初中科学演示实验四点要求实践初探

江珍云

摘 要：演示实验作为一种有效的教学手段和教学形式，是初中科学教学的重要组成部分，是帮助学生建立科学概念和规律、理解和掌握科学知识不可缺少的环节。通过对目前演示实验存在的问题和演示实验教学的作用的分析，根据新课程的要求以及建构主义提出学生的认知特点，着重阐述了演示实验教学内容的选择应遵循的四点：内容选择应关注学生的兴趣；内容选择应关注探究性；内容选择应关注学生的生活经验；内容选择应关注现代技术的应用。

关键词：科学；演示实验；教学内容

科学是一门以观察和实验为基础的自然科学，每一个原理和定律的发现都来自坚实的实验基础，中学科学教学过程是培养学生学习科学兴趣，使其逐步具备初步观察事物、分析问题、解决问题的能力。演示实验作为一种有效的教学手段和教学形式，它对学生的实验操作、实验方法的学习起示范作用，是学生获得直观感性认识的重要手段，也是建立科学概念和规律、理解和掌握科学知识不可缺少的环节。

一、新课程教学演示实验教学的宗旨

1.转变教师的教学理念和教育形式

新课程对于科学演示实验提出新的要求，首先对于教师的自身素质以及教学形式和内容提出了新的挑战。新课程改变了以往的教学模式，没有像过去那样规定“必做必考”的实验，而是把它融合在内容标准里了，穿插在每个章节之中，几乎每节课都有实验或“说一说”“做一做”；新课程也没有规定用什么器材、什么方法。对于因以往教学形式，新课程教学对于教师自身是极大的考验，因而教师首先要转变观念，不断学习掌握应有的实验能力和知识，以科学理论知识、教育学、心理学和教学法的综合知识结构的全面提升来改变传统教育理念；在教学形式上科学教师必须脚踏实地亲手实践，要创设新的实验教育情境，通过强调实验的设计，提高学生的心智技能来提高教学质量，促进实验教学的发展。

2.以学为本提升学生能力

新课程科学演示教学要求教师始终以学生为本，要灵活处理教材，教学内容选择突出重点，教学设计上创新求变。目的是：

（1）激发学生的学习兴趣

良好的学习兴趣，是求知欲的源泉。在科学课堂中，真实、形象、生动的实验，对学生有很强的吸引力，极易唤起学生的兴趣，激发学生的求知欲望，使之形成今后愉快、主动学习科学的内在动力；使其主动参与教学，成为教学中的主体。

（2）培养学生的观察能力、逻辑思维能力和创新能力

演示实验的一切功能都离不开观察，在教学中，教师有目的引导学生进行观察，培养学生良好的观察力和注意力，提高学生分析问题和解决问题的能力。而且，直观的演示实验能为学生提供建立概念和规律的感性材料。演示中暴露在学生面前的认知冲突和悬念，还需要通过他们的思维，运用比较、归纳、概括等思维方式，获得认知结果。学生通过自己的思考建立起来的认知结果更为可靠持久，思维能力也同样可以得以加强。

（3）优化学生的学习方式，培养学生的探究性

过去，学生比较注重在课堂上听老师讲课从书本上获取现成的知识，而对于现实生活中的科学关注不够以至于出现学习脱离现实的现象，这种学习的方法不利于他们主动学习与创新学习能力的培养。在中学特别是在低年级阶段，演示实验所占的比例较大。教师在课堂教学中通过演示实验教学的方法，及早地向学生进行该方法的渗透，学生通过体验学习过程掌握学习方法，学会收集信息、处理信息，以及分析概括等，建立自我探究的学习方式，优化自己的学习模式。

二、演示实验的教学策略

在新课程背景下，科学演示实验要追求“学生发展为本”价值取向，以学生能力提升为要求，因而在演示内容选择方面，提出四点要求：要关注学生兴趣、生活经验、可探究性、现代技术。以下主要以物理演示实验案例分析为主探究这四点教学策略的实践。

