利用“创新实验”促进有效学习

陈建芬

（浙江省乐清市虹桥镇实验中学 浙江乐清 325608）

《科学》教科书中有些实验操作或实验设计方法不适用于课堂教学，有的实验理论上设计非常不错，但实验操作成功率不高，有的实验又不够生活化，有的实验器材老化，更新不够快，有的实验难以提高学生探究的兴趣和潜在的动力，难以满足学生的认识需求。因此，改进教材中的一些实验操作，需要开发一些创新实验，使实验效果更明显。笔者在听课活动、阅读有关科学教学的书本、教学实践中，归纳出以下创新实验的开发和应用技巧[1]，附以实例，简述如下：

一、改进科学书本中实验设计不够合理的实验

探究活动的设计应当遵循循序渐进的原则，符合学生的认知规律。在《科学》教科书中，科学探究活动的设计应从学生身边熟悉的和感兴趣的事物出发，联系生活实际，充分利用各种器具和材料。这样的探究活动能够引导学生“动手”和“动脑”相结合，主动思考问题，自己设计研究方案，思考事实证据和科学结论之间的关联，建立科学模型，逐步养成质疑、反思的科学思维习惯[2]。但由于各方面原因，书本的探究活动的设计也会有疏忽。

如：八年级下册第三章，自然界中的氧循环和碳循环的实验，书本如下图所示：

做这个实验需要较长时间，而且要在阳光下做，一般老师上课把这个实验讲一下，因为前面学过燃烧、植物的光合作用和呼吸作用等知识，学生能很快回答问题，然后得出结论了事。笔者由于要上校级公开课，课前想先做实验，拍照片放在课件中，实验中发现图1中蜡烛燃烧的时间更长，与预期的实验结果不符，仔细思考、观察后发现由于学校实验室没有这么大的玻璃钟罩，我用5L的空油瓶剪去底部来代替玻璃钟罩，油瓶体积较小，里面放了家里最小的一盆吊兰后，剩余的空间很小，图3中V空气2=V油瓶--V花盆--V土--V蜡烛--V花，而图4中V空气1=V油瓶--V蜡烛，很明显V空气2＜V空气1，不符合控制变量法。

改正：两个油瓶内蜡烛大小、花盆大小、土壤多少，植物大小都相同，如下图3、4所示：

不同的是图3中的植物是塑料的，图4中的植物是真的。在相同阳光下，请两位同学进行试验，重复三次实验，证实图4中蜡烛燃烧时间比图3更长。上课提问：你认为该实验设计有问题吗？

学生也能答出来，甚至有学生能说出土壤中微生物的呼吸作用也会对实验结果造成影响。铁粉与硫粉的反应。该实验若按教材中的方法进行，则污染非常严重。改进如下：准备一根刚好能伸入试管，且底部削平整的木棍。用纸槽将铁粉和硫粉的混合粉末装入试管底部后，从试管口塞入一小团棉花，再将木棍插入试管底部，并适当用力将粉末压严实。木棍继续放在试管内，能起到隔绝空气的作用。再在试管口套一个小气球，然后用试管夹夹持试管，放在酒精灯上加热。为防止爆裂，我们需手握试管夹，使试管内装着混合粉末的试管外壁都能得到充分预热，再在试管底部加热直至反应进行，反应的红热现象出现后再移开试管，直至反应结束。反应时能观察到反应物红热从试管底部慢慢向上蔓延。非常美妙，会使观察者产生强烈的视觉冲击。这不仅对学习、巩固相关科学知识有帮助，对培养学生的探究意识、激发学生的学习兴趣也有重要意义。

二、增加教科书中没有的实验，利用该实验可以帮助理解疑难概念

初中阶段，学生的思维经历从形象思维向抽象的理性思维转变的过程，学生的抽象思维水平不高 ，再加上一些错误前概念的干扰，学生在学习过程中，难免会遇到很多困惑 ，产生错误的推论。针对学生的这些思维困惑，创新出形象直观的实验获取直接的证据，解决问题。

2018年12月27日名师工作室的公开课《电路探秘》复习课中，上课一老师开始拿出一个灯泡：手指抓住螺口两侧，并且按住螺口底部，使灯发光。一下子吸引学生的注意力，马上要求回忆：你已经了解了哪些电学知识？根据学生回答老师板书构建本章思维导图，在学生注意力非常集中的情况下，复习起到了事半功倍的效果。再揭开谜底，看似普通灯泡，实际是内置了完整的电路，开关在螺口底部。这种灯泡在网上可以买到，12元一只，价格不贵，效果很好，值了。同样是该老师的这节课，用了淘宝上买的灵敏电流表，量程0 30µA，要求学生用伏安法测人的电阻以及双手湿润时的电阻。人是导体，学生只是记住了，难以理解，因为把人体接入实验电路，灯泡不亮。通过这个实验学生知道人体的电阻很大，结果是5×105 Ω（与书本上的几千欧不符），通过的电流很小，灯泡不亮。同时通过这个实验学生也知道了电灯不亮不仅仅是没有电流通过，也有可能是电流太小。学生只知道电灯不亮原因之一是没有电流通过，但很难理解通过电灯的电流太小也会引起电灯不亮。这是一个易错点，即复习了伏安法测电阻这个重点实验，又突破了难点。

三、结束语

综上所述，创新实验开发和教学会涉及更多现实问题，而这些问题对老师也提出了更高的要求，需要掌握引导学生的方法，需要掌握更多的专业知识，多阅读科学教学方面专业书籍及杂志、多学习，做到与时俱进。