李建東

摘要：組合實驗是為了解決某個問題或知識，設(shè)計一組實驗，銜接緊密，并融入認(rèn)知規(guī)律。課堂教學(xué)中利用組合實驗，可以突出科學(xué)核心概念，觸發(fā)學(xué)生主體探究，教學(xué)的視線由過去的關(guān)注學(xué)習(xí)結(jié)果轉(zhuǎn)向為關(guān)注其學(xué)習(xí)過程。

關(guān)鍵詞：組合實驗；課堂教學(xué)；教師；學(xué)生

中圖分類號：G632.0 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1992-7711（2017）07-0108

科學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科，我們課堂教學(xué)的重點應(yīng)該是構(gòu)建新知，啟發(fā)思維，幫助解決問題。在日常教學(xué)中，我們使用最多的是單一實驗，盡管我們都在試圖提高每個實驗的效益，但再怎么樣也是“單兵作戰(zhàn)，戰(zhàn)力有限”。當(dāng)然，我們有時不自覺地也運(yùn)用“組合實驗”，但往往不考慮實驗間的銜接和關(guān)聯(lián)，沒有該有的聚合力，“戰(zhàn)力”有限。

一、組合實驗的概念和形式界定

組合實驗就是為了解決某一問題或知識，設(shè)計一組實驗，這些實驗圍繞一個目的，內(nèi)容上相互補(bǔ)充，逐漸深化，并融入認(rèn)知規(guī)律，前后銜接、互為驗證、梯度提升、層層推進(jìn)，打造實驗“集團(tuán)作戰(zhàn)”的模式。組合實驗解決某一問題的方式無論對于構(gòu)建正確的科學(xué)概念或圖像、普遍性的驗證科學(xué)定律，還是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的思維方法，都將收到比單一實驗更好的效果，是一種提高課堂教學(xué)效益、增強(qiáng)實驗教育功能的有效途徑。

二、組合實驗的價值和課堂運(yùn)用

科學(xué)教材設(shè)置了眾多的實驗，我們可以用一定的方式有效整合一些實驗，形成實驗的組合拳，達(dá)到一次演示，實現(xiàn)多個實驗串聯(lián)展示。既幫助學(xué)生實現(xiàn)了有意義記憶，而且還可以利用實驗過程，引導(dǎo)學(xué)生準(zhǔn)確全面地觀察實驗現(xiàn)象，根據(jù)實驗現(xiàn)象循序漸進(jìn)地設(shè)計提問，啟迪他們學(xué)會分析、綜合、推理等，并訓(xùn)練學(xué)生掌握科學(xué)研究的方法。特別要提出的是，教師通過這些活動有意識地滲透了一些極其重要的學(xué)習(xí)策略，可以幫助學(xué)生提高學(xué)習(xí)能力，更好地實現(xiàn)學(xué)會學(xué)習(xí)。

1. 組合實驗，突出科學(xué)核心概念，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)潛能

組合實驗可以加強(qiáng)學(xué)生對未知問題的探究能力、推理能力及表達(dá)能力的培養(yǎng)，而且強(qiáng)化學(xué)生解決問題基本思路的訓(xùn)練，使學(xué)生能將科學(xué)問題分解，找出解答的關(guān)鍵。

【例1】在完成了電生磁和磁生電的教學(xué)后，教師可以讓學(xué)生做如圖裝置實驗，先閉合開關(guān)，（1）先將導(dǎo)體ab水平用力向右移動，導(dǎo)體cd也隨之運(yùn)動起來。（2）對調(diào)甲圖中的磁極，將導(dǎo)體ab水平用力向右移動，觀察導(dǎo)體cd的運(yùn)動情況。（3）將導(dǎo)體ab水平用力向左移動，觀察導(dǎo)體cd運(yùn)動情況。（4）換用導(dǎo)體cd水平用力向左或右運(yùn)動，觀察導(dǎo)體ab是否運(yùn)動，運(yùn)動方向怎樣？

通過這個實驗，我們把電磁感應(yīng)現(xiàn)象和磁場對電流的作用有機(jī)“組合”了起來，它們有區(qū)別，也有聯(lián)系，放在一起實驗研究分析，更能讓學(xué)生理解原理，觸發(fā)學(xué)生的探究意識，挖掘?qū)W生的學(xué)習(xí)潛能。這個組合實驗我們既可以探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象，明確感應(yīng)電流的方向和導(dǎo)體運(yùn)動方向和磁場方向有關(guān)，也可研究磁場對通電導(dǎo)體的作用，理解通電導(dǎo)體在磁場中會受到里的作用，力的方向與電流方向和磁場方向有關(guān)。好處顯而易見。

2. 組合實驗，創(chuàng)設(shè)具體問題情境，提升學(xué)生的思維能力

在課堂上先通過組合實驗提出了一系列問題，創(chuàng)造了一個個問題情境，學(xué)生就能積極思考，思維能力就得到了激發(fā)和訓(xùn)練。

【例2】如圖組合實驗是用來測定石灰石（主要成分為CaCO3）與稀鹽酸反應(yīng)來生成CO2的體積，實驗時先連接好裝置，再檢查裝置的氣密性，然后裝好藥品，最后將10ml稀鹽酸快速推入燒瓶中，觀察注射器活塞的移動情況，怎樣測得CO2的體積？怎么檢查裝置氣密性？若稀鹽酸是緩慢推入的，則可能造成怎樣的后果？本實驗測氣體的優(yōu)點是什么？

