周祖瑞??

【內(nèi)容摘要】實驗是科學探究的中心環(huán)節(jié)，是學生認識自然現(xiàn)象、探索自然規(guī)律、形成知識技能的行之有效的重要途徑。本文從規(guī)范實驗操作，養(yǎng)成良好的實驗習慣；優(yōu)化實驗教學，拓展實驗的廣度深度；創(chuàng)新實驗教學，培養(yǎng)學生的創(chuàng)造思維等方面探討了優(yōu)化實驗教學提高初中科學教學質(zhì)量的問題。

【關(guān)鍵詞】實驗教學 優(yōu)化創(chuàng)新 途徑策略

優(yōu)化和創(chuàng)新實驗教學，可以有效培養(yǎng)學生的觀察、思維、實驗操作、自主探究和創(chuàng)造能力，逐步改變學生接受式的學習方式，也改變教師的教授式的教學方式，這對于全面提高初中科學教學的質(zhì)量具有重要意義。

一、規(guī)范實驗操作，養(yǎng)成良好的實驗習慣

初中科學實驗教學，必須規(guī)范實驗操作，這既有利于實驗安全，又有利于培養(yǎng)學生良好的實驗習慣，從而提高實驗教學的實效。為此，筆者認為著重要培養(yǎng)學生三個方面的習慣。首先，關(guān)注細節(jié)的習慣。在初中的實驗課上，要想讓學生真正的感受到科學實驗所帶來的魅力，除了在其面前將實驗的結(jié)果展示出來之外，還要求其掌握住實驗各個環(huán)節(jié)的操作流程，而這與事先形成一個良好的關(guān)注細節(jié)的好習慣是分不開的。在實驗的過程中尤其要將學生向這方面進行引導，有的學生實驗的過程中精力不夠集中，喜歡開小差或者與周圍的同學閑聊，這種行為都是不允許的，必須加以糾正。其次，養(yǎng)成動手的習慣。在初中的科學實驗中，養(yǎng)成動手的好習慣是實驗成功的必備條件，有些中學生眼高手低，不愿意自己動手，天真的以為將實驗步驟在腦子里面過一遍就能夠替代實驗的操作，其實這種想法是極其錯誤的。不去動手操作，就永遠找不到其中所存在的認識上的不足。面對這種情況，我們可以事先的加強實驗的演示工作。例如在“臨時裝片的制作”實驗課教學中，筆者采用小組教學法，分組讓學生在講臺上用道具將實驗的每一個流程演示出來。這時學生認識上的不足自然就暴露出來，有的學生弄混了滴與吸的順序，而有的同學則記錯了染色時間，這時及時的予以糾正指導，可以有效的提高實驗課的教學效率。最后，養(yǎng)成實驗總結(jié)的習慣。在初中的科學實驗中，實驗后的總結(jié)也是不可或缺的。在總結(jié)中，我們可以讓學生不斷的回憶起實驗過程中的一些細節(jié)之處及遇到的沒有能夠及時解決的問題，將其記錄下來，便能夠?qū)⑵渎涞綄嵦帯Ａ硗?，及時的總結(jié)也可以記錄下在實驗過程中的心得體會，一些實驗可能的改進之處以及操作的過程中所閃現(xiàn)的創(chuàng)新點。

二、優(yōu)化實驗教學，拓展實驗的廣度和深度

1.簡化實驗操作，提高實驗效果

簡化實驗操作，突出原理而排除非本質(zhì)因素的影響，使實驗利于操作、節(jié)省時間、保證成功率，既有助于消除學生對實驗的恐懼感，又提高實驗效果。

（1）簡化步驟。通過對實驗器材的改進，使原本不易操作控制的條件得以省略，從而簡化實驗步驟，忽略實驗的次要因素，并突出主要因素。例如探究“二力平衡條件”，很多版本的器材一直沿用圖（1），此圖為經(jīng)典實驗但受摩擦力限制。圖（2）用彈簧秤測量力大小，雖然可以定量地分析實驗，但不易控制且力的大小不穩(wěn)定，需要用手控制圖中紙牌才能實現(xiàn)。而采用圖（3）則物體離開接觸面不受摩擦力影響，同時，用撲克牌代替小車，因其質(zhì)量小而重力影響幾乎可以忽略。力的大小可以用鉤碼的數(shù)量來代替，既體現(xiàn)實驗目的，又簡化實驗的步驟，節(jié)省了時間，使實驗效果不受干擾。

