蔣淑微

（濱江區(qū)杭州高新實驗學校，浙江 杭州 310051）

習題+實驗：初中科學新課型設計與操作策略

蔣淑微

（濱江區(qū)杭州高新實驗學校，浙江 杭州 310051）

科學實驗能激發(fā)學生學習興趣和求知欲望，培養(yǎng)學生思維能力，促進教師的專業(yè)成長。但在實際的教學活動中，科學實驗通常被作為新授課、學生實驗的教學環(huán)節(jié)，在習題課中地位不高，除了專題實驗復習課，教師很少在習題課上設計實驗。因此，如果能在習題課上增設創(chuàng)新實驗，設計出“習題+實驗”的新課型，吸引學生的注意力，激起學生的思考，培養(yǎng)學生的思維能力，將使教學更有實效性。

創(chuàng)新實驗；習題；新課型；思維

一、習題課教學的現(xiàn)狀分析

習題課是重要的常見課型，對學生的已有知識能起到鞏固、深化和矯正的作用，又是對學生的思維進行梳理、整合、運用、糾正和創(chuàng)新的過程。但在傳統(tǒng)的習題課教學中，還存在有待商榷的地方，主要表現(xiàn)有：

（一）學生忽視自主學習

傳統(tǒng)的習題課中缺乏創(chuàng)新實驗的設計，即使教師設計了自主學習的環(huán)節(jié)，一部分學生缺乏獨立思考能力，缺乏主動參與的精神，當教師提出問題讓學生思考時，他們往往坐等答案。這些學生在自主學習的過程中參與度不高，他們的思維能力就得不到提高，最后，不得不由教師來講評，結(jié)果往往是教師講得津津有味，學生聽得昏昏欲睡。

（二）教師忽視學生體驗

學生對科學實驗是非常感興趣的，但要在習題課中增設創(chuàng)新實驗，教師需要投入大量的時間和精力去設計，去準備，去實踐。因此教師在主觀上會覺得增加實驗麻煩，浪費時間，認為在教室里說實驗、看實驗和背實驗更高效、更實在。所以傳統(tǒng)的習題課中幾乎看不到實驗，忽視學生體驗對思維建構(gòu)的重要性。

因此，在習題課中增設創(chuàng)新實驗，設計“習題+實驗”的初中科學習題課新課型，喚起學生的注意，激發(fā)學生的興趣，引起學生思考，培養(yǎng)學生的思維能力，讓學生變得樂于參與、樂于實踐、樂于反思，成為課堂真正的主人，是每個科學教師需要不斷努力的方向。

二、“習題+實驗”的新課型設計和操作策略

科學新課程標準以提高學生的科學素養(yǎng)為主旨，建立了三維目標體系，倡導學生以探究發(fā)現(xiàn)為主、主動參與、交流合作的學習方式。這些科學理念的落實，都離不開科學實驗。在習題課中增設創(chuàng)新實驗，設計“習題+實驗”的新課型，不僅可以激發(fā)學生學習的興趣，還能培養(yǎng)學生的思維能力，創(chuàng)建高效課堂。

（一）抓住認知沖突點

大多數(shù)教師都會有這樣的體會，有些題學生已經(jīng)做過乃至考過，可學生仍會一錯再錯。原因就在于學生沒有從根本上理解掌握，形成知識的盲點，這就是一種思維定式。積極的思維定式可以加深學生的記憶，而消極的思維定式卻是束縛創(chuàng)造性思維的一大枷鎖。在習題講評課中，筆者從學生的認知沖突點出發(fā)，設計“異常”的實驗，突破思維定式。

實驗1：餐館里有一道名為紙鍋燒豆腐的菜，紙鍋里的豆腐燒熟了紙卻不會燒掉。為什么？

這是八年級《科學》下冊考核燃燒條件知識點的一道習題，看到這道解答題，學生覺得迷糊，紙明明是很容易燃燒的，這里為什么能燒豆腐？！筆者從學生認知沖突點出發(fā)設計了這樣一個創(chuàng)新實驗——燒不著的手帕。

首先在燒杯中放入50毫升的水，加入半勺食鹽攪拌均勻，再將50毫升的酒精倒入燒杯中攪拌，最后將溶液倒入水槽。將手帕在溶液中充分浸透，然后拿出來稍微擰干。用鑷子將手帕懸空夾住，點火，觀察點火后的手帕變化。結(jié)果手帕安然無恙！

