探究初中科学实验环节中问题细化设计的策略

刘振东

(浙江省杭州市保俶塔实验学校 浙江杭州 310007)

在初中科学实验教学过程中，教师首先要设计一些能够激发学生学习动力和学习热情的问题。在实验问题的设计上，要以学生作为切入点，以学生的科学水平为基础，以启发学生思考为目标。只有教师提出足够吸引学生的问题或猜想，学生才能提高自己的学习热情，积极参与到科学实验的探究活动中，才能达到更好的科学实验教学效果。本文紧扣实验环节，探讨科学教师如何将问题细化设计，希望给科学教师在实验教学中提供一些借鉴意义。

一、在猜想和假设环节进行问题细化设计

在科学实验教学过程中，假设和猜想非常重要，很多假设其实是让学生能够从一个实验现象中发现问题，然后用自己的话表达出来，这就来自于学生的日常生活，但有些学生不能顺利将科学知识和日常生活联系起来，去表达自己的猜想。由此可以看出，中学生在思维发展和语言表达上还存在一些不足，如果教师把每一堂课的实验任务直接安排给学生，让学生自由组合，自己去完成，这样做只是在完成教学进度，不利于提高学生的学习兴趣。此处省略猜想和假设环节，没有办法激发学生对科学实验过程的热情，以及学生对科学知识的探究兴趣。站在学生的角度来看，假设活动是激发学生学习的第一步，是有效开展完整的教学实践活动的开始。猜想和假设环节是进行问题细化设计的开始，会激发学生的学习动力，鼓励引导学生参与到实验的学习活动中，学生会对科学实验产生兴趣，会锻炼自己的猜想、假设及语言表达能力。长此以往，学生对科学实践中的原理就会剖析得更加准确，有助于学生科学素养的提高[1]。

例如，教学浙教版八年级上册第三章“生命活动的调节”时，我带领学生学习“动物的行为”这一节。在课堂时，我提问学生：大家在日常生活中有没有通过观察实验发现比较特殊的动物行为让你印象深刻呢？大家众说纷纭，我接着问：那谁知道动物发出一些特别行为时候的目的是什么吗？这时学生们列出了各种行为，如求偶、宣示主权等。这时，我带领学生对课本上的动物行为根据刚才学生说的分类要求进行分类，发现很多行为用学生说的并不能解释清楚，然后我继续下一步具体的提问，根据课本上的图片让学生分析动物的行为，当学生实在没有想法的时候，我会给学生几个选项“觅食行为、迁徙行为、繁殖行为、争斗行为、防御行为”等，供学生猜想，这样一来学生都积极假设，积极想象，有的还编成了几句话的小故事回答我的问题。通过这样的问题引导，学生展开了假设、猜想环节，可以有效提高学生的科学素养。

二、在实验原理环节进行问题细化设计

在现代化的教学环境中，教师需要根据学生的实际学习情况制定不同难度的问题，让学生看到教师对自己的尊重和关心。教师要引导学生，共同找到解决问题的方法，达到良好的科学实验教学效果。科学实验的实验原理探究环节，能够有效培养学生的思维能力和独立思考能力，只有踏实学习科学知识，才会形成科学的思维能力，才能更好地在实验课堂上完成实验目标。教师也要注意从实验原理上进行问题细化的设计，对问题进行提炼，让学生去独立思考，小组合作，或者在教师问题的指引下，逐步理解和消化实验原理的知识，进行科学实验的研究和分析。在新课程改革的背景下，提高学生的综合能力和综合素质是重中之重，这要求学生能够在课堂上自主探索，独立思考，然而初中科学这门学科主要以实验为基础，这也是将来学生进行科学实验探究学习的起点。为了发挥初中实验研究的作用，教师也要在设计实验原理的过程中细化设计问题，让这些问题点燃学生的求知欲望，激发学生的发散思维。尽管初中的学生具有一段时间的实践积累，已经具备了一定的实验操作能力，但在实际的实验运用过程中仍然会出现一些不知道如何下手的情况。所以，初中科学实验教学一定要引导学生进行思考和探索，给学生一个正确的思考方向或者思路，然后教师再根据实验原理去细化问题的设计，开展实验教学活动，为学生铺设一步一步的台阶，给学生制定相应的问题。学生如果能够沿着教师铺设的问题逐步找到实验原理，形成自己的一套办法，这就能使学生取得良好的科学学习效果，进而提高学生的科学素养和综合能力[2]。

