化难为易

曹健

【摘要】  科学教学中往往存在一些难点，这些难点有些是由于是教材的编排与学生的学习实际脱节，有些是教师对教材的理解把握与课改要求、教学实际脱节，但是更多的是由于教学内容与学生已有的认知水平脱节，因此如何借助实验将教学内容和学生已有的认知水平链接起来突破难点对于科学教学和学生知识建构有重要意义。本文根据作者自身的教学实践，结合具体实验教学案例，论述如何借助“改进性”实验，“开放性”实验，“证伪性”实验和“验证性”实验来解决科学教学中如何有效突破难点的问题。

【关键词】  初中科学 教学难点 实验模型

【中图分类号】  G632.4            【文献标识码】  A 【文章编号】  1992-7711（2020）21-138-02

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教学难点是指学生不易理解的知识，或不易掌握的技能技巧。难点有时又要根据学生的实际水平来定，同样一个问题在不同班级里不同学生中，就不一定都是难点。在科学学科教学中难点表现在教学内容与学生已有的认知水平脱节方面，这些难点的产生主要是因为教学内容的抽象性与学生感性认识不足之间的矛盾容易产生教学难点。固有的经验模式转变为思维定势，容易对与旧知存在差异的新知识产生心理上的障碍，而实验就是在人为的控制下一些自然现象的重现，能够直观安全的表现难点，学生比较容易接受直观的事物，从而达到突破难点的效果。

一、运用“改进性”实验突破化学计量难点

朱熹曾说：“学贵有疑，小疑则小进，大疑则大进”。在化学反应中，由于其在微观世界进行，我们很难直接观察，尤其是化学计量问题，虽然我们知道结果，但是我们不知道怎么来验证这个计量。出现了部分学生的问题意识的缺失，往往难点突破受到阻碍，出现这样的现象教师和学生双方都有原因。而“改进性”实验则是对课本中的原有实验进行改进，使实验效果更加准确，更加直观。通过该类实验，可以进行精确程度的改进，从而突破化学计量的难点，比如水的组成比例的难点。

【实验示例】

在八年级上第一章的《水的组成》一节中，经过教师的演示实验和书本讲解，学生对水由氢原子和氧原子构成，比例为2：1的知识点没有任何怀疑，但是学生并没有体验和探索，是否对这一知识点理解了呢？往往学生知识记忆，而不理解。

【学生质疑1】选用什么材料可以定量测定产生的氢气和氧气的体积比例为2：1？

【学生质疑2】如何解决水电解时速度较慢的缺点？

【学生质疑3】选用什么材料可以制作电极？

【改进实验】首先在注射器底部对侧各插进一枚大头针，两枚大头针的针头相对且不接触（距离大约为1cm），把注射器的内塞推到底，以固定住大头针。因大头针插入注射器形成的穿刺口用热胶枪里的液体塑料密封住。液体塑料要稍稍多用些，大头针才能稳稳地和注射器的外管套连在一起。利用如图所示装置，用橡皮管连接，制作成装置如图所示装置，A点连接正极导线，B点连接负极导线。可以清楚的看到氢气和氧气比例为1：2.

通过这个改进实验学生提出一个个问题，考虑到针筒的牢固和便于计量，所以实验材料选用针筒，通过查阅资料和文献，对实验进行改进，特别是用继电器作为触爆器，这样可以进一步保障学生的安全，完成对水的电解定量研究的难点知识的突破。

二、运用“开放性”实验突破生活实际难点

“开放性”实验是指有一定的研究方向和目的，自己独立设计实验方案进行研究的实验。在学习电路图这一节中，学生对于短路的概念的记忆没有多大的困难，但是对短路的危害的认识往往不够到位，没有直观的感受，怎么使微小的实验现象适当放大，需要学生进行必要的设计。于是我们通过实验使学生直观的感受到短路带来的危害，突破这一难点。

【实验示例】

我让每位学生自带一节5号电池，进行短路实验，一段时间后，学生发现导线和电池都发烫了，然后，我进行演示实验，利用短路让餐巾纸燃烧来引出短路的危害，这时学生的气氛和积极性最高，为后来的电路元件符号的认识教学打下基础。

