楊火江

摘 要：師生共同參與，通過(guò)對(duì)教材從實(shí)驗(yàn)情景、材料、裝置、條件、步驟、設(shè)計(jì)過(guò)程六個(gè)方面進(jìn)行優(yōu)化與再開(kāi)發(fā)研究，能發(fā)展學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)，提高學(xué)生探究能力，特別是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力，促進(jìn)學(xué)生高階思維的形成和發(fā)展;同時(shí)也增強(qiáng)了教師實(shí)驗(yàn)教學(xué)能力，提升了課堂教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：初中科學(xué);實(shí)驗(yàn)優(yōu)化;實(shí)驗(yàn)再開(kāi)發(fā)

一、問(wèn)題緣起

發(fā)展科學(xué)的素養(yǎng)離不開(kāi)科學(xué)的學(xué)習(xí)過(guò)程?？茖W(xué)之核心是探究，教育的重要目標(biāo)是促進(jìn)學(xué)生的發(fā)展，科學(xué)課程應(yīng)當(dāng)體現(xiàn)這兩者的結(jié)合，凸顯科學(xué)探究的學(xué)習(xí)方式。教師應(yīng)給學(xué)生提供充分的探究機(jī)會(huì)，讓學(xué)生通過(guò)手和腦并用的探究活動(dòng)，體驗(yàn)探究過(guò)程的挫折和趣味，學(xué)習(xí)科學(xué)方法，發(fā)展科學(xué)探究所需要的能力并促進(jìn)對(duì)科學(xué)探究的理解。

現(xiàn)行浙教版初中科學(xué)教材設(shè)計(jì)的許多實(shí)驗(yàn)主要是通過(guò)學(xué)生活動(dòng)和學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，幫助學(xué)生形成一定的科學(xué)素養(yǎng);中考也十分重視基于教材實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生進(jìn)行考查。然而，目前的初中科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在很多困難。因此，教師如果能對(duì)教材中的科學(xué)實(shí)驗(yàn)做出有益的再開(kāi)發(fā)，并持續(xù)創(chuàng)新科學(xué)實(shí)驗(yàn)，將會(huì)促進(jìn)初中科學(xué)實(shí)驗(yàn)教育教學(xué)的發(fā)展，增強(qiáng)科學(xué)課的教學(xué)效果，從而促使學(xué)生的科學(xué)探究活動(dòng)更加深入，有效提升學(xué)生的核心素養(yǎng)。

二、近四年杭州科學(xué)學(xué)業(yè)考試中教材實(shí)驗(yàn)考查情況及思考

對(duì)近幾年的中考試題卷進(jìn)行分析，每年中考都有一部分試題是由教材中的實(shí)驗(yàn)經(jīng)過(guò)修改、嫁接、變形、拓展延伸而來(lái)，比例很高。下面是本人對(duì)杭州近4年中考教材實(shí)驗(yàn)改編題的題號(hào)和數(shù)量進(jìn)行的統(tǒng)計(jì)：

考查內(nèi)容和要求如下：

（一）考查實(shí)驗(yàn)的基本過(guò)程

近四年的中考題考查了實(shí)驗(yàn)的基本過(guò)程，包括實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)、器材、設(shè)計(jì)、操作、測(cè)量、分析以及結(jié)論等環(huán)節(jié)。

1.提出科學(xué)問(wèn)題。從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察中提出問(wèn)題。

2.表達(dá)與交流。對(duì)觀察到的事物作出有層次、科學(xué)性的描述。

3.制訂計(jì)劃，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。

（1）實(shí)驗(yàn)中如何測(cè)量一個(gè)變量（“做什么”和“怎么做”）。

（2）對(duì)所研究問(wèn)題中的各種變量進(jìn)行確認(rèn)和分類(lèi)，用控制變量法來(lái)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。

4.表達(dá)與交流：運(yùn)用文字、符號(hào)、表圖、模型、公式等解釋并描述探究的過(guò)程及結(jié)果。

（二）考查實(shí)驗(yàn)思想方法

考查學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)思想的認(rèn)識(shí)及如何根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康亩M(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力;考查實(shí)驗(yàn)綜合能力，包括控制變量、轉(zhuǎn)化等方法以及運(yùn)用和分析能力。

