周玲陽

摘 要：實(shí)驗(yàn)操作和實(shí)踐活動是開啟科學(xué)這門學(xué)科的兩把鑰匙，以“空氣的熱脹冷縮”一課的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改進(jìn)與重建為載體，闡述在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中對實(shí)驗(yàn)器材和實(shí)驗(yàn)方法的改進(jìn)原因和具體策略。針對如何營造一個理想的“科學(xué)實(shí)驗(yàn)探究”課堂提出了幾點(diǎn)建議：自制教學(xué)器具，激趣導(dǎo)行、別具匠心；巧設(shè)演示實(shí)驗(yàn)，精簡準(zhǔn)備、一目了然；重建實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，激活思維、事半功倍；更換同類器材，簡便明顯、一舉兩得?？茖W(xué)實(shí)驗(yàn)課堂注意“重視趣味性”“把握針對性”“突出思維性”“增強(qiáng)操作性”，使科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)變得更有實(shí)效！

關(guān)鍵詞：實(shí)驗(yàn)教學(xué)；改進(jìn)；重建

實(shí)驗(yàn)操作和實(shí)踐活動是開啟科學(xué)這門學(xué)科的兩把鑰匙，是教師、學(xué)生、文本之間的聯(lián)系紐帶，是學(xué)生探究科學(xué)獲得新知識的重要途徑。理想的“科學(xué)實(shí)驗(yàn)探究”課堂應(yīng)該是“三高”的課堂（參與度高、有效度高、效益度高）：效益度=（參與度×有效度）/教學(xué)投入；是人文的課堂（體現(xiàn)學(xué)生良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，有人情味、科學(xué)味，能為學(xué)生的深入思考、科學(xué)探究提供良好的環(huán)境）；是和諧的課堂（活躍而和諧，師生達(dá)到最佳狀態(tài)的心意交流，“學(xué)生樂學(xué)，教師樂教”）。空氣的熱脹冷縮是一種常見的自然現(xiàn)象，學(xué)生很少將這些常見的現(xiàn)象與科學(xué)聯(lián)系在一起，也很少進(jìn)行這方面的研究。所以我們在實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過程中應(yīng)對實(shí)驗(yàn)器材和實(shí)驗(yàn)方法做一些改進(jìn)與重建，努力營造一個理想的“科學(xué)實(shí)驗(yàn)探究”課堂。

一、自制教學(xué)器具，激趣導(dǎo)行、別具匠心

“空氣的熱脹冷縮”這節(jié)課傳統(tǒng)模式的引課方式通常用提問式：空氣是流動的，又是看不見的，我們要怎樣做實(shí)驗(yàn)才能清楚地觀察到空氣受熱、受冷后體積的變化呢？還有其他引課方式，如用“噴泉”“乒乓球鼓起來”等演示實(shí)驗(yàn)引課。這些引課方式或缺乏趣味或少了新奇，對激發(fā)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究興趣作用欠佳。

為巧設(shè)懸念，促使學(xué)生產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)探究興趣，我自制教學(xué)器具，演示“魔術(shù)般”實(shí)驗(yàn)：“易拉罐自動鼓凹”。我先將底部戳孔的易拉罐底部朝上放入熱水中，讓學(xué)生數(shù)到20，后故弄玄虛一番說太燙了不敢用手拿，要換用一根牙簽將易拉罐提起來，后放置在桌面上（與另一滿罐的作對比觀察）默數(shù)10，9，8，7…觀察易拉罐的變化，學(xué)生會看到易拉罐自動變凹并聽到“咧咧啦啦”的聲響。神奇吧！再將易拉罐放入燒杯中淋上熱水，發(fā)現(xiàn)易拉罐又鼓起來了。讓學(xué)生討論引發(fā)易拉罐鼓凹現(xiàn)象的原因。學(xué)生猜可能是因?yàn)楣摅w（鋁材料為主）的熱脹冷縮引起的，可能是空氣的熱脹冷縮引起的，可能是罐中留余液體的熱脹冷縮引起的（讓一生掂量和搖動了兩罐飲料后，發(fā)現(xiàn)浸入熱水中的那罐只剩少量液體），可能是三者一起熱脹冷縮共同引起的……

“小魔術(shù)”實(shí)驗(yàn)引課，學(xué)生活躍而和諧，并在引課的過程中進(jìn)一步感受到了科學(xué)的原理和魅力，這離不開別具匠心的教學(xué)器具的自制。這樣的實(shí)驗(yàn)使師生達(dá)到最佳狀態(tài)的心意交流，“學(xué)生樂學(xué)，教師樂教”，營造了和諧的課堂。

