張煒

摘 要：演示實(shí)驗(yàn)，既可以創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的好奇心，可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)及其現(xiàn)象的分析、歸納形成概念，可以通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)突破教學(xué)的重難點(diǎn)，更普遍用于探究過(guò)程對(duì)作出的假設(shè)進(jìn)行相關(guān)證據(jù)的收集，其重要性不言而喻。但無(wú)論教材中或是增加的演示實(shí)驗(yàn)，很大程度上由于教師在設(shè)計(jì)、操作過(guò)程中呈現(xiàn)方式上的不到位，導(dǎo)致演示實(shí)驗(yàn)并未取得應(yīng)有的教學(xué)效果。本文圍繞演示實(shí)驗(yàn)的呈現(xiàn)方式，從樂(lè)見、眼見、易見三個(gè)方面來(lái)優(yōu)化演示實(shí)驗(yàn)的呈現(xiàn)方式，從而提升演示實(shí)驗(yàn)的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：初中科學(xué)；演示實(shí)驗(yàn)；呈現(xiàn)方式；優(yōu)化

中圖分類號(hào)：G632 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1002-7661（2017）05-011-03

科學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科。實(shí)驗(yàn)既是科學(xué)探究最為重要的環(huán)節(jié)之一，也是學(xué)習(xí)科學(xué)的重要方法。通過(guò)實(shí)驗(yàn)不僅可以幫助學(xué)生正確認(rèn)識(shí)事物和概念的形成過(guò)程，同時(shí)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)可以培養(yǎng)學(xué)生觀察能力、分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力，又能提高學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力?？梢哉f(shuō)，科學(xué)實(shí)驗(yàn)是科學(xué)教學(xué)最為本質(zhì)的特征，在教學(xué)中有難以替代的功能。

一、問(wèn)題的提出

演示實(shí)驗(yàn)作為科學(xué)實(shí)驗(yàn)的重要組成部分，同樣既是初中科學(xué)課堂教學(xué)的重要教學(xué)方法，也是課堂教學(xué)的重要內(nèi)容。好的演示實(shí)驗(yàn)可以創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的好奇心和求知欲；可以通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程及其現(xiàn)象的觀察、分析，歸納形成科學(xué)概念、原理、規(guī)律；可以通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)形象、直觀的實(shí)驗(yàn)過(guò)程，來(lái)突破教學(xué)的重難點(diǎn)；更可以通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)獲取的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，檢驗(yàn)探究過(guò)程作出的假設(shè)，其重要性不言而喻。浙教版的《科學(xué)》教材設(shè)置了大量課堂演示實(shí)驗(yàn)，意義也正在于此。

但演示實(shí)驗(yàn)不同于學(xué)生實(shí)驗(yàn)，除了要吸引學(xué)生外，由于觀察者所處的距離和視角不一樣，對(duì)演示實(shí)驗(yàn)呈現(xiàn)的過(guò)程和現(xiàn)象提出了更高的要求。因此，在教學(xué)中會(huì)發(fā)現(xiàn)，教材很多演示實(shí)驗(yàn)看起來(lái)都很不錯(cuò)，但操作中呈現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)過(guò)程和現(xiàn)象相對(duì)于整個(gè)班級(jí)的學(xué)生來(lái)說(shuō)并不明顯，制約觀察效果。不僅沒(méi)有發(fā)揮演示實(shí)驗(yàn)應(yīng)有的作用，反而會(huì)制約課堂教學(xué)的流暢性和清晰度。分析其原因有很多，總結(jié)起來(lái)從結(jié)果上看，演示實(shí)驗(yàn)的呈現(xiàn)方式是最為重要的原因之一。因此，作為一名科學(xué)教師應(yīng)盡一切可能來(lái)優(yōu)化演示實(shí)驗(yàn)的呈現(xiàn)方式，為學(xué)生展現(xiàn)出豐富多彩的科學(xué)現(xiàn)象和情景，幫助學(xué)生直觀、有趣、形象地學(xué)習(xí)科學(xué)，從而切實(shí)提升演示實(shí)驗(yàn)的教學(xué)效果。