【例3】用硝酸銀檢驗溶液中存在氯離子，為了排除CO32-的干擾，通過組合實驗進(jìn)行對比（取兩支試管分別加入氯化鈉和碳酸鈉，分別滴加硝酸銀，都出現(xiàn)白色沉淀，再分別滴加稀硝酸，放碳酸鈉的試管沉淀消失，放氯化鈉的試管沉淀不消失），通過不同現(xiàn)象的比較讓學(xué)生分析背后的原因（開始為什么都會有白色沉淀？后來為什么一個沉淀消失一個不消失？）。

因為CO32-能和Ag+結(jié)合成不溶于水的白色沉淀Ag2CO3，而AgCl 也是不溶于的白色沉淀，所以碳酸根的存在會影響氯離子的檢驗。

2Ag﹢+CO32-= Ag2CO3↓

所以在檢驗氯離子時，加入硝酸銀后還要加入稀硝酸，就是為了排除CO32-等離子造成的干擾。如果白色沉淀溶于稀硝酸，則待檢溶液中無氯離子，如果白色沉淀不溶于稀硝酸，才能確定待檢溶液中有Cl-。

Ag2CO3 +2HNO3 = 2AgNO3 +H2O +CO2↑

兩個組合實驗的實例，都創(chuàng)設(shè)了情景，提出了遞進(jìn)式的問題，在學(xué)生解決一個又一個的問題中學(xué)會剖析實驗，追尋實驗現(xiàn)象背后的原因，鍛煉思維，提升能力。

3. 組合實驗，形成討論式課堂，促進(jìn)學(xué)生積極參與。

組合實驗的現(xiàn)象分析，往往引發(fā)討論，有利于體現(xiàn)學(xué)生的主體性，形成了一種討論探究式課堂。

【例4】如圖所示是鐵絲在氧氣中燃燒的改進(jìn)實驗，用適量雙氧水和二氧化錳代替原實驗中集氣瓶里的水。用雙氧水和二氧化錳代替原集氣瓶里的水，除了使實驗更簡便外（不用再單獨制取氧氣），我們實驗過程中還發(fā)現(xiàn)鐵絲燃燒現(xiàn)象比單純在儲滿氧氣集氣瓶實驗更持久。我們可以通過引導(dǎo)讓學(xué)生分析討論為什么能更持久的原因。

【例5】在研究二氧化碳能否被氫氧化鈉吸收時?？梢赃M(jìn)行圖中的組合實驗。先將注射器1中的溶液推入充有二氧化碳的瓶中，氣球鼓起；向外拉注射器3，無明顯現(xiàn)象；將注射器2中的溶液推入瓶中，溶液中有氣泡產(chǎn)生，氣球變癟；再次（上接第108頁）向外拉注射器3，澄清石灰水變渾濁。為什么要綜合三次現(xiàn)象才能說明二氧化碳能與氫氧化鈉發(fā)生反應(yīng)呢？學(xué)生往往會興趣濃濃地自發(fā)討論研究，主體探究欲望滿滿。

4. 組合實驗，整合零散知識，提高教師學(xué)科素養(yǎng)。

要將零散的知識聯(lián)系起來，整合到組合實驗中，這就對教師提出了許多方面的要求，教師不得不努力提高自身的教學(xué)水平。

【例6】如圖組合實驗是用來模擬現(xiàn)代醫(yī)學(xué)使用的心肺機(jī)（替代心臟推動血液循環(huán)）。將線圈ab纏繞并固定在活塞一端，利用它通電時與固定磁鐵之間的相互作用，帶動電動泵中的活塞，抽送血液。實驗時讓學(xué)生先了解圖中閥門S1只能向外自由開啟，反向則封閉管路；閥門S2只能向內(nèi)自由開啟，反向則封閉管路。當(dāng)電動泵工作時，水從閥門S2抽進(jìn)，從閥門S1送出；當(dāng)線圈中的電流從a流向b時，活塞處于送水狀態(tài)。這個組合實驗的設(shè)計，把電磁鐵的知識，磁極間的相互作用規(guī)律，氣壓，血液循環(huán)等有機(jī)結(jié)合起來，教師必須銜接好各個方面，設(shè)計和實驗過程很考驗教師的科學(xué)素養(yǎng)。

組合實驗，使教學(xué)的視線由過去的關(guān)注學(xué)習(xí)結(jié)果轉(zhuǎn)向為關(guān)注其學(xué)習(xí)過程。實驗作為“關(guān)注過程”的一種具體的手段，可以讓學(xué)生更清楚知識的形成過程，促進(jìn)學(xué)生對問題的思考，讓學(xué)生的思維得到不斷發(fā)展，學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性得到提升，增加學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的興趣，課堂更加充實多彩，也激發(fā)了教師不斷提升自身科學(xué)素養(yǎng)的熱情。

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（作者單位：浙江省紹興市上虞區(qū)春暉外國語學(xué)校 312000）endprint