徐燕燕

溫州市甌海區(qū)瞿溪華僑中學(xué) 浙江溫州 325000

一、初中科學(xué)學(xué)生實(shí)驗(yàn)教學(xué)的背景和現(xiàn)狀

新課標(biāo)中，要求學(xué)生做實(shí)驗(yàn)時(shí)，學(xué)生要“明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，理解?shí)驗(yàn)原理、方法，學(xué)會(huì)正確使用儀器進(jìn)行觀察和測(cè)量”，“能分析處理數(shù)據(jù)并得出正確結(jié)論”，并進(jìn)一步要求“能控制實(shí)驗(yàn)條件，找出實(shí)驗(yàn)故障”，“個(gè)別實(shí)驗(yàn)要求會(huì)合理選擇儀器”。但通過(guò)調(diào)查統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，教師對(duì)學(xué)生課堂實(shí)驗(yàn)的立場(chǎng)是：盡量開(kāi)展實(shí)驗(yàn)的占70.8%，能視頻替代而不做的占13.2%，板書加口頭講解的占16%。而學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)，照教材按部就班開(kāi)展的占85%，學(xué)生自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的占15%，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中遇到困難能自行解決的占20%。這樣的實(shí)驗(yàn)安排大大限制了學(xué)生的活動(dòng)，無(wú)法有效發(fā)揮學(xué)生實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生科學(xué)素質(zhì)培養(yǎng)的積極作用。

二、有效設(shè)計(jì)初中科學(xué)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的必要性

科學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，學(xué)生實(shí)驗(yàn)是由學(xué)生主動(dòng)參與動(dòng)手操作，積極觀察現(xiàn)象，熟練使用儀器進(jìn)行測(cè)量及正確處理數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確分析結(jié)果的過(guò)程。初中科學(xué)教學(xué)中，學(xué)生實(shí)驗(yàn)是在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生動(dòng)手、動(dòng)腦、學(xué)科學(xué)的重要環(huán)節(jié)；是培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生學(xué)以致用的過(guò)程；也是完成初中科學(xué)教學(xué)基本任務(wù)的需要。

三、有效設(shè)計(jì)初中科學(xué)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的理論依據(jù)

認(rèn)知心理學(xué)認(rèn)為思維產(chǎn)生于動(dòng)作，不僅僅是感知運(yùn)動(dòng)層次的智慧與動(dòng)作密不可分，就是較高層次的智慧也與動(dòng)作有一定的聯(lián)系，所以學(xué)習(xí)的根本途徑是學(xué)生自己的活動(dòng)。據(jù)于該原則，科學(xué)教學(xué)過(guò)程應(yīng)放手讓學(xué)生動(dòng)手，動(dòng)腦，通過(guò)活動(dòng)構(gòu)建與豐富自己的認(rèn)識(shí)結(jié)構(gòu)，有助于學(xué)生科學(xué)素質(zhì)的逐步形成。

四、有效設(shè)計(jì)初中科學(xué)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的實(shí)踐探索

以我在教學(xué)實(shí)踐中一節(jié)關(guān)于研究杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)課為例。本節(jié)課突出的特點(diǎn)是實(shí)驗(yàn)過(guò)程程序化。具體可歸納為：了解性實(shí)驗(yàn)、初探性實(shí)驗(yàn)、探索性實(shí)驗(yàn)、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、深化性實(shí)驗(yàn)等五個(gè)階段。在研究物理規(guī)律方面使學(xué)生按下列步驟深化：復(fù)習(xí)概念；引入新課；發(fā)現(xiàn)規(guī)律；理解規(guī)律；應(yīng)用規(guī)律等。本節(jié)課具體實(shí)施過(guò)程如下：

（一）了解性實(shí)驗(yàn)，復(fù)習(xí)概念，為實(shí)驗(yàn)作好準(zhǔn)備

老師首先指導(dǎo)學(xué)生了解杠桿實(shí)驗(yàn)儀器的構(gòu)造，并結(jié)合儀器讓學(xué)生回顧杠桿的定義及五要素。要求學(xué)生在杠桿處于水平位置平衡時(shí)會(huì)找出五要素。當(dāng)然老師首先要向?qū)W生統(tǒng)一規(guī)定支點(diǎn)左方鉤碼產(chǎn)生的拉力當(dāng)作阻力，支點(diǎn)右方鉤碼產(chǎn)生的拉力當(dāng)作動(dòng)力，最后老師要提出本節(jié)實(shí)驗(yàn)要求。

（二）初探性實(shí)驗(yàn)，設(shè)疑引入新課

摸索階段，左方鉤碼產(chǎn)生的拉力當(dāng)阻力，手的拉力當(dāng)動(dòng)力，自行體驗(yàn)。假如動(dòng)力臂變小時(shí)，用手體驗(yàn)自身手的肌肉緊張度。接著老師向?qū)W生提出質(zhì)疑：動(dòng)力臂越小越費(fèi)力，那動(dòng)力，動(dòng)力臂，阻力，阻力臂之間究竟有怎樣的定量關(guān)系呢？這樣就激發(fā)學(xué)生的探究欲望，水到渠成地引入新課。

