创改实验 助力教学

叶灵军

摘 要：实验器材统一配置、实验设计理念滞后、实验设置整齐划一，致使现行科学教材（以现行浙教版科学教材为例）中部分实验存在实验不易操作、实验设计不合理、实验现象不明显、实验器材有问题、缺少相关实验等问题，影响了科学教学效率。为此，进行了实践尝试，从优化实验设计、换新实验仪器装置、合理实验操作方法、改变实验操作步骤、创设实验情境五个方面进行创改，并把它运用到初中科学教学的新课导入、把握教学重点、突破教学难点、激发课后探究活动的热情中去，真实有效地助力科学教学。

关键词：创改；科学实验；教学运用

尽管现行教材及实验手册中都有对应章节的实验安排，但要真正提高实验教学的有效性，还需要教师对科学教材中的部分实验进行大胆地创改。本文谈谈在创改实验助力教学方面的一些尝试和做法。

一、教材中部分实验存在的问题及原因分析

1.存在问题

以浙教版初中科学（7-9年级）教材（以下简称科学）中的部分实验为例，就存在一些有待改进的地方归纳如下。

（1）实验不易操作。教材中有些实验不易操作，如固体熔化实验，海波熔化过程时间太短，不利于观察。又如水面波的实验、测试舌的不同部分敏感性实验等实验。

（2）实验设计不合理。如可沉浮的气球实验用气球模拟鱼鳔来解释鱼在水中为什么能上浮和下沉，但容易使学生认为鱼上浮和下沉就是鱼鳔在起作用，而忽略了鱼鳍等器官的作用。

（3）实验现象不明显。如检验空气中有二氧化碳实验，澄清石灰水不易浑浊。空气对外做功内能减小，产生水雾现象不明显等实验。

（4）实验器材有问题。有些实验器材装置需要优化，如简易灭火器的装置，探究影响摩擦力大小的因素，力的变化用弹簧秤很难测出等。

（5）缺少相关实验。有些科学知识的探究没有以实验形式来研究，如液体的流速与压强的关系，内燃机的工作原理等这类实验可以添加。

2.原因分析

科学教材中的部分实验在实践中存在一些不合理且有待增添、改进的地方，究其原因有以下几个原因：

（1）实验器材统一配置。目前，学校实验器材，由政府统一配置，整齐划一，不能满足新课程改革的需求、教师的个性化教学的需要，限制了创新，影响了学生对实验的兴趣。

（2）实验设计理念落后。随着时代的发展和科技的进步，以及对实验研究的深入，教材中原来设计合理的实验可以进一步优化，原来不能做的许多实验现在可以做了，如测静摩擦力的大小；可以用更好地实验装置设备来改善观察方式，如观察声波。

（3）实验设置整齐划一。科学教材的编者在一些实验选择时没有仔细考虑社会变化、城乡差别、学校间的差异及教师的个性化要求等诸多因素，实验设置整齐划一影响实验教学。如夜光星空实验活动，在雾霾严重的城市就很难展开。

二、创改实验的方法

针对教材中一些费时、可见度低、操作性不强、成功率低的实验，或从实验方案的设计，或从实验材料的选择，或从实验操作的步骤，或从实验情景，或从实验空间等环节进行增添和改进，并总结出下列方法。

1.创改实验，优化实验操作设计

有的实验按照教材的实验设计进行实验操作时，实验现象不明显，这时就需要对书本上的实验重新设计，提高实验的直观性，加强实验的功效性。

例如，科学九上“做功和热传递是等效的”实验中，按课本实验设计，通过摇晃瓶子（做功）使铁屑温度升高的效果很不明显。于是做了如下改进：取一根铁丝，先放在热水中浸一会儿取出，用手摸一下能感觉温度升高，说明热传递能改变物体的内能；接下来双手握住铁丝反复弯折几下，手去摸一下铁丝的弯折处，很热，这能说明做功改变了物体的内能。改正后的实验简单易操作，利于学生操作，实验现象明显。

2.创改实验，换新实验仪器装置

也有的实验按照教材上的实验仪器、装置，不但实验效果不好，而且存在一定的危险性，此时对实验的仪器、装置改进就显得很有必要了。

例如，科学八下的“酸碱灭火器”原理，按教材的吸滤瓶和橡皮塞实验装置操作，常发生以下情况：喷射现象不明显，或有喷射现象，但持续时间短且可能会发生胶塞被弹出，或液滴漏出，甚至有吸滤瓶发生爆炸的危险。于是做了如下改进：用一个矿泉水瓶，离口部5cm处打一个小孔。瓶内装的温热浓碳酸钠溶液30mL左右（加几滴红墨水和洗洁精，效果更好），用小试管取10mL左右的浓盐酸，小心放入矿泉水瓶中，拧紧瓶盖，翻转装置，即可观察到明显的实验现象。伴随“嘶嘶”声，大量泡沫液体从小孔喷出，喷射现象明显，且瓶口密封好，不会出现其他意外。

3.创改实验，合理实验操作方法

相同的实验目的与原理，我们也可以有不同的操作方法，通过改进实验的操作方法，使实验取得更好的教学效果。

例如，科学八上“电路”中为了说明“电源短路会损坏电源，严重时还会造成火灾，”书本设计了的实验：导线发热现象不是很明显，且实验时间长，易使干电池会报废。于是做了如下改进：用新的干电池，用锡箔纸把电池的正负极直接相连，一会儿就可看到锡箔纸（干燥的香烟盒中的内包装纸）燃烧，现象非常明显。改进后，实验装置简单，取材容易、现象明显，可视度高，使学生记忆深刻。

