陳勇

【摘要】科學(xué)新課程標(biāo)準(zhǔn)要求以提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)為宗旨，建立了三維目標(biāo)體系，倡導(dǎo)學(xué)生以探究發(fā)現(xiàn)為主、主動(dòng)參與、交流合作的學(xué)習(xí)方式，這些理念的落實(shí)，都離不開(kāi)科學(xué)實(shí)驗(yàn)。而演示實(shí)驗(yàn)作為科學(xué)教學(xué)的主要手段，我們很有必要研究激活演示實(shí)驗(yàn)的功能。在改變實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、改變?shí)驗(yàn)原理、改變實(shí)驗(yàn)器材和改變實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)四方面的策略著手作了一些探究。

【關(guān)鍵詞】初中 ?科學(xué)演示實(shí)驗(yàn) ?功能 ?策略

【中圖分類號(hào)】G633.98 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2019）16-0110-02

一、科學(xué)演示實(shí)驗(yàn)中存在的功能缺失

1.許多實(shí)驗(yàn)用課件、視頻或PPT來(lái)進(jìn)行演示，雖然操作簡(jiǎn)單，但是學(xué)生并不能通過(guò)實(shí)驗(yàn)的演示來(lái)揭示事物的本質(zhì)，忽略了科學(xué)精神的養(yǎng)成，忽略了學(xué)生思維的養(yǎng)成。

2.很多實(shí)驗(yàn)的演示，教師只為了得出某一他想表達(dá)的結(jié)論而進(jìn)行演示，沒(méi)有把實(shí)驗(yàn)所蘊(yùn)含的內(nèi)在關(guān)系表達(dá)出來(lái)，限制了實(shí)驗(yàn)的作用。

3.實(shí)驗(yàn)功能的被限制，使學(xué)生的思維能力、動(dòng)手能力被限制，實(shí)驗(yàn)的演示完全由教師操作，似乎與學(xué)生無(wú)關(guān)，學(xué)生的主觀能動(dòng)性被限制。

4.有的科學(xué)教師因?yàn)榕侣闊┒蛔龌蛏僮鲅菔緦?shí)驗(yàn)，甚至就用教師的口頭講解代替演示實(shí)驗(yàn)。

因此，激活演示實(shí)驗(yàn)的功能，使初中科學(xué)演示實(shí)驗(yàn)真正起到培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、分析能力、動(dòng)手能力、自主探究能力和創(chuàng)新能力的作用，已顯得尤為重要。

二、科學(xué)演示實(shí)驗(yàn)功能激活的實(shí)踐策略

科學(xué)演示實(shí)驗(yàn)有“構(gòu)建理想模型”、“突破教學(xué)難點(diǎn)”、“展示知識(shí)過(guò)程”等四個(gè)功能，以其直觀具體、形象生動(dòng)和低成本、高效率等優(yōu)勢(shì)一直是科學(xué)教學(xué)的重要形式和手段，在創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境、培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)知能力和學(xué)習(xí)興趣中起著重要的作用。教師在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)，可以通過(guò)改變其中某個(gè)或某幾個(gè)環(huán)節(jié)，激活演示實(shí)驗(yàn)的本質(zhì)，使演示實(shí)驗(yàn)賦予新的教學(xué)功能，使學(xué)生取得更大收獲。

（一）同一器材改變實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐囵B(yǎng)學(xué)生發(fā)散思維能力

科學(xué)學(xué)科的每個(gè)實(shí)驗(yàn)，都有其特有的實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，根?jù)教材教學(xué)內(nèi)容的提示和要求，運(yùn)用一定的材料和設(shè)備，筆者設(shè)計(jì)出多個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)康牟煌难菔緦?shí)驗(yàn)，若在教學(xué)中能啟發(fā)學(xué)生利用相同器材自行設(shè)計(jì)不同目的的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，可以有效發(fā)展學(xué)生的發(fā)散性思維能力，以此來(lái)拓寬學(xué)生的思維力度。

例如：“U型管的多種功能”這一章節(jié)，筆者利用U形管來(lái)改進(jìn)部分實(shí)驗(yàn)，效果十分明顯。

學(xué)生們學(xué)習(xí)液體壓強(qiáng)中認(rèn)識(shí)了壓強(qiáng)計(jì)。它的構(gòu)造裝是有紅色液體的U形管、刻度板、裝有橡皮膜的金屬盒和連接U形管和金屬盒的橡皮管。我發(fā)現(xiàn)，U形管在科學(xué)實(shí)驗(yàn)中十分有用，比如在力學(xué)中的應(yīng)用，利用U形管可以充分通過(guò)U形管左右液面高度的差來(lái)體現(xiàn)力的大小。

