夏兆省

摘? ? 要：微實(shí)驗(yàn)具有實(shí)用性、親和性、拓展性、探究性的基本特征。對(duì)微實(shí)驗(yàn)的分類、內(nèi)容進(jìn)行提煉，從科學(xué)概念教學(xué)、規(guī)律教學(xué)以及習(xí)題教學(xué)中突出培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)，在科學(xué)教學(xué)中要通過觀察、實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)已掌握的事實(shí)通過分析、歸納、概括出基本概念和基本規(guī)律，從而獲取科學(xué)知識(shí)。

關(guān)鍵詞：初中科學(xué);核心素養(yǎng);微實(shí)驗(yàn)教學(xué)

初中科學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的綜合理科課程，實(shí)驗(yàn)是科學(xué)教學(xué)的一種最有效的形式，其中隱含著豐富的科學(xué)知識(shí)與疑問，是開啟科學(xué)知識(shí)的源泉，幫助學(xué)生形成科學(xué)概念、原理與規(guī)律，培養(yǎng)學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象能力、得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論能力，同時(shí)還培養(yǎng)學(xué)生尊重科學(xué)事實(shí)的基礎(chǔ)上逐步構(gòu)建科學(xué)的方法論， 逐步形成科學(xué)的情感、態(tài)度與價(jià)值觀。

筆者曾對(duì)初中科學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)進(jìn)行了課堂觀察，在課后對(duì)學(xué)生進(jìn)行了問卷調(diào)查，并結(jié)合訪談，發(fā)現(xiàn)大多數(shù)教師存在著輕科學(xué)知識(shí)形成過程，重科學(xué)知識(shí)結(jié)論;忽視尊重客觀事實(shí)，過分強(qiáng)調(diào)尊重權(quán)威;不注重實(shí)驗(yàn)，忽視對(duì)實(shí)驗(yàn)過程思考等問題。這樣的實(shí)驗(yàn)教學(xué)的課堂與培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)顯然是割裂的。

為此，筆者以培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)為指向， 從以下幾方面對(duì)初中科學(xué)微實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行一些實(shí)踐與探索。

一、微實(shí)驗(yàn)的涵義和基本特征

微實(shí)驗(yàn)是指利用生產(chǎn)和生活中的物品進(jìn)行的“短小”實(shí)驗(yàn)。微實(shí)驗(yàn)以結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作便易取材方便等特點(diǎn)，使其具有極強(qiáng)的“親民性”，學(xué)生能輕易參與，人人可做。學(xué)生利用生產(chǎn)和生活中的物品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，強(qiáng)調(diào)要開展多種探究活動(dòng)，以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的興趣，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。微實(shí)驗(yàn)具有實(shí)用性、親和性、拓展性、探究性的基本特征。

1.實(shí)用性

日常物品可以根據(jù)需要加工成不同的實(shí)驗(yàn)用品，可增強(qiáng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)科學(xué)積極性和體驗(yàn)探究科學(xué)過程，有助于突破科學(xué)概念、規(guī)律、原理的疑難點(diǎn)。如浙教版科學(xué)教材第三冊(cè)第三章第2節(jié)“浮力”的教學(xué)中，教師安排學(xué)生利用家庭器材薄塑料袋探究物體的沉浮條件。

2.親和性

日常物品學(xué)生感興趣，較熟悉，容易被學(xué)生接受并積極思考。如浙教版科學(xué)教材第二冊(cè)第三章第7節(jié)“壓強(qiáng)”的教學(xué)中，教師安排學(xué)生利用文具器材鋼筆探究壓力的作用效果跟壓力的大小與受力面積有關(guān)，從而建立了壓強(qiáng)概念。

3.拓展性

日常物品對(duì)教科書內(nèi)容進(jìn)行補(bǔ)充，可幫助學(xué)生理解科學(xué)概念、規(guī)律、原理的重難點(diǎn)。如浙教版科學(xué)教材第四冊(cè)第三章第4節(jié)“二氧化碳”的教學(xué)中，教師安排學(xué)生利用醫(yī)用器材大號(hào)針筒探究“二氧化碳?xì)怏w在水中溶解性” 的實(shí)驗(yàn)，從而進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，幫助學(xué)生理解二氧化碳?xì)怏w在水中溶解性的規(guī)律。

