【摘要】科學(xué)實驗是科學(xué)課堂重要的教學(xué)方法，實驗的優(yōu)化使實驗得到發(fā)展和深化，是提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的策略之一。我們可以從多個方面考慮實驗的優(yōu)化，不但要增強實驗的效果，提高課堂效率。

【關(guān)鍵詞】實驗優(yōu)化；優(yōu)化策略；優(yōu)化設(shè)計

科學(xué)實驗是搜集科學(xué)事實、獲得感性材料的基本方法，同時也是檢驗科學(xué)假說、形成科學(xué)理論的實踐基礎(chǔ)。如果在教學(xué)過程中注重實驗的優(yōu)化，使實驗得到內(nèi)化、創(chuàng)新和發(fā)展，就會在課堂實驗中取得更好的效果，也更能培養(yǎng)學(xué)生的嚴謹?shù)目茖W(xué)意識，提高學(xué)生的實驗?zāi)芰Α?/p>

實驗優(yōu)化是指在原先的實驗的基礎(chǔ)上，通過改進實驗儀器的某些部分，調(diào)整實驗的某些操作，使實驗更簡單更科學(xué)，得到更好的實驗效果，提高學(xué)生對做科學(xué)實驗的興趣。

一、課堂實驗方法的優(yōu)化策略

1.演示實驗的優(yōu)化設(shè)計

教材中的一些實驗雖然是經(jīng)過了多次的實踐驗證，但有時操作起來帶有偶然性且效果并不盡人意，這樣會影響課堂教學(xué)，因此重新設(shè)計成為適合自己的實驗反而能取得更好的效果。

比如:教材中選用“蒸汽對外做功的實驗”作為做功改變物體內(nèi)能的演示實驗，按照課本實驗設(shè)計，當(dāng)蒸汽沖開瓶塞時，瓶口產(chǎn)生白霧，根據(jù)此現(xiàn)象可以說明：物體外做功其內(nèi)能會減少，溫度會降低。然而實驗的致命弱點是；瓶塞跳起時，瓶口應(yīng)該出現(xiàn)的白霧卻幾乎看不見。原因是瓶內(nèi)水的蒸發(fā)量不夠所致。我們的改進措施是：將瓶中少許的水換成少許的酒精，由于酒精容易蒸發(fā)，當(dāng)瓶塞跳出時，瓶中就會冒出濃濃的“白霧”，取得良好的效果。

2.學(xué)生活動的優(yōu)化設(shè)計

學(xué)生活動同樣能培養(yǎng)學(xué)生嚴肅認真、實事求是的態(tài)度。教材中有許多活動學(xué)生幾乎是學(xué)著做，或者是根據(jù)教師的提示完成，很多時候還不知所以然就結(jié)束了。于是我們提倡并鼓勵學(xué)生自己設(shè)計實驗或改造課本上的實驗，讓學(xué)生在探索中增強興趣，真正體會探究學(xué)習(xí)的樂趣。

我們發(fā)現(xiàn)“擴散實驗”中紅墨水分別用兩個相同的滴管滴入冷、熱水中，擴散過程中重力和浮力并不平衡，影響對比擴散過程的嚴謹性。面對這個疑問，學(xué)生提出可以把滴管深入液體底部并進行了實驗。結(jié)果在其中一次實驗中，學(xué)生發(fā)現(xiàn)紅墨水在冷水中的擴散速度居然比在熱水中要快，經(jīng)過師生共同分析后才找到原因：由于滴管放入了容器底部，釋放的紅墨水的量沒有控制好。于是同學(xué)們想起了上節(jié)課做分子之間引力和斥力實驗時用過的注射器，就這個活動作了一些改進：滴管改用注射器，然后吸取少量相同體積的紅墨水，伸到冷、熱水的底部同時釋放，觀察紅墨水的擴散速度，得到結(jié)論：分子運動與溫度有關(guān)，溫度越高，運動越激烈。學(xué)生參與了整個實驗的設(shè)計過程，不僅激發(fā)了學(xué)生的思維活動，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的興趣，而且培養(yǎng)了學(xué)生設(shè)計實驗的信心。