這個實驗突破了學生的思維定式。我趁熱打鐵，引導學生思考手帕最終安然無恙的奧秘就在于手帕浸透了酒精和水。酒精極易揮發(fā)，形成的酒精蒸汽一接觸火源立即在手帕表面燃燒起來。但水和酒精的蒸發(fā)帶走了大量熱量，手帕的溫度無法達到著火點，所以不會燃燒起來。解釋完這個實驗現(xiàn)象后，“紙鍋燒豆腐”的原因就迎刃而解。

設計“異?！睂嶒?，可以充分激發(fā)學生參與的熱情，點燃學生的智慧，突破思維定式。

（二）設計直觀實驗

科學習題中有些知識點比較抽象，在講評時，單憑教師口述或畫圖，學生很難理解，形成思維障礙、知識盲點，學生往往只是對這一知識點的理解存在障礙，而導致滿盤皆輸?shù)暮蠊瑢嵲诳上?。這時，教師從解題的障礙點出發(fā)，設計直觀實驗就很有必要。

實驗2：重100牛的水可以產(chǎn)生的最大浮力為（）

A.一定小于100牛 B.一定大于100牛

C.一定等于100牛 D.可以大于100牛

這個題目正確的答案是B，但大部分同學都選C，那么學生解題的障礙點在哪里呢？我找了幾個答錯的同學了解做錯的原因：

學生甲：我選A，因為浮力等于排開液體受到的重力，物體不可能將所有水排干，所以浮力一定小于100牛。

學生乙：我選C，因為物體放入水中，即便將水全部排出，也只有100牛，所以浮力最多等于100牛。

學生做錯的障礙點已經(jīng)很清楚了，按照他們的思維：

浮力等于排開液體受到的重力?瓶子里只有100牛水?假設100牛的水全部排開浮力也只能等于100牛，不可能多于100牛。

他們顯然犯了概念混淆的錯誤，他們混淆了液體的重力和排開液體的重力兩個概念。筆者剛開始用畫圖的方法講解：在圖1中，我們可以比較直觀地看到V排＞V水，所以，根據(jù)阿基米德原理產(chǎn)生的浮力就大于水的重力了。有部分同學理解了，但還有部分同學表示太抽象，理解不了。

于是，我增設了一個創(chuàng)新實驗:在兩個一次性水杯中加入質(zhì)量不等的水（如圖2），然后將水較多的杯子放入較少的杯中（如圖3），能夠漂浮，說明了液體能產(chǎn)生比自身重更大的浮力。

圖1

圖2

圖3

這個實驗取材容易，操作簡單，現(xiàn)象直觀，用強有力的證據(jù)證明了水可以產(chǎn)生比它本身重力大得多的浮力。因此，在教學中，教師如果能善于捕捉學生思維的障礙點，設計直觀實驗，就可以掃除知識盲點，化解思維障礙。

（三）設計創(chuàng)新實驗

學生生活經(jīng)驗和閱歷的局限性會給科學思維造成迷惑點，所以新《科學課程標準》提到：“教師應該充分利用學生已有的生活經(jīng)驗，引導學生把所學的科學知識應用到現(xiàn)實中，以體現(xiàn)科學在現(xiàn)實中的價值。”筆者在習題講評中發(fā)現(xiàn)，從學生思維的迷惑點出發(fā)，設計創(chuàng)新實驗，可以撥開迷霧，使學生的思維更靈活。

實驗3：為什么容器內(nèi)液體對容器底部的壓強的大小只和液體密度和深度有關(guān)，與液體重力無關(guān)？

在液體壓強的學習中，學生已經(jīng)有了這樣的生活經(jīng)驗：固體因為受到重力，會對接觸面產(chǎn)生壓強，固體壓強大小與重力有關(guān)。從而產(chǎn)生思維迷惑點，認為液體壓強也是由液體重力產(chǎn)生的，所以液體壓強大小與液體重力有關(guān)。這時，我設計了創(chuàng)新實驗來突破。

如圖所示，①為壓強計，②為溢水杯，③、④為小燒杯。

（1）用手向下壓燒杯③。

現(xiàn)象：水的重力不變，水位上升，壓強計液面差增大。

（2）繼續(xù)下壓燒杯③，至杯中水溢出，緩緩下壓保持水位不變。

現(xiàn)象：杯中水的重力減小，水位不變，壓強計液面差不變。

實驗結(jié)論：液體的壓強跟重力無關(guān)，是由深度決定的。

在教學中，教師能多角度、多方位設計各種實驗，發(fā)展學生橫向、類比、逆向、聯(lián)想等思維能力，從而使學生不單單理解和掌握所學內(nèi)容，而且能利用現(xiàn)有知識，結(jié)合已學知識去創(chuàng)造，去探索。這樣不但加深了學生對知識的理解，而且大大拓寬了學生的思路，培養(yǎng)了學生思維的靈活性。