（三）考查實(shí)驗(yàn)操作的嚴(yán)謹(jǐn)和規(guī)范

對(duì)探究過(guò)程和事實(shí)獲取方式、方法、過(guò)程作出合適評(píng)價(jià)，能說(shuō)明非常規(guī)結(jié)果和數(shù)據(jù)的不可靠，或解釋是否充分支持結(jié)論。

（四）考查知識(shí)生成過(guò)程的檢測(cè)

將證據(jù)與科學(xué)知識(shí)建立聯(lián)系，得出符合證據(jù)的解釋。

（五）對(duì)教材實(shí)驗(yàn)專(zhuān)題研究的思考

奧蘇伯爾：“影響學(xué)習(xí)的唯一最重要因素就是學(xué)生已經(jīng)知道了哪些，要探索明了這一點(diǎn)，并因此進(jìn)行教學(xué)?！蔽覀?cè)诮滩膶?shí)驗(yàn)專(zhuān)題研究中必須厘清書(shū)本的學(xué)生實(shí)驗(yàn)、教材活動(dòng)（演示實(shí)驗(yàn)）、探究活動(dòng)，分析學(xué)生的掌握情況，在重點(diǎn)和學(xué)生迷惑處實(shí)施實(shí)驗(yàn)的優(yōu)化和再開(kāi)發(fā)教學(xué)。

1.實(shí)驗(yàn)教學(xué)中要積極引領(lǐng)學(xué)生注重實(shí)驗(yàn)過(guò)程與方法，科學(xué)合理地分析實(shí)驗(yàn)記錄結(jié)果，得出科學(xué)結(jié)論。

2.在做實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，按照書(shū)本規(guī)范操作的同時(shí)，盡可能讓學(xué)生分析出不規(guī)范操作可能出現(xiàn)的結(jié)果，以及該實(shí)驗(yàn)還能否得出其他可能的結(jié)論。

三、初中科學(xué)教材實(shí)驗(yàn)優(yōu)化與再開(kāi)發(fā)的策略研討

（一）我校教師優(yōu)化與再開(kāi)發(fā)“教材實(shí)驗(yàn)”的策略圖

1.專(zhuān)家引領(lǐng)，提高備課組提煉教材“實(shí)驗(yàn)優(yōu)化與再開(kāi)發(fā)”能力

2.考查學(xué)習(xí)，完善教材實(shí)驗(yàn)優(yōu)化與再開(kāi)發(fā)機(jī)制

（二）科學(xué)教材實(shí)驗(yàn)優(yōu)化與再開(kāi)發(fā)的案例策略研究

對(duì)現(xiàn)行浙教版初中科學(xué)教材設(shè)計(jì)的所有實(shí)驗(yàn)進(jìn)行研究，我們團(tuán)隊(duì)在一年內(nèi)對(duì)每一個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行再開(kāi)發(fā)，著重從以下六個(gè)方面案例研究進(jìn)行突破：

1.實(shí)驗(yàn)裝置優(yōu)化與再開(kāi)發(fā)，讓探究順暢有效

實(shí)驗(yàn)是學(xué)科學(xué)的最有效手段，實(shí)驗(yàn)裝置是學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究的“載體”。教材中有些實(shí)驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)，粗看沒(méi)有什么問(wèn)題，可一進(jìn)入課堂，到了實(shí)際操作階段，情況就不一樣了。課堂中，由于實(shí)驗(yàn)裝置本身的原因，導(dǎo)致探究活動(dòng)不能有序進(jìn)行的情況時(shí)有發(fā)生。好多實(shí)驗(yàn)裝置要么操作起來(lái)不方便，要么實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明。因此，教師對(duì)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)裝置做出有益的改進(jìn)或創(chuàng)新很有必要。一個(gè)合適的實(shí)驗(yàn)裝置可以使課堂的探究活動(dòng)更順暢有效。

