精心设计让科学实验课“活”起来

毛育武

摘要：众所周知，实验课之于科学教学是重中之重，一堂有效的实验课并不仅仅是巩固眼前的课堂教学内容，更应该激发起学生潜藏的兴趣、调动他们的积极性，培养学生的科学素养。本文以《测定小灯泡的功率》学生实验为例，通过制造重重“意外”，引发学生进一步探究，从而得到知识的扩展和延伸。提高课堂实验教学的实效性，就必须让学生真正成为学习的主人。作为教师，以学生为本，精心设计实验，方能更好地发挥实验教学应有的效果。

关键词：实验设计；实验教学；科学实验课

中图分类号：G632.0 文献标识码：A 文章编号：1992-7711（2017）09-0093

形式主义的危害不必说，它是很多领域的顽症。而今在我们的教育领域，小小的科学实验课堂上也存在这样一种现象：先让学生预习，再由教师讲解，全体按部就班做实验。这样一场照本宣科、过于波澜不惊的实验下来，效果难免有如风过无痕。如果一堂实验课根植在学生脑海中的印象如此不堪，那么学生在日后解题时无法举一反三、盲点频现也不奇怪了。其实，一些所谓的盲点本该在实验课时就能破除的，只需要精心设计。

如何帮助学生在达到实验目标的同时，掌握到更多知识，领略到更多的乐趣呢？都说“真理越辩越明”，巧妙运用这一点，将实验课做到有效的深入就不是难题。笔者的经验是在实验中制造重重“意外”，引导学生为达成实验目标不断排疑解难，渐渐引发出他们的探究兴致，一些知识便在越是深究中越是明晰，实验课的效果因而得到了扩展和延伸。

以设计《测定小灯泡的功率》学生实验为例，做以下一些改动：在学生的实验器材上做一些“手脚”，让学生的实验无法一帆风顺。以下是几个小组发现问题、解决问题的过程：

组长郑芝萍总结发言

我们组的电源是3节干电池，小灯泡上标有3.8V字样，闭合开关后，却发现电压表有较小示数，电流表的指针转动的角度也挺小，电灯不亮，有人提出小灯泡的灯丝是不是断的？其他成员马上进行否定。因为电流表有示数，不会是断路情况。我们决定先移滑动变阻器再说，随着滑片P的移动，发现小灯泡由不亮慢慢亮起來！但是问题马上又出现了，当滑动变阻器连入的电阻为零时，小灯泡的发光还是很暗，不是正常发光。看电压表示数，只有2V！我们小组恍然大悟，原来教师给了我们3节干电池，但是这3节干电池加起来的总电压才2V。说明这3节干电池已经用过多次，我们小组解决的方案是，向教师调换新的干电池，重新做实验，把实验进行下去。

第二小组张兰丹发言

我们小组在实验器材的连接上出现一点小问题，主要是着急惹的祸。一切准备就绪后闭合开关，发现电流表的指针朝左偏转，我们马上闭合了开关，把电流表的正负接线柱调转过来，实验才进行下去。除了这点小插曲之外，本小组的实验可以说非常顺利，按照实验的要求，完成了对小灯泡额定功率的测量，同时也计算了小灯泡在不同电压下的功率。发现一个规律，随着小灯泡两端的电压增大，小灯泡的功率越大，发光越亮，想问下同学们，这种现象可不可以用公式P=U2/R来进行解释？

第三小组张恒通发言

本小组在实验过程中也出现了问题，小灯泡标有“3.8V”字样，但电压表上却贴着一张小纸条，提醒我们小组的电压表的0-15V量程不能用，只能使用0-3V。3节新干电池总电压为4.5V，根据串联电路电压特点，当滑动变阻器两端的电压为0.7V时，小灯泡两端的电压刚好是3.8V，此时小灯泡恰好能正常发光。只要将电压表并联在滑动变阻器两端，当电压表的示数为0.7V时，根据电流表提供的数据，然后利用P=UI求出小灯泡的额定功率。

第四小组张钊发言

本小组连接好了电路，闭合开关，出现了一个有趣的现象，电流表无示数，电压表的示数比较大。移动滑片时，电压表、电流表的示数也没有改变，电灯始终不亮。为什么会出现这种情况呢？首先，我们确定电路一定在某地方出现了断路，这从串联电路特征以及电流表没有示数，电灯不亮上可以得出结论。那么是电路的哪个地方出现了断路了呢？我们小组经过思考，电压表有示数说明小灯泡处断了。我们的解决方案是向教师要一个好的灯泡！

……

可以看到，在上面这个关于测定小灯泡功率的学生实验中，学生才是实验中真正的主角，在一系列释疑解惑的环节中，他们自主参与，自主发挥才思，动手和思考能力皆得到了锻炼。而教师的角色更像是一个默默扶持的推手，放手让学生自己搏出成果。事实证明，一堂实验课只有学生真正参与进来才能活起来；反过来，一堂活的实验课也能让学生身上的科学细胞活跃起来，得到真正的锻炼：

