于土根

中學(xué)科學(xué)是一門綜合性基礎(chǔ)學(xué)科，其內(nèi)容豐富多彩，涉及多個領(lǐng)域、多門學(xué)科。要讓中學(xué)生掌握好中學(xué)科學(xué)，許多知識都必須通過實踐數(shù)據(jù)、現(xiàn)象和結(jié)果來加以證實。

因此，中學(xué)學(xué)?？茖W(xué)課程教師要大力加強中學(xué)科學(xué)課實驗方法的研究探索，應(yīng)與時俱進，充分吸收現(xiàn)代科學(xué)研究成果，采用先進的教學(xué)儀器設(shè)施，革新實驗方法開展實驗教學(xué)，讓廣大中學(xué)生積極自覺自發(fā)參與進來，手腦并用、精于觀察、勤于思考，將獲得基本知識技能與培養(yǎng)創(chuàng)新能力二者統(tǒng)一起來，自主開展實驗實踐活動，提升學(xué)生實驗創(chuàng)新能力。

多種實驗方法交叉組合，充實學(xué)生的知識基礎(chǔ)

實驗教學(xué)可以開闊學(xué)生的知識視野，使學(xué)生多角度多方位思考問題，并且進一步理解基礎(chǔ)知識，從而構(gòu)建科學(xué)合理的知識結(jié)構(gòu)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。教師可以在教學(xué)中采取“一種實驗，多種方案”、“一個實驗，多種途徑，多種方法”的實驗教學(xué)方法。

一、演示實驗與學(xué)生實驗相結(jié)合，加深要領(lǐng)理解

實驗是學(xué)生直接接觸科學(xué)的過程，是增強學(xué)生學(xué)習(xí)積極性的關(guān)鍵措施，也是創(chuàng)新能力培養(yǎng)的主要途徑。

如教學(xué)“汽化”，為了能激發(fā)學(xué)生的興趣，引發(fā)良好的學(xué)習(xí)動機，教師先演示實驗：一杯未加熱但冒氣的熱水，一杯正在電爐上沸騰的水。這兩杯水正在由液態(tài)變?yōu)槠麘B(tài)，都屬于汽化現(xiàn)象，可是這兩個現(xiàn)象有什么不同呢？教師提出的問題激發(fā)了學(xué)生的好奇心，引發(fā)起學(xué)生的思考。這時，可以請學(xué)生進行小組自由討論，學(xué)生能得出一杯水只是水面冒氣，另一杯水則是水面與內(nèi)部同時冒氣這一正確結(jié)論。教師由此引出主題，“我們把只在液體表面上發(fā)生的汽化現(xiàn)象叫蒸發(fā)；把在液體的表面和內(nèi)部同時發(fā)生的汽化現(xiàn)象叫沸騰?！泵鞔_了汽化的兩種表現(xiàn)形式，那么，蒸發(fā)快慢到底與哪些因素有關(guān)呢？我們可以一起來研究。如何研究呢？聯(lián)系起一系列關(guān)于蒸發(fā)的日常生活常識，如洗干凈的濕衣服利用太陽光自然曬干或者采用烘干機烘干；超市中對潮濕的地面，使用扇風(fēng)方法加快干燥過程等。及時引導(dǎo)學(xué)生針對上述現(xiàn)象進行實驗論證，讓學(xué)生自己設(shè)計實驗方案，展開進一步討論，明確實驗原理，編寫實驗步驟，動手實驗操作，讓全體學(xué)生親身體驗感受整個實驗過程。教師請一位學(xué)生上講臺用備好的實驗器材實施示范實驗，教師在旁邊指導(dǎo)協(xié)助學(xué)生完成示范實驗操作過程。這樣的組合讓學(xué)生成為學(xué)習(xí)的真正主人，有利于發(fā)揮他們的主觀能動性，可以引發(fā)學(xué)生展開積極能動的多維思考，激起學(xué)生展開豐富的創(chuàng)造性想象，在思考與實驗操作實踐中獲取、理解知識，將更加有利于學(xué)生知識的鞏固和提高，延伸擴大知識面。