在流體力學(xué)中，學(xué)生認(rèn)識(shí)到了流速越大，壓強(qiáng)就越小。老師通過(guò)實(shí)驗(yàn)和發(fā)生在身邊的實(shí)例給學(xué)生介紹，使學(xué)生有了初步認(rèn)識(shí)，于是，我設(shè)計(jì)了體現(xiàn)流體和壓強(qiáng)關(guān)系的演示實(shí)驗(yàn)。把大型漏斗用橡皮管和U形管連接，并在漏斗內(nèi)放一個(gè)乒乓球，用大功率的電吹風(fēng)機(jī)在漏斗上吹風(fēng)，發(fā)現(xiàn)乒乓球上浮了。U形管兩端液面出現(xiàn)了右高左低的現(xiàn)象。說(shuō)明了右邊的壓強(qiáng)在減小，在大氣壓的作用下出現(xiàn)如此明顯的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中要深入研究每種儀器的功效和實(shí)驗(yàn)用途，充分挖掘同一儀器在多種實(shí)驗(yàn)的功能，這對(duì)于學(xué)生形成科學(xué)知識(shí)、理解科學(xué)概念和規(guī)律具有重要的意義。同時(shí)也促進(jìn)了思維的發(fā)展，養(yǎng)成了發(fā)散性思維。

（二）改變實(shí)驗(yàn)原理，提高學(xué)生分析推理能力

日常教學(xué)中，我經(jīng)常用一些反映不同角度、不同層面教學(xué)內(nèi)容的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行演示，起發(fā)學(xué)生從不同實(shí)驗(yàn)方案中進(jìn)行思考，提高學(xué)生的思維、推斷能力。當(dāng)然，所選用的實(shí)驗(yàn)原理要符合初中學(xué)生的認(rèn)知水平和思維特點(diǎn)。例如：“微小形變實(shí)驗(yàn)”，在升華和凝華的教學(xué)中，我讓學(xué)生比較新舊兩只燈炮，討論，用久了的燈泡為什么會(huì)發(fā)黑？由于學(xué)生對(duì)金屬鎢的認(rèn)識(shí)不到位，學(xué)生不能從本質(zhì)上認(rèn)識(shí)金屬鎢的升華和凝華。教學(xué)的重點(diǎn)無(wú)法把握。

現(xiàn)實(shí)的教學(xué)中，教師要精心研究教材中的實(shí)驗(yàn)，分析其中的優(yōu)缺點(diǎn)，并不斷地改進(jìn)、補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)，聚焦多個(gè)角度，使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更加明顯，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的功效，提高學(xué)生分析推理能力。同時(shí)，在實(shí)驗(yàn)中教師要潛心研究如何改變的實(shí)驗(yàn)原理，從不同的角度詮釋了同一科學(xué)原理，讓學(xué)生對(duì)不易理解微小形變或無(wú)法感知的原理有了新的認(rèn)識(shí)，發(fā)現(xiàn)科學(xué)就在我們身邊，消除了科學(xué)的神秘面紗，親近了許多。

（三）改變實(shí)驗(yàn)器材，促進(jìn)學(xué)生比對(duì)反思能力

相同的實(shí)驗(yàn)可采用不同的器材進(jìn)行。我們一般會(huì)根據(jù)材料的特性怎么樣、價(jià)格是否低廉、提取材料是否方便等方面來(lái)選擇。我利用身邊唾手可得的、成本低廉的材料進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)。例如：“覆杯實(shí)驗(yàn)”，一般做法：在廣口瓶中裝滿水，然后用紙片蓋住瓶口，并用手壓著紙片，將杯倒轉(zhuǎn)，使瓶口朝下，然后將手輕輕移開(kāi)，紙片紋絲不動(dòng)，水未流出。然后，慢慢地旋轉(zhuǎn)瓶子，紙片仍紋絲不動(dòng)，水也仍未流出。我進(jìn)行了這樣的改進(jìn)：如圖，在紙片上用大頭針刺出許多小孔，將廣口瓶改成大杯子，并演示方法同上，并加上一個(gè)傾斜的演示。結(jié)果，一張小紙片竟能托住一大杯子的水。改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)?zāi)芙o學(xué)生帶來(lái)更多的驚訝，而且還讓學(xué)生體會(huì)到氣體向各個(gè)方向都存在壓強(qiáng)。（如圖所示）

采用不同的器材進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)，可是得到的結(jié)果一樣，這很容易引發(fā)學(xué)生的思考，對(duì)于促進(jìn)學(xué)生的反思能力有很大的作用。