例一：設(shè)置實(shí)驗(yàn)對(duì)照排除干擾

浙教版教材七年級(jí)上冊(cè)第4章P128（圖4-11實(shí)驗(yàn)），教材想通過(guò)鉛柱粘合實(shí)驗(yàn)來(lái)說(shuō)明分子間存在引力。但學(xué)生提出：可能是大氣壓力把它緊緊壓在一起。怎么解釋?zhuān)?/p>

針對(duì)上述問(wèn)題，師生一起改進(jìn)了實(shí)驗(yàn)裝置：在兩鉛塊下再掛一個(gè)截面積與鉛塊相同的針筒。實(shí)驗(yàn)時(shí)，在針筒下逐漸增掛砝碼，當(dāng)針筒脫落時(shí)，上方的鉛塊還緊緊吸在一起。改進(jìn)后的對(duì)比實(shí)驗(yàn)說(shuō)明：向上托的大氣壓力無(wú)法支撐鉤碼重力時(shí)，兩鉛塊接觸面間的分子引力還能克服鉛塊自身重力，緊緊粘合在一起。

例二：改變加熱位置防止對(duì)流影響

浙教版教材七年級(jí)上冊(cè)第4章P140（圖4-34實(shí)驗(yàn)），教材中研究水的比熱比砂石大的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生在做的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)：剛開(kāi)始右邊盛水的燒杯中溫度計(jì)示數(shù)上升比左邊砂石中的快，一段時(shí)間后，砂石中的溫度計(jì)示數(shù)快速超過(guò)水中的溫度計(jì)示數(shù)。此現(xiàn)象并非設(shè)計(jì)者希望的：一直是砂石中的溫度上升快。究其原因是水會(huì)發(fā)生對(duì)流，剛開(kāi)始時(shí)熱交換充分，水溫度上升較快。

如何解決此問(wèn)題？最先學(xué)生考慮把水換成其他固體，如木屑、金屬顆粒等。經(jīng)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)木屑密度太小、同質(zhì)量體積太大、金屬因?qū)嵝赃h(yuǎn)大于砂石等問(wèn)題，由于干擾太大而放棄，學(xué)生找到完全相同的酒精燈太難，改用同功率電熱源加熱解決了此問(wèn)題。我們最終的改進(jìn)是：把燒杯換成大號(hào)試管，相同功率的電熱絲纏繞在試管外中部，分別放入等質(zhì)量40克的砂石和水，讓試管傾斜約與水平線(xiàn)成60°角，溫度計(jì)插入砂石和水各自的最中間并固定，同時(shí)接通電源，在砂石和水的中上部位加熱，最大程度地避免了水對(duì)流造成的影響。多次試驗(yàn)，成功率100%，電熱絲功率以40-60W最適宜。

學(xué)生通過(guò)參與實(shí)驗(yàn)裝置優(yōu)化與再開(kāi)發(fā)活動(dòng)，提高了從多角度分析問(wèn)題的能力、換位思考的能力、辯證看待問(wèn)題的能力以及解決問(wèn)題的能力。

2.實(shí)驗(yàn)情景優(yōu)化與再開(kāi)發(fā)，讓探究貼近生活

生活處處有科學(xué)，初中科學(xué)課程的開(kāi)展自然少不了不同生活情景材料的參與，若想讓科學(xué)真正進(jìn)入學(xué)生的內(nèi)心，就必須將生活中的科學(xué)情景合理地運(yùn)用到初中科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，這就要求教師善于觀察，善于運(yùn)用，通過(guò)認(rèn)真的觀察和用心的鉆研，發(fā)揮出生活情景的最大用途，讓生活服務(wù)于科學(xué)。

例三：溶液配制析誤差

浙教版教材八年級(jí)上冊(cè)第1章P30（圖1-45實(shí)驗(yàn)），在學(xué)生輕松愉快地完成教材活動(dòng)后，教師創(chuàng)設(shè)新情境：在實(shí)驗(yàn)操作環(huán)節(jié)中，哪些因素會(huì)引起配比的溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏大或偏??？

