在实验中培养学生自悟能力之管见

陈彬

摘 要： 中学实验教学总被重视但是屡屡薄弱，在实验教学过程中存在诸多问题。建构主义学习理论认为，人的发展不是一个完全外塑的结果，而是一个在认识实践中主动建构的过程。这种学习理论强调以学生为中心，要求老师成为学生主动学习和创造的组织者。根据这一理论，本人在实验教学中特别注重了学生主体地位，着意创设一定思维形式的教学情境，让学生主动探索，从中领悟和掌握探究的策略，不断地培养提高学生探究的能力。

关键词：科学实验教学 探究 方法 自悟

中图分类号：G632 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2016）06-0100-02

从目前的科学实验教学来看，比较强调和重视科学知识的传授，而且在科学实验教学中科学知识都是预知的，只需要强制性记忆。另外师生重视的是实验结果或结论（多数情况下实验教学的目的也就是验证并记住这些结论），而对实验过程的探索不够重视，至于素质教育所提倡的科学思想、科学品质、科学态度、科学方法等的培养，在实验教学中体现较少。显然，这样的实验教学不能适应实验教学目标的实现。 其次是教材、实验册及教辅的导向。现行的教材、实验册及教学辅导资料上设计的实验题目中客观题目众多，对于这些题目，或答标号，或填写数据、操作、仪器名称、现象等，这样限制得过死且往往都给出标准答案，使学生“不敢越雷池一步”，而鼓励学生动手，有利于学生展开思维的开放性、探索性实验题目较少。久而久之教与学都停滞在应试作答的模式上。 再次是实验教研气氛不浓。在平时的教学中，教师注重的主要是化学知识及解题能力的培养和训练，而对科学实验探究的研究不够，平时的听课也只重视知识的传授与思维能力的研究，至于实验过程中出现的生成性的问题、实验经验的积累、实验的后记则往往不被重视。尤其是不关心学生实验中出现的问题，不去分析学生实验中出现问题的根本原因，不能对学生进行及时的学法指导，因而使得学生的实验探究能力相对薄弱。 四是不注重学生的技能训练。受教学进度的影响，教师在实验教学过程中忙于赶进度，演示实验做的多，而让学生练习的少，因而学生的实验探究能力始终得不到很大的提高。五是不注重观察能力的培养。不少教师在实验教学中，只注意实验现象或实验结果的描述，而不注意引导学生对实验过程做细致的观察，不注意比较实验前后的异同，不注意一些表面现象所掩盖着的深层次内涵。因而学生在分析实验现象、概括实验结论时往往片面、浅显、甚至存在错误。六是不注重学生表达能力的培养。在平时的教学中，由于学生对实验目的、实验原理、实验程序及实验的内涵搞不清楚，也就不能够完整表达出实验的过程、实验的现象、实验的结论，而教师不注意及时纠正学生存在的问题，久而久之，学生的表达能力得不到提高。