一、摈弃照本宣科，给予学生自主探索的机会

实验贯穿科学课程，实验课深受学生的喜爱，但这种喜爱是盲目的喜爱，学生常常只是单纯地喜欢摆弄那些新奇的实验器具，这是这个年龄段的孩子普遍具有的好奇心所致。“但是，人的内心又有一种根深蒂固的需要——总期望自己能成为发现者、研究者、探寻者。这种需求年少时特别强烈。”苏联教育家苏霍姆林斯基曾经这样告诉教师，如果让学生体验不到探索的乐趣，那么求知的兴趣将随之熄灭。

而实验教学的任务正是在于将学生这种对知识的好奇心和本能的热情，转化为其对实现既定目标的挑战力和行动力，教会他们如何运用自己的好奇心。古今中外的教育家更是普遍给予了这样的忠告：教育不是灌输，而是培养探究能力，是授以学习的方法。

照本宣科的实验方式容易变成搞形式、走过场。长此以往，会助长学生对课本的依赖性甚至惰性，禁锢学生的思维，消磨他们的创造力和进一步的探知欲。而一堂出其不意、关卡重重的实验课也许不会像照本宣科的实验来得顺利，却反而因为思维定势打破，不经意间督促学生自己去学着思考和探索。为排除障碍、实现目标，学生开始自动自发地制订计划，此时的他们已然进入了角色，成了实验的主人。这种主观能动性的发挥，不一定产生创造力，却是挖掘潜能的一个好的开始。endprint

二、实验活动在完成实验目标的基础上添砖加瓦

这堂实验课如果只是单纯地测定小灯泡的功率，大部分小组能在十几分钟内把实验做完，那么这堂课的有效性就很难得到保证。在解题时，题目形式的千变万化会让学生无从应对。真实的科学研究过程乃至现实的生活中，也没有什么课本可以让学生依葫芦画瓢。所以说：“授人以鱼，不如授人以渔”。

故意在实验器材上做些“小手脚”，模拟出接近真实的科学实验情境，这么做为学生完成实验目标设置了更高的“门槛”，无形中对他们提出了更高的要求。当然，现成答案不能给出，保持它的神秘性能让学生兴致勃发，放开手脚去寻找。

我们不妨把这个过程看作是“捉迷藏”，学生是这个游戏的主体。经过观察、分析、猜想、推理和总结的自主探索过程，学生此时的发散思维和逻辑思维交替转换，一并得到训练和发展，潜能逐步释放；同时培养了探究精神，锻炼了动手能力，在完成基本实验的基础上添砖加瓦，有了延展性的收获。而学生往往对由此获得的知识有非常深刻的印象，心理学家波利亚对此的解释是：“学习任何知识的最佳途径是由自己去发现，因为这种发现理解最深，也最容易掌握其中的规律、性质和联系。”

当学生把自主发现的答案和疑难问题在最后的小组交流和汇报环节上抛出来时，既共享了比原定目标多得多的知识，又分享了发现和探索的乐趣，使这堂并不循规蹈矩的实验课无形中发挥了1+1>2的效应。学生如果能够长期得此锻炼的话，对创造性思维的开发和科学实践能力的培养，必然有不可忽视的重大作用。

三、战胜问题，收获信心

人的心理是不断地在战胜→喜悦→接受更大挑战之间转变。多人小组的组合形式，使发现问题、解决问题变得简单。组员间的互动互助、集思广益，既彰显了团队合作精神，也使个人在小组中的重要性不言而喻，就像他们自己认识到的那样：“三人行，必有我師”。因此，这堂实验课的成功带给学生的不仅仅是一点点喜悦，而是大大的喜悦。还是苏霍姆林斯基，他在《给教师的建议》中说道：“请注意，成功的欢乐是一种巨大的情绪力量，它可以促进儿童好好学习的愿望。无论如何不要使这种内在的力量消失。”可见，一堂真正有效的实验课应该将其积极的一面延续到课后。

而课后同类题目的解决，更让学生的信心增加、兴趣不减，课堂有效性得到了充分的表现，那么学生对科学这门课的喜爱和亲近也会与日俱增，这对一个教师来说是多么大的收获啊！

总之，在这种有计划性、目标性的科学探究氛围中，学生一方面巩固了课堂教学的知识；另一方面也锻炼了活用理论知识进行科学实践的能力，从而丰富了自身的科学体验，当再面对“盲点”时就能够举一反三、轻松破解。更重要的是，这种学生自主性的探究活动还引导出了学生科学探究的意识，有利于培养严谨的科学态度。比预定目标收获更多，这是实验课的有效性得到较好保证的体现。

从长远来说，这也利于学生的心理建设。跨越实验中的重重障碍，面对困境不服输，这种挫折式的教育将潜移默化地影响着学生，使他们在今后的生活中也能保持勇于开拓、积极进取的态度，建立科学的人生观、世界观。

参考文献：

[1] 朱清时.义务教育课程标准实验教科书——科学[M].杭州：浙江教育出版社，2008.

[2] 苏霍姆林斯基.给教师的建议[M].北京：教育科学出版社，2000.

[3] 波利亚.怎样解题——数学思维的新方法[M].上海：上海科教出版社，2007.

（作者单位：浙江省江山市上余初级中学 324100）endprint