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的原理可能有一定的了解，但對(duì)于實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的目的不是很清晰。為了挖掘?qū)嶒?yàn)的功能，教師利用身邊的器材重新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，并“解剖”實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生親歷實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程，慢慢引導(dǎo)學(xué)生理解實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)目的。最終做到異曲同工的效果，這樣做的效果能促進(jìn)學(xué)生比對(duì)、反思的能力。

科學(xué)學(xué)科的課堂教學(xué)，設(shè)計(jì)的問(wèn)題如果不是精心設(shè)計(jì)的，那就會(huì)錯(cuò)失很多實(shí)驗(yàn)帶來(lái)的精彩瞬間，教師精心設(shè)計(jì)演示實(shí)驗(yàn)，適當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行觀察、感受、反思，學(xué)生就會(huì)從細(xì)小的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)中去深入思考、分析，實(shí)驗(yàn)就會(huì)給學(xué)生留下深刻的知識(shí)烙印。

（四）改變實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)，激發(fā)學(xué)生的動(dòng)手能力

一個(gè)實(shí)驗(yàn)相同的目的、相同的原理，我通過(guò)改變實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)方案，形成多個(gè)不同的新的實(shí)驗(yàn)方案，使原有的實(shí)驗(yàn)取得不一樣的更好的教學(xué)效果，事半功倍。

例如“光在不均勻介質(zhì)中的折射實(shí)驗(yàn)”

方案一：教師用左手拿著點(diǎn)燃的，右手拿著激光筆，當(dāng)激光筆發(fā)出的光線穿過(guò)由點(diǎn)燃的蠟燭制成的不均勻空氣區(qū)域后射向遠(yuǎn)處的墻壁，可以看到墻壁上的光點(diǎn)在上、下、左、右移動(dòng)。

方案二：用兩個(gè)鐵架臺(tái)分別固定筆和蠟燭，原理同上。

方案三：用長(zhǎng)方形的無(wú)色透明的無(wú)機(jī)玻璃、實(shí)驗(yàn)用的長(zhǎng)頸漏斗，將調(diào)制好的濃蔗糖溶液或用鑰匙加入適量的硫代硫酸鈉注入到事先灌注有三分之一清水的玻璃缸底部，使玻璃鋼內(nèi)形成不均勻的液體。然后，把激光筆用鐵架臺(tái)固定，將激光從玻璃缸外從下往上照射，這時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生們觀察激光從玻璃缸射入的現(xiàn)象：可觀察到光在不均勻的溶液中是沿著曲線傳播的，這時(shí)，用玻璃棒將玻璃缸內(nèi)的溶液充分?jǐn)嚢杈鶆颍龑?dǎo)學(xué)生觀察，可見(jiàn)光又是呈現(xiàn)直線傳播了。（如圖所示）

通過(guò)不同形態(tài)溶液的對(duì)比，使學(xué)生直觀地理解了光不均勻和均勻的介質(zhì)中傳播的路徑不同，這樣的實(shí)驗(yàn)通過(guò)演示使實(shí)驗(yàn)更清晰明了，結(jié)論更通俗易懂，學(xué)生的印象也更深刻。這三種方案的設(shè)計(jì)基本原理相同，實(shí)驗(yàn)?zāi)康南嗤?，但方案二在設(shè)計(jì)上更注重演示實(shí)驗(yàn)的科學(xué)性，方案三的優(yōu)點(diǎn)在于，它是“直接地”證明了光在不均勻介質(zhì)中的光路是彎曲的，而且還證明了在同一均勻介質(zhì)中（后來(lái)水槽內(nèi)的海波或濃蔗糖溶液變成了均勻溶液）光線是直線傳播的。

演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，教師通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的改進(jìn)，引領(lǐng)學(xué)生探究同一個(gè)原理，能使學(xué)生快捷理解知識(shí)難點(diǎn)，使學(xué)生通過(guò)直觀的演示實(shí)驗(yàn)了解科學(xué)規(guī)律的形成，達(dá)到使學(xué)生真正理解科學(xué)學(xué)科中難懂的概念、科學(xué)規(guī)律和原理，并激活學(xué)生動(dòng)腦動(dòng)手能力。

三、結(jié)束語(yǔ)

如果說(shuō)科學(xué)是一座迷宮，那么，科學(xué)實(shí)驗(yàn)則是解開(kāi)迷宮的鑰匙。在科學(xué)教學(xué)中，我們應(yīng)該勤奮去挖掘，親手把鑰匙交給學(xué)生，讓學(xué)生進(jìn)入科學(xué)的殿堂。只有這樣，我們的教學(xué)會(huì)更加引人注目、生機(jī)盎然。

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