學(xué)生通過(guò)重新審視實(shí)驗(yàn)過(guò)程總結(jié)出以下因素：①游碼未調(diào)零就調(diào)節(jié)平衡螺母（偏小）;②左碼右物（偏?。?③指針左（右）偏（偏大或?。?④轉(zhuǎn)移時(shí)紙張上有殘留（偏小）;⑤量取液體俯（仰）視（偏大或小）;⑥量筒轉(zhuǎn)移液體時(shí)灑出（偏大）;⑦溶液配好后有液體灑出（不變）等。同時(shí)，學(xué)生指出：步驟4中量筒把水直接倒入燒杯中是不規(guī)范操作，應(yīng)沿?zé)瓋?nèi)壁流下，否則會(huì)因水分濺出引起配比的溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏大。

教師在課堂上習(xí)慣于“教實(shí)驗(yàn)”，學(xué)生就只會(huì)照樣畫(huà)葫蘆，“動(dòng)手”操作一遍實(shí)驗(yàn)，不會(huì)理解為什么要如此規(guī)范操作。如果教師能專(zhuān)注于“用實(shí)驗(yàn)教”，結(jié)合生活中情景，分析其中的因果，學(xué)生經(jīng)過(guò)身臨其境的體驗(yàn)，感悟頗深。

例四：受力改變找原因

浮力實(shí)驗(yàn)情景拓展：冰塊用細(xì)線(xiàn)拴住，掛在彈簧秤下，慢慢地浸入酒精中，在逐漸融化過(guò)程中觀察彈簧秤和臺(tái)秤示數(shù)變化。用所學(xué)的力學(xué)知識(shí)來(lái)解釋現(xiàn)象。

學(xué)生親歷體驗(yàn)后，能有效突破自己的認(rèn)識(shí)障礙、理解障礙，應(yīng)用浮力、相互作用力、平衡力等知識(shí)進(jìn)行受力分析、解釋復(fù)雜現(xiàn)象變得輕而易舉。

使學(xué)生了解一些他們周?chē)淖匀滑F(xiàn)象，使他們意識(shí)到科學(xué)與自己和社會(huì)發(fā)展的緊密關(guān)系，學(xué)好知識(shí)，提升素養(yǎng)。倡導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)介入實(shí)驗(yàn)情景優(yōu)化與再開(kāi)發(fā)，讓學(xué)生樂(lè)于探究、勤于動(dòng)手，培養(yǎng)學(xué)生搜集和處理信息的能力，提高思維品質(zhì)。

3.實(shí)驗(yàn)材料優(yōu)化與再開(kāi)發(fā)，讓探究激發(fā)樂(lè)趣

在實(shí)驗(yàn)材料優(yōu)化與開(kāi)發(fā)過(guò)程中有利于幫助學(xué)生感悟科學(xué)探究思想，提高觀察調(diào)查、模型建立、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)信息分析等探究能力。

例五：材料試驗(yàn)覓新途

浙教版七年級(jí)上冊(cè)第2章P50（圖2-19實(shí)驗(yàn)），教材中觀察葉片的結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)存在的不足：菠菜葉較容易萎蔫失水，早上買(mǎi)來(lái)的菠菜第三節(jié)課做實(shí)驗(yàn)時(shí)就蔫了，葉子卷成卷，不好切。如果用水將菠菜浸泡起來(lái)，葉子容易變脆，切片多數(shù)不完整，導(dǎo)致上下表皮缺失。

改進(jìn)材料：教師發(fā)動(dòng)學(xué)生去試驗(yàn)身邊易接觸到的植物來(lái)替代菠菜葉。學(xué)生通過(guò)廣泛試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)可用綠蘿葉替代，此種葉很易切出完整的橫切片，而且不怕蔫，即使放上幾天依然能切出滿(mǎn)意的切片。

例六：廢物利用惜資源

如下圖利用身邊的廢棄塑料瓶，利用各種組合實(shí)驗(yàn)裝置可以研究分子運(yùn)動(dòng)、洗氣、除雜等各類(lèi)化學(xué)實(shí)驗(yàn)?？焖衮?yàn)證自己的設(shè)想，猜測(cè)是否可行。