4.探究性

利用生產(chǎn)和生活中的日常小物品，根據(jù)科學(xué)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可以調(diào)動(dòng)學(xué)生去探究直觀的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象背后潛在的科學(xué)概念、規(guī)律、原理，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)科學(xué)現(xiàn)象的自主探究活動(dòng)，鍛煉了學(xué)生的觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象能力、探究實(shí)驗(yàn)規(guī)律能力以及學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力。如浙教版科學(xué)教材第四冊(cè)第三章第2節(jié)“氧氣和燃燒”的教學(xué)中，教師安排學(xué)生利用醫(yī)用器材注射器探究可燃物的燃燒條件之一需要氧氣參與。

二、微實(shí)驗(yàn)教學(xué)的分類和內(nèi)容

教師認(rèn)為科學(xué)教學(xué)資源就是上級(jí)教育行政部門配發(fā)的實(shí)驗(yàn)器材。其實(shí)，我們要充分挖掘生產(chǎn)和生活中的日常小物品，開展多種科學(xué)探究活動(dòng)，以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的興趣，培養(yǎng)學(xué)生的探究能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。

（一） 微實(shí)驗(yàn)分類

科學(xué)來(lái)自實(shí)驗(yàn)，概念源于實(shí)踐，“微實(shí)驗(yàn)”可以促進(jìn)建構(gòu)科學(xué)概念。微實(shí)驗(yàn)課程設(shè)置五個(gè)分類（如圖1），所有內(nèi)容直接來(lái)源于學(xué)生熟悉的生產(chǎn)和生活中的日常小物品，更能打破學(xué)生對(duì)科學(xué)探究的神秘感，體驗(yàn)到學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí)的樂趣。

（二）微實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

微實(shí)驗(yàn)對(duì)適合提升學(xué)生核心素養(yǎng)的教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)了不同專題的科學(xué)探究教學(xué)，具體內(nèi)容如表1所示。

根據(jù)以上微實(shí)驗(yàn)探究?jī)?nèi)容，從科學(xué)概念教學(xué)、規(guī)律教學(xué)以及習(xí)題教學(xué)中突出培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)，在科學(xué)教學(xué)中要通過觀察、實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)已掌握的事實(shí)通過分析、歸納、概括出基本概念和基本規(guī)律，從而獲取科學(xué)知識(shí)。

三、微實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)踐

1.微實(shí)驗(yàn)在初中科學(xué)概念教學(xué)中實(shí)踐

在科學(xué)概念的形成過程中，利用日常小物品對(duì)教科書實(shí)驗(yàn)器材進(jìn)行改進(jìn)，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，可幫助學(xué)生理解科學(xué)概念，同時(shí)培養(yǎng)了學(xué)生的觀察能力、探究能力和自主學(xué)習(xí)的能力。

案例1? ?“壓強(qiáng)”教學(xué)

浙教版科學(xué)教材第二冊(cè)第三章第7節(jié)“壓強(qiáng)”的教學(xué)中安排了如圖2所示的一個(gè)活動(dòng)。

這是一個(gè)探究壓強(qiáng)大小跟什么因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，利用海綿、小凳子、砝碼實(shí)驗(yàn)器材進(jìn)行探究。

在浙教版科學(xué)教材中，本實(shí)驗(yàn)為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程，學(xué)生基本上被動(dòng)地完成實(shí)驗(yàn)，照搬課本，未作深層次的思考，機(jī)械地求證實(shí)驗(yàn)結(jié)果。學(xué)生發(fā)揮的空間小，學(xué)生沒有深層次的學(xué)習(xí)興趣，更缺乏主動(dòng)去探究性學(xué)習(xí)的動(dòng)力?；谶@樣的實(shí)驗(yàn)狀況，筆者突破教材的限制，挖掘并利用日常物品器材設(shè)計(jì)為探究實(shí)驗(yàn)，深化對(duì)書本知識(shí)的理解和應(yīng)用，提升了核心素養(yǎng)。

教師組織學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，填寫學(xué)習(xí)活動(dòng)單中的實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)步驟。

第______小組? ? ? ?成員：________

（1）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

[實(shí)驗(yàn)?zāi)康?探究壓力的效果與受力面積的關(guān)系 實(shí)驗(yàn)方法

需要改變的量 受力面積 需要控制不變的量 壓力大小 實(shí)驗(yàn)器材 塑料透明的大盒子、沙子、兩個(gè)相同的玻璃杯 實(shí)驗(yàn)步驟 兩個(gè)相同的塑料透明的大盒子，里面裝上等量的沙子;