二、演示實(shí)驗(yàn)呈現(xiàn)方式的優(yōu)化和實(shí)施

演示實(shí)驗(yàn)效果不好，要么呈現(xiàn)的方式過(guò)于呆板，不符合學(xué)生的心理特征；要么是實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、過(guò)程不明顯，呈現(xiàn)的演示實(shí)驗(yàn)不利于學(xué)生的直接觀察。歸結(jié)起來(lái)看，要提高演示實(shí)驗(yàn)的教學(xué)效果，優(yōu)化演示實(shí)驗(yàn)的呈現(xiàn)方式是很重要的一環(huán)。本文圍繞演示實(shí)驗(yàn)呈現(xiàn)方式，以樂(lè)見、眼見、易見三個(gè)方面為標(biāo)準(zhǔn)，來(lái)優(yōu)化演示實(shí)驗(yàn)的呈現(xiàn)方式，使得演示實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象和過(guò)程更切合學(xué)生的觀察，以及學(xué)生的心理特征需求。

1、樂(lè)見，呈現(xiàn)的現(xiàn)象要盡可能的驚奇

實(shí)驗(yàn)教學(xué)既符合科學(xué)學(xué)科的特征，又符合初中生的認(rèn)知特點(diǎn)，同時(shí)也要符合初中生好奇、好問(wèn)的心理特征。好的演示實(shí)驗(yàn)首先應(yīng)具備激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)好奇性和求知欲的功能，應(yīng)是培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、引人入勝的重要手段，特別是為課題引入而創(chuàng)設(shè)的情境性實(shí)驗(yàn)。因此，在設(shè)計(jì)、操作演示實(shí)驗(yàn)時(shí)，首先呈現(xiàn)的過(guò)程要注意順序和設(shè)置懸念，要保持足夠的吸引力，不能平鋪直敘。就好像一個(gè)好故事一樣，不同的講述方法呈現(xiàn)的效果是完全不一樣的。另一方面要使實(shí)驗(yàn)呈現(xiàn)的現(xiàn)象盡可能的驚奇，給學(xué)生形成強(qiáng)烈的視覺(jué)沖擊，充分引起學(xué)生的注意和興趣。

例1（設(shè)置懸念）：機(jī)械能轉(zhuǎn)化

學(xué)習(xí)機(jī)械能轉(zhuǎn)化的教學(xué)中，先出示圖1蓋好蓋子的金屬圓盒，提問(wèn)學(xué)生能不能不用外力的情況下，如何實(shí)現(xiàn)重物爬坡。在學(xué)生疑惑中教師演示圓盒爬坡實(shí)驗(yàn)，學(xué)生會(huì)在驚奇于實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的過(guò)程中引發(fā)思考和猜測(cè)。待時(shí)機(jī)成熟時(shí)，教師接著用圖2透明裝置演示一邊，以支持學(xué)生猜想鐵盒中機(jī)關(guān)的可能性，再揭秘演示，引出課題進(jìn)行學(xué)習(xí)。若先直接呈現(xiàn)圖2實(shí)驗(yàn)就沒(méi)這個(gè)效果。

例2（現(xiàn)象驚奇）：帕斯卡桶裂

在學(xué)習(xí)影響液體壓強(qiáng)的影響因素教學(xué)中，為了引出影響液體壓強(qiáng)的影響因素，演示帕斯卡桶裂實(shí)驗(yàn)中，用細(xì)針在礦泉水瓶子的側(cè)壁中上部戳上許多細(xì)孔，開始讓漏斗水平轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，無(wú)水流出。當(dāng)學(xué)生不以為然時(shí)，突然將漏斗舉高到一定高度時(shí)，只見水流從細(xì)孔中噴射而出，并且持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，十分美麗（如圖3）。在學(xué)生前后比較的一片驚呼聲中，再重復(fù)實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生觀察變量，這樣學(xué)生有了充分的觀察動(dòng)機(jī)，在認(rèn)真觀察的同時(shí)，引發(fā)學(xué)生的好奇心和進(jìn)一步的思考。

演示實(shí)驗(yàn)的呈現(xiàn)如果能增加神秘感和現(xiàn)象的感官刺激程度，產(chǎn)生驚奇的實(shí)驗(yàn)效果對(duì)于活躍課堂氣氛，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性是有很大作用的。教師可以通過(guò)聲、光、電等一些手段來(lái)放大演示實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象，以加強(qiáng)演示實(shí)驗(yàn)的感官刺激，突出演示實(shí)驗(yàn)的驚?？梢越Y(jié)合一些小魔術(shù)、一些學(xué)生錯(cuò)誤的前概念（認(rèn)知沖突），來(lái)設(shè)計(jì)演示實(shí)驗(yàn)以增強(qiáng)演示實(shí)驗(yàn)的奇。要善于鋪設(shè)和設(shè)置懸念，把握好實(shí)驗(yàn)呈現(xiàn)的節(jié)奏，創(chuàng)設(shè)驚奇的學(xué)習(xí)氛圍，使學(xué)生樂(lè)見。另外，學(xué)生興趣的最高境界應(yīng)該是思維的樂(lè)趣，因此在驚奇的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象下，還需設(shè)置相關(guān)的引導(dǎo)性問(wèn)題，引發(fā)思考。