在我們的日常生活中，每天都在產(chǎn)生著大量的廢棄物，例如塑料瓶、破舊的乒乓球、舊書(shū)、舊報(bào)紙等，教師可以將生活中的廢舊材料引入初中科學(xué)的教學(xué)中，助力初中科學(xué)課堂實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)教學(xué)的開(kāi)展，同時(shí)，也順帶培養(yǎng)了學(xué)生愛(ài)護(hù)環(huán)境、節(jié)約資源的優(yōu)良習(xí)慣。

善于利用身邊的物品加以改進(jìn)，最大限度地發(fā)揮其在科學(xué)教學(xué)中的作用，增加學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的興趣，提高發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決難題的能力，有利于創(chuàng)造性思維的形成和發(fā)展。

4.實(shí)驗(yàn)條件優(yōu)化與再開(kāi)發(fā)，讓探究衍生變式

實(shí)驗(yàn)的環(huán)境條件因素包括溫度、濕度、濃度、密度、酸堿度、純凈度、壓力、氣壓、粉塵、噪聲、震動(dòng)等，它們的改變，對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)果都會(huì)產(chǎn)生很大的影響。通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)條件的優(yōu)化與再開(kāi)發(fā)，讓學(xué)生體驗(yàn)到控制實(shí)驗(yàn)變量的重要性，學(xué)會(huì)控制變量的方法和操作精度。

例七：不迷信權(quán)威，心存質(zhì)疑

A.浙教版教材九年級(jí)上冊(cè)第4章P146（探究實(shí)驗(yàn)），研究溫度對(duì)酶催化作用的影響實(shí)驗(yàn)，2019年版本已經(jīng)做了改進(jìn)——先水浴再混合，排除了因升溫降溫對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾。找出2014版本的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行對(duì)比，讓學(xué)生思考：教材為什么要做如此改變？

學(xué)生通過(guò)充分討論認(rèn)為：因升溫或降溫過(guò)程中經(jīng)歷了酶的最適合溫度，而酶具有高效性，可能在較短時(shí)間里把淀粉分解了，達(dá)不到預(yù)期效果，甚至得出錯(cuò)誤結(jié)論。

B.在學(xué)習(xí)浙教版教材九年級(jí)上冊(cè)第1章P18（圖1-24實(shí)驗(yàn)）“堿的性質(zhì)”的時(shí)候，學(xué)生對(duì)照了新舊兩版科學(xué)書(shū)，發(fā)現(xiàn)用FeCl3和Ca（OH）2溶液研究堿的性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)有所不同：舊版本是“在試管中加入3毫升FeCl3溶液，然后滴加Ca（OH）2溶液”，新版是“在試管中加入3毫升Ca（OH）2溶液，然后滴加FeCl3溶液”。這兩種方法有差別嗎？學(xué)生進(jìn)行了探究。

學(xué)生按照舊版的步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)并沒(méi)有沉淀生成。因此小張作出了以下猜想：（1）氯化鐵溶液變質(zhì)了;（2）氯化鐵溶液成酸性。然后通過(guò)已學(xué)的化學(xué)知識(shí)驗(yàn)證了猜想2被證實(shí)是正確的。通過(guò)查閱資料得知：氯化鐵溶液確實(shí)是呈酸性，當(dāng)FeCl3和Ca（OH）2反應(yīng)生成的Fe（OH）3被酸性物質(zhì)反應(yīng)，直至酸性物質(zhì)反應(yīng)完才會(huì)出現(xiàn)紅褐色沉淀。學(xué)生按新教材的實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)很快看到了紅褐色的絮狀沉淀。

學(xué)生經(jīng)過(guò)對(duì)教材實(shí)驗(yàn)條件優(yōu)化，自信心爆棚：“圣神”的教材也是一個(gè)不斷完善、不斷修正的過(guò)程，實(shí)驗(yàn)是科學(xué)研究的重要方法。學(xué)生的思維不再被禁錮，有利于學(xué)生發(fā)散性思維、批判性思維的形成。