1.内容选择应关注学生的兴趣

新课程提出：学生对科学的兴趣是学习科学最直接和持久的内部动力，对学生今后的发展至关重要。由于在中学低年级阶段，学生对科学事物和现象本身的新、奇、美感到有趣，容易通过简单现象的再现激发他们的直接兴趣。

比如，在演示同种电荷互相排斥实验前，先演示这样一个实验，将下端散开的塑料捆扎绳，用清洁干燥的手自上而下地捋几次，结果非但不合拢，反而更散开。通过演示学生会感到很奇怪，从而激发学生的求知欲，然后再演示同种电荷互相排斥实验。这样，教学效果要好得多。课本中有的演示实验，在学生的想象中，其实验结果会产生不良的后果，如损坏东西等。在老师演示时，学生会特别注意实验的进行。教师可充分利用学生的这一心理来设计实验。例如，演示盛满水的杯子上盖一块玻璃片后倒置，在大气压下的作用下，玻璃片不会掉下来，水不会流出来的实验。笔者在演示时，将该实验放在讲台教师用书正上方进行，学生观察时会马上想到老师的书会很危险，从而吸引了学生的注意力。总之，在课堂演示实验教学中，如果教师用心设计一些好的演示方法与技巧，演示效果就会得到大大的加强。

2.内容选择应关注探究性

建构主义认为，学生的学习不应当是单纯地输入和接收，而应当是从他原有的认知结构出发，先是对新知识发生质疑，进而产生猜测、思考、观察、测量、分析等一系列有意义的活动，然后到理解和认同，这个过程是对原有认知结构的调整和改变，是新、旧知识之间双向互动、相互作用的过程。

浮力是学生比较熟悉的一种力，是初中科学重点内容之一。正因为浮力比较常见，学生往往会凭着自己的生活经验去认识浮力，在这些认识中有些是不科学甚至是错误的，因此在教学中就要求既要注意利用学生已有的经验和知识，又要纠正那些错误的认识。

下面就谈谈对本节课的设计。

老师：不会游泳的人掉到河里将会怎样？答：沉下去。

（这个现象学生较熟悉，则会表现出较大的兴趣和强烈求

知欲。）

老师：但如果抱着救生圈就不会下沉。船、木块会浮在水面上；而潜水艇却可以浮在水面也可以沉入水中，等等的这些现象都与浮力有关，那么什么是浮力？浮力是怎样产生的？为什么有的物体会沉到水底，而有的则会浮在水面？这节课我们就来学习浮力的知识。

演示实验1：浸入水中的乒乓球放手后向上浮，（让学生感性

认识浮上来的物体受到浮力）

学生实验：（研究下沉的物体是否也受到浮力）

师：上浮的物体受到浮力，那么下沉的物体是否也受到浮力呢？接下来我们就用实验来研究这个问题（介绍器材后演示：把胶塞挂在弹簧秤下让学生读出示数5牛）问你们有没有最简单的方法使我这把弹簧秤的示数减小到3牛呢？

学生：有，用手向上托胶塞。（叫一个前排的同学用手向上托胶塞，并使示数为3牛）

师：刚才这位同学用向上托的力有多大呢？

学生：用了2牛。

师：除用手向上托，那么你们还有没有其他的方法使弹簧秤的示数减小呢？

学生：有，把它没入水里。

师：到底是不是呢，请甲同学们把胶塞慢慢浸入水里，并观察示数。

师：请A同学来回答刚才实验观察到的现象。

A同学：把胶塞慢慢浸入水中时，弹簧秤的示数慢慢减小。

师：为什么示数会减小呢？

A同学（想了一下）：水对胶塞也有一个向上托的力。

师：对了，水对胶塞的这个向上托的力就叫浮力。

……

演示实验2：浮力产生的原因

师：我这里有个两端都用一样的橡皮膜封住的透明圆筒，当

橡皮膜外面受到压力时就会向内凹进去，现在我把它浸入水中，大家注意观察橡皮膜的受力情况。（浸入水中先平放后竖直放置）学生观察这两种情况下圆筒两端橡皮膜的受力情况，让学生回答现象，然后出示受力分析图，让学生分析观察到的现象的原因。

