提升初中科学实验教学有效性策略探讨

◆徐承翔

(温州市实验中学)

有效的实验教学在初中科学教学中有着重要的作用，能建立概念、揭示规律、解决疑难问题、培养以实验为基础的思想方法和科学修养。初中科学教材中实验类型多样、内涵丰富。如果教师能根据实际创造性地运用教材中的实验，或者加以改进，使其更好发挥培养学生科学素养的作用，能更好体现新课程理念。因此，如何利用好教材中的演示实验，多角度地挖掘实验教学，追求“创新”和“有效”，是提高实验教学有效性的一个切入点。

一、挖掘演示实验的探究点，从“演示”到“探究”，培养学生探究意识和能力

科学探究是一种重要的学习方式，实验探究是培养学生探究能力的一个有效途径。教师在教学过程中如果可以挖掘实验中的探究点，以实验为载体，留给学生足够的时间和空间，提出问题，检验想法，交流和讨论，那么演示实验不会简单地停留在教师的表演，学生实验也不会简单地停留在技能的模仿。学生通过亲身经历和实验，证明自己的假设或观点，可以培养学生科学素养，这符合学生发展的要求。

比如，“碱使指示剂变色规律”内容的教学，教材直接采用演示实验的方法。但能否将演示实验变为探究性问题，在学生知道碱溶液使指示剂变色这一结果的同时，了解其颜色变化规律的本质原因呢?笔者挖掘了这一实验的探究点，做了如下变动:先用pH试纸测定NaOH溶液的pH值，pH＞7。让学生观察NaOH溶液能使石蕊试液变蓝、使酚酞变红。继而提出“你认为是NaOH溶液中的什么粒子(H2O、Na+、OH－)使石蕊试液变蓝，并设计实验来证明”。学生提出猜想、设计控制实验条件的对照实验、对实验现象和结论做出解释。这样的探究过程加深学生对实验目的、实验原理、实验方法的认识，同时初步学会了怎样设计对照实验，怎样控制相关变量。

在这样的探究实验的基础上，学生除了可以推论得出碱溶液使指示剂颜色变化的规律，同时也明白是碱溶液中的OH－，使指示剂变色，则不溶性碱就不能使指示剂变色，且只要有OH－的碱性溶液也能使指示剂发生同样的变化。比起教材中直接观察NaOH溶液和Ca(OH)2溶液使指示剂的颜色变化来总结规律，改变后的探究性教学方式，对学生体验科学过程，掌握科学方法，形成控制实验条件的意识和科学探究能力，从而形成正确的概念，具有非常重要的意义。

再如，“酸和碱反应”内容的教学，氢氧化钠和盐酸反应，教材演示实验借助无色酚酞的颜色变化说明酸碱反应了。笔者通过设计问题:如何证明氢氧化钠和盐酸发生反应了?将这个演示实验转变为需要学生参与思考探究的学习过程。学生将指示剂颜色变化的性质用于设计实验，但是要考虑:选用酚酞还是石蕊?该指示剂应该先滴加入酸溶液，再加碱溶液反应，还是先滴加入碱溶液，再加酸溶液反应的先后顺序等一系列问题，再比较几种方法的优缺点，最后确定最佳方案。

科学教育界提出了“科学作为过程”的科学教育理论，它的意义在于强调科学教育不仅仅是学知识，而是整个探究过程的参与和体验。以上对演示实验探究点的挖掘，正符合这一教育理念。改变教师传递、讲解、评价的教学转向触发、交流、分享的教学，引导学生参与到学习过程中，经历问题解决的过程，提升学习效果。

二、改进实验器材，从“讲”到“做”，加深学生对科学事实的理解，启发学生思维

让学生观察或亲自动手做实验，这对学生来说是一种享受，也是对科学知识的理解和体验的过程。一些教师认为“以讲代做”，一样可以达到效果，还可以省去很多麻烦。也许很多实验只讲不做，学生能懂，其原因在于利用了学生的想象。学生对实验的想象能力也是基于学生的实验经验，学生的实验经验越丰富，对实验的想象能力也越强。但是学生科学实验的直接经验是非常不足的，他们对实验的想象很容易走样、变形，严重的甚至导致形成迷思概念。因此我们要创造条件，变“讲”为“做”，在动手实践过程中习得新知，同时使学生的实验能力、观察能力、思维能力等多种能力得到进一步发展。

如教材中“植物蒸腾作用快慢的影响因素”实验，教材给出的方案如图所示。通过实验中水银柱的上升及上升的快慢比较，让学生感受蒸腾拉力的存在(水银柱上升)，以及探究蒸腾快慢的影响因素(不同条件下水银柱上升快慢比较)。在实际教学中，用水银等材料来完成该实验比较难实现，只能用教材的图示来“讲”实验。