（四）設計生活化實驗

當下，各種電子產(chǎn)品占據(jù)了孩子們的生活，導致學生缺乏生活經(jīng)驗。因此，習題中碰到一些生活中的問題，學生不能理解掌握，導致忘了記，記了又忘，學習效率低下。因此，可從生活經(jīng)驗的缺失點設計生活化實驗，使習題講評更貼近生活，更生動活潑，拓展了學生的創(chuàng)造性思維。

實驗4：關(guān)于不倒翁不倒的原因正確的是（ ）

A.重心很低 B.重心很高

C.重心不在物體上 D.里面有特殊裝置

現(xiàn)在玩不倒翁的學生很少了，即使玩過的人，也很少有人能思考它背后的原理。這時，我引導學生自己做一個不倒翁，那么不倒翁不倒的原因就清楚了。實驗的設計是：選用一只生雞蛋，在小頭一端開個孔并清除干凈殼內(nèi)的蛋清蛋黃，再沿小孔滑入一塊重物，使其居于蛋殼大頭端的底部，扶好蛋殼，點燃一只蠟燭，滴入燭油，把重物封存在蛋殼底部。燭油大約封存至整個蛋殼高度的四分之一。這樣玩具不倒翁就做好了。通過自己的親身制作，學生自然而然知道了不倒翁的原理。

從生活中尋找生活化的實驗，可以拓展學生的創(chuàng)造性思維。在學習了相關(guān)的知識后，教師可以鼓勵學生圍繞知識點設計生活化的實驗。如在學了物體間力的作用后，引導學生自制水火箭；在學了大氣壓強的知識后，引導學生自制簡單氣壓計；在學習了升華和凝華的知識后，引導學生利用碘提取自己的指紋等。學生多動手，多動腦，其創(chuàng)造性思維得到了明顯拓展。

（五）設計課外實驗

有些科學習題中的易錯點，用實驗的方法能讓學生很快接受和理解，學生也非常感興趣，但由于課堂時間的限制，無法當堂完成，教師可布置為課外拓展實驗，讓學生分組在課后完成，拓寬思維寬度。

實驗5：當小紅將水從豬心的主動脈注入時，會發(fā)現(xiàn)水從_____流出。

這題學生往往會答“水從肺靜脈中流出”。

原因在于學生對瓣膜的結(jié)構(gòu)缺乏感性認識，無法真正從物質(zhì)的結(jié)構(gòu)出發(fā)去理解瓣膜的功能，只是機械式地去記憶知識，無法靈活運用知識。這時，如果能設計課外實驗，將學生從被動接受知識中解放出來，讓學生在對心臟的探索中感受到生物體結(jié)構(gòu)與功能的統(tǒng)一性，這是課堂上無法體驗到的。

筆者將全部學生按照住家的遠近與自愿原則分成4～5人一小組，發(fā)給學生自編實驗單，周末小組在某一同學家進行豬心解剖，要求找到心臟中四腔、血管、瓣膜，并拍出解剖后的照片，在照片上標出各個結(jié)構(gòu)名稱，將水分別從上腔靜脈、肺靜脈、主動脈中灌入，觀察水的流出情況。

這次課外實驗學生體會到實驗的快樂，使所學的知識學以致用，在親身實踐中讓所學的知識掌握得更牢固，拓寬了思維。

科學實驗是教學的靈魂，是培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)的載體。在習題課中，只要我們依據(jù)習題內(nèi)容，多從學生的實際出發(fā)，增設創(chuàng)新實驗，努力挖掘?qū)嶒灲虒W的潛能，做到平常中出新，平淡中出奇，就能做到為學生創(chuàng)造更多的參與機會，增強他們的參與意識，使學生主動地進行學習，從而讓學生在習題課中不僅能鞏固知識，提高分析問題的能力，更重要的是還能達成科學課堂教學永恒的追求——發(fā)展學生思維能力，培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)。

[1]中華人民共和國教育部.科學（7～9年級）課程標準[M].北京師范大學出版社，2011.

[2]張偉，郭玉英.論“非常規(guī)”物理實驗的教學地位[J].課程教材教法，2007，（12）：51-56.

[3]蔡鐵權(quán)，姜旭英.科學課程與教學研究[M].浙江大學出版社，2008.

[4]宋娟、房淑琴.幾例初中生物實驗的改進[J].中學生物學，2010，26（8）：37-38.

責任編輯 李杰杰

蔣淑微（1979—），女，浙江溫州人，濱江區(qū)杭州高新實驗學校，中學一級教師，研究方向為浙教版科學學科教學與研究。