（三）探索性實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律

安排學(xué)生完成下列三組實(shí)驗(yàn)，第一組給定阻力、阻力臂、動(dòng)力，測(cè)出動(dòng)力臂。第二組給定阻力、阻力臂、動(dòng)力臂，測(cè)出動(dòng)力。第三組學(xué)生自己給定三個(gè)量，測(cè)定第4個(gè)量（具體數(shù)值見(jiàn)附表1）。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，讓學(xué)生計(jì)算阻力與阻力臂、動(dòng)力與動(dòng)力臂的乘積。并把實(shí)驗(yàn)有關(guān)數(shù)據(jù)填入實(shí)驗(yàn)表格內(nèi)，最后讓學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出正確的規(guī)律，這樣大部分學(xué)生都能總結(jié)出杠桿的平衡條件。

（四）驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，改變方法，理解物理規(guī)律

學(xué)生由探索性實(shí)驗(yàn)得出杠桿平衡的條件，為了加深理解物理規(guī)律的本質(zhì)，增設(shè)三組實(shí)驗(yàn)。第一組采用“驗(yàn)證法”。動(dòng)力鉤碼換成彈簧秤的拉力，杠桿的平衡條件F1*L1=F2*L2是否還成立呢？第二組是深化規(guī)律。學(xué)生先前實(shí)驗(yàn)是動(dòng)力與阻力異側(cè)實(shí)驗(yàn)，而當(dāng)動(dòng)力與阻力同側(cè)時(shí)杠桿的平衡條件還成立嗎？通過(guò)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生明白科學(xué)實(shí)驗(yàn)規(guī)律具有普適性。第三組實(shí)驗(yàn)由學(xué)生自己設(shè)置的。（見(jiàn)附表2）學(xué)生有序完成以上三組實(shí)驗(yàn)后，再讓學(xué)生利用數(shù)據(jù)驗(yàn)證杠桿平衡條件規(guī)律。

（五）深化性實(shí)驗(yàn)，開(kāi)拓思路，應(yīng)用物理規(guī)律

教師提問(wèn)：當(dāng)阻力鉤碼一個(gè)，動(dòng)力鉤碼兩個(gè)，調(diào)節(jié)力臂杠桿處于平衡狀態(tài)時(shí)，那左右兩邊再各加一個(gè)鉤碼杠桿還能平衡嗎？這時(shí)學(xué)生異常興奮，有說(shuō)平衡，有說(shuō)不平衡，此時(shí)教師要求學(xué)生應(yīng)用剛得出的規(guī)律計(jì)算驗(yàn)證，學(xué)生計(jì)算 F1*L1和F2*L2，發(fā)現(xiàn)二者乘積不相等，杠桿是不能平衡。如何達(dá)到新的平衡呢？學(xué)生各抒己見(jiàn)，然后根據(jù)理論計(jì)算出的數(shù)據(jù)進(jìn)一步用實(shí)驗(yàn)實(shí)證，學(xué)生興奮地體驗(yàn)理論與實(shí)踐的一致，這樣就加深了對(duì)物理規(guī)律本質(zhì)的理解。

表1 探索性實(shí)驗(yàn)表

表2 驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)表

五、有效設(shè)計(jì)初中科學(xué)學(xué)生實(shí)驗(yàn)需注意的事項(xiàng)

對(duì)于初中科學(xué)學(xué)生實(shí)驗(yàn)課要保證教學(xué)過(guò)程很好地實(shí)施很重要的問(wèn)題是解決“亂”字，對(duì)于這一點(diǎn)，我感受頗深，我做了如下幾方面工作：

（一）教師引路，要求明確

如本節(jié)課教學(xué)過(guò)程是由五個(gè)階段來(lái)完成的，每個(gè)階段教師應(yīng)有明確要求可使學(xué)生做到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、步驟明確，心中有數(shù)，積極主動(dòng)。

（二）圖表協(xié)助，形象具體，提高效率

每個(gè)階段的實(shí)驗(yàn)都有相應(yīng)的圖表展現(xiàn)在前面黑板上。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中有不清楚的地方可借助圖表。

（三）合理安排，人人動(dòng)手激發(fā)興趣

如本節(jié)實(shí)驗(yàn)課上，教師應(yīng)明確要求每小組實(shí)驗(yàn)的兩個(gè)學(xué)生，一個(gè)作探索性實(shí)驗(yàn)一個(gè)人協(xié)助，再作驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)時(shí)兩個(gè)人交換。這樣可以鍛煉每個(gè)人的動(dòng)手能力。

由于以上措施，使老師對(duì)整節(jié)學(xué)生實(shí)驗(yàn)課做到循序漸進(jìn)、層層深入，效果較好，師生滿意。

總之，有效設(shè)計(jì)初中科學(xué)學(xué)生實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的重要途徑。我們要積極倡導(dǎo)和探索初中科學(xué)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的最優(yōu)化問(wèn)題，力求在最短的時(shí)間里找出最佳途徑。