二、演示實驗與課外實驗相結(jié)合，深化知識理解

如學(xué)習(xí)“平面鏡”一節(jié)，課堂上教師用一支蠟燭，一塊玻璃板、一盒火柴，進行光屏演示實驗。求證平面鏡成像是實像還是虛像問題。在玻璃板一側(cè)分別放上一支蠟燭用火柴將蠟燭點燃，同時利用光屏去玻璃板的另一側(cè)接收像，發(fā)現(xiàn)不管怎樣移動光屏的位置都接收不到像，原來平面鏡所成的像是虛像。學(xué)生盡管參與了教師演示實驗的過程，但對于空間、時間的限制總存在著困惑和疑問，于是，教師讓學(xué)生在課外自己動手做這個實驗，讓他們自己得出實驗結(jié)論。這樣，既鍛煉了學(xué)生的實驗觀察能力和操作能力，又體現(xiàn)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主體性，深化了對知識的理解。

此外，結(jié)合演示實驗，積極鼓勵學(xué)生課外自制教學(xué)輔助儀器。自制教具是實驗教學(xué)的一個優(yōu)良傳統(tǒng)，它在中學(xué)教學(xué)實驗中產(chǎn)生過重要的作用和影響，它的目的在于更新教育理念，改進教學(xué)方法，轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)方式，充分發(fā)揮和挖掘?qū)W生的動手能力與創(chuàng)造想象能力，提高教育教學(xué)質(zhì)量。在實驗教學(xué)過程中，適時地運用設(shè)計新題，構(gòu)思巧妙的教具，能有效激發(fā)學(xué)生的好奇心和探究欲望。目前，已有不少自制教具由于結(jié)合教學(xué)、構(gòu)思巧妙、造價低廉、性能良好，被廠家廣泛采納，列為定型產(chǎn)品。因此，學(xué)生在自制儀器的過程中，能夠發(fā)揮想象力，鍛煉動手能力，增強學(xué)習(xí)興趣，更主要的是能夠培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，開闊學(xué)生學(xué)習(xí)的視野，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。

采用科學(xué)訓(xùn)練方法，培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)新思維

圍繞學(xué)生在實驗過程中可能碰到的問題，教師需要運用科學(xué)的方法預(yù)以引導(dǎo)，培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成良好的思考方法和學(xué)習(xí)習(xí)慣，從而養(yǎng)成學(xué)生在解決問題時，能夠充分運用創(chuàng)新的思維分析，規(guī)范思路，穩(wěn)妥而有新意地完成一次完整的實驗。在教學(xué)活動中，教師應(yīng)及時地以實驗技能訓(xùn)練為切入口，指導(dǎo)學(xué)生掌握科學(xué)的實驗方法，規(guī)范整個實驗操作過程。

一、實驗前的準備

教師通過抽查或是提問方式，了解學(xué)生是否掌握了實驗的基本內(nèi)容、目的，原理和步驟，以及提示學(xué)生每組所用儀器的性能和注意事項，盡可能做到讓學(xué)生手腦并用。學(xué)生只有掌握了扎實的基本知識，實驗操作過程才不會產(chǎn)生很多的困難與問題，才能讓學(xué)生站得高看得遠，充分發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)新思維，強化其獨立分析問題和解決問題的能力。實驗的難點和成敗的關(guān)鍵是教師能否真正做到規(guī)范化的示范操作，正確全面講解操作要領(lǐng)。為了讓學(xué)生增強動手實驗?zāi)芰Γ處熯€要針對學(xué)生易犯的錯誤操作演示，作比較分析，找出產(chǎn)生易犯的錯誤操作演示的原因，從而使學(xué)生獲得清晰而深刻的印象。

