提高初中科学实验教学高效性的探索

赵吕波

1 初中科学实验教学现状

1.1 缺少全才型的科学教师

科学学科是集理、化、生、地于一体的综合性学科，而我们现在许多老师当时学的专业只是其中的一门，对非本专业知识的掌握上存在一定的缺陷，在实验操作技能掌握方面不足，这样势必会造成老师对非专业实验有陌生感，以至于产生害怕、厌烦等情绪，就算做了效果也不是很理想，所以干脆就不做了.

1.2 演示实验大多被多媒体课件所替代

随着现代科技的不断进步，学校都安装了多媒体设备，做实验教师们也许觉得心有余而力不足，但电脑对于已是老师们日日相伴的生活必需品来说，这点操作简直就是小菜一碟，所以宁愿用多媒体课件代替实验操作，也不愿意花这点功夫去操作实验.

1.3 学生的参与度不高

对于教师演示实验，实际上只有极少数学生才有机会参与进来，而且这些参与教师演示实验的学生也只是扮演对实验现象的一个证明者的角色而已，并没有真正地参与到实验中来.

对于学生实验，由于实验器材的不足，往往一个组只有一套，所以也不见得人人都能参与实验操作.

2 初中科学实验教学低效的成因

2.1 教师的教育教学思想和策略不当

教师在课堂教学过程中过分强调实验仪器珍贵，使不少学生做实验时小心翼翼、缩手缩脚，不敢大胆实验.还有教师过分强调药品的毒性和危险性，使学生产生胆怯、恐惧心理，怕腐蚀、怕爆炸、怕中毒，导致在实验时采取旁观者的态度.

2.2 评价机制欠缺，应试教育功利性过大

目前我们的教学评价方式仍以考试分数为主，实验操作技能和实验素养再好也难以在试卷中得到评价，所以就忽视了实验教学.

2.3 实验教学所需的教学器材不足

由于长期以来应试教育思维的限制，学校对实验教学的投入低，实验设备缺乏或者陈旧，无法满足教学的需要，更无法满足学生探索新知識、提高动手能力的需要.

3 优化初中科学实验教学的策略

3.1 用家庭小实验代替传统的课后作业，提高学生的动手能力

在科学作业的安排中，布置一些能拓展学生知识面、增强学生动手能力和实践能力的家庭实验.例如在学习重力的计算时，让学生课后去测量一下家人的体重，再找到质量与重力之间的换算关系.学了大气压强后，让学生用身边的器材设计几个证明大气压存在的实验.学习了循环系统的知识后，让学生课后自己去小菜场买一个猪的心脏观察其结构并解剖.形式多样的小实验不仅能让学生面向社会和生活，最主要的是激发了学生的学习兴趣，提高了学生的动手能力，使学生对学习科学的兴趣从课内延续到课外.

3.2 实验过程增加学生的参与度，提高学生体验的有效性

心理学家皮亚杰说过：“要让学生动手做科学，而不是用耳朵听或用眼睛看.”只有体验和实践，才能有所创新.学生在体验中不断地产生认知冲突，不断地思考，不断地修正才能真正掌握新知.因此，在实验条件允许的情况下，要尽可能多做学生实验，增加学生的参与度.

如在“物体内能改变”的教学中，教师一般会采用打气筒往吸滤瓶内打气这个演示实验.由于未经历亲自体验这个实验，学生往往只能死记硬背内能改变的成因.不妨这样改变，让每个学生自己准备一个空的矿泉水瓶.在课堂上，老师让学生在瓶中倒入少量的酒精，让学生自己想出让瓶子中出现白雾的方法.有的用手去捂瓶子的；有的敲打瓶子；有的用力晃瓶子；有的利用热水加热瓶子，再把瓶子快速地放入冷水中的.在学生体验过之后，老师再告诉学生一个新的办法：用力摩擦塑料瓶子，再慢慢地打开瓶盖.在老师的指导下，学生用力摩擦瓶子来.最后，学生打开盖子，瓶中瞬间出现了大量的白雾.在学生目瞪口呆甚至是惊呼中，老师抛出了一系列引入内能的问题.这个实验的引入不仅激发了学生学习科学的兴趣，形成自主学习的内驱力，还帮助学生形成科学概念，获得科学知识，增强了实验教学的有效性.

