浅谈初中科学学生实验的有效设计

徐燕燕

温州市瓯海区瞿溪华侨中学 浙江温州 325000

一、初中科学学生实验教学的背景和现状

新课标中，要求学生做实验时，学生要“明确实验目的，理解实验原理、方法，学会正确使用仪器进行观察和测量”，“能分析处理数据并得出正确结论”，并进一步要求“能控制实验条件，找出实验故障”，“个别实验要求会合理选择仪器”。但通过调查统计发现，教师对学生课堂实验的立场是：尽量开展实验的占70.8%，能视频替代而不做的占13.2%，板书加口头讲解的占16%。而学生实验时，照教材按部就班开展的占85%，学生自行设计实验的占15%，在实验过程中遇到困难能自行解决的占20%。这样的实验安排大大限制了学生的活动，无法有效发挥学生实验对学生科学素质培养的积极作用。

二、有效设计初中科学学生实验的必要性

科学是一门以实验为基础的学科，学生实验是由学生主动参与动手操作，积极观察现象，熟练使用仪器进行测量及正确处理数据，准确分析结果的过程。初中科学教学中，学生实验是在教师的指导下，学生动手、动脑、学科学的重要环节；是培养和锻炼学生学以致用的过程；也是完成初中科学教学基本任务的需要。

三、有效设计初中科学学生实验的理论依据

认知心理学认为思维产生于动作，不仅仅是感知运动层次的智慧与动作密不可分，就是较高层次的智慧也与动作有一定的联系，所以学习的根本途径是学生自己的活动。据于该原则，科学教学过程应放手让学生动手，动脑，通过活动构建与丰富自己的认识结构，有助于学生科学素质的逐步形成。

四、有效设计初中科学学生实验的实践探索

以我在教学实践中一节关于研究杠杆平衡条件的实验课为例。本节课突出的特点是实验过程程序化。具体可归纳为：了解性实验、初探性实验、探索性实验、验证性实验、深化性实验等五个阶段。在研究物理规律方面使学生按下列步骤深化：复习概念；引入新课；发现规律；理解规律；应用规律等。本节课具体实施过程如下：

（一）了解性实验，复习概念，为实验作好准备

老师首先指导学生了解杠杆实验仪器的构造，并结合仪器让学生回顾杠杆的定义及五要素。要求学生在杠杆处于水平位置平衡时会找出五要素。当然老师首先要向学生统一规定支点左方钩码产生的拉力当作阻力，支点右方钩码产生的拉力当作动力，最后老师要提出本节实验要求。

（二）初探性实验，设疑引入新课

摸索阶段，左方钩码产生的拉力当阻力，手的拉力当动力，自行体验。假如动力臂变小时，用手体验自身手的肌肉紧张度。接着老师向学生提出质疑：动力臂越小越费力，那动力，动力臂，阻力，阻力臂之间究竟有怎样的定量关系呢？这样就激发学生的探究欲望，水到渠成地引入新课。

（三）探索性实验，发现物理规律

安排学生完成下列三组实验，第一组给定阻力、阻力臂、动力，测出动力臂。第二组给定阻力、阻力臂、动力臂，测出动力。第三组学生自己给定三个量，测定第4个量（具体数值见附表1）。实验结束后，让学生计算阻力与阻力臂、动力与动力臂的乘积。并把实验有关数据填入实验表格内，最后让学生根据实验数据得出正确的规律，这样大部分学生都能总结出杠杆的平衡条件。

（四）验证性实验，改变方法，理解物理规律

学生由探索性实验得出杠杆平衡的条件，为了加深理解物理规律的本质，增设三组实验。第一组采用“验证法”。动力钩码换成弹簧秤的拉力，杠杆的平衡条件F1*L1=F2*L2是否还成立呢？第二组是深化规律。学生先前实验是动力与阻力异侧实验，而当动力与阻力同侧时杠杆的平衡条件还成立吗？通过验证性实验让学生明白科学实验规律具有普适性。第三组实验由学生自己设置的。（见附表2）学生有序完成以上三组实验后，再让学生利用数据验证杠杆平衡条件规律。

（五）深化性实验，开拓思路，应用物理规律

教师提问：当阻力钩码一个，动力钩码两个，调节力臂杠杆处于平衡状态时，那左右两边再各加一个钩码杠杆还能平衡吗？这时学生异常兴奋，有说平衡，有说不平衡，此时教师要求学生应用刚得出的规律计算验证，学生计算 F1*L1和F2*L2，发现二者乘积不相等，杠杆是不能平衡。如何达到新的平衡呢？学生各抒己见，然后根据理论计算出的数据进一步用实验实证，学生兴奋地体验理论与实践的一致，这样就加深了对物理规律本质的理解。

表1 探索性实验表

表2 验证性实验表

五、有效设计初中科学学生实验需注意的事项

对于初中科学学生实验课要保证教学过程很好地实施很重要的问题是解决“乱”字，对于这一点，我感受颇深，我做了如下几方面工作：

（一）教师引路，要求明确

如本节课教学过程是由五个阶段来完成的，每个阶段教师应有明确要求可使学生做到实验目的、步骤明确，心中有数，积极主动。

（二）图表协助，形象具体，提高效率

每个阶段的实验都有相应的图表展现在前面黑板上。学生在实验中有不清楚的地方可借助图表。

（三）合理安排，人人动手激发兴趣

如本节实验课上，教师应明确要求每小组实验的两个学生，一个作探索性实验一个人协助，再作验证性实验时两个人交换。这样可以锻炼每个人的动手能力。

由于以上措施，使老师对整节学生实验课做到循序渐进、层层深入，效果较好，师生满意。

总之，有效设计初中科学学生实验是培养学生科学素养的重要途径。我们要积极倡导和探索初中科学学生实验的最优化问题，力求在最短的时间里找出最佳途径。