科学道理。所以教学中有许多新奇有趣的演示实验，如凝华现象，可取三个卫生球碾碎放入一个有抽去树皮的树枝的容器中（如一端封闭的空铁罐头筒），把容器放在炉火上微微加热，并稍微摇动，吸收热量后发生升华，容器中树枝上便出现洁白玲珑的人造“雪景”，漂亮而有趣。

扩散现象是很常见的现象，若通过下述小实验，会让大家顿觉普通科学现象也有如此精彩的表现，实验如下：两个相同的广口瓶，一个里面放着一团浸满醋的脱脂棉球，瓶口用玻璃片盖住，把从野外摘来的一朵紫色的牵牛花放入另一个瓶中，并把它倒放，使两广口瓶瓶口相对，抽调玻璃片后，我们会看到瓶中小紫花由下而上逐渐变成一朵鲜艳的小红花，很好看，这必然会激起学生浓厚的学习兴趣。

二、实施研究性实验教学，激发学生的探討意识

光靠教师把科学规律及定律展示给学生看远远不够，若能让学生在教师的启发引导下不断探索，最后得出结论，那么学生一定既有成就感又有进一步探索的愿望，从而使学生学到的知识得以巩固。

如教师演示下面实验：用一端绑在一起的四根轻质细线分别粘贴在垃圾袋四个方向，形成降落伞形，用点燃的蜡烛给垃圾袋内加热，结果垃圾袋像热气球一样体积逐渐变大，同时上升。学生一下子惊呼，而后有学生叫起：我知道为什么？热气球热胀冷缩，教师提示热胀只能解释体积增大，为什么会上升呢？教师启发学生：木块为什么会浮在水面上？学生马上会反应过来：袋内的空气比袋外的空气轻。为什么会这样呢？教师解释：热胀使袋内的空气变稀薄，变轻，即密度变小。再让学生当场演示。学生为此有一种成功的喜悦感，思维更活跃，探究愿望更强烈。

在讲摩擦力时：老师可表演下面魔术，让一根细线穿过小球，细线竖直放置，小球可沿线滑下，细线倒过来，小球也沿细线滑下，可当老师叫“停”，小球即刻停，叫“走”小球又沿线继续下滑。随着老师不断叫“走”、“停”，小球非常听话地在线上走走停停，学生开始非常惊讶，并强烈想知道其中的奥妙。教师启发：小球要停下，一定有平衡力作用，到底是什么力平衡了重力？有些学生稍作思考就答是绳的拉力。一些学生提出反对意见：因为若是绳的拉力，那小球不可能沿绳下滑。另一些同学结合新课猜是摩擦力。老师立即表扬他们，并激发他们——摩擦力到底哪里产生的呢？教师展现物体：球——线，一些同学立即回答是细线阻碍球向下运动产生摩擦力。那为什么老师叫“停”就停、叫“走”就走呢？老师边问边重新演示一遍，刚才受表扬的学生观察得更仔细，其中一个学生立即站起来说：“我知道了！细绳在球内的那一段不是直的，是弯的，即小球上下孔连线不是在同一直线上，老师叫‘停’时两手用力拉紧细线，线与孔边缘产生摩擦力，叫‘走’时细线松弛，小球当然沿细线下滑。”老师当即把小球打开，中间果然有一隔板，使细线在小球中不是直的。教师当场把道具奖励给他，让他当众表演一遍，学生都有一种探索之后获得成功的快乐。

三、实施研究性实验教学，培养学生的动手实践能力

科学是一门以实验为基础的学科，学生动手实验操作是一种基本技能。实验是探索自然的有效方法，使学生脑手并用，提高学生的动手能力及归纳、分析问题能力。

学生实验一定要让每个学生亲自操作，记录数据并独立分析和处理数据，从而获得一定的结论。除此之外，老师还可以提出一些研究课题，让学生设计一个实验解决。一般来说，设计性实验坚持以下几个步骤：

1.教师根据教学内容，提出难度适当的研究课题。

2.引导学生从已有知识中引出研究课题隐含的问题。

3.引导学生根据已有知识和生活经验对问题进行科学猜测，大胆提出各种假设，设计各种方案。

4.由学生从设计的各种方案中先取自己认为最好的方案并征求老师意见，以避免实验错误而产生危险。

5.由学生完成整个实验操作（教师指点）

6.分析实验数据，并得出结论。

如让学生设计一个测温度的仪器：学生熟悉的温度计有体温计、水银温度计、酒精温度计，它们都是利用液体的热胀冷缩原理。学生根据已有知识和经验，大胆提出两种思路：一是利用固体（金属丝）的热胀冷缩并用指针把其线度变化量放大制成温度计；二是利用密闭气体压强不变时的热胀冷缩现象设计。虽然气体的热胀冷缩比固体显著得多，但气体体积改变量对温度更灵敏，因此学生采取第二种设计方案。设计过程如下：

先用一橡皮塞塞住瓶口，并用一细玻璃管通过橡皮塞插入瓶中，把瓶升高到适当温度后，把玻璃管的上端插入水银中（不能太深）并稍降低温度，当有一点水银进入玻璃管后，即把玻璃管取出并竖直放置；此时水银就封闭了一部分空气在瓶和管中，过一段较长时间，当瓶中空气温度降为室温时，用标准温度计测出室温为T1，此时在水银滴的下端刻下T1，之后把瓶放入热水中，稳定后用同样方法刻下T2，最后用刻度尺量出两刻度线间距离并把它们分成T2～T1等份，每一等份即为1C，在T1下面及T2上面的玻璃管上按上述间距均匀刻下各对应的温度值，气体温度计就制成。

通过以上设计创造，学生的动手能力及探索意识进一步增强，并对已学内容进一步巩固。

四、实施研究性实验教学，培养学生解决实际问题能力

“学以致用”是我们的最终目的。“用”不是照搬照抄，其精华是创新，创新是一个民族不竭的动力，没有创新的民族是没有前途的。

在我们身边，有很多现象，当你仔细观察、实践时，会得到奇妙的东西。如用一圆口方身的矿泉水瓶装满水，盖紧瓶盖放入冰箱冷冻很长时间会出现什么现象呢？不盖瓶盖呢？通过实验发现：前者瓶变成圆柱体，而后者有一直径与瓶口等大的圆柱体冰柱突出瓶口。原因是水结冰体积膨胀，前者方变圆，后者“逸出”来增大体积。

如用两根普通的塑料吸管相连，一端用嘴吹气，另一端吸管的弯曲方向不同，现象不同，有时不动；有时快速旋转。

道理很简单，现象很奇妙，生活中有很多东西等你认识，利用它并创造更多新事物。

新课程中的研究性实验为学生创设了很多学习科学的问题情境，也给学生提出了更高的要求，从而使学生从各方面提高自身能力。研究性实验给老师带来全方位的挑战，其中包括教师的教育教学理念、知识结构、教师角色、教学方法和手段等，当然，在信息社会中，教师只有这样才能适应以培养学生创新精神和实践能力为特征的研究性学习，才能使基础教育更具活力。

总之，随着科学技术的发展，充分把现代教育技术与科学实验教学有机整合必将丰富科学实验教学的内涵，帮助解决科学实验中的教学问题，最大限度地发挥实验在教学中的作用，使科学教学质量明显提高。

参考文献：

[1]《科学（7-9）年级课程标准解读》.湖北教育出版社.

[2]《教育学》、《心理学》.

[3]朱请时.《科学教学参考书》.浙江教育出版社.