针对这些在目前中学实验教学过程中存在的问题，我觉得，提升学生的实验能力之关键在于“外化于行、内化于心”，在自觉感悟中领悟并掌握科学的历程，掌握科学的方法。

一、加强操作，在动手中自悟学习方法

波利亚说：“学习任何知识的最佳途径是自己去发现。因为这种发现，理解最深，也最容易掌握其中的内在规律、性质和联系。”因此，实验教学中要努力创设情境，大胆放手让学生动手操作，尽可能地让学生发现问题，提出问题，研究问题，在探索中发现规律，得出科学结论并自悟学习的方法。如：在教学《溶解》一课时，我首先引导学生想：要使食盐或高锰酸钾尽快溶解，应该怎么办？学生根据已有的生活经验，说出了若干方法，这时我乘机引导学生说说要怎样设计实验才能证明？大家各抒己见，争执不休。这时我又说：“为了验证大家的想法是否正确，我用投影出示了课本插图：同样的两个杯子，相同的水，一个搅拌，一个不搅拌。“看这两个杯子中哪些条件相同，哪些条件不同，结果怎样？”学生在教师指导下做了这个实验，证明了前面的结论：搅拌是溶解的一种方法。做了刚才的实验学生有了一定的基础，于是我又用投影出示了第二个实验放给学生，让他们自己动手做。做实验前，我提出了一系列问题：如果要研究水质冷热与溶解的快慢有没有关系，该怎样设计实验呢？在实验中应该让哪几个条件相同？哪几个条件不同？学生经过教师的启发引导，逐步明确了：相同的条件有四个，一是杯内的水量要相等；二是高锰酸钾的数量及颗粒大小要相同；三是放入水中的时间要相同；四是都要搅拌。所不同的一个杯子加热水，一个杯子加凉水。在这种情况下，如果看到两个杯子中高锰酸钾溶解速度有快慢，那么影响溶解快慢的因素就找到了。实验成功了，学生的学习热情达到高潮，都为自己找到答案而高兴。于是我又进一步启发学生思考还能用什么方法加快溶解呢？同学们有的想到了高锰酸钾的颗粒如果弄得越小就会溶解得越快。我问学生是怎么想到的，学生说在家里浸糖水时，糖块越小，糖溶解得越快。至此，第三个实验就完全可以放开让学生独立完成了。学生根据以上两个实验的经验，控制了水量、水温、放入水中的时间，搅拌等几个相同的条件，突出了颗粒大小不同这一因素，然后观察哪个杯子中的高锰酸钾溶解的情况，高锰酸钾颗粒越小，溶解得越快。最后我让学生根据以上三个实验填写了实验报告。这样学生主动参与了怎样加快溶解的全过程等，不仅培养了学生的学习兴趣和自信，同时学生自悟到：提出问题，进行猜想，设计方案，实验论证，得出结论是探索学习的方法。从而培养了学生的创新意识，促进了学生的主动发展。

二、学会观察，从观察中自悟探究方法

心理学家认为，观察是一种有目的、有计划的知觉活动。它是学生探究认识自然事物的重要途径，教学中要让学生抓住事物的特点，多角度地、有序地进行观察。如学习《组成地壳的岩石》一课时，先让学生观察岩石标本，发现什么不同。学生通过观察、讨论交流，发现不同的岩石有不同的特征：用眼看可以从颜色、花纹上对岩石加以认识和区别；用手摸或皮肤接触可感知岩石的光滑程度；用手指甲或小刀刻能感知岩石的坚硬程度。教师进而让学生用盐酸滴，从每种岩石出现的变化中认识岩石。然后又从标本中找出课本中要求认识的铜矿、赤铁矿等让学生按眼看、手摸、刀刻、滴盐酸设计表格，对标本中的岩石进行自主观察和认识，从而提高学生多种学习能力。又如种植凤仙花，让学生通过植物根、茎、叶、花、果实、种子等的观察，要求学生在领悟观察时，一要全面、细致、耐心；二是用多种感官进行；三要用比较的方法进行；四要定量与定性办法相结合。经常进行这样的訓练，学生就能较好地掌握观察学习的方法，从而提高学生观察能力和综合实践能力。

