改进实验形式 提升实验品质

顾长明

摘 要:实验是形式和内容的统一体,实验的形式和内容又是对立统一的。通过更新实验形式,改验证性实验为探究性实验,改演示实验为师生协同实验,改固定实验小组为自由结伴小组,改教师提供材料为学生选用材料,改课内实验为课前课后实验,改封闭性实验为开放式实验,改只重操作结果为重操作过程,可以有效地完善实验的内容,提升实验的品质,增强实验的效果。

关键词:改进;实验;形式;提升;品质

实验对培养学生的动手、动口、动脑能力,培养学生的探究能力具有其他教学手段不可替代的作用。在实验教学中,着眼学生科学素养,努力创造条件,通过对实验形式恰当、合理的改进,可以有效地拓展实验的内涵,激活学生的潜能,参与实验的设计,变换体验的手段,扩大操作的范围,提高探究的水平,积累活动的经验,提升实验的品质,进而提高实验教学的效果。

一、改验证性实验为探究性实验

验证性实验是指教师把实验的目的、步骤、方法及注意点等详细而周密地告诉学生,学生只需“照方抓药”就可以了。探究性实验是让学生通过对实验的观察和测量,对现象的分析和比较,对数据的统计和处理,从而找出规律,得出结论。探究性实验对培养学生思维能力大有裨益,对正确理解概念也很重要。例如,教学《摆的秘密》,若为验证性实验,只需出示结论,操作验证即可,学生的收获可想而知。若为探究性实验,则需学生经历探究的环节。其实验过程为:你们观察摆的装置后发现了什么问题?(提出问题)学生动手实验,在十秒钟内数摆摆动的次数后发现有的摆摆得快,有的摆摆得慢,可能与什么有关?(猜想假设)让学生设计实验过程(制定计划),学生分组实验,改变摆线长度、摆锤重量来验证猜测并做好记录(观察实验),小组介绍实验过程和结果,实验如果失败则分析其原因(表达交流)。学生经历了相对完整的探究过程。又如在教学《改变浮和沉》时,在探究让沉在水下的牙膏皮、大头针、鸡蛋等物体浮上来时,让学生自己思考探究方法,学生提出:牙膏皮展开能否浮上来、牙膏皮绑在气球上会不会浮上来、把大头针放在泡沫上是不是就不会沉底了、由死海淹不死人的原理想到如果在水中加入盐后鸡蛋是不是可以浮上来等一系列探究性问题,接着,他们就会主动进行探究,改验证性实验为探究性实验,使实验不仅具有操作性,更具有探索性。

二、改演示实验为师生协同实验

协同实验要求教师在示范的同时,学生也进行实验操作。因为亲自动手去做,学生更容易投入,无论是操作、观察,还是分析、归纳,学生兴趣更浓,也更有利于学生能力的培养。将传统的教师边讲解边操作的演示实验变为师生互动的双向协同实验,可以把师生的双边活动按需要融合在一起,更多地鼓励学生主动参与。教师可以根据具体的教学内容,最大可能地改演示实验为师生的协同实验。如教《怎样接亮小电珠》一课时,如果教师把简单电路以及串、并联电路的组装一一演示给学生,学生就可以在较短的时间内掌握有关电路的知识。若辅以教师演示的同时,将电池、开关、电珠、导线发给每组,逐步提出要求:比一比,哪组的电珠先亮起来,哪组能接亮两只电珠,哪组的电珠最亮,哪组又能用开关控制电珠的亮灭。从而使学生在亲自动手操作中感悟到电路的知识。又如,离演示台较远的学生对实验中所产生的气泡、颜色等现象往往不易观察到,仅教师演示,学生听、看的效果往往不佳。如果改为在教师指导下的学生自主操作,参照教师的演示同步进行,则很容易观察清楚,体会深刻,还能在教师有指向的启发下自行归纳总结。这样,学生会理解或掌握得更全面、深刻,记忆得更加长久。

三、改固定实验小组为自由结伴小组

为了让学生实验时更具灵活性、自主性,尝试让学生选择自己感兴趣的内容自由组成实验小组进行实验,使兴趣相同或思路相近的同学选做相同的实验。动手能力强的小组若提前完成实验,还可以选做其他实验,动手能力弱的小组完成自已的实验。这样学生能力虽有差异,但实验都有所得。如做“物体燃烧”的实验时,需将煤块、木条、纸条、石块、砖块、可燃烧气体等燃烧,观察燃烧发生的现象,记载燃烧的时间。在组织学生实验时,还增加了塑料片、铁片、布条等实验器材,让学生自由结伴组成实验组,自主选择材料做实验,自觉观察记录、汇报实验过程和结果。实践证明这种实验分组方法关注了学生的兴趣,使学生思维更活跃,获取的知识更丰富。

共同的研究是以共同的兴趣为前提的,结伴小组的活动可以向前延伸到课前,向后拓展到课外。例如教学《搭支架》前,为了让学生对三角形的稳固性有所了解,布置课前观察有关支架、桥梁、铁塔、高压线杆,甚至上网搜索,充分了解三角形在建筑上的广泛应用。例如观察月相活动,时间长达一个月,学生自由搭配,结伴而行,观察有序,记录翔实,从而探寻月相变化的规律。上到《照镜子》一课,要求学生课后制作潜望镜、万花筒。课前课后的这些活动都是以结伴小组为基础,学生乐此不疲,对课堂实验起到了促进作用。

