开发利用生活化实验器材，让科学实验更精彩

陈浩亮

【中图分类号】G633.7 【文献标识码】A

【文章编号】2095-3089（2019）07-0264-01

科学探究是获取科学知识的基本方式，实验技能则是科学探究一项不可或缺的基本技能。但出于种种原因，初中实验课的开课率不容乐观。影响科学实验教学的诸多因素中，实验仪器是其中一个重要因素，如实验所用仪器和装置过于复杂、实验器材数量不足、自制实验器材困难多等。因此，开发利用生活化实验器材，是突破实验仪器的制约、提高科学实验教学有效性的重要举措。本文遵循“因地制宜合理使用实验器材，积极研究、改进、创新实验和活动”的要求，建构开发利用科学实验生活化器材的三大策略：

一、以物激趣，唤起学生好奇心

利用学生身边和生活中随手可得的物品作为实验器材，实验可以变得更贴近现实生活，让学生感受到科学的真实性、趣味性、实用性。用于初中科学实验的生活化器材主要有物质形态的和经验形态的两种，笔者分别从下列三个维度激发学生兴趣和好奇心，进而提升演示实验的有效性：

1.再现生活以激趣的生活化实验器材。

用学生熟悉的生活化器材进行实验，能够产生身临生活情景的亲切感，唤起学生对生活的回忆，从而激起对实验的兴趣。譬如，手机已经与人们的生活形影不离，是非常普及的生活用品，把手机作为一种实验器材，学生必定会对实验的兴趣倍增。

2.唤起经验以激趣的生活化实验器材。

科学是一门与生活实际紧密联系的学科，它渗透在日常生活的各个方面，如走路、骑车、照镜子……这些看起来随意的日常生活，其实都包含着许多科学知识。在科学实验教学中，如果能巧妙地运用学生身边的一些学习、生活用品，会比“正规实验”更富有亲切感，更贴近学生的生活实际，从而更能激发学生的学习兴趣，唤起学生的学习动机，深刻理解所学的知识。如用铅笔和橡皮泥探究压力的作用效果，用雪碧瓶探究液体压强与深度关系，用乒乓球从地上弹起探究“能的转化”，甚至直接用学生的身体来完成一些实验，如：用嘴对手背“吹气”和用嘴对手背“哈气”分别探究“蒸发吸热”、“液化放热”；用两手掌相摩擦感觉发热可探究“做功可改变物体的内能”等。这样开展实验有利于使学生明白科学就在身边，科学与生活息息相关。而且通过这些课本上没有出现的器材来实验能启发学生的创新思维，培养学生的实践能力，调动学生的创新意识，也能为学生今后开展创新实验提供物质保障。

3.创设情境以激趣的生活化实验器材。

从学生的感知形式来说，演示实验诉之于视觉，就此可以演绎出一个说法，即实验情境与实验效果的相关性非常大。利用生活中都有的生活用品作为课堂演示器材，学生会更感兴趣，这种兴趣会延伸到课后，有利于学生在生活中树立科学意识，发挥自主学习的潜能，是提高学生学习科学积极性的“一汪活水源泉”。

二、化难为易，驱动学生挑战力

学习的支架理论认为，在学生智力活动中，解决问题所需要的能力与原有能力之间可能存在差异，学生要在教师的合理帮助下消除差异。这个差异就是“最邻近发展区”，合理的帮助就是指教师在最邻近发展区为学生搭建恰当的支架。利用生活化实验器材，就是这么一个“支架”。因为，实验室的一些实验器材都是以陌生脸孔呈现于学生面前，而生活化器材则为学生所熟识，学生不但熟悉器材的外形特征，而且了解器材的功用性能，有的甚至能够预期到其发展与变化。这就可以化难为易，激起学生的兴趣和热情，驱动学生向未知挑战。利用生活化实验器材，从下列三个层面化难为易，驱动学生科学实验的挑战力：