將其中一個(gè)玻璃杯正放在沙子上面，另外一個(gè)倒放在另一堆沙上，比較沙子凹陷的程度。 ]

（2）觀察與分析

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：玻璃杯倒放沙子凹陷得深一些。

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：壓力的大小不變，壓力的作用效果與受力面積有關(guān)，且成反比。

（3）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

[實(shí)驗(yàn)?zāi)康?探究壓力的效果與壓力大小的關(guān)系 實(shí)驗(yàn)方法

需要改變的量 壓力大小 需要控制不變的量 受力面積 實(shí)驗(yàn)器材 塑料透明的大盒子、沙子、兩個(gè)相同的玻璃杯 實(shí)驗(yàn)步驟 兩個(gè)相同的塑料透明的大盒子，里面裝上等量的沙子;

將兩個(gè)杯子都正放在沙子上，其中一個(gè)杯子里放些石塊，加大它的重量，比較沙子的凹陷程度 ]

（4）觀察與分析

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：重量大的杯子沙子凹陷得深一些。

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：受力面積不變，壓力的作用效果與壓力的大小有關(guān)，且成正比。

本節(jié)“壓強(qiáng)概念”教學(xué)過程中，學(xué)生利用學(xué)習(xí)活動(dòng)單，經(jīng)歷了設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、學(xué)生親自動(dòng)手操作實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析、實(shí)驗(yàn)結(jié)論得出，感悟科學(xué)方法，通過這個(gè)完整的科學(xué)探究歸納總結(jié)出壓力的作用效果與壓力的大小成正比，與受力面積成反比，從而建立了壓強(qiáng)這一概念。學(xué)生在此過程中有充足的時(shí)間去動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，有體驗(yàn)、有思考，學(xué)生就能從實(shí)驗(yàn)過程中提煉出實(shí)驗(yàn)的方法，獲得實(shí)驗(yàn)成功的樂趣，培養(yǎng)學(xué)生探究能力，同時(shí)可以提升核心素養(yǎng)。

2.微實(shí)驗(yàn)在初中科學(xué)規(guī)律教學(xué)中實(shí)踐

在科學(xué)規(guī)律的建立過程中，利用日常小物品對(duì)教科書實(shí)驗(yàn)器材進(jìn)行改進(jìn)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，可幫助學(xué)生建立科學(xué)規(guī)律，同時(shí)培養(yǎng)了學(xué)生的觀察能力、探究能力和自主學(xué)習(xí)的能力。

案例2? ? “小孔成像的規(guī)律”教學(xué)

浙教版科學(xué)教材第二冊(cè)第二章第4節(jié)在“光和顏色”的教學(xué)中安排了如圖3所示的一個(gè)活動(dòng)。

這是一個(gè)探究小孔成像的規(guī)律的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，浙教版科學(xué)教材本實(shí)驗(yàn)缺點(diǎn)是如果沒有太陽(yáng)光，通過自制的小孔在地面上找不到的像。筆者對(duì)課本儀器改進(jìn)為F光源、帶小孔的黑板、白屏。

下面重點(diǎn)通過日常物品來(lái)探究小孔成像的規(guī)律。

（1）提出問題

物體與小孔之間的距離跟物體經(jīng)小孔所成像的大小、正倒有什么關(guān)系？

（2）建立猜想

物體與小孔之間的距離可能跟物體經(jīng)小孔所成像的大小、正倒有關(guān)系。

（3）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和進(jìn)行實(shí)驗(yàn)

在比較暗的環(huán)境中，如圖4中的F光源、帶小孔的黑板、白屏依次擺放在在水平桌面上，然后調(diào)節(jié)F光源、小孔和白屏的中心在同一高度上。

當(dāng)小孔板和白屏之間距離不變， F光源距小孔越近，觀察白屏是否有像？像比物大還是比物??？像是正立的還是倒立的？

當(dāng)小孔板和白屏之間距離不變，F(xiàn)光源距小孔越遠(yuǎn)，觀察白屏是否有像？像比物大還是比物小？像是正立的還是倒立的？

當(dāng)小孔板和白屏之間距離與F光源距小孔板距離相等時(shí)，觀察白屏是否有像？像比物大還是比物?。肯袷钦⒌倪€是倒立的？

（4）記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

將實(shí)驗(yàn)的結(jié)果記錄在表2中。