例八：變量控制學(xué)會(huì)推敲

浙教版教材八年級(jí)下冊(cè)第3章P104（圖3-71實(shí)驗(yàn)），證明動(dòng)物需要呼吸的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生發(fā)現(xiàn)似乎有兩個(gè)變量：是否呼吸、是否有昆蟲(chóng)。經(jīng)過(guò)廣泛討論并與種子的呼吸作用實(shí)驗(yàn)比較，一致認(rèn)為B試管內(nèi)應(yīng)放入等量等種類(lèi)的死昆蟲(chóng)。

教材中的有些實(shí)驗(yàn)方案的實(shí)驗(yàn)條件設(shè)計(jì)還不是很完善，對(duì)變量的控制還有待推敲，為此，我們引導(dǎo)學(xué)生對(duì)教材中的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行大膽的質(zhì)疑、改進(jìn)和創(chuàng)新，使其邏輯與思維更縝密、深入、高階。

5.實(shí)驗(yàn)步驟優(yōu)化與再開(kāi)發(fā)，讓探究經(jīng)歷豐富

“我聽(tīng)過(guò)了，忘記了;我看見(jiàn)了，記得了;我做過(guò)了，理解了。”蒙臺(tái)梭利說(shuō)的這句話(huà)，突顯了“做”的重要性，深刻地揭示了“豐富孩子的探究經(jīng)歷非常重要”。其實(shí)，教材上設(shè)計(jì)的有些實(shí)驗(yàn)，如果僅在課堂內(nèi)完成就會(huì)大大削弱探究的效果，可如果教師一味地包辦只會(huì)剝奪孩子親歷探究的機(jī)會(huì)。

例九：打破常規(guī)不唯本

集體備課研討時(shí)，一位老師感嘆經(jīng)典的阿基米德原理實(shí)驗(yàn)（浙教版八年級(jí)上冊(cè)第1章P12〈圖1-17，1-18實(shí)驗(yàn)〉）讓自己上砸了：本來(lái)引導(dǎo)學(xué)生猜測(cè)浮力的大小與排開(kāi)水的多少（重力）有關(guān)。然而，學(xué)生不按套路猜測(cè)，猜浮力大小與排開(kāi)水的體積和水的密度有關(guān)。接下來(lái)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)就走了樣。然而，組內(nèi)另一位老師也碰到類(lèi)似情況，但他巧妙應(yīng)對(duì)反成亮點(diǎn)。

當(dāng)學(xué)生猜測(cè)與排開(kāi)水的體積和水的密度有關(guān)時(shí)，順著學(xué)生的猜測(cè)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟、表格，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)獲取證據(jù)，肯定了學(xué)生猜想是正確的。然后引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證與排開(kāi)水的多少（重力）有關(guān)，也肯定此猜想是正確的。最后拋出問(wèn)題：排開(kāi)水的重力與排開(kāi)水的體積和水的密度有關(guān)嗎？學(xué)生居然順利完成了F浮=G排液=ρgV排液的推導(dǎo)。

我們就應(yīng)該打破常規(guī)，不唯本，將教材上安排的實(shí)驗(yàn)步驟做一些調(diào)整，讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)步驟的不同，對(duì)于實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、結(jié)論以及實(shí)驗(yàn)誤差有著很大的影響，豐富了學(xué)生探究的經(jīng)歷。培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)，敢于依據(jù)客觀事實(shí)提出自己的觀點(diǎn)，能聽(tīng)取與分析不同的意見(jiàn)，能夠根據(jù)科學(xué)事實(shí)修改自己的觀點(diǎn)，初步養(yǎng)成擅長(zhǎng)與人交流、分享與合作的習(xí)慣，提升評(píng)價(jià)、批判、協(xié)作的能力。

6.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過(guò)程優(yōu)化與再開(kāi)發(fā)，讓探究嚴(yán)謹(jǐn)規(guī)范

如果不引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，學(xué)生根本不知道題目中的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)需要哪些實(shí)驗(yàn)器材，各實(shí)驗(yàn)器材之間該怎么連接，如何控制變量，需要測(cè)量出哪些物理量，再通過(guò)哪些數(shù)據(jù)的分析得出結(jié)論等等。

