白喜平

一

自然科學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)，自然科學(xué)中的每一個(gè)概念、規(guī)律的發(fā)現(xiàn)和確立都依賴于實(shí)驗(yàn)，新課標(biāo)強(qiáng)調(diào)科學(xué)探究過程，因此，在教學(xué)中加強(qiáng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)方面的訓(xùn)練，無疑是提高自然科學(xué)教學(xué)質(zhì)量的必由之路。目前中學(xué)科學(xué)教學(xué)大綱中安排了相當(dāng)數(shù)量的學(xué)生實(shí)驗(yàn)和演示實(shí)驗(yàn)，不難發(fā)現(xiàn)，這些實(shí)驗(yàn)存在某些不足，主要表現(xiàn)在以下方面。

1.實(shí)驗(yàn)教育思想理念落后。把實(shí)驗(yàn)作為傳授科學(xué)知識(shí)和訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)技能的工具，演示實(shí)驗(yàn)數(shù)量較多，作業(yè)側(cè)重理論計(jì)算，輕視實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理。

2.課本中每個(gè)實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理及操作步驟都講得十分清楚，學(xué)生只需按部就班地完成實(shí)驗(yàn)操作即可。這樣的實(shí)驗(yàn)只能增加學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，鍛煉學(xué)生的動(dòng)手操作能力，創(chuàng)造性思維的訓(xùn)練是不夠的，很難培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力。

3.目前課本中的實(shí)驗(yàn)大多是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生只要懂了書上的定律，一般都能輕而易舉地完成實(shí)驗(yàn)。這種安排違反了教育應(yīng)該走在學(xué)生智力發(fā)展前面的原則，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的能力是不利的。

二

針對(duì)以上不足，我們對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法進(jìn)行了改革，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)為發(fā)展學(xué)生的智力、提高學(xué)生的素質(zhì)服務(wù)。在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的改革方面，我們主要采取了以下三條措施。

1.增加實(shí)驗(yàn)尤其是學(xué)生實(shí)驗(yàn)的數(shù)量。不論是在課堂演示實(shí)驗(yàn)，還是在學(xué)生實(shí)驗(yàn)或小實(shí)驗(yàn)等方面，平均增加60%的實(shí)驗(yàn)。其中有一部分新實(shí)驗(yàn)，并把一部分演示實(shí)驗(yàn)改做學(xué)生實(shí)驗(yàn)。

2.重視實(shí)驗(yàn)誤差討論?？茖W(xué)實(shí)驗(yàn)離不開測(cè)量，測(cè)量是實(shí)驗(yàn)科學(xué)最本質(zhì)的東西。從某種意義上來講，結(jié)果準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)就是成功的實(shí)驗(yàn)，反之就是不成功的實(shí)驗(yàn)。在培養(yǎng)優(yōu)秀學(xué)生的過程中，應(yīng)該讓他們掌握一些必要的實(shí)驗(yàn)誤差的基本知識(shí)。在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案時(shí)，要求學(xué)生盡量消除實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)誤差；在選擇實(shí)驗(yàn)器材時(shí)考慮它的精確程度；在處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，采用盡量科學(xué)的方法。

3.加強(qiáng)重要實(shí)驗(yàn)方法的教學(xué)。實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域中有一些重要的方法，比如減小實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)誤差的方法、減小實(shí)驗(yàn)偶然誤差的方法、實(shí)驗(yàn)探究規(guī)律的方法、迂回測(cè)量的方法等。這些方法不是在個(gè)別實(shí)驗(yàn)中，而是在許多實(shí)驗(yàn)中都有應(yīng)用，因此具有一定的普遍意義，一定要讓學(xué)生很好地掌握這些方法。必要時(shí)，我們甚至根據(jù)實(shí)驗(yàn)方法安排實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，集中安排幾個(gè)某種方法體現(xiàn)比較典型的實(shí)驗(yàn)，這樣便于學(xué)生深刻領(lǐng)會(huì)和熟練掌握某一種實(shí)驗(yàn)方法。

三

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法改革方面，我們做了以下嘗試。

1.在課堂上創(chuàng)設(shè)一些實(shí)驗(yàn)問題讓學(xué)生研究。如我在講功率一節(jié)時(shí)，設(shè)計(jì)了這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn)題目：要求測(cè)定一個(gè)人騎自行車由靜止到啟動(dòng)的過程中，人做的功除了增加人和車的動(dòng)能之外，還要克服空氣阻力和地面的摩擦力，其中哪些因素是主要的，哪些因素是次要的？學(xué)生根據(jù)自己騎自行車的經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)為空氣阻力很明顯，不能忽略，而地面和車輪之間的滾動(dòng)摩擦一般比較小，可以忽略。接下來的問題是怎樣測(cè)量人克服空氣阻力做的功？學(xué)生都有這樣的體會(huì)：頂風(fēng)騎車時(shí)，騎得越快風(fēng)的阻力越大，因此可以設(shè)風(fēng)的阻力和車的速度成正比。車的速度怎樣測(cè)？風(fēng)的阻力和車速成正比的比例因數(shù)是多少？問題一個(gè)接一個(gè)地出現(xiàn)，被大家一個(gè)接一個(gè)地解決，終于找到了一個(gè)大家都比較滿意的實(shí)驗(yàn)方案。接著全班同學(xué)興高采烈地到操場(chǎng)上做實(shí)驗(yàn)，最后回到教室里，師生一起處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，作出圖像，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中，除了實(shí)驗(yàn)題目是由老師提供的外，實(shí)驗(yàn)方案和解決問題的途徑都是由學(xué)生討論研究出來的，因此他們覺得很有意思，收獲很大。

2.在實(shí)驗(yàn)的教學(xué)類型上增加探索性實(shí)驗(yàn)、定性實(shí)驗(yàn)、興趣性實(shí)驗(yàn)、課外實(shí)驗(yàn)等。我校有一批進(jìn)口科學(xué)儀器，性能比較好，涉及的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容比較廣。這批儀器的說明書是英文的，我指定一名學(xué)生準(zhǔn)備某一個(gè)實(shí)驗(yàn)，要求他先翻譯好說明書，準(zhǔn)備好器材，然后帶領(lǐng)其他同學(xué)做實(shí)驗(yàn)。這個(gè)主講的學(xué)生還要準(zhǔn)備好一些討論題，實(shí)驗(yàn)后供同學(xué)討論。學(xué)生對(duì)這樣的實(shí)驗(yàn)非常感興趣。此類實(shí)驗(yàn)雖然有時(shí)和考試沒有直接關(guān)系，但是這種帶有研究性的實(shí)驗(yàn)對(duì)優(yōu)秀學(xué)生很有好處。

3.創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，因地制宜地設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。例如在做托里拆利實(shí)驗(yàn)時(shí)，告訴學(xué)生，由于汞有毒，我們?cè)O(shè)計(jì)了水代替汞。水柱的測(cè)量由幾組學(xué)生在樓梯上進(jìn)行。由于水柱比較高，事先協(xié)助學(xué)生進(jìn)行水管的設(shè)置。實(shí)驗(yàn)過程對(duì)學(xué)生有極強(qiáng)的感官刺激，避免了大多數(shù)學(xué)校黑板上講實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)狀，鍛煉了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力，提高了學(xué)生的參與度。

總之，重視實(shí)驗(yàn)，歷史再現(xiàn)科學(xué)探索的過程。這不僅可以說明事實(shí)，而且對(duì)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、增強(qiáng)探究能力、開發(fā)創(chuàng)造性思維、提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)都有重要意義。