但这样“讲”实验只能让学生凭想象去理解这个实验，而实验现象是否就是按照教师所说?实验过程中会出现什么样异常现象?整个实验是否就这样顺理成章?等等，没有实践的过程可能就失去了很多生成的精彩。学生没有亲自操作和观察，不利于激发学生思维，不利于学生理解科学知识的内涵和外延。因此，经过多次试验，改进实验如图所示，课堂上就能完成，效果良好。

实验时，学生能在较短时间内就能观察长颈漏斗的玻璃管内液面下降，说明水分通过蒸腾作用散失了，效果非常明显。利用这个装置，学生对植物叶的蒸腾作用、蒸腾作用快慢与环境条件的关系有了更直观的更真实的感受。并且在这个改进实验的启发下，学生还设计了证明蒸腾作用其他方法，比如，比较一段时间前后装置的质量变化可以说明植物在散失水分，或用直径更小的玻璃管可以使实验效果更佳等。

像这样让植物蒸腾作用这种自然界真实存在，但不易直接观察到的现象在课堂上通过实验给学生直观展现，让学生对科学的认识从感性上升到理性，科学实验提供了可靠的源泉和推动力。

三、改变实验的教学方法，从“传授”到“自主学习”，加深学生对实验原理的理解

对实验仪器自身结构原理的理解，是学生掌握仪器使用方法的前提，也影响学生对相关实验过程的理解和掌握。教师应该根据各类仪器的特点，采用多种方式引导学生自主学习仪器的原理和用法，学生的收获可能会更多。

如电学中滑动变阻器这个重要仪器的教学，一般教学过程先呈现仪器，介绍各部分结构及功能，再分析变阻器改变电阻的原理，以及使用规则，然后再让学生通过操练学会使用。这种传统的方式一节课下来，教师普遍反映，讲得多，教的累;学生普遍反映难听懂，分析其原因就在于没有把课堂真正还给学生。针对这样的问题，对滑动变阻器的教学设计成了如下几个环节的模型建构来自主认识滑动变阻器。

阶段一:建立变阻概念。每组学生先将一根较长的电阻丝和小灯泡组成串联电路，让小灯泡发光(如图一)。在这个电路的基础上，让学生尝试改变灯的亮度。其中改变夹子的位置来改变亮度的方法就是变阻器的简易模型，这是起点。

阶段二:建构模型，进而认识滑动变阻器实物。通过问题设置，如:电阻丝很长，使用不方便，如何节省空间?(用“绕”的方法)该怎么绕?导线紧挨会导通电路，怎么办?怎么接入电路才有变阻作用?作为滑片支架的材料怎么选?等一些问题，在学生的思考、讨论、实践等积极方式参与下，逐步构建滑动变阻器模型，并理解变阻原理，及如何使用才能有效变阻(如图二)。在建构了模型的基础上，让学生将模型与实验室用的滑动变阻器模型进行比对，这时该仪器的结构和功能、接入电路的接线柱的选择、有效电阻的判断、电流在变阻器上流过的路径等已经不需教师再多费口舌，因为建构的模型与实物相似度很高，且在学生主动建构过程中已经充分理解，并惊叹每个结构或零件的独到之处和巧妙精致。这是一个学生主动习得的过程，正如“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行”。

阶段三:将滑动变阻器实物接入阶段一所连接的电路中，滑动滑片，体验滑动变阻器的变阻原理、变阻作用，通过操练熟练和巩固正确使用方法。

改变教学方法后，体现了以学生为本的教育理念。通过情境设计及问题设计，引导学生进行自主学习。它可以让学生进入学习过程，帮助学生形成自己的理解，取得行为复杂层次更高的成果。学生的知识与技能在过程与方法中获得，情感态度与价值观也在过程与方法中得到培养，同时又在知识与技能的获得中不断升华。这样的教学，不仅仅引领学生认识滑动变阻器，而且让学生得到一种如何认识、学习一种新仪器的方法。

实验是科学的灵魂，实验教学的有效性在科学课堂教学有效性中显得尤为重要。通过有效的实验教学，使学生获得发展，体现新课程理念，也培养学生科学素养。每一位教师要做一个教学有心人，更多角度挖掘实验的教学功能，使学生能在实验、探究、思维、创新等多方面得到综合性的发展。

［1］张红霞.科学究竟是什么［M］.北京:教育科学出版社，2003，(12):28.

［2］［美］加里·D·鲍里奇著.易东平译.有效教学方法［M］.南京:江苏教育出版社，2002，(6):241.