寻求突破，初中科学演示实验创造技法探索

张瑛

摘 要：在我国现代化社会快速发展的同时，人们越来越多地意识到知识就是力量，拥有了知识才能拥有好的生活方式，知识对于工作和生活是非常重要的。而知识更多的是从学校里老师的教育下获得的，因此什么样的教育模式就决定什么样的教育成果，这对于学生的知识获得有很大的影响力。由此可见，一个科学的、合理的教育模式不仅仅影响着学校的名誉，更影响着学生未来的发展。而在对初中科学的教学过程中，大量演示实验则成为教学方式中比较重要的一个环节，使学生可以通过生动有趣的实际事例来达到好好学习，提高成绩的目的。从多个方面阐述了演示实验对初中科学教学的重要性，从大量的课堂实例中使学生更好地掌握这门课程。

关键词：观察和实验；科学发展观；能力培养

初中科学是一门以观察和实验为主要教学手段的科目，它的主要任务是帮助学生认识一些自然的现象和科学的发展规律，树立正确的科学发展观。在我国的九年义务教育初中科学教学大纲中有提及这方面的内容，说初中科学教育应当以观察和实验作为基础，老师应当通过大量的案例和实验，使学生对科学事实形成正确的认识，这种认识是学生学习科学发展规律的必要基础，观察和实验对于提高学生的观察力和实验能力，培养实事求是、刻苦努力的科学态度，培养学习兴趣都有着很重要的促进作用，老师在实际教学中要大大加强观察和演示实验，这样才能使学生更好地学习科学文化知识。

一、初中科学演示实验对学生的重要性

学生学习成绩的好坏主要由学生的自身思维和学习兴趣所决定，而初中科学演示实验的教学方法不但能很好地培养学生的学习兴趣，更能拓展学生的思考和观察能力。初中生的年龄一般在十四至十六岁，他们的思维大都在最开始的由形象思维到逻辑和抽象思维的转变阶段，在很多情况下依靠自己的习惯和认知去分析判断事物，不能很好地从科学事实上判断事物的本质，很多人在某些时候产生的第六感便是由于对科学事实的认知不足而导致的。中学生在初始阶段的思维特点是对一切新生的事物都有很大的好奇心，特别是对自然界中的现象和规律的探索欲望。

但是，虽然有强烈的好奇心，但缺少一定的耐心和探索深度，对一些自然规律的认识仅仅停留在表面，无法觸摸到事情的本质，此时，老师便应该在课程教学中不失时机地进行科学引导，通过演示实验的教学方法来满足和开拓学生的好奇心，从而培养出对自然现象的兴趣和奉献科学的精神。例如在课堂实践教学中，学习有关大气压强的知识，问怎样利用大气压强使鸡蛋自己掉到瓶子里？怎么样让鸡蛋自己从瓶子里吐出来？演示过程是这样的：首先把一块浸了酒精的棉花点燃，放进瓶子里，把煮熟的鸡蛋剥了壳放在瓶口，一会儿火焰熄灭，瓶子冷却，里面气压变小，大气压就会把鸡蛋压进去。把瓶子倒过来，鸡蛋在瓶口，在瓶子外面用热水浇，几分钟后里面的空气经过受热而膨胀，就把鸡蛋从瓶子里吐出来了。在老师的生动讲解和及时引导下，学生不但明白了这个实验的原理和操作过程，也对大气压强的学习产生了浓厚的兴趣。在这堂有趣而生动的课程上，学生精力旺盛，注意力集中，得到了前所未有的收获。

注重培养学生的学习兴趣和实践操作能力，对于教学工作来说是非常重要的。爱因斯坦曾说：“兴趣是最好的老师。”从心理学角度来说，兴趣能使人更加专心致志，从而提高工作和学习效率。从记忆角度来说，人类大脑中的左右脑分工不同，记忆力也不同，对于生动形象的事物有着更好的记忆能力，因此，自然现象和自然规律应当以演示实验的方式授予学生。

二、对演示实验创造技法的探索

著名的瑞士儿童心理学家皮亚杰曾旗帜鲜明地提出内因和外因相互作用的发展观，即心理发展是主体与客体相互作用的结果。主客体相互作用主要有以下三点：（1）在心理的形成与发展中，主体和客体之间是相互联系、相互制约的关系，即两者相互依存，缺一不可。（2）主体和客体之间存在着相互转化的互动关系。（3）主体和客体的相互作用受个体主观能动性的调节。心理发展过程是主体自我选择、自我调节的主动建构过程。因此，演示实验对于学生学好自然科学是非常重要的。以下几种试验方法非常值得学习：

1.对比法

顾名思义，对比法就是通过对事物与事物之间进行对比，使操作者心理上产生强烈的差异感，从而达到增强记忆力的方法。

例如在化学试验中为了证实氧气的密度大于空气的密度而设计对比试验，实验的器材是：（1）已经装满氧气盖上玻璃片的集气瓶两个；（2）木条一根；（3）火柴；（4）酒精灯；实验的演示步骤是：（1）取一瓶收集满氧气的集气瓶A，将瓶口向上，移去玻璃片，经过一段时间后，将带火星的木条伸入瓶中；（2）另取一瓶收集满氧气的集气瓶B，将瓶口向下，移去玻璃片，隔相同的时间后，将带火星的木条伸入瓶中。通过对比观察实验的现象得到的现象是：A中带火星的小木条复燃，B中带火星的小木条不会复燃。由此可以得到结论A中由于氧气的密度比较大，瓶中氧气浓度足够使小木条复燃，而B中由于氧气密度大而在集气瓶倒置时氧气大量散出，因此带火星的小木条不会复燃。在这个实验中，通过对比A和B中带火星小木条的复燃情况使我们对氧气的性质和特点熟记于心。