比如，教学浙教版八年级上册初中科学第一章“水和水的溶液”，探究“水的浮力”，由于每个学生在学习科学这门学科的时候基础知识存在一定差异，所以我为学生设计一些不同难度的问题，引导学生进行逐层学习，层层深入。首先，我根据“所有的液体对于浸入其中的其他物体都有一个向上浮力产生”的实验原理，对提问的问题具体化。我问学生：浮力的大小会跟浸入液体的深度有关系吗？浮力的大小和物体的重力有关吗？通常用什么公式来计算物体受到的浮力呢？经过实验和记录，学生根据数据找到了规律，发现浮力的大小等于排开液体所受到的重力大小。通过这样的问题引导，让学生的思考方向更加具体，让学生从实验原理的角度出发去探究。

三、在实验方案环节进行问题细化设计

由于在初中科学实验过程中个别实验过程有些复杂，导致没有什么经验的初中生在实验方案设计过程中会出现一些问题。所以，在实验方案设计的这一环节，教师要给予学生一定的指导，细化问题，让学生通过思考找到自己设计实验方案的思路，最终完成一个完整的方案设计。探究实验的实验设计较为复杂，所以学生在设计探究实验的方案时，经常会遇到各种问题，这个时候，需要教师对学生加以引导，并将问题实际化、具体化，引导学生领悟实验方案设计过程中的精髓，得到实验设计思路，从而更好地完成实验方案的设计活动。在初中科学实验设计环节，教师应加强师生之间的互动，活跃课堂气氛，更好地开展实验方案设计。教师也要引导学生进行沟通和合作，教师在课堂中提出问题的时候，要有效增加师生之间的互动，活跃课堂气氛。拉近师生间的关系，让学生在实验方案设计中学到更多的科学知识，这对提高学生的学习成绩和学习效率，也有重要作用。实验方案的设计过程细化，还有助于突破实验方案设计的难点，通过方案设计能够引导学生经历完整的科学思维过程[3]。

例如，教学浙教版八年级上册第二章“天气与气候”这一部分内容时，其中“大气的压强”涉及了压强的知识，我向学生介绍了著名的托里拆利实验，然后提出两方面的问题：是大气压随着高度变化的规律是什么？液体的沸点和气压有什么关系？在此基础上询问学生：大家还能怎样计算出大气压强呢？学生都在纠结思考运用哪个方案更好，虽然学生设计的方案不一定能够精密计算出大气压强，但这也给了学生一个思考的方向。这样的问题引导学生对差异进行比较，突破了学习大气压强时的重难点，并且，通过问题的细化引导，有效培养了学生的思维能力，鼓励了学生去探索新知识，提高了学生的科学素养。

四、在实验操作环节进行问题细化设计

在初中科学实验操作环节中，教师也要注意细化问题，巧妙进行问题设计，这不仅有利于学生在操作过程中加以思考，还可以帮助学生更好地掌握实验操作过程，让初中科学实验教学更具针对性，有助于学生对实验教学内容的理解。初中科学实验涉及了多种实验装置，有时候同一实验可以用不一样的实验原理，使用不同的实验装置来验证，这时候很多学生不会选择最佳的实验方法，如果教师能在学生选择装置时设计一些对比性的问题，不但能帮助学生巩固科学知识，还能开阔学生的眼界，帮助学生获得知识升华，养成勤思考、独立思考的学习习惯。所以，在问题细化设计的背景下，教师可以借助一些对比性的问题，引导学生选择实验装置，加入到实验操作的过程中[4]。

例如，教学浙教版九年级上册科学第三章“能量的转化与守恒”时，其中“测定小灯泡的电功率”是教学的重点。我给学生介绍了有一些难度的伏安法测小灯泡电功率的实验。在八年级的科学学习中，学生就掌握了电路的连接。在学生连接电路之前，我结合学生的科学知识水平，设想了常见的错误实验操作，进行如下问题设计：第一，我将最后一根导线连接之后，发现灯马上亮起来了，这时发现电流表和电压表均有示数，请大家分析原因是什么。这样就是要求学生意识到在电路连接时，首先需要将开关断开，以免出现短路危害。第二，我在闭合开关后，发现电流表指针反偏了，请学生对其原因进行分析。第三，开关闭合后，我发现电流表的指针偏转到最右边，请大家分析原因是什么。提前预见学生在实验操作中常见的问题，有助于学生在实际操作过程中更加得心应手，促进学生发现问题、思考问题和解决问题能力的提升[5]。

五、结束语

总而言之，初中科学实验环节中的问题细化设计，是一个不可替代的重要部分，科学实验教学一定要深入探索和分析。在实验探究中，教师应深入探究问题细化的策略，尽量给予学生更多思考的平台，让学生能够慢慢锻炼自己，提升对科学知识的感知和领悟。通过问题的细化，帮助学生熟悉整个实验探究的过程，从而使学生在科学思维上获得提高，让学生能在问题的引导下独立完成科学实验探究，全面提高学生的科学素养和综合能力。