四、改教师提供材料为学生选用材料

传统教学大多是由教师提供现成的、固定的、统一的实验材料,学生没有选择的余地。新课程强调要允许、鼓励学生根据自己的需要,选择和准备研究用的材料,并尽可能多地让学生自己准备一些材料。如教学《植物的根》、《植物的茎》、《植物的叶》、《植物的果实》、《蜗牛》、《怎样认识岩石》等内容时,让学生自己去采集各种植物的根、茎、叶、果实,自己去捉蜗牛,自己去捡大自然中的岩石,再让学生将这些材料带到课堂上来,进行研究。学生对自己准备、选择的材料感到格外亲切,探究起来也特别专注。同时,当学生选择了充足的实验材料,就可以大大增加学生动手操作与体验的机会。其一,在采集制作植物标本、搜集和制作矿物岩石标本、捕捉各种昆虫制作标本、收集各种植物的种子、喂养小动物、种植常见植物等活动时,可由教师带着学生选用变为学生自主操作与选用。其二,利用废旧物品自制实验器材或自备实验材料时,如“水的浮力”中所需用的木块、泡沫、螺钉、石块、铁块、土豆、锯末、盐水、沙等均可由学生自己准备,以满足学生人人动手操作的需求。

五、改课内实验为课前课后实验

一个单元的实验往往是相关联的,教师可在上一节布置学生完成下一节课的有关实验,有计划地把一些易于携带的器材供给学生,如凸、凹透镜,三棱镜,电流实验盒,磁铁,动、定滑轮等,学生把实验器材带回去,通过反复把玩和实验,有时还能琢磨出一些新的东西来。如有的同学把动、定滑轮借回去,把它们进行组合,发现既能改变力的方向,又能省一半的力。有的同学把电流实验盒拿回家,做了十余种实验,熟练地掌握简单电路的分类和连接。还有的同学发现磁铁能隔着厚厚的桌面移动铁钉,能使桌面上的小铁钉排队。还有些实验当堂做了,但学生并不满足,课后还需要再实验。如《肺和呼吸》一课,其中有测量肺活量的内容,学生测量的热情高涨,一是想测量一下自己的肺活量有多大,二是想比一下谁的肺活量大,由于时间关系,课上只能有部分学生如愿以偿,下课后,没有测量的想测量,测量过的还想再测量,可顺势让做完后续的测量。又如教学月相的变化、用种子繁殖植物、用茎繁殖植物等有关内容时,都不妨让学生课外亲自试一试。课前实验可以为课堂积累必要的活动经验,课后实验可有效提高学生探究的积极性,拓宽实验的空间。

六、改封闭式实验为开放式实验

封闭式实验是指实验的目的、实验的器材、实验的步骤等都有统一的规定、统一的模式。这样做,抑制了学生创新能力的发挥,扼杀了学生创新的积极性。而开放式实验,要求学生自己设计实验方案,不同的人有自己不同的方案,这样学生能真正独立思考,真正做自己喜欢做的事。如教学《土壤》一课时,如何证明土壤里有空气,教材里只提供了一种方法,就是把土块放入水里有气泡产生。教学中,可将这封闭式实验进行开放处理:证明土壤里有空气,哪一小组的方法最多。这一问教室里顿时热闹起来,同学们的积极性空前高涨。在交流中,同学们又想出了四种办法证明土壤里有空气:①小动物生活在土壤里需要空气。②在一个玻璃杯里装上半杯干燥的土壤,并把土壤压实,慢慢往土壤里倒水,直到杯满为止。过一会儿,杯里水面下降了,下降的部分,就是原来空气占据的空间。③土壤一般是疏松的,否则植物的根就不能在泥土里生长,疏松的土壤里一定有空隙,这空隙的部分就是被空气占据着。④用手用力捏土壤,结果土壤变小了,说明原来土壤里有空隙,空隙部分有空气。这样一来,学生就可以有选择地实验,实验因开放而多元,因多元而灵动,因灵动而鲜活,因鲜活而共享。

七、改只重操作结果为重操作过程

“听见了,就忘记了;看见了,就记住了;做过了,就理解了。”这从一个侧面说明了动手操作的重要性。新课程强调科学课程以培养学生的科学素养为宗旨。而科学素养无法像知识那样直接“教”给学生,教师必须通过设计一个个科学探究活动,让学生在参与探究的过程中获得感受、体验并内化。要肯花时间让学生对某个感兴趣的问题进行深入探讨,保证学生有足够的探究时间和体验机会。比如沉浮单元上下来,虽然学生没有直接指向重量与浮力之间的差异引起了沉浮的改变这一重要的结论,但每一次动手操作的过程都让他们留下了深刻的印象,这远比让他们接受一个结论显得更富有意义。因此对学生的操作进行评价时更应关注他们操作的过程。如教学《电磁铁》一课时,如果只注重学生掌握电磁铁的性质,那么只要教师一一演示,学生模仿就可以了,而且还可以画下示意图,让学生把性质记住、背熟。相反,如果注重学生实验过程的体验,注重学生科学素养的提高,就要放手让学生去反复地组装实验,体验发现,寻找出尽可能多的不同效果的体现电磁铁性质的组装方法,然后通过分类、归纳、概括,不仅发现电磁铁具有磁铁的性质,同时进一步了解到电磁铁的南北两极可以改变、磁力的大小也可以改变等许多秘密。通过用“手”思考,学生更深地理解了“纸上来得终觉浅,绝知此事要躬行”。

实验的形式与实验的内容是对立统一的。实验教学中通过多角度地创造条件,自觉地创新实验形式,突出实验的实践性,使鲜活的实验内容与完美的实验形式有机结合起来。让学生在动手与动脑、感悟与体验、内化与外显、表达与交流、积累与运用中得出实验结论,悟出科学道理。让学生的操作能力和创造思维在新的实验形式中得到有效的训练和发展。

(责任编辑:张华伟)