1.仪器结构：化复杂为简单。

著名物理学家麦克斯韦说过，“实验的教育价值与仪器的复杂性成反比，一项实验，使用的材料越简单，学生越熟悉，就越能透彻地获得所验证的结果”。利用身边的简单器材来代替，不仅便于课堂使用，实验现象明显，更易吸引学生的注意力，提高学生的实验效率。

2.实验操作：化繁琐为简易。

结构复杂、操作繁琐的实验，往往会分散学生的注意力。只要演示實验的科学性强，现象明显，在操作上越简单越好。使用操作简单、方便的生活化实验器材，可以大大提高实验的有效性。

3.学生理解：化深奥为浅近。

在科学课中常遇到一些让学生难以理解的问题，如果这些问题单靠教师的一张嘴、一支笔很难达到预期的效果，假如借助一些生活化器材做实验，使之成为学生解决疑难问题的支架，往往会事半功倍。

三、一物多能，诱导学生探究欲

一物多能，就是对生活化实验器材常规性的功能、一般性的使用范围之外，换个视角挖掘其特点，提高投入使用的频率，使生活化实验器材从多种功能的角度唤起学生进行实验探究的欲望。这是一条激发学生实验兴趣、提高实验的实效性、培养学生想象力和创造力的重要途径。生活化实验器材“一物多能”的开发、利用，主要从下列三个角度展开：

1.从器材投入频率的一次性到多次性的探究。

通常情况下，大多数实验室器材，是一套器材只能完成一个实验，解决一个问题；生活化的实验器材却能重复多次使用，不但提高了实验器材的利用率，而且投入频率多次性的实验器材，更能引出学生新的兴趣、引发新的探究欲。

2.从实验器材准备的一元化到多元化的探究。

实验室器材玻璃制的居多，学生若人手一套就需要大量的准备工作，实验后清洁整理工作量也很大，而且利用实验室器材，药品使用量大，仪器容易破碎，搬运不方便。事实上，实验器材准备本身也是一种探究活动，因此，可以由实验室准备的一元化模式，转向与组织学生收集或制作一些简单实用的生活化实验器材相结合的多元化模式。这样可以让每一名学生都各自拥有一套实验装置，亲自动手做实验，以观察实验现象和结果，并加以思考、推理及分析，以便能得到最合理的结论。

3.将验证实验转化为探究实验。

探究实验作为科学实验的一种形式，它有别于测定性实验，又有别于一般的验证性实验。探究实验的目的在于使学生获得科学实验研究方法的训练，让学生接触探索、发明、发现的过程和方法，在探索发现的过程中激发和满足不同层次学生的探索与创造欲望，发展学生理性的、批判的思维方法。验证性实验是用实验来验证已学过的科学知识的正确性，在验证性实验中，学生处于被动接受知识的状态。而探索性实验是指在科学实验的基础上，通过科学的分析来获取知识。这一过程要求学生有较多的思考和讨论，学生处于一种主动探索知识的状态，对培养学生的创新能力非常有利。课堂内的探究活动主要由教师根据学生的认知水平和已有的知识基础，与学生一起精心设计探究方案，指导学生在课堂内按计划进行。课堂探究内容的选择一般应注意以下几个方面：①内容应是科学课程的核心知识，对培养学生科学素养和发展学生的科学思维具有重要的价值；②内容的难度要适合学生的年龄特点和认知水平；③内容要能激发学生的好奇心和求知欲，要有驱动力。

如在做“影响导体电阻大小的因素”演示实验时，笔者做了如下改进：以铅笔芯和铁丝代替合金线，变演示实验为学生分组探究实验，让学生自行探究。改进后的优点是铅笔芯、铁丝为身边材料，简单易得，学生一方面可身临其境，自己驾驭实验，另一方面增强对知识的理解。另外分组实验代替演示实验，观察清晰，新鲜生动，效果明显，提高了学生观察和实验的能力，且使学生对科学学习有了兴趣，增加了实验结论的可信度。在探究过程中，成功者从中获得喜悦，从而激发其创新的兴趣，失败者从中吸取经验和教训，从而促使其认真思考、勇于创新。