2、眼見，呈現(xiàn)的現(xiàn)象要盡可能的可視

從圖4所示的人體感官對(duì)信息的捕獲率來(lái)看，眼睛是人類最重要的感覺(jué)器官，人們從外界接收的各種信息中80%以上是通過(guò)視覺(jué)獲得的。對(duì)于演示實(shí)驗(yàn)過(guò)程和現(xiàn)象來(lái)說(shuō)，基于課堂演示實(shí)驗(yàn)的客觀條件，學(xué)生更是依賴視覺(jué)來(lái)獲取信息的。因此，在演示實(shí)驗(yàn)的操作過(guò)程中要盡量把通過(guò)其他感覺(jué)器官捕獲的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象轉(zhuǎn)化為視覺(jué)，要把看不見的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象轉(zhuǎn)化為看得見的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，要把不明顯的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象放大，要把定性觀察轉(zhuǎn)化為定量觀察，總之實(shí)驗(yàn)過(guò)程和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象要盡可能有利于學(xué)生用視覺(jué)進(jìn)行直接觀察。

例3（觸覺(jué)轉(zhuǎn)化為視覺(jué)）：氫氧化鈉溶解放熱

雖然氫氧化鈉溶于水會(huì)放出大量的熱，用手觸摸試管外壁感受溫度明顯升高，但是作為一個(gè)課堂演示實(shí)驗(yàn)，通過(guò)觸覺(jué)來(lái)感受現(xiàn)象不方便、不明顯，不可視。即使有一兩個(gè)同學(xué)感受到了，但大部分同學(xué)還是沒(méi)有直接的感覺(jué)和體驗(yàn)?？蓪?shí)驗(yàn)中的冷水更換為剛煮沸的熱水，用試管取3毫升水加熱至沸騰，停止加熱，再將少量氫氧化鈉放入盛有熱水的試管里，學(xué)生可以觀察到水又重新沸（如圖5）。當(dāng)然也可以通過(guò)放熱改變氣壓，觀察紅墨水的移動(dòng)來(lái)推導(dǎo)放熱。原理是一樣的，把觸覺(jué)轉(zhuǎn)化為視覺(jué)，便于全體學(xué)生觀察。endprint

例4（定性轉(zhuǎn)化為定量）：滑輪組

在《滑輪組》的教學(xué)中，拉力和重物之間的大小關(guān)系是可以通過(guò)彈簧秤的測(cè)量進(jìn)行比較，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和數(shù)據(jù)利于得出拉力與重力之間的關(guān)系。但由于繩子自由端拉過(guò)的距離和重物上升的高度之間沒(méi)有進(jìn)行定量的測(cè)量，只是進(jìn)行了定性觀察。學(xué)生雖然初步可以認(rèn)識(shí)到兩者之間的區(qū)別聯(lián)系，作出相關(guān)猜想。但不能利用有效測(cè)定兩者的定量關(guān)系。因此，在教材實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，用圖6所示的方法對(duì)繩子自由端移動(dòng)的距離和重物上升的高度進(jìn)行簡(jiǎn)單的比例測(cè)量，把定性觀察轉(zhuǎn)化為定量觀察，提升視覺(jué)的指向性，有利于通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出相關(guān)規(guī)律。

無(wú)論是其它感覺(jué)轉(zhuǎn)化為視覺(jué)，或是轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，或是放大實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，或是定性轉(zhuǎn)化為定量，其核心就是針對(duì)課堂演示實(shí)驗(yàn)的條件和目標(biāo)，呈現(xiàn)實(shí)驗(yàn)過(guò)程和現(xiàn)象的方式要盡可能的有利于學(xué)生的視覺(jué)觀察，眼見為實(shí)。