教材中有部分探究性實(shí)驗(yàn)在設(shè)計(jì)上存在著一些不足，探究時(shí)容易出現(xiàn)這樣或那樣的問(wèn)題：有的實(shí)驗(yàn)不易收集數(shù)據(jù)，有的實(shí)驗(yàn)操作困難，致使探究活動(dòng)的效果不盡如人意。對(duì)于此類(lèi)實(shí)驗(yàn)，我們就有必要對(duì)其方案進(jìn)行改進(jìn)或創(chuàng)新，以使探究活動(dòng)更順暢。使學(xué)生學(xué)會(huì)觀察、實(shí)驗(yàn)、轉(zhuǎn)換、等效替代和控制變量法等，并熟練掌握。

例十：轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)現(xiàn)奇效

浙教版教材七年級(jí)下冊(cè)第3章P114（圖3-75實(shí)驗(yàn)），在做探究摩擦力的相關(guān)因素等實(shí)驗(yàn)時(shí)，彈簧秤抖動(dòng)的問(wèn)題一直困擾著師生。因用手拉彈簧秤時(shí)無(wú)法做到完全勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，所以彈簧秤的抖動(dòng)無(wú)法避免，對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集帶來(lái)困難。

我們利用運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性，改用抽底部木板的等效替代法，很好地解決了問(wèn)題。

在初中科學(xué)探究活動(dòng)中雖然應(yīng)該重過(guò)程，不過(guò)久而久之，學(xué)生的探究興趣就會(huì)弱化。因此，我們也應(yīng)考慮到讓學(xué)生在探究過(guò)程中既能感受“發(fā)現(xiàn)的喜悅”，又能擁有“成功體驗(yàn)”。一個(gè)成功的實(shí)驗(yàn)可以減少許多繁瑣的闡述，往往能起到“萬(wàn)語(yǔ)千言道不清，一做實(shí)驗(yàn)便明顯”的奇效。

教材實(shí)驗(yàn)優(yōu)化與再開(kāi)發(fā)的優(yōu)點(diǎn)并不能一一列舉。科學(xué)教師有義務(wù)去發(fā)掘和設(shè)計(jì)更多的、有趣的實(shí)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行示范或提供給學(xué)生操作，努力追求令人滿(mǎn)意的教學(xué)效果，讓學(xué)生在有趣的科學(xué)探究過(guò)程中求知和求索，使學(xué)生的高階思維能力得到升華。

四、成效與反思

我們通過(guò)對(duì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、科學(xué)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)、科學(xué)方法論等有關(guān)理論的學(xué)習(xí)，積累詳細(xì)的資料，并找到理論依據(jù)，為后期進(jìn)行研究打好基礎(chǔ);通過(guò)開(kāi)展科學(xué)“教材實(shí)驗(yàn)再開(kāi)發(fā)”的展示教育教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)，提高了教師對(duì)教材中學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖的理解，在平時(shí)授課時(shí)對(duì)尺度的把握更到位。

善于調(diào)動(dòng)和啟發(fā)學(xué)生積極參與課堂學(xué)習(xí)和討論，實(shí)現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)由被動(dòng)接受向主動(dòng)探究的轉(zhuǎn)變。整節(jié)課堂教學(xué)中學(xué)生始終保持濃厚的興趣，主動(dòng)參與課堂教學(xué)中去，主動(dòng)探究科學(xué)現(xiàn)象，主動(dòng)構(gòu)建科學(xué)知識(shí)。注重學(xué)生的主體地位，培養(yǎng)學(xué)生的主動(dòng)意識(shí)。學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)再開(kāi)發(fā)研究，極大地激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的興趣，樹(shù)立了科學(xué)的世界觀，認(rèn)識(shí)到科學(xué)是無(wú)止境的，要自己不斷地去探索、去發(fā)現(xiàn)，創(chuàng)造性地解決新問(wèn)題。在中考后，從學(xué)生當(dāng)中反饋到的信息：實(shí)驗(yàn)題是他自己的拿手“菜”。

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