4.创改实验，改变实验操作步骤

科学实验讲究成功性原则，实验一旦失败将会误导学生，不能形成正确的科学知识，严重影响科学概念正确的形成。有时实验的操作步骤不合理会就影响实验的成功。

例如，科学九上“氢氧化钙的性质”的原实验是：在试管中先加入碳酸钠和氯化铁，然后滴加氢氧化钙溶液，观察现象。学生按照教材实验步骤进行实验，学生就发现实验现象几乎没有，学生就起了疑心，它们能不能反应。于是做了如下改进：我们调换了滴加溶液的前后顺序，在2支试管中先各加入3ml氢氧化钙溶液，然后滴加碳酸钠溶液和氯化铁溶液，让学生观察有什么变化发生。学生按照改进后的实验步骤进行实验，实验现象就非常明显了，证明了氢氧化钙溶液和氯化铁溶液是会进行反应，在学生心中留下很深的记忆。

5.创改实验，创设实验探究情境

使用身边随手可得的物品进行创改科学实验，可让学生感受到科学的真实性，感受到科学和社会、科学和日常生活的关系。

例如，科学八上“液体的流速与严强大小的关系”时，只是介绍了两船相撞的事例，没有设计相关实验。于是增添了以下实验：用饮料瓶盖分别用细线连接好放在水面上，用注射器改变中间水速。这时将看到注水时两瓶盖向中间靠拢，停止注射时瓶盖分开，有了线的牵引瓶盖不会被冲走，且停止注射时还能恢复原状。此实验器材来自学生身边，装置简单，操作方便，现象直观，对于液体的流速与严强的关系让学生秒懂。

三、创改实验的教学运用

科学是一门以实验为基础的学科，教师在教学过程中适时创改有效的实验能激起学生的学习兴趣，使学生受到启发，增强学生观察能力，提高了教学效率，从而取得良好的教学效果。

1.创改实验引发学生好奇心，助力新课导入实效

兴趣是最好的老师，好奇心是成功的起点。在教学中，教师要利用生活资源适时适度地创改实验，有意识地创设好奇情景，激发学生的求知欲，导入新课。

例如，在学习科学七上“汽化和液化”这一节中的沸腾时，在新课导入时，增添了如下实验：用一张纸折成一个纸盒，在纸盒中加入少量90℃的热水，放在三脚架上的下面。新课一开始，点燃酒精灯，加热一会儿后，奇迹出现了，纸盒没烧起来，盒内的水却沸腾了，一下子就调动起学生的兴奋点，此时不失时机导入新课我们今天来学习沸腾。

2.创改实验提高实验成功率，助力把握教学重点

科学实验是否成功直接影响实验功效，影响课堂效果。成功的实验才能激发学生的学习科学的热情，帮助对教学重点的理解，助力把握教学重点。

例如，科学九上“物体的内能”原来的课堂演示实验是用一个打气筒直接给吸滤瓶进行打气。在进行实验演示时存在塞子跳出来时间的不确定性，对学生和教师而言，安全性不佳，出现的水雾少，学生可视性比较差，短时间内不能重复实验。于是做了如下改进：将生活中常用的喷雾器结合到了该实验中。用可乐瓶制作一个简易喷雾器，用气筒给可乐瓶能进行加压储存气体，然后控制阀门对吸滤瓶进行充气，塞子弹出后，即产生大量水雾。短时间内，可重新进行实验演示，一般情况下充气一次可以连续演示4～5次。此实验取材方便，实验安全可控，短时间内可以进行多次实验，可以走到学生中间去演示，可视性好。

3.创改实验突出实验功效性，助力突破教学难点

教学难点是学生学习知识的一大障碍，对于学生不易理解和掌握的新知识，利用生活资源自制教具创改实验进行实验探究，让学生将自己真正融于学习掌握知识的探究过程中，把教学难点转化为更易理解、更直观的知识，从而突破教学难点。

例如，科学九上“物质的输送”，对于心脏瓣膜作用，很难通过语言的表述让学生理解，为了让学生更好理解，于是增添如下实验：连接两个塑料瓶，接口处密封，用橡皮垫剪成圆心，用电熔枪固定在上方瓶口端。使用时将下方瓶子注满水，然后挤压下方塑料瓶后松手。挤压时，橡皮垫片向上打开，水从下塑料瓶进入上塑料瓶。松手后，橡皮垫片向下关闭，有部分水保留在上塑料瓶，无法向下流。这样就有效地帮助了学生对这部分抽象内容的理解。

4.创改实验优化课外作业设计，助力激发学习热情

把教材中的演示实验、小实验等改为课外实验型作业或将教材中一些作业改为课外实验型作业，减少书本作业，很受学生欢迎，可以激发学生的学习热情。

例如，“制作简单等高线地形模型”科学七上用泥土或橡皮泥来制作简单等高线地形模型，由于泥土或橡皮泥制成的模型，易变性，不利于展示和保存。于是做了如下改进：采用较厚的泡沫做材料，让学生抓、剪、画（线）、涂（色）等步骤制造出等高线立体模型，用玻璃一压，就从立体的变成平面，学生学得兴趣盎然。

总之，创改实验既张扬了教师的教学个性，又激发了对学生对科学的学习兴趣，从而真实有效地助力了科学教学。

参考文献：

项红专.中学科学探究教学的策略与艺术[J].杭州：浙江大学出版社，2004.