■

（完成实验后叫B同学来回答观察到的现象）

B同学：当圆筒浸入水中平放时，观察到圆筒两端的橡皮膜凹进去的程度一样。

师：这说明了什么？

B同学：这说明了在同一深度的两个橡皮膜受到的压力一样大。

师：那么圆筒浸入水中竖直放置时，又会出现什么现象呢？

B同学：两个橡皮膜凹进去的程度不一样，下面的比上面的凹进去的要多一些。

师：这又说明了什么呢？

B同学：这说明了下面的橡皮膜受到的压力比上面受到的压力要大一些。

【分析】：如右图

教师启发学生分析得出

F■=F■-F■

这个演示实验非常直观地显示了圆筒两个表面的橡皮膜受到压力的情况，再从理论分析，就得出了浸入液体中的物体上下两个表面受到液体对它的压力，它们的压力差就是浮力，而且方向竖直向上。为了巩固浮力产生的原因，提出反问：如果只有上表面受到液体向下的压力，而下表面没有受到液体向上的压力，是否有浮力产生呢？带着这个疑问设计了演示实验3（教具自制），使学生真正理解和掌握浮力产生的原因，这样难点就突破了。

演示实验3：如右图反证浮力产生的原因。

■

初中科学实验的探索性设计要尽量发挥实验的探究功能，让学生体验、理解科学探究的方法和过程，丰富学生亲身经历的探究活动，提高学生的科学素养。

3.内容选择应关注学生的生活经验

建构主义认为，在基础教育中，认知主体在获得新知识前，已有的经验和知识就构成了学生自己原有的认知结构，这是他能获得新知识的基础，当他遇到新的情况时，会用这个认知结构与新情况发生联系，用这个结构去认同（应顺、适应、平衡）新的知识，逐步建构新的认知结构，这是建构主义确认的主体的认知过程，这就是所谓的“建构”。按照这种观点，学生原有的认知结构对他学习新东西是非常重要的。如在做完“测定溶液的pH”的实验后，在教师的启发下，学生用自己的几根头发，放到不同pH的溶液里，观察头发的耐久性，最后得出“选用偏酸性的洗发剂洗发为宜”的结论。这种“主题扩展实验”的教学，对于解决学生在“主题实验”中存留的疑惑问题、培养学生探究创新的实验素质、提高学生升学或就业的竞争力，大有裨益，颇受学生喜欢。在平时的科学实验中，教师应尽可能采用身边随手可得的物品进行探究活动和各种科学实验，这样可以拉近科学与生活的距离，让学生深切地感受到科学的真实性，感受到科学和社会、科学和日常生活的

关系。

4.内容选择应关注现代技术的应用

当今世界，科学技术迅猛发展，它具有鲜明的时代特征。新课程提出义务教育阶段“科学课程要反映当代的科学成果和新的科学思想。应当让学生了解一些他们能够接受的现代科学技术知识，了解现代科学技术对建设新农村、新城镇和改善人们物质与精神生活的作用，从而使他们意识到科学与自身和社会发展的密切相关性，学好科学知识，提高科学素养，树立服务社会、振兴中华的理想”。同时近年的中考试题中同样出现许多这样的实例：如磁悬浮、神舟飞船、航空摄影、低温超导、纳米技术、绿地工程等。作为老师，我们在平时的教学中的内容选择应关注现代技术的应用。

演示实验是科学教学中的基本手段，既直观又有效，既能获得感性认识又能升华成理性认识，既能开拓又培养能力。教师只有明确了演示实验的重要性，掌握正确的方法，才能使学生的观察和思维活动紧密地结合起来。只有用观察促进思维活动的展开，又用思维指导观察活动的进行，逐步掌握科学概念和规律，发展观察和思维能力，才能使我们的科学教学达到事半功倍的效果。

参考文献：

[1]施良方.学习论[M].北京：人民教育出版社，2001：192-210.

[2]罗星凯.课堂演示实验在科学教育中的作用[J].学科教育研究，1997（5）：38-40.

[3]邵瑞珍.教育心理学[M].上海教育出版社，1983：132.

（作者单位 浙江温岭松门镇中学）