3.3 重视实验中的异常现象，提高学生的科学素养

实验中的异常现象指的是在实验者的预见范围之外出现的实验现象.特别是一些验证性实验，经常会有意想不到的现象产生.事实上，实验中的异常现象是十分重要的，历史上许多重大发现、发明就是受到实验中异常现象的启示而诞生的，它是培养学生好奇心、创造力的重要源泉.所以实验中的异常现象必须正确对待，绝不能采取“视而不见”的态度，更不能对学生敷衍了事或打击学生的积极性，应该引导学生认真分析产生异常现象的原因，鼓励学生进行探究.

为了更好的研究金属活泼性大小，笔者补充了如下的一个学生实验.

把钠、镁、铁三种金属同时放入滴有酚酞试液的冷水或热水中，通过实验现象让学生得出这三种金属的活泼性强弱.而当学生把镁放入冷水中的时候，却发现镁条上竟然出现了很多细小的气泡，慢慢地镁条周围的液体开始变红色了.这与笔者原有镁与冷水不反应的认知完全不符，这该怎么办呢？是按照实际现象来得出结论呢？还是告诉学生镁与冷水不反应好呢？最后，笔者决定先告诉学生镁和冷水不反应这个事实，再和学生一起寻找原因.

学生猜测一：实验用的是自来水（弱酸性），镁与酸发生了反应，此反应放出热量，使水的温度升高.所以，镁变热之后的水发生了反应.

学生猜测二：实验当天气温25 ℃，这种温度足够让镁与水反应.

学生猜测三：酚酞试液变质.

学生猜测四：镁条放久了，变质了.

……

针对学生提出的种种猜想，笔者和学生一起逐个进行实验设计并在课堂上进行探究.

作为科学教师，应顺应新课程理念，在平时教学中，不要惧怕课堂上的意外，要善于捕捉课堂上发生的生成性问题，这是一种宝贵的课堂资源，可以激发学生的灵感，发展学生的思维.

3.4 重视实验设计，培养思维的灵活性

现行教材中的很多实验，虽然已经开始注重学生探究，但还有相当一部分实验偏向于验证性，实验模式单一，限制了学生思维的变通和发散.此时，假如我们能引导学生，不要过分依赖书本，自行设计实验，或许同学们会把实验完成得更加出色.如在上初中科学九年级上册第三章第三节《认识简单机械》这一课时，要求学生认识杠杆的五要素，在学习过程中，对于支点、动力、阻力这三个要素，同学们很容易理解，但是对于力臂这个概念，学生很不理解.为什么要有力臂呢？教材以及老师在上课过程中，都是直接给出力臂概念.对于学生来说，这个概念的给出有些突兀，从而造成理解上的困难.它具体表现在有关杠杆习题的练习中，错误较多的地方往往集中在力臂上.在课外，学生自己设计制作了如图1所示的杠杆力臂演示仪，通过演示仪找到图1和图2使杠杆保持相同的水平静止状态的原因是支点到力的作用线的距離相等.学生的设计思路源于等效法，在力的大小没有改变的情况下，改变了力的作用点和方向，但对杠杆起到的作用是相同的，因此必定存在着另一个相同的因素，这个因素就是支点到力的作用线的距离，科学上把它叫做力臂.这样，学生对于理解杠杆的力臂概念就相对容易了.作为科学教师不应仅局限于书本上的实验，要积极开发新实验，改进一些实验装置，以培养学生思维的灵活性.

3.5 妙用课外实验，挖掘学生的内在潜力

在课外实验或制作活动中，学生往往会碰到实验方案及制作方案设计与改进等诸多疑难.要攻克难点，有时往往要打破原有的思维定势，进行正确的逻辑分析.这样促进了学生创造思维和创造能力的培养.任何课外实验都是学生亲自参加，从选题、取材、设计、制作、总结等方面充分发挥学生的独立性，并通过各种感官感受，最终才完成，这些都有利于培养学生认真的态度和艰苦奋斗的作风及正确的劳动观念.如初中科学七年级下册第二章第四节有一个活动：透明物体的颜色和不透明物体的颜色的探究实验，按照书本发现用红、蓝、绿三种透明的塑料薄膜蒙在纸板的圆孔上时存在色光纯度不够、本身有太阳光的情况下观察到物体的颜色不明显，并且不能演示不透明物体的颜色等不足，后来学生利用红、绿、蓝、白4种颜色的LED灯珠制作了如图3所示的探究物体颜色的实验演示器.不仅完成了透明物体的颜色探究实验，还完成不透明物体的颜色探究实验.[TP4CW22.TIF，BP#]

总之，多为学生提供动手机会，增强学生学习的主动性，培养学生的观察能力，探究创新能力，将主体性教学目标落到实处.全面提高每一个学生的科学素养，实现素质教育所倡导的培养具有创新精神和实践能力的新世纪人才的目标.