（2）簡化儀器。對原有儀器進行“瘦身”即微型化，原本復雜的儀器以簡化裝置代替，從而擴大儀器的選擇面，加強實驗的對比。例如開展“雨落葉出紅花開——讓指示劑變色”的實驗：先在白紙上用玻璃棒蘸溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)5%的硫酸溶液畫上花；再蘸溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為10%的NaOH溶液畫上葉；將白紙掛上墻。用溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)5%的紫色石蕊試液向紙上噴灑即可出現(xiàn)“雨”落葉出紅花開。實驗的化學原理是紫色石蕊試液遇酸變紅、遇堿變藍。這樣即簡化了實驗器材，實現(xiàn)實驗的微型化，同時又達到實驗的效果，并能節(jié)省藥品。通過對比更達到同中求異，從而為解決問題打開思路。

2.緊密聯(lián)系生活，利用地方資源

教師應該充分的發(fā)揮校內(nèi)和校外兩個區(qū)域的課程資源優(yōu)勢，對于生活中的物品進行合理的利用，減少實驗藥品和器材投資的同時，也在一定程度上突出了科學課程緊密聯(lián)系生活這一重要原則。比如，在農(nóng)村中學的科學實驗課上，就可以大量的利用當?shù)氐馁Y源優(yōu)勢，來進行無土栽培營養(yǎng)液的配置實驗。首先，由于地處農(nóng)村，因而可以在很短的時間內(nèi)找到適合于本實驗主題的實驗對象。其次，由于平時對于這些植物的耳濡目染，對于其在缺乏某種營養(yǎng)元素的情況下所表現(xiàn)出的各種不良的癥狀可以有一個準確的判斷，進而提高后續(xù)實驗的精度，對于結(jié)果的分析進行的更加的準確。再者，在農(nóng)村得天獨厚的資源優(yōu)勢面前，可以進行大量的對比性實驗，從而為實現(xiàn)由課堂實驗向生活的擴展和延伸提供了可能。

3.巧用廢棄物品，開展趣味制作

用生活中的廢棄物品自制實驗，既可以節(jié)約實驗成本，又可以使學生覺得親切，而且還能增強學生動手的興趣和能力，發(fā)展他們的創(chuàng)造性思維，使他們經(jīng)常能品嘗到成功的喜悅。例如師生共同努力制作魔法礦泉水瓶，可以設(shè)計并完成以下實驗。實驗一：演示光的直線傳播。在一只塑料瓶中裝入一定量的水，在其中加入適量的豆奶粉，擰緊瓶蓋，充分搖勻，將激光棒發(fā)出的光透過瓶底，對著瓶蓋照射，會看到光沿直線傳播的光柱（此實驗還可說明光能在液體中傳播）。另外，可以制造出一個煙霧室，向內(nèi)吹進一些煙霧，用激光筆照射，同樣可見光在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播。實驗二：探究聲音的音調(diào)。在幾只相同的塑料瓶中裝上不同深度的水，然后用嘴對著瓶中吹氣，會發(fā)出音調(diào)高低不同的聲音，從而可以說明音調(diào)跟頻率的關(guān)系。實驗三：演示大氣壓強的存在。將熱水灌入塑料瓶搖晃幾下，倒去熱水后迅速擰緊瓶蓋，過一會可觀察到塑料瓶被壓癟，從而說明大氣壓的存在。實驗四：自制潛艇。將礦泉水瓶裝入適量的沙子，擰緊蓋，放入水中，瓶可豎直下沉。通過調(diào)節(jié)裝沙量的多少，可使瓶在水中豎直地漂浮或懸浮。通過趣味性的制作，激發(fā)并維持了學生的學習興趣，促進了深入思考。