三、质疑问难，在释疑中自悟探索能力

“学贵存疑”。学习质疑问题的过程是积极主动发现问题，提出问题、分析问题的过程。创造发明更是从问题开始，只有学生主动提出问题，学生的思维才会得到展开。如学习《水的浮力》一课时，当学生用手按压水中的木板、气球、塑料泡沫等物体充分感知水中浮着的物体都受到水的浮力时，我又拿着钩码、铝片、球形橡皮泥一一呈给学生，问：“既然水是有浮力的。那么把这些物体放到水中会怎样？”同学们大胆地猜测，有的说钩码、铝片会沉，橡皮泥会浮，有的说这些东西都会沉，说法不一。“谁的猜测是正确的呢？让我们一起来看看。”学生把这些实验用具轻轻放入水中，钩码、球形橡皮泥立刻沉入水中；铝片先浮在水上，用手一碰，也渐渐沉入水中，同学们不时发出惊讶的呼声，然后纷纷举手发言，有的说钩码、橡皮泥不受水的浮力，有的说铝片受一点水的浮力，因为它们在水上能浮一会儿，有的认为它们在水中都受到水的浮力，争论的气氛十分热烈。于是我因势利导，迅速引入下一个环节。“大家都说自己说得对，可结果如何？怎么来证明呢？”同学们异口同声地回答说是做实验。当他们取出实验用具时，一个学生手拿测力计问：“这是什么？”我就向学生简单介绍了测力计的构造及用途，并让学生亲自动手测钩码的重量，再用手往上托一托，看弹簧有什么变化、指针有什么变化、说明了什么。然后进一步引导学生自己设计实验，小组讨论怎样利用这些材料来研究。“沉在水中的物体受不受水的浮力”。有的同学太着急了，用测力计钩住钩码后立刻就放入水中，旁边的同学马上纠正说：“不对，得先看看钩码在空气中的重量，再把钩码放入水中看看弹簧的变化。”有的同学把橡皮泥捏扁后用测力计钩住再放入水中测量，其中的一位同学像发现了奇迹似的叫了起来：“橡皮泥浮起来了，橡皮泥浮起来了。”还有的学生用细皮筋缠住铝片，称称它们在水中和空气中的重量是否一样。此时我不满足，进一步激发学生的好奇心，调动他们探索的欲望，说：“你们能利用自己的学习用具来做这个实验吗？”他们有的用测力计钩住钢笔、圆珠笔做实验，有的用皮筋缠住橡皮、尺子做实验，兴致极高。学生在自由的探究中“享受”了发现的乐趣，找到了解决问题的方法，最后得出“在水中的下沉的物体也受到水的浮力”的结论。为了巩固浮力的知识，让学生各抒己见，联系生产、生活实际说说浮力的广泛应用。为了引起学生深入思索，我进一步启发学生提出自己不懂的问题。有的问：“既然所有物体在水中都受到水的浮力，为什么在水中有的沉，有的浮？”有的问：“为会么我把球形的橡皮泥捏扁后，它就会浮在水上？”有的问：“为什么重重的轮船都能浮在水面上，小小的铝片却不能浮起来？”我又及时点拨：“大家自己动脑筋思考怎样才能让铝片由沉变浮？”一会儿就有同学举手说：“把铝片的边翘起来，像船的形状，它就浮起来了。”可为什么会这样呢，他们会带着这一疑问在下一节课前主动去寻求答案。学生的质疑问难应贯穿于教学全过程，教师要善于在知识的生长点、新旧知识的边接处、知识的关键处、思维的转折处，引导学生生疑质疑，在不断地质疑释疑的矛盾运动中探究尝试，在探索中领悟并掌握学习的方法和策略。

四、精心设计，在运用中自悟探究过程

下面是“用排水集气法收集氧气”的实验教学中进行探究性练习的案例介绍： （1）发现问题。教师预先装配好用排水集气法收集氧气的实验装置（注：导管口已放入集气瓶中），然后开始加热，并收集气体，同时让学生注意观察实验现象，收集满第一瓶后，写上标号“1”，马上收集第二瓶，集满后写上标号“2”。接着，用收集好的这两瓶氧气做了一个蜡烛燃烧的对比实验，在实验中，学生观察到1号瓶中蜡烛燃烧的剧烈程度和时间都比不上2号瓶。（2）提出问题。教师让学生讲出心中存在的疑惑。学生提出，“为什么在同样条件下收集的两瓶氧气在对比实验中存在差异？是什么原因造成的？”（3）解决问题。在学生经过讨论后，教师让学生说说自己的看法。甲学生提出：“1号瓶中蜡烛燃烧的剧烈程度和时间都不如2号瓶，说明1号瓶中的氧气没有2号瓶多，不如2号瓶纯净。”这个观点得到其他学生的一致赞同。甲学生又提出：“是不是因为装置气密性不好，导致1号瓶氧气不纯？”马上有乙学生反驳这个观点：“如果是气密性不好，应该两瓶氧气都不纯。”又有丙学生提上又有学生提出：“怎样才能知道空气已经排尽了呢？”教师让学生回想前面实验中在加热后，导管口产生气泡速度的变化情况。学生马上得出答案：刚开始加热时，导管口产生气泡速度较慢，且不连续，这时应该是试管中的空气；过一会儿后，产生气泡速度加快，并且是连续均匀地放出，这时应该是氧气。教师肯定了学生的推断，并让学生用正确的操作方法将前面的实验再做一遍，来验证提出的假设。学生通过分组实验后，发现按正确的操作方法制得的两瓶氧气在蜡烛燃烧的对比实验中，现象基本一样，从而证明前面实验中1号瓶中氧气不纯是因为错误操作导致试管中空气混入造成的。

科学实验教学存在的问题是多方面的。要想使中学化学实验教学现状有一个根本性的转变，就应该在分析问题的基础上寻找出切实可行的整改措施并将其落到实处，以消除不利因素，创造积极因素，促进实验教学发展。

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