二、實驗中的指導(dǎo)

在實驗準備中將儀器、儀表調(diào)在非正常工作狀態(tài)，促使學(xué)生養(yǎng)成實驗前首先調(diào)整儀器，再做實驗的習(xí)慣。例如，校準電表的零點，選擇適當?shù)牧砍?，電流電壓是否足夠等。這樣可以大大減少實驗故障和誤差。指導(dǎo)學(xué)生正確掌握實驗條件，提倡觀察與思考緊密結(jié)合。手、眼、腦并用，實驗中帶著問題進行，如在實驗中觀察到了什么現(xiàn)象，為什么會出現(xiàn)這種現(xiàn)象，如果實驗條件加以改變，又會出現(xiàn)什么現(xiàn)象，造成差異的原因有哪些，怎樣做才能最大限度減少誤差等。讓學(xué)生思考分析這些問題，不僅會使學(xué)生的觀察加更細致入微，而且還會讓學(xué)生的思維能力得到很好的訓(xùn)練。在遇到困難問題時，教師要啟發(fā)學(xué)生思考，鼓勵引導(dǎo)學(xué)生迎難而上，爭取獨立解決問題；必須強調(diào)學(xué)生做實驗的準確性，當學(xué)生已經(jīng)注意到實驗的準確時，就會把相關(guān)實驗的各方面因素都調(diào)動起來，從而提高實驗的質(zhì)量，促進教學(xué)相長，讓師生在每次做同一個實驗操作會有不同的思考與收獲，讓實驗活動常做常新。

三、實驗后的總結(jié)

鼓勵引導(dǎo)學(xué)生撰寫實驗報告，它是讓學(xué)生將實驗所獲得的感性認識上升為理性認識的重要環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)學(xué)生獨立分析、處理問題能力的重要手段與舉措。強調(diào)學(xué)生運用恰當?shù)臄?shù)學(xué)方法對原始數(shù)據(jù)計算、分析和歸納，得出結(jié)論，實事求是，從實驗中找出偏差，進而查找誤差原因，進行細致全面的誤差分析，提高對儀器性能的操作認識，不斷提高學(xué)生的實驗?zāi)芰εc水平。

教師對普遍存在的問題，要及時進行總結(jié)講評，如有必要，還應(yīng)進行重演實驗操作，分析產(chǎn)生誤差與錯誤原因，以糾正學(xué)生實驗操作誤差與錯誤認識，以達到理想的教學(xué)效果。

實驗設(shè)計創(chuàng)新，增強學(xué)生的創(chuàng)新能力

實驗設(shè)計要求學(xué)生明確實驗?zāi)康?，理解實驗的原理，確定科學(xué)的實驗方法，能選擇合理的器材進行科學(xué)實驗。同時，應(yīng)對實驗中可能出現(xiàn)的問題有預(yù)見性，并有相應(yīng)的改進措施，這需要學(xué)生具有良好的知識應(yīng)用能力和高品質(zhì)的觀察、分析、判斷、處理能力。

初中科學(xué)實驗大部分都是驗證性實驗，由于是“驗證”，所以實驗的目的、原理是非常清楚的。然而，我們還是要運用從不同的內(nèi)容、器材、方法各方面進行不同的設(shè)計驗證，來求得提高學(xué)生的創(chuàng)新意識與創(chuàng)新精神。設(shè)計性實驗主要是要求學(xué)生綜合運用已有知識 ，采用合理的方法對實驗方案進行改進調(diào)整或優(yōu)化設(shè)計。教師有目的故意改變實驗條件。有意識地突出某個因素的作用，降低其他因素的影響，從而訓(xùn)練學(xué)生發(fā)現(xiàn)對問題起主要作用的因素，把握事物的主要矛盾，認識事物的本質(zhì)。這樣就要求教師盡可能多地設(shè)計、選擇多種演示方案，使學(xué)生不拘泥于一個途徑、一種方法，而是從基礎(chǔ)知識出發(fā)，得出合乎條件的多種實驗途徑、多種方案、方法。還可以在教學(xué)中采取“一種實驗，多種方案”的實驗教學(xué)方法，如氫氣的實驗室制取，除了用教材中的簡單制法外，還可以向?qū)W生介紹和演示啟普發(fā)生器制法、電解水制法、凝固空氣制法等。在教學(xué)中，教師要有意識地引導(dǎo)鼓勵學(xué)生敢于標新立異，勇于想象、猜想和假設(shè)，最大限度地開拓學(xué)生的思維空間。