三、創(chuàng)新實驗教學，培養(yǎng)學生的創(chuàng)造思維

1.改造教材實驗，培養(yǎng)創(chuàng)新思維

知識經(jīng)濟時代，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新性能力是教學的重中之重，初中科學實驗也不例外。例如在初中化學的探究制取二氧化碳的性質(zhì)那個實驗，就可以將課本上的儀器稍加改動，比如采用試管，廣口瓶或者錐形瓶，平底燒瓶等作為主要的反應容器，將其與不同的單口橡皮塞進行組合。再比如對于空氣中氧氣含量的測定進行改造?？v所周知，先前的空氣中氧氣含量的測定所采用的磷燃燒法存在著比較大的缺陷，不僅導管中的空氣沒有參與到磷燃燒的反應中，而且由于溫度等原因，會使得一部分的空氣在燃燒之前就被排除，從而對實驗的結(jié)果造成了影響。為此，筆者覺得可以進行這樣的改造，可以事先將紅磷放置在一個密閉的空間里面，采用更為高效的太陽能或紅外燈泡聚焦的方式來點燃紅磷，這就避免了紅磷燃燒之初空氣的消耗。在空氣消耗量的判斷上，可以加裝一個針頭注射器，起初由于熱脹冷縮的原因，注射器中的活塞推進發(fā)生著不同的變化，從而為最后實驗結(jié)果的得出提供更為精確的判斷。在這一系列的改造中，學生從中拓展了思維，激發(fā)了其自身潛在的創(chuàng)造性，科學實驗的教學實效也就更高。

2.巧用課堂資源，創(chuàng)新實驗教學

“凡事預則立，不預則廢”。一切教學都是預設(shè)與生成的統(tǒng)一體。當教學生成與預設(shè)出現(xiàn)矛盾時，應充分尊重學生，給學生表達和表現(xiàn)的機會；然而，預設(shè)再充分，絕不可能考慮到教學生成的全部內(nèi)容，這就要教師注重設(shè)計一些有彈性的教學預設(shè)，并隨時捕捉課堂教學中動態(tài)生成的創(chuàng)新資源。沒有預料不到的成果，教學也就不成一種藝術(shù)了。我們應正視教學中出現(xiàn)的“陰錯陽差”，重視“節(jié)外生枝”，珍視“靈光一閃”，只有這樣，我們的課堂才會走向灑脫，走向大氣，走向睿智。例如在學習“定滑輪和動滑輪”時，教師演示了定滑輪和動滑輪提升重物實驗后（如圖1），師生通過實驗可以看出：定滑輪不能省力，但可以改變力的作用方向，而動滑輪可以省一半的力，但不能改變力的作用方向。

師：你能解釋為什么使用定滑輪不省力，而使用動滑輪可以省一半力嗎？

（師生共同分析，原來滑輪其實是一個變形的杠桿，定滑輪實質(zhì)是個等臂杠桿；動滑輪實質(zhì)是個動力臂為阻力臂2倍的杠桿（如圖2）。所以使用定滑輪不省力，而使用動滑輪可以省一半的力。）

生：動滑輪一定能省一半力嗎？

（教師正在精心細致的分析時，冷不丁被學生的一個疑問打斷。學生提出疑問，一定有他的道理?。?/p>

師：那你認為應該是怎樣的呢？

生：對于動滑輪，支點在滑輪的一側(cè)，當拉力處于F1的位置時，其力臂為L1，剛好為滑輪的直徑，等于阻力臂的2倍，所以拉力F1為阻力的一半，即省一半的力；而當拉力處于F2或F3等位置時，作出力臂為L2、L3（如圖3），很明顯，L2、L3均小于L1，所以力F2、F3明顯要大于F1，也即動滑輪不能省一半力了！

