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提高初中科学实验教学有效性探微
提高初中科学实验教学有效性探微
宋东军
（浙江省绍兴市越城区孙端镇中学）
摘 要：从课堂实验教学、课外实验教学这两大方面展开讨论如何进行实验设计，关注实验时应注意的问题，从而阐述如何提高科学实验教学的有效性。
关键词：实验教学；实验设计；有效性
伟大的科学家伽利略曾说过：“科学的真理不应该在古代圣人的蒙着灰尘的书上去找，而应该在实验中和以实验为基础的理论中去找。”鉴于此，笔者结合自己在教学实践中的点滴，就如何提高初中科学实验教学的有效性谈几点体会。
一、设计趣味性实验作为新课导入，激发学习兴趣
可以用“瓶吞鸡蛋”的实验作为大气压的存在的新课导入。方法：点燃一张纸，放到广口瓶中，然后剥了壳的熟鸡蛋小头朝下迅速塞住瓶口，让学生猜想会发生什么现象？结果：鸡蛋被“吞”进瓶子。学生简直不敢相信自己的眼睛，但事实就在眼前。马上抛出问题——让学生思考为什么会出现此现象？而新课就这样诞生了。学生在新课学习过程中一直带着这个问题，最后让学生通过已学知识解释，有90%的学生能用自己的语言说明原理：燃烧消耗氧气，瓶内压强降低，低于大气压，大气压将鸡蛋“推”进瓶子里。
再如，学刘嫌变“烧不坏的手帕”魔术，引出汽化和液化的教学内容。这样的例子还有许许多多：“气体的压强与流速关系”的教学时，在一个倒置的漏斗中放入一个乒乓球，请一个学生沿斗柄用力向下吹气。“乒乓球会掉下来吗？”这时，学生个个全神贯注，思维进入活跃状态，猜想着结果会怎样。而事实上乒乓球不会掉下来，学生都感到惊讶、神奇：为什么会这样呢？从而在疑问和好奇中展开了思维的翅膀。
新奇的实验现象立刻抓住了学生的好奇心，促使他们怀着极大的兴趣和揭开谜底的欲望主动地进行探究，上课的注意力很集中，从而提高了学习效率。
二、利用身边的物品作为实验器材，使实验“贫民化”
在实验中，我们应避免难度大、繁琐。可以简化的实验装置要从简，尽量找生活用品代替复杂、昂贵的实验专用器材，从而使实验操作比较简单并节约时间。
例如可乐瓶很容易获得，在实验中是最好的帮手之一，并且效果明显。学习力的两个作用效果时，用手捏瓶，瓶变扁，直观地说明，力可以使物体发生形变。随手一抛可乐瓶，就可以证明另一个力的作用效果——力可以改变物体的运动状态。也可以研究大气压的存在以及液体内部的压强。前者只要将盛过热水的瓶子将水倒掉，立即盖紧瓶盖，稍后瓶变扁。后者的操作过程如下：我们在灌满水的可乐瓶侧壁上1字形排开，用大头针戳三个小孔，这时由于液体对该容器侧壁产生压强，且其效果随着深度增大而越加明显，液体就会从这些小孔中喷出，越往下的小孔射出的液体越远，从而来验证液体内部压强的特点。这个实验的设计材料经济易得，操作又简单，效果又明显。
这些“贫民化”的实验在农村学校都可以开设，而且可以避免学生在实验中陷入一些繁杂的过程中，而忽视一些比较关键的问题，使实验中没有过多的干扰，这样学生就会将精力集中放在探究科学原理上，从而顺利获得实验的结果或想要得到的事物的规律。多用身边的物品做实验，使生活成为课程的重要素材。在很大程度上能调动学生的求知欲和积极性。
三、积极改进课本实验，提高实验效果的有效性
教材中大多数实验可操作性强、现象明显，但也有少数实验，看似非常简单，做起来却经常遭遇失败或实验设计存在不足等。对于这些实验，需要教师发挥主观能动性，要学会创新，对不妥之处要予以改进，以提高实验效果的有效性。
如，课本上的《会沉浮的气球》实验，原实验存在缺点：（1）气球不易戳破；而且一旦破掉，气就全部放出了，实验易失败。（2）戳破后沙子散落较脏；实验不易观察，不能重复操作。（3）实验现象不明显。三个状态：漂浮、悬浮、下沉很难控制。改进后所需器材：气球、锌粒（学生可用小石块、橡皮泥等代替）、带橡皮管的玻璃管、止水夹、打气筒、透明容器、细线。实验步骤：a.先将锌粒（代替细沙）放入气球（使气球有一定的质量）b.用打气筒打足气，并用细线固定到玻璃管的一端，另一端用止水夹夹住橡皮管（不漏气）；c.再在透明容器中装满水，将气球放入；d.然后用止水夹边放气边实验。
四、将验证性实验设计成探究性实验，让学生自己建构认识结构
传统的学生分组实验教学，通常先由教师就实验目的、实验器材、实验原理、实验步骤、数据采集及处理办法清清楚楚地讲一遍，然后学生按照实验步骤做实验。实验中，学生只是“照方抓药”，难以激发他们的自动性和培养探究精神。因此，这类实验可设计成探究性实验，实验时间可放在知识教学之前。
比如，“凸透镜成像实验”可以在教学“凸透镜成像规律”之前加入作为探究式实验进行。教师可以这样设计——先让学生利用手头实验器材在光屏上分别成放大、缩小、等大的三个像。不要害怕学生做不出，不要认为你不讲什么是光屏、焦点等，学生就会丈二摸不着头脑。我已经试过好几届的学生了，学生不一会工夫就完成了我的任务。再反过来让学生观察刚才三种情况时物距、像距的关系，学生亲身经历了探究的过程，自然得出成像规律，不用死记硬背。而且，在以后的学习包括练习中效果也很好。再如，“电流、电压和电阻的关系”“影响导体电阻大小的因素”“物质酸碱性测定”也可以采取这种方式。对于练习使用仪器类实验，如“电流表、电压表的使用”“温度计的使用”“天平的使用”等这样一些实验，要通过学生自己阅读使用说明，了解其基本原理和基本使用方法，并能够应用这些仪器进行相关量的测量。
五、运用多媒体技术增强实验的效果
学生在操作实验时，有时对实验的结果或现象不能作出判断时，可以用多媒体技术来指导学生。如，在学生操作显微镜观察装片时，学生首先要会对光，“当从目镜中看到一个光亮的光斑时，说明对光已对好了”，可是在实验操作过程中，很多学生都不知道怎么样才算调好光了。以前我要一个个给学生去“鉴定”，一节课下来，两腿发软。而且效率不高。如果演示时在显微镜的目镜上安装一个摄像头，再把摄像头与电脑连接，就能够直接把显微镜的效果投影在屏幕上，学生只需要把他自己的实验现象与屏幕上对照即可了。再如，粗准焦螺旋与细准焦螺旋的调节作用，很多学生都只认为粗准焦调节有变化，细准焦螺旋调节无变化，如果还是用刚才的这个方法，让全班所有的学生一齐来观察教师演示时，屏幕中像的变化，肯定会改变学生认为无变化的观点。当然，这个实验条件对农村来说是很苛刻的，因为即使在我们城区实验室装多媒体的还很少。
总之，作为科学教师，要精心设计课堂实验，积极指导学生开展课外实验，从而激发学生学习科学的兴趣，帮助他们获得科学知识，培养科学素养，真正体现实验教学的有效性！
参考文献：
梁灵君。新课程下提高初中科学实验教学的有效性策略探微［J］。中学课程辅导：教学研究，2012（27）。
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