在實驗教學(xué)中，恰當合理地變驗證性實驗為探索性實驗，能夠在實驗中鍛煉學(xué)生的實際操作能力，養(yǎng)成他們良好的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)方法。要充分利用課外活動開展探究實驗，可以從科學(xué)教材中選做實驗，選學(xué)內(nèi)容及習(xí)題中挑選一些內(nèi)容，或從生活實際中選擇一些學(xué)生感興趣、有啟發(fā)性作用的內(nèi)容。如作用力和反作用力裝置，小電動機、潛望鏡、望遠鏡的制作、照明電路的安裝等。在教師的指導(dǎo)（告知條件、提供材料、誘導(dǎo)思維、組織討論，必要的示范操作）下，讓學(xué)生自主設(shè)計探究實驗方案，動手操作、觀察記錄、實驗驗證，最后用成品及實驗報告或小論文等得出實驗結(jié)論。

通過對實驗設(shè)計的改進與優(yōu)化創(chuàng)新，讓學(xué)生在討論、比較方案的過程中不斷產(chǎn)生優(yōu)化思維方法，促使學(xué)生思維的發(fā)散性與創(chuàng)造性發(fā)展。

促進科學(xué)實驗走向標準化、科學(xué)化和現(xiàn)代化

充分運用現(xiàn)代科學(xué)研究成果，引進計算機多媒體電教手段，促進中學(xué)科學(xué)實驗走向標準化、科學(xué)化、和現(xiàn)代化，不斷提高教學(xué)質(zhì)量。

在實驗教學(xué)中，如講授金屬活動順序，可以先把鎂條、鋁條、鐵絲、銅絲，分別彎成鎂、鋁、鐵、銅的元素符號形狀，放在培養(yǎng)皿中，用投影儀打到布幕上，然后倒入稀硫酸，產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，同學(xué)們可以清楚看到銅絲表面上無變化，鐵絲表面上有些模糊，鋁條表面上有大團小氣泡，鎂條表面上有大量氣泡迅速放出。通過投影儀，把本來很小的試管放大，讓全體參加實驗的同學(xué)在同一時間里都能觀察清楚。這樣教師以前做實驗很難解釋清楚的道理，通過現(xiàn)代教育手段就容易解釋清楚。這樣的試驗，增強了說服力，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)效果。

實驗教學(xué)中，微觀概念很難解釋，學(xué)生也最難理解。如分子、原子、離子等微粒，人們?nèi)庋劭床坏?，又沒有現(xiàn)成的資料片可用，學(xué)生沒有感性認識，理解記憶困難。采用計算機多媒體技術(shù)模擬微觀粒子運動，讓學(xué)生觀看，形象逼真生動，學(xué)生記憶印象深刻，教學(xué)效果良好。

綜上所述，中學(xué)科學(xué)課程實驗，一個實驗，可以不拘泥于一個途徑、一種方法，可以有“多種實驗途徑、多種方案、方法”。 主要是教師要有意識地引導(dǎo)鼓勵學(xué)生敢于標新立異、勇于想象、猜想和假設(shè)，最大限度地開拓學(xué)生的思維空間，教育學(xué)生學(xué)會知識技能，學(xué)會動手動腦，著力提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、實踐能力、創(chuàng)新能力。