3、易見，呈現(xiàn)的現(xiàn)象要盡可能的清晰

在樂(lè)見和可見的基礎(chǔ)上，總還是有些演示實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象不便于學(xué)生觀察。有些是由于重力的原因只能在水平方向操作，而不能在豎直方向操作；有的實(shí)驗(yàn)因?yàn)閷?shí)驗(yàn)周期太長(zhǎng)，不能在短暫的課堂內(nèi)完成；有的由于觀察的視角不一樣，觀察的結(jié)果不一樣；有的實(shí)驗(yàn)因?yàn)閷?shí)驗(yàn)現(xiàn)象呈現(xiàn)過(guò)快或者過(guò)慢等原因，不利于學(xué)生的觀察?？偨Y(jié)起來(lái)說(shuō)，就是呈現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象在學(xué)生的觀察范圍之外。面對(duì)這樣的情況，應(yīng)該借助于實(shí)物投影儀、攝像頭、數(shù)碼相機(jī)、手機(jī)、同屏軟件等工具，擴(kuò)大學(xué)生的觀察范圍，使得實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象清晰可見。

例5（觀察的角度）：觀察杯中的硬幣

在光的折射現(xiàn)象中，在做觀察杯中的硬幣演示實(shí)驗(yàn)時(shí)，只有眼睛在折射光線上的學(xué)生才能看到相關(guān)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，教師只能讓某幾個(gè)學(xué)生進(jìn)行嘗試，很難讓全班同學(xué)同時(shí)看到相關(guān)現(xiàn)象。作為一個(gè)課堂演示實(shí)驗(yàn)，又不能挨個(gè)讓學(xué)生觀察一遍，實(shí)驗(yàn)效果并不理想。這類實(shí)驗(yàn)就需要借助工具進(jìn)行觀察（如圖7）：在實(shí)驗(yàn)中用攝像頭替代觀察者的眼睛，將攝像頭撲捉的現(xiàn)象通過(guò)大屏幕的方式進(jìn)行呈現(xiàn)，這樣就避免了觀察角度帶來(lái)的問(wèn)題，能讓全班同學(xué)身臨其境的同時(shí)觀察到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

例6（過(guò)程太快）：壓縮做功

在浙教版科學(xué)教材九年級(jí)上冊(cè)第三章的“壓縮做功演示實(shí)驗(yàn)”，由于在實(shí)驗(yàn)的實(shí)際演示操作過(guò)程中，下壓動(dòng)作迅速，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象瞬間即逝，學(xué)生不便于觀察、可見度低，效果差?？梢允孪葘⒃搶?shí)驗(yàn)過(guò)程全程錄像，當(dāng)課堂演示實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，通過(guò)錄像的慢放，甚至是反復(fù)慢回放，將實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象清晰的展現(xiàn)給學(xué)生（如圖8）。在一些演示實(shí)驗(yàn)中，又如自由落體等實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象往往瞬間產(chǎn)生，一閃而逝，不便觀察，實(shí)驗(yàn)效果差。如果教師采用正常的拍攝速度，然后再通過(guò)錄像慢回放，將實(shí)驗(yàn)中的瞬間現(xiàn)象慢慢呈現(xiàn)，使學(xué)生觀察到完整清晰的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，達(dá)到其他手段達(dá)不到的效果。

將演示實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)代技術(shù)有效結(jié)合，既能把微小的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象放大，清晰直觀呈現(xiàn)給學(xué)生；能把快的變慢，慢的變快；能讓學(xué)生觀察到常規(guī)手段看不到的一些實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中的動(dòng)態(tài)變化；也能統(tǒng)一全班學(xué)生的視角，避免觀察角度的干擾……。總之，要充分活用數(shù)碼技術(shù)等現(xiàn)代科技手段，借助工具擴(kuò)大學(xué)生的觀察范圍，盡量讓呈現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)過(guò)程和現(xiàn)象清晰可見，不僅樂(lè)見、可見也易見。

三、思考

斯賓塞曾說(shuō)，“不要給孩子鬼一般難捉摸的東西”，演示實(shí)驗(yàn)本義就是通過(guò)形象、直觀的實(shí)驗(yàn)讓抽象的科學(xué)教學(xué)更形象。但如果演示實(shí)驗(yàn)呈現(xiàn)的方式不恰當(dāng)，用一個(gè)乏味、不可見、又不清晰的實(shí)驗(yàn)去解釋或揭示一個(gè)更抽象的科學(xué)概念或原理，效果可能會(huì)適得其反。因此，如何提升演示實(shí)驗(yàn)的呈現(xiàn)方式，讓演示實(shí)驗(yàn)有助于教學(xué)，而不是成為教學(xué)的又一個(gè)難點(diǎn)，是一個(gè)永恒需要解決的問(wèn)題。除了上文所提的三點(diǎn)以外，在教學(xué)實(shí)踐中還需要注意以下幾點(diǎn)。