2.强化法

强化法也是非常容易理解和使用的，在实验中把一些关键因素加以加强和放大，或是对一些非关键因素减少描述，从而使要研究的东西得到凸显来达到加强记忆力的方式。在使用这种方法时，应先了解什么属于关键因素，什么属于非关键因素，分析他们的特点，然后通过凸显或者降低的技法来达到强化的目的。例如通过证实物体受到的浮力等于物体自身所受的重力的实验。

“曹冲称象”的故事流传至今，最为人称道的是曹冲采用的方法，在古时候没有大型的称重仪器，于是他便把船上的大象换成石头，而其他条件保持不变，使两次的效果（船体浸入水中的深度）相同，于是得出大象的重就等于石头的重。大象在船上时，大象和船的总重等于船受到的浮力；把大象换成石头，石头和船的总重等于船受到的浮力；船上放大象和船上放石头，船排开水的体积相同，船受到的浮力相同，所以石头和大象的重量相同，此方法便证实了漂浮在液面上的物体受到的浮力等于物体自身的重力。其中通过减少一些工具（非关键因素）而凸显出物体的浮力和自身所受的重力（关键因素）来达到强化的目的。

3.扩展法

在实际教学时，由于受教材和实验工具的影响，老师在演示实验中采用单一的、习惯性的思维模式进行演示实验无法发挥更大的作用和影响力，因此需要扩展试验结构和模式来达到目的。例如，运用下面的小实验来证明大气压强的存在：

首先是准备工作：玻璃杯1个，细长瓶颈的玻璃瓶1个，一定量的水，然后开始向瓶子里注满水，将玻璃杯倒扣在瓶口上，把玻璃杯与瓶子一起倒置过来，将玻璃杯搁置在水平实验台上。这个时候老师应当引导学生思考：水会从玻璃杯里溢出来吗？这时向上提一下瓶子，当瓶口离开玻璃杯中的水面时，瓶子中的水又会流入杯子里一些，当玻璃杯中的水淹没瓶口，瓶子里的水就会停止流出。此时我们会发现当瓶口在玻璃杯中水面的上方时，瓶子里的水就会流入玻璃杯里，只要瓶口低于玻璃杯口边缘的高度，玻璃杯里的水就不会倒满；出现这种现象的原因就是倒置装满水的瓶子时，水会流入玻璃杯里，玻璃杯里的水淹没瓶口时，水会从瓶中流出，瓶内气体的压强会小于大气中的压强。当瓶内气体的压强与瓶内水柱的压强与大气中的压强相等时，瓶中的水停止流动；而当瓶口离开玻璃杯中的水面时，空气从瓶口流入瓶内，瓶中的水会再次流出，当玻璃杯内的水再次把瓶口淹没，此时，瓶中的水不再流动。

通过对上述扩展实验的具体分析，有效地提高了学生的观察和思考能力。

4.模拟法

模拟法也是比较常用的演示实验方法之一，它主要适用于一些无法通过直观的感知或者一般性实验而得到结果的现象的研究，按照原型的主要特点，通过用人们所熟悉的、具有代表性的实验材料来达到认识了解现象的本质规律的目的。例如设计实验来证明液体压强与流速的关系：

对于液体压强与流速的关系，一般的学生相对比较陌生，因此老师可以通过模拟的方法来进行演示实验，加深学生的记忆。操作步骤是：首先将集满深色水的气球跟一些粗细规格不同、有竖直小侧管的玻璃管连接起来，竖直的管口要向上放置。气球膜产生的压力对水产生的压力使气球内的水由玻璃管内流出，此时产生的现象是：水在每个侧管中上升位置的高低有所不同，玻璃管较粗端侧管中的水面升得相对较高，而玻璃管较细处升得较低，得到的实验现象是管道细的地方比在管道粗的地方液体的压强小，而在同一管道中，管道细的地方液体流速大，管道粗的地方液体流速小。由此实验证实：液体流速大处压强小，液体流速小处压强大。此次实验通过模拟的方法不仅满足了学生的好奇心，也使学生更容易接受和理解。科学研究中最基础的方法便是模拟法，它在实际教学中备受师生的青睐。这种实验方法不但激发了学生的兴趣，开拓了学生的设计思路，还能更好地帮助老师突破教学难点。

现代科学知识的范围较广，它不仅包含静态的科学现象与发展规律，还概述了动态的科学知识以及这个过程中累积起来的科学探索方法和思维等。演示实验不但能使学生集中注意力，认真学习，还能培养学生的观察力和动手操作能力，使学生的兴趣大大提高。因此，演示实验是帮助学生学习科学知识、了解科学原理的重要途径。

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編辑 李建军