演示实验教学中探究性的应用

王瑾

课堂演示实验教师扮演表演者的角色，学生是旁观者，实验的所有“道具”学生都是没有决定权的，已经按照“剧本”（教材）被内定了。学生观察的兴趣虽然一定程度上得到满足，但操作兴趣、探究欲望却受到了压抑。这种演示实验的模式是：提出问题——实验验证——得出结论。演示实验作为科学课堂教学必不可少的组成部分，顺利地完成实验有利于学生对新知内容的理解和掌握。然而，大多數教师出于诸如安全、规范、科学等种种因素的考虑，一直沿用着“母鸡带小鸡”的方式，从现代教学的理念来看，这种教学方式没有让学生成为学习的主体，不利于培养和发展学生的能力。若让学生经历从问题到猜想，方案设计到实施，结论到交流评价采用探究式教学，演示实验变为探究式的实验，对学生思维的训练、知识的建构是有很大的帮助的。现以《植物的呼吸作用》为例，浅谈“改演示实验教学为探究性实验”教学后的一些变化。

【课例分析】

1.活动目标

（1）理解植物呼吸作用的原料和产物，能解释生活中的现象并能通过实验方法来验证；

（2）通过活动，初步学会合作学习，主动学习，培养科学的实验态度和精神。

2.活动准备

（1）分组实验准备

在课前1周，学生分3个实验组，各组有4小组，各小组由4人共同探讨同一个演示实验。要求每组学生充分预习课本，熟悉书本中实验的原理，操作步骤等，从不同的渠道收集与演示实验有关的素材。

第1组 探究种子与叶片在呼吸作用时是否吸收O2；

第2组 探究种子与叶片在呼吸作用时是否释放CO2；

第3组 探究萌发的种子在呼吸作用时是否放热；

（2）分组设计实施实验

要求每一个实验探究小组，根据科学实验的方法设计对照实验。各小组经过讨论研究设计出了各自的实验方案。

第1组：设A、B两组对照实验（如图1）。

A组：甲—萌发种子，乙—煮熟种子，密封放置3小时。

B组：丙—萌发种子，丁—煮熟种子，密封放置48小时。

第2组：设A、B两组对照实验，实验装置同课本上的装置（如图2）。与教材上不同的是在实验中设置了萌发种子和煮熟种子的对照，以及萌发种子放置时间长短的对照。

A组：甲—萌发种子，乙—煮熟种子，均放置3小时。

B组：实验装置同A组，时间延长至48小时。

第3组：设A、B两组对照实验（如图3）。

A组：甲—萌发种子，乙—煮熟种子，

均插上温度计，放置3小时。

B组：实验装置同A组，时间延长至60小时。

【活动过程】

第一板块：激发兴趣，引入课题

以探究“植物体是否和人、动物一样在不停进行呼吸作用”为切入点，请三个大组的同学分别展示他们设计的实验，并解释其实验所产生的现象，同学们可根据他们的演示实验提出问题。

第二板块：自主探究，交流汇报

1.第1组演示并解释实验现象

操作：把点燃的蜡烛分别放入广口瓶中

现象：A组：甲—熄灭，乙—继续燃烧

B组：甲乙两瓶中的蜡烛均熄灭

解释：A组证明萌发的种子呼吸作用过程中吸收了O2；B组证明煮熟种子因放置时间长产生了大量细菌，吸收了瓶中的O2。

2.第2组演示并解释实验现象

操作：向与广口瓶连接的漏斗中注入清水

现象：A组：甲瓶气体使澄清石灰水变浑浊，乙瓶气体不使石灰水变浑浊；

B组：两瓶澄清石灰水均变浑浊；

解释：A组证明萌发的种子呼吸作用过程中放出了CO2；B组证明了放置时间过长，煮熟的种子产生了细菌，放出了CO2。

3.第3组演示并解释实验现象

操作：请两名同学当场读出每个温度计的读数

现象：A组中甲瓶的读数明显高于乙瓶

B组两瓶的读数接近室温

解释：A组甲瓶中的种子呼吸作用旺盛，放出的热量较多；B组甲瓶中的种子因时间过长而死亡，不进行呼吸作用，不放出热量。

第三板块：分析讨论，切入主题

对以上三个实验学生交流汇报呼吸作用的反应式（有机物+氧气——二氧化碳+水+能量），师生共同得出结论并描述植物与动物一样每时每刻也在进行呼吸作用，需要消耗氧气，产生二氧化碳，同时会释放能量供植物体进行生命活动。

【活动评述】

1.从整节课来看，演示实验探究性的应用极大限度地调动了学生主动参与课堂学与思，打破了教师演示学生看，教师讲学生听的教学模式，实践证明，教师有“心”，学生有“利”。在教师的精心引导下，提供给学生实验器材和空间，学生可以设计实施令你惊叹的实验方案。更重要的是有助于开拓学生的创造性思维、实验设计和操作以及语言表达等能力的提升。

2.讨论研究是探究性演示实验的主线，有问有答有争论，课堂研讨气氛热烈。这样的教学过程能潜移默化地强化学生的科学素质，为将来从事科学科研工作奠定基础。

3.从整个实施过程看，学生们始终发扬了团结协作的精神。课前准备阶段，分工明确，如查阅资料、设计方案、组装实验装置等均有专人负责。而课堂上的演示也是职责分明：两人操作，一人讲解，一人补充。这种学与教的方式有利于学生团队意识、集体合作思想的养成。

【反思与建议】

通过对演示实验的探究性研究，实施课堂教学时需要关注教学设计的合理性和可操作性。

1.引导适度

探究作为科学学习的一种重要方法，对于初一的学生是难度较大的，教师设置的题目要简单易懂，模拟填空或简单问答引导学生进行探究活动，初二的学生对于探究的一些方法有所接触，需要加大难度让学生设置对照实验如运用控制变量法等进行探究活动。学生从初一到初三知识储备和解决问题能力有较大程度提升，老师的地位由主角向配角转换，至少学生探究的问题和方法需经教师审查和指导，使探究符合教学目的。

2.鼓励提问

在探究过程中，问题与操作具有互动关系。问题的设置应该是有梯度的，根据学生的年龄特征由易到难，教师提问和学生提问相结合，当学生提出问题时，还要他们猜测可能的原因和结果。要尽可能不漏掉一个有关问题，否则不可能得到正确结果。教师提问是起到启发引导作用的，提问的时机是当学生的问题偏离主题或遇到困难时教师给予适时的点播与鼓励。

3.指导方法

当给学生分配探究性的任务时，教师要适当规定实验的方向和仪器的选择，不能变成一个开放性的探究实验，恰当给予学生指导，特别是学生在探究各环节中可能碰到问题有一个预设，及时纠正学生的错误操作和表达，特别是有多个变量的时候强调控制变量的方法和思想。在平时的教学中教师要渗透这些研究方法，有较长时间的积累学生便具备并能掌握其运用的能力。

科学是追求实证的，用事实说话，观察和实验是获取证据的重要手段。观察与实验是能够培养学生细心、耐心、有序的良好品质。科学的本质是探究，是以动态的观点去看待科学，是说科学的活动是探究，探究推进科学的发展，而不是说科学的全部内容是探究，因此将演示实验进行探究式的改进是有利于学生对科学本质的理解。

（作者单位：浙江省玉环市城关第二初级中学）