1、突出示范

演示實(shí)驗(yàn)主要是教師做給學(xué)生看的，演示過(guò)程有強(qiáng)烈的示范效應(yīng)。因此，首先每一個(gè)演示實(shí)驗(yàn)都需要教師認(rèn)真研究和準(zhǔn)備，盡量提高演示實(shí)驗(yàn)的可視性、成功率，突出可信度；其次，教師在使用儀器、量取藥品及演示操作時(shí)，實(shí)驗(yàn)操作要規(guī)范，過(guò)程要科學(xué)，在潛移默化中使學(xué)生養(yǎng)成良好實(shí)驗(yàn)習(xí)慣；另外，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，教師在介紹實(shí)驗(yàn)儀器、闡述實(shí)驗(yàn)過(guò)程和總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)論時(shí)，實(shí)驗(yàn)用語(yǔ)要準(zhǔn)確、科學(xué)，以利于規(guī)范名稱，科學(xué)表述。簡(jiǎn)而言之，作為一名科學(xué)教師要不斷提升自身的實(shí)驗(yàn)技能，以起到良好的示范效果。

2、明確目的

現(xiàn)象的清晰易見這是一個(gè)基礎(chǔ)，是一個(gè)外在要求。而學(xué)生思路的清晰，才是本質(zhì)要求。學(xué)生在觀察演示實(shí)驗(yàn)時(shí)，經(jīng)常會(huì)因?yàn)橐恍@奇有趣的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，而忽略了現(xiàn)象背后隱藏的原理和本質(zhì)。因此，教師在思考呈現(xiàn)方式的同時(shí)，也不能忽視實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的性。要達(dá)到什么目的，起到什么作用，解決什么問(wèn)題等，這些是教師首先要明確。演示中不僅要指導(dǎo)學(xué)生觀察，更重要的是要通過(guò)呈現(xiàn)的方式和啟發(fā)性、指向性的問(wèn)題去引導(dǎo)學(xué)生的思考。在學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象發(fā)生和變化的基礎(chǔ)上，去分析現(xiàn)象產(chǎn)生及變化的原因，這樣才能有效的達(dá)到演示實(shí)驗(yàn)的教學(xué)目的。

3、引導(dǎo)參與

雖說(shuō)是演示實(shí)驗(yàn)，但并不意味演示實(shí)驗(yàn)就是教師的獨(dú)角戲。恰恰相反，正因?yàn)檠菔緦?shí)驗(yàn)過(guò)程中，學(xué)生容易處于被動(dòng)地位，更需要通過(guò)教師的設(shè)計(jì)，來(lái)引導(dǎo)學(xué)生的積極參與，激發(fā)學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。行動(dòng)上，可以通過(guò)邀請(qǐng)學(xué)生和教師共同完成實(shí)驗(yàn)，或在教師指導(dǎo)下學(xué)生代表完成一些簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)來(lái)引導(dǎo)學(xué)生積極參與；語(yǔ)言上，可以引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器的介紹，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的描述來(lái)引導(dǎo)學(xué)生積極參與；思維上，可以通過(guò)圍繞原理、器材、藥品、現(xiàn)象、成因等設(shè)計(jì)問(wèn)題，特別是通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的評(píng)價(jià)來(lái)引導(dǎo)學(xué)生積極參與。通過(guò)行動(dòng)、語(yǔ)言、思維強(qiáng)化演示實(shí)驗(yàn)的互動(dòng)性，激發(fā)學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。

總之，在還不能把每個(gè)演示實(shí)驗(yàn)都轉(zhuǎn)化為學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)，教師要充分考慮演示實(shí)驗(yàn)的呈現(xiàn)方式，要盡量打破演示實(shí)驗(yàn)和學(xué)生實(shí)驗(yàn)的界限，設(shè)法讓演示實(shí)驗(yàn)盡可能的有利于學(xué)生的觀察，啟發(fā)學(xué)生的思維。讓學(xué)生在動(dòng)手動(dòng)腦中學(xué)習(xí)科學(xué)，培養(yǎng)興趣，發(fā)展能力。

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