二、巧設(shè)演示實(shí)驗(yàn)，精簡準(zhǔn)備、一目了然

教材中探究空氣的熱脹冷縮實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)如下：套有氣球的空瓶浸入常溫水中、熱水中、冰水中，觀察氣球的鼓凹變化，證實(shí)空氣有熱脹冷縮的現(xiàn)象。若作為學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)開展，勢必要準(zhǔn)備熱水、冰水、常溫水，特別是熱水要夠熱，且冰水的準(zhǔn)備和保存都成為麻煩。三種水改裝在塑料材質(zhì)的燒杯中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)會相對安全，但熱水的準(zhǔn)備和實(shí)驗(yàn)操作安全問題不可小視，而且感覺取材也有諸多不便。于是，我將上述實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)定位為教師演示實(shí)驗(yàn)。為提高時間的利用率，我就在課前準(zhǔn)備好套有氣球的三個空錐形瓶，課前放置好冰水和常溫水，熱水用時再倒避免因熱水水溫不夠高導(dǎo)致熱脹不明顯。熱水中氣球鼓起現(xiàn)象非常明顯，全班同學(xué)都能一眼看清；在冰水中氣球凹陷程度與常溫水中的氣球?qū)Ρ韧庑?，同學(xué)們也不難識別。

因此，若實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯，教師演示操作全班同學(xué)一目了然，但取材不便的實(shí)驗(yàn)何不設(shè)計(jì)為教師演示實(shí)驗(yàn)，這也是改進(jìn)實(shí)驗(yàn)操作形式，節(jié)約成本，提高課堂效率的真實(shí)寫照。這樣的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)不減參與度和有效度，而教學(xué)投入?yún)s大大減少 ，從而提高了效益度，正是我們所追求的“三高”課堂。

三、重建實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，激活思維、事半功倍

實(shí)驗(yàn)改進(jìn)重建原則：取材方便、成本低廉、現(xiàn)象明顯。于是我重新設(shè)計(jì)了一個學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)：針筒實(shí)驗(yàn)。小組實(shí)驗(yàn)器材：一支塑料針筒、冷水、熱水、兩個塑料小燒杯、紅墨水。實(shí)驗(yàn)操作步驟：（1）拉伸針筒使空氣進(jìn)入針筒；（2）手握針筒外壁，將有空氣端浸入滴了紅墨水的熱水中，邊觀察現(xiàn)象變化邊數(shù)到20后，從熱水中快速拿出，觀察針筒中有無現(xiàn)象變化，并且快速浸入滴了紅墨水的冷水中，同上觀察。分組實(shí)驗(yàn)后同學(xué)們能發(fā)現(xiàn)共同的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：浸入熱水中針筒口冒氣泡，浸入冷水中數(shù)到20再取出發(fā)現(xiàn)有水（水中滴紅墨水，現(xiàn)象更明顯）倒吸入針筒。

“興趣并不在于認(rèn)識一眼就能看見的東西，而在于認(rèn)識深藏的奧秘”——蘇霍姆林斯基。所以這個重建的分組實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)重在學(xué)生的思維跟進(jìn)及多元化呈現(xiàn)。分組實(shí)驗(yàn)交流中能培養(yǎng)學(xué)生良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，有人情味、科學(xué)味，能為學(xué)生的思維激活、科學(xué)探究提供良好的環(huán)境，追求突出人文的課堂。

檢驗(yàn)我們科學(xué)教師引領(lǐng)的“實(shí)驗(yàn)探究”是不是真正的“科學(xué)實(shí)驗(yàn)探究”，要看我們引領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行的“實(shí)驗(yàn)探究”是否“像科學(xué)家那樣進(jìn)行科學(xué)探究的過程中，體驗(yàn)學(xué)習(xí)科學(xué)的樂趣，增強(qiáng)科學(xué)探究能力，獲取科學(xué)知識，形成尊重事實(shí)、善于質(zhì)疑的科學(xué)態(tài)度，了解科學(xué)發(fā)展的歷史”，那肯定是有效的！本文以“空氣的熱脹冷縮”一課為例，淺談了對自制教學(xué)器具、巧設(shè)演示實(shí)驗(yàn)、重建實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)、更換同類器材這四個教學(xué)環(huán)節(jié)的改進(jìn)與重建策略。激趣導(dǎo)行，別具匠心！精簡準(zhǔn)備，一目了然！激活思維，事半功倍！簡便明顯，一舉兩得！……科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)注重精心設(shè)計(jì)組織教學(xué)情景、方式方法和過程，促進(jìn)學(xué)生最優(yōu)化地、可持續(xù)性地發(fā)展！許紀(jì)霖教授說過：我改變不了這個世界 ，但我可以改變我的課堂！

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編輯 趙飛飛endprint