二、課堂實驗教具的優(yōu)化策略

科學(xué)實驗過程中我們有時能找到更方便操作的、更適合的實驗器材，或設(shè)計出使教學(xué)內(nèi)容講解更具體形象的教具。

1.課堂實驗教具的優(yōu)化

科學(xué)實驗結(jié)果必然帶有一定的偶然性，就算是實驗的設(shè)計、操作過程的到位做得很完美，有時也會在課堂上演示時出現(xiàn)失敗。失敗的原因有很多，而實驗儀器的選擇就是一個非常關(guān)鍵的因素。在多次經(jīng)歷之后，我們想方設(shè)法在這方面有所突破，在教具上加以改進。

“磁場對電流的作用”實驗中，銅棒質(zhì)量較大，特別是用舊了的銅棒表面已經(jīng)氧化，銅棒與軌道經(jīng)常接觸不良，導(dǎo)致實驗現(xiàn)象不明顯。根據(jù)鉛筆芯的導(dǎo)電性特點，我們用小巧的鉛筆芯代替銅棒，置于軌道上，與電源、開關(guān)、變阻器串聯(lián)，接通電路后，鉛筆芯馬上滾了起來，取得了意想不到的好效果。我們又對軌道進行了改造，用稍粗的硬銅絲來替代，把演示實驗改為學(xué)生活動，大大提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

2.課堂實驗教具的制作

物理學(xué)家朱正元教授有句名言：“壇壇罐罐當(dāng)儀器，拼拼湊湊做實驗”。自制儀器不僅能解決儀器設(shè)備短缺，更是培養(yǎng)學(xué)生能力；教學(xué)儀器的改造和更新同時還可以變廢為寶，增強師生的環(huán)保意識。醫(yī)用輸液管制成迷你水電解實驗裝置，多次獲得好評。杠桿是初中生比較難以理解的機械，我們做了鍘刀木頭模型，學(xué)生制作了指甲鉗模型，來講清杠桿的五要素及其原理，收到了很好的效果；等等。

3.塑料瓶的妙用

用過的塑料瓶經(jīng)過簡單改裝，可以被我們用來做多種實驗，既實用又低碳。

取表面平整的塑料瓶一只，從瓶底自下而上刺共線的三個小孔，灌滿水后旋緊瓶蓋，水不會從小孔流出，可以證明大氣壓強的存在，打開瓶蓋，小孔水流緩急不同，可以說明液體壓強與深度的關(guān)系。一個去底加薄膜的塑料瓶，可以說明液體對容器底部和側(cè)壁有壓強；同樣是去底去蓋的塑料瓶，里面放個乒乓球加水，水不漏球不浮，旋好蓋子，球上浮，能說明浮力產(chǎn)生的原因。兩個相同的空塑料瓶，掛在杠桿的兩端，既可以證明空氣有質(zhì)量，又可以證明二氧化碳的密度比空氣大，就連兩個小小的瓶蓋，學(xué)生都能把它們連成一個土電話。還有，讓學(xué)生感受浮力的大小與物體排開液體的體積有關(guān)，我們也只是讓學(xué)生準備塑料瓶、小石頭在水槽里面實驗。我們還把廢舊的自行車氣門芯安裝在塑料瓶口，代替笨重的鐘罩，來證明聲音的傳播需要媒介。有時化學(xué)實驗中我們也用塑料瓶代替試管進行化學(xué)反應(yīng)，等等。

信手拈來的實驗器材看起來很粗糙，但經(jīng)過刻意的改造后，輕巧好用，實驗效果也不打折扣。這讓我們感到了科學(xué)實驗其實并不遙遠，更重要的是增加了學(xué)生對做科學(xué)實驗的樂趣，增強了科學(xué)學(xué)習(xí)的自信心。

【參考文獻】

[1]陳曼升.挑戰(zhàn)傳統(tǒng)實驗，培養(yǎng)創(chuàng)新品質(zhì).中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考2003年第3期

（作者單位：浙江寧波市高新區(qū)信懋學(xué)校）