如何扩展初中学生的科学实验途径

黄永海

摘要：科学实验，是人们为实现预定目的，在人工控制条件下，通过干预和控制科研对象而观察和探索科研对象有关规律和机制的一种研究方法。学生实验可以帮助学生形成概念，理解和巩固知识。初步掌握一些常用的实验技能，能培养学生观察现象、分析问题、解决问题的能力；培养学生实事求是、严肃认真的科学态度和科学方法；培养学生的科学自由观。

关键词：科学实验；学生实验；科学探究

近些年来，教学模式的改革和创新呈现出多样化的趋势。而中学科学实验迫于计划课时和受到中考统一考试指挥的影响，对要做的实验常缺少让学生预想、设计这一环节。一般只是严格训练学生，按既定步骤操作，追求实验结果的准确和结论的严密。这样培养的结果是：学生操作技能熟练规范，但却成了缺乏想象力、缺乏创造力、缺乏自主力，按部就班的“无脑学生”。离当前社会对人才的要求愈行愈远。可见，加强对科学实验的教学，培养学生自主思考、自己动手的能力已刻不容缓。

我们应该如何扩展初中学生的科学实验途径呢？

一、将演示实验转变为学生实验

科学是一门以实验为基础的学科。实验在科学教学中起着重要的作用，近年的中考试题中，有学生实验、演示实验、还有小实验，而且实验题所占的比重逐年增加。浙江省教育厅早已发文件规定：在初中升学考试中增设实验操作考查，以此作為学生升入高一级学校的一个重要参考指标。

中考的题型转变真正体现了命题者的指导思想：“出活题，考能力”，“让只有真正做过实验的人才能做得出来”，这对我们今后的实验教学提出了更高的要求。

例如在《大气压强》教学中，我就分组进行学生实验，让学生自主选择实验器材，动手设计、操作，进行实验探究。各组发放不同的器材：玻璃管、吸管、塑料杯、针筒、玻璃板、牛奶、吸盘挂钩等。然后学生代表上台实验展示：①塑料杯装水，盖上纸板，倒过来，纸板不会掉下来。②用吸管吸牛奶，吸完后牛奶包装盒变瘪。③吸盘挂钩能吸附在玻璃板上。④针筒能吸进水，并且吸进水后水不会流出来。⑤用嘴贴着塑料杯吸气，塑料杯能吸附着不掉下来。⑥两个吸盘挂钩相互挤压后再拉开很费力。

又如在研究影响液体蒸发快慢的因素时，我引导学生利用控制变量的方法设计三个小实验：①在手背上滴两滴相等的水滴，把一滴涂开，看那个干得快？②在桌子上和手背上涂上大小面积相同的水滴，看哪个干得快？③在桌面上涂上大小面积相同的水滴，对其中一滴吹气，看哪滴干得快？

中学科学课堂演示实验可分为验证性实验和探索性实验，验证性实验是对知识的正确与否加以验证，巩固和加深对基本规律和基本原理的认识。学生只有通过探索性实验才能获得切身体验，加深对知识的认识与理解。所以，我们在日常教学中，要尽可能想办法让演示实验变为学生实验。

二、将验证性实验变为探索性实验

现在中学科学教学中的实验，普遍都是验证性实验。为了培养学生的自学能力，在条件允许的情况下，我们可以将科学课堂中的演示实验改为学生实验，将演示实验搬到学生桌上，教师和学生一起，边讲课、边做实验。使某些科学现象、规律、公式经过学生亲自动手实验，在教师的启发引导下，由学生自己得出结论，可以加深学生对科学知识的理解和掌握。

例如在进行物质结构的教学时，为了说明分子之间有一定空隙，教材安排了“水与酒精混合”实验，通过水与酒精混合后体积变小了这个事实，说明分子之间是有一定空隙的。那么，如何将该实验设计成一个探究性实验，以充分调动学生学习的主动性呢？我们可以这么考虑：①在明确了要解决的实验问题后，首先引导学生进行预测，使学生根据已有的生活经验和知识，对可能出现的情况，大胆地进行猜想与假设。②在“明确问题”、提出“猜想与假设”之后，引导学生“设计实验”，并要求学生按照“实验条件的控制方法”进行设计，即保持物质的体积不变，只改变物质的种类，如让50ML水分别与50ML水、酒精混合；让50ML酒精分别与50ML水和50ML酒精混合。③对所设计的实验加以实施，收集证据，在这里应该是对混合前后物质体积进行测量、记录。④对所收集的事实和证据进行整理和加工。为了帮助学生进行分析，对数据的处理应尽可能地采取图表形式。⑤在事实和证据的基础上，引导学生对探究的问题进行“解释”并“得出结论”。

在实验教学中，可在规定的实验中，适当增加相关演示项目，使教学内容更加丰富，使学生的眼界更加开阔。例如“分子间作用力”的演示，可在两只乒乓球间夹上一段弹簧，球的外侧套上橡皮筋，平衡时，引力等于斥力；增大球距时，引力大于斥力；缩小球距时，引力小于斥力。这样不仅培养了学生对科学的学习兴趣，同时也拓宽了学生视野，丰富了他们的想象，而且还能有效地提高学生的观察能力、分析能力和解决问题的能力。

所以在科学教学中，将验证性实验改为探索性实验，学生在探索性实验中从直观、具体、鲜明、形象的实验现象入手，用眼看、动脑想、亲手做等，使学生更好地从感性认识到理性认识，从形象思维到抽象思维，更好地理解书本知识，将前人认识成果转化为自己的精神财富，从而完成认识的飞跃过程。

三、让学生动手做课外实验

大多数学生都有好奇好动的心理特点，多让学生亲手做实验，教师再加以引导、启发，鼓励学生自己设计实验，并让学生自己亲自操作，学生会更细心、全面地去观察科学现象，体验科学规律的奥妙。例如：医用针管其结构简单，在初中科学实验中有着广泛的用途，能够做很多实验，由于医用针管有刻度且透明，可以抽气（抽水）、打气（压水），其特点是密封性能好、易于操作、容易找到还可兼作很多实验。如可用来做：（1）大气压强的演示；（2）抽气喷泉；（3）液压机模型；（4）空吸式抽水机模型；（5）压缩空气可以做功；（6）反冲演示等等。又如，静摩擦，学生对物体所受静摩擦力的方向难以辨认理解，可用一个毛刷与弹簧秤相连，施加一个拉力并有运动趋势，让学生观察毛刷与桌面接触处毛刷形变的方向，摩擦力的方向就迎刃而解了。再如开展小制作活动，让学生自制量筒，密度计，弹簧秤、潜望镜等。让学生自选实验器材，设计实验。这些小制作、小实验的实施过程就是对知识的再学习过程，并由此达到升华知识，提高能力的目的。实验的成功，更进一步激发了他们对学习科学的兴趣。

正如爱因斯坦所言“探索真理比占有真理更为可贵。”通过学生亲自实验，使学生在科学教学中处于主体地位，高效率地完成科学知识的迁移过程，并能形成良好的学习动机，通过非智力因素来促进学生的智力发展。

参考文献：

[1]曾凡和，《试论乡镇中学实验教学现状与对策》，实验教学与仪器， 2006年 第05期。

[2]吴国海，《中学实验教学改革势在必行》，物理教学探讨，2004年 第09期。

[3]薛夏炎，《英国中学实验教学两例》，物理教师，2006年 第09期。