師：分析得相當精彩，也就是說，動滑輪的省力狀況，還要視拉力的位置而定。那定滑輪又是如何的呢？（在教師的引導下，全班同學依照剛才的分析方法，一起探討定滑輪是否一定不能省力這一問題。）

生：對于定滑輪，支點在滑輪的中心，當拉力無論處于F1、F2、F3等位置時，其力臂分別為L1、L2、L3（如圖4），始終為滑輪的半徑，且等于阻力的力臂，所以，對于定滑輪，不管拉力處于何位置，均不能省力！

師：分析的有道理。那事實是否真的如此，我們只有通過實驗才能證明。

于是，教師與學生一起在課堂上臨時做了一個“意外發(fā)現(xiàn)”的探究實驗，重點探究拉力的作用方向與定、動滑輪的省力狀況，以檢驗自己的分析和猜想。

師：通過實驗，你們發(fā)現(xiàn)剛才的分析有道理嗎？

生：有道理。動滑輪省一半力，必須還得加個前提條件，只有當拉力豎直向上時，才能成立！

……

這節(jié)課筆者沒有按預定的設(shè)計上課，并且在學生的啟發(fā)下，課中又補充了一個探究實驗，可這又何嘗不是一節(jié)非常成功的科學課，何嘗不是一節(jié)有效的科學課。學生在課堂上提出疑問，并得到了教師的尊重，師生共同開展探究活動，擁有了更為廣闊的研究空間，最大限度地發(fā)揮了學生聰明智慧。

3.優(yōu)化實驗評價，保護創(chuàng)新思維

在初中科學實驗課程的教學評價中，評價體系不能夠局限于最終結(jié)果的好與壞上，不能夠以學生獲取的分數(shù)作為實驗成功與否的標準。我們要做的就是對于初中學生的整個實驗過程以及在其中所看，所想，所感，收獲等進行全面的分析和判斷。例如，進行這樣一場關(guān)于鐵生銹條件的探究性考察，在正式的實驗前給所有的學生布置一個任務，即大量的查閱資料和觀察日常的生活，記錄下文獻或身邊所發(fā)生的鐵生銹的現(xiàn)象，同時對于具體的地點，鐵的材質(zhì)，時間以及腐蝕程度等也一并備注在案。這樣學生通過其中的觀察，便提出來了種種假設(shè)，有的同學提出，家里廚房中鐵鍋的生銹部分最容易出現(xiàn)在其與水面接觸的界面處，所以推斷鐵生銹的條件和空氣和水有關(guān)，由于空氣中含有大量的氮氣，因此，氮氣的影響與鐵生銹息息相關(guān)。而有的同學則說，家里的刀具常常生銹的是那些浸濕過水的地方，而自來水常用氯氣來消毒，其中還有大量的氯離子，故推斷生銹與氯元素分不開。暫且不論同學假設(shè)的正確與否，單從推斷的過程來看，可以找出其中的閃光點和不足?？諝庵泻写罅康牡獨馐遣诲e，但是難道空氣中只是含有氮氣嗎，就沒有其他的元素嗎？自來水的確由氯氣消毒而來，但是實際中其含量卻非常的少，這么少的劑量足以產(chǎn)生鐵銹嗎？老師在評價中對這一問題，一方面要指出學生在邏輯思維能力上的不足，鼓勵其建立起更為縝密的思維；另一方面，也要對其細致觀察事物的能力以及思維的靈活度給予高度的評價，在一定程度上減少結(jié)果對于其最終成績的影響，讓學生能夠放下負擔，輕松的向探索科學的未知世界邁進。

綜上所述，我們一定要規(guī)范科學實驗的管理，實行實驗過程的科學評價，養(yǎng)成良好的實驗習慣以及構(gòu)建實驗創(chuàng)新性思維融入其中。只有這樣，初中科學實驗課的教學才能夠有所突破。

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（作者單位：浙江臺州市天臺縣三合中學）