【互动过程】

师：其实电路的状态还有一种，叫做短路，大家手上有一节小电池，我们来做做短路实验。直接把导线连在电池正负极上。大家感受一下电池的导线和电池，有什么感觉？

（生开始活动短路實验）

师：有的同学说电池太小，没感觉。好短路的小实验就到这里，那我来做一个短路的大实验看看。想想短路有什么危害？

（此时教师在操作实验，故意两极相碰出现火花，学生很感兴趣，学生在看到餐巾纸从冒烟到着火后，兴趣达到最高）

生：会着火，电池会被烧坏。

师：短路电流过大损坏电源或造成火灾，所以必须要防止短路，特别是家里要防止短路。

【实验评价】该短路实验最主要的因素就是安全和直观，主要是进行效果的放大，学生在设计实验中，想到用白磷受热容易燃烧来进行现象的放大，而在实际操作过程中白磷的加入的确加快实验的速度，使实验现象更加明显。但是白磷的取用需要特别的谨慎，防止其自燃。最后实验结束教室的通风也是关键。

三、运用“证伪性”实验突破前概念难点

“证伪性”实验指的是用来验证猜想的实验结果与猜想预言发生矛盾或存在差异的实验，在科学探究中“证伪性”实验分为“真证伪”实验和“假证伪”实验。“真证伪”实验揭示了原有科学猜想中隐含的客观矛盾，要求科学家改变原有猜想，重新提出新的猜想，特别是对学生前概念的引导纠正有着较大作用。

在科学探究教学中，常规做法是教师运用“证实性”实验来成功地验证学生的猜想。然而，探究教学中学生提出的猜想往往是错误的或者是片面的，这时教师可用“证伪性”实验来揭示学生原有猜想隐含的矛盾，通过引导学生分析评估“证伪性”实验与学生猜想矛盾来优化和完善原有猜想，提出新的正确的猜想，从而突破摩擦力的实际运用和与压力，重力的区别的难点。

【探究问题】拔河时什么因素是决定因素

【学生猜想1】拔河时“力气”是决定因素

【证伪实验1】在班级中找出两位同学，A同学比B同学“力气”大，在教室中进行微型拔河比赛，三局两胜，最后结果还是B同学获胜。实验结果与猜想1矛盾，需完善猜想1.

【学生猜想2】学生修改猜想1，提出猜想2：拔河时“体重”是决定因素

【证伪实验2】在班级中找出两位同学，A同学比B同学“体重”大，在教室中进行微型拔河比赛，三局两胜，最后结果还是B同学获胜。实验结果与猜想2矛盾，需完善猜想2.

【学生猜想3】学生在教师启发引导下，进一步修改猜想，通过归纳，提出正确的猜想拔河时“鞋”是决定因素。

【证伪实验3】在班级中找出两位同学，A同学穿旱冰鞋，B同学穿普通鞋，但是A同学“力气”和“体重”都大于B同学，最后B同学获胜。

“证伪性”实验教学，运用“证伪性”实验来揭示学生原有猜想的局限性，该实验操作简便，所需的器材比较容易得到而且贴近学生的生活实际，学生能够很好的接受。从而层层启发引导学生运用分析、比较、归纳等思维方法，提出和优化猜想，突破了摩擦力运用的难点。

四、运用“验证性”实验突破数据处理难点

验证性实验是指对研究对象有了一定了解，并形成了一定认识或提出了某种假说，为验证这种认识或假说是否正确而进行的一种实验。验证性实验强调演示和证明科学内容的活动。这类实验往往培养学生的实验操作，数据处理等其他技能。比如在天平的教学中，会出现许多实验操作和数据处理上的难点，比如“左物右码”放置错误产生的影响，砝码生锈和缺损对实验数据的影响等，通过实际的严重性实验，测出该种情况下的数据进行分析，突破这些数据处理上的难点。

實验是科学学科赖以形成和发展的基础，是检验学科知识正确性的标准;是科学教学中学生获取科学经验知识和检验科学知识的重要媒介和手段。以实验教学为基础展开教学已成为所有科学教学工作者的共识，特别是对难点的教学，往往很难通过口头讲解来实现有效突破，但是如果借助实验，就可以达到事半功倍的效果。

[ 参  考  文  献 ]

[1]郑长龙.化学实验教学新视野[M].北京：高等教育出版社，2003.

[2]刘稳定.科学课实验教学要“实”[J].中小学实验与装备，2006（4）.