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初中科学教材中小实验的开发和应用

发表时间：2021/3/29 来源：《中小学教育》2021年4月1期作者：童典泽

[导读] 现代社会需要的是具有创新能力和实践能力的人才。科学实验是中学培养学生科学素养的重要途径。通过实验教学，不仅可以激发学生学习科学的兴趣，帮助学生形成科学概念，获得实验知识和实验技能，还能培养学生良好的科学精神，并最终成为一名有科学素养的人。那么实验的改进是值得探索的课题。

童典泽浙江省乐清市柳市镇第六中学 325600
【摘要】现代社会需要的是具有创新能力和实践能力的人才。科学实验是中学培养学生科学素养的重要途径。通过实验教学，不仅可以激发学生学习科学的兴趣，帮助学生形成科学概念，获得实验知识和实验技能，还能培养学生良好的科学精神，并最终成为一名有科学素养的人。那么实验的改进是值得探索的课题。
【关键词】初中科学教材；小实验；实验改进；实效
中图分类号：G652.2 文献标识码：A 文章编号：ISSN1001-2982（2021）04-094-02

        初中科学教材有许多小实验有的侧重于操作、有的侧重于设计、有的侧重于对知识的理解和应用，各有特点和作用，是课堂教学的延伸和补充，是搞好实验教学不可忽视的重要组成部分。在教学实践中体会到，重视这些小实验的教学，既有利于巩固知识，提高能力、激发学生的兴趣，又有利于培养学生的动手动脑习惯和实验技能，有利于进一步挖掘学生中的创造潜力、培养学生的分析问题和解决问题的能力、有利于培养学生的科学创新能力，对全面提高教学质量具有重要意义。
        一、实验导入激发学生学习兴趣
        实验导入的主要任务是在学习者和新的学习课题之间建立起联系，激发学习兴趣，明确学习目的，运用已有经验和已学会的学习方法，促使学生进行新的思考。通过演示实验，教师利用学生意想不到的奇特现象，唤起学生的强烈求知欲望；利用创造的神秘感，学生可以集中注意力和积极思考，得到科学方法的训练；而创造一种解决实际问题的情境来导入新课，也会产生良好的课堂效果。
        二、化抽象为具体，变微观为宏观
        将实验“动态”过程生动形象地展现于学生眼前，真正意义上使学生弥补直观感觉的不足，减少其抽象思维的难度，益于实验课堂目标，增强了创新能力的培养由于实验具有真实性、直观性、形象性和生动性这四个显著的特点，所以它极易激发起中学生学习的兴趣和求知欲。对于中学生，这些新鲜的科学实验是很具有吸引力的，极易唤起他们学习科学的直接兴趣。中学生的特点之一是天生好奇、好动。让这些天真活泼的中学生们亲身观察真实、生动有富有趣味的科学实验，他们的注意力会高度集中。这些新奇的科学实验现象大都出乎他们的意料之外，使他们兴趣盎然。激发了他们的求知欲。请看下面这个教学案例。
        浙教版八上第四章第三节《物质的导电性与电阻》课中有一难点就是导体导电原因的微观解释，教材中是用了一张图片让学生理解金属导电的原因是：有大量能自由移动的电子。绝缘体不能导电是：没有大量能够自由移动的电子。由于这部分内容安排在八年级上学期的教学中，学生没有学过原子核和核外电子，如何突破这个难点呢？仅靠教材中的静态图片显得力不从心。我听了一位老师上过这堂课，他设计了一个模拟实验来说明，对学生的理解非常有帮助。他把一些圆的大塑料球一个个依次用胶水粘在一个盒子里用来模拟原子核。在盒子里再撒一些小塑料珠来模拟自由电子。盒子两头开口，然后拿一吹风机在盒子的一头来吹，用来模拟电源的电压，结果塑料球朝另一个方向移动。来说明金属导体在接通电源时自由电子的定向移动。另外一个盒子装的材料类似，只不过小塑料珠被粘在大的塑料球上。然后也用吹风机来吹，结果小塑料珠不能够自由移动。来说明绝缘体不容易导电的原因是有电子但不能自由移动。
        通过这个模拟实验，让学生更容易理解物质导电原因的微观解释，突破了难点。让学生主动去探索新知识、获取新知识。这是使学生牢固地掌握知识的有效途径之一，同时，也是教师突破教学难点，突出教学重点，完成教学任务，达到学科教学目标，切实提高中学教育教学质量的有力保证。可以这样认为，教师在教学中积极创设中学生有效学习和掌握科学知识的学习环境，是十分重要的。而实验的改进是培养中学生掌握科学方法的有效途径之一。
        三、把复杂实验变成简单
        提高课堂效率，创新教育理念是前提，创新教学过程是关键。没有理念的创新，就不会有实践的创新。心理学认为：人们的任何行为总是在某种意识的作用之下自觉或不自觉地进行。某种意识，就是某种理念、思想。要创新教学过程，首先要创新教学理念，只有理念的创新，才有过程的创新。在科学教学中，教学过程创新，就应该包括实验的创新教学。因为教材中有些实验的要求太高，设备不齐全的学校难以完成教学中的需要。有些实验耗时太长，课堂上难以完成的实验。

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这就需要改进，请看下面一实例：
        在这次赛课中，有一堂课是七年级上册第四章第5节《熔化与凝固》教学，教材中有一实验：晶体与非晶体的熔化与凝固，用到了海波和松香，在第一节课上课的老师就是按照教材中实验来设计教学，在课堂中让学生分组完成这两个实验：一半的学生做海波熔化实验，一半学生做松香熔化实验，并且实验一开始就用热水进水浴加热。在一定的程度上缩短了实验时间，但由于松香在实际的熔化过程中速度太慢，结果花了二十多分钟松香才得以熔化完，而且温度升高也不是很明显，然后要绘制熔化的图像，最后导致这堂课因时间不够无法完成预设目标。
        第二节课的老师也是上这堂课，在做这个实验时，老师对这个实验设计做了改进：用冰代替海波；用石蜡代替松香，这两种材料都是生活中常见的。实验时没有用酒精灯加热，而是直接用热水进行加热。学生在进行实验时，冰在熔化过程中温度不变，熔化成水后温度上升也很明显，石蜡在熔化时温度上升也很明显。学生可以有效绘制两种物质的熔化图像，耗时较少，十分钟之内完成。使后面的教学内容能有充足的时间保证教学效果。
        要培养创新精神和实践能力，现代化教育更适应知识经济时代对人才素质的需要，必须切实地以创新教育为核心全面推进素质教育。创新实验是素质教育的具体化和深入化，创新实验是教育功能的重新定位，是带有全局性的、结构性的教育革新和教育发展的价值追求。强调创新实验体现了知识经济进代的人才素质的需求。
        四、科学教学中，重视实验做好实验
        4.1重视演示实验导入，激发课堂实效。
        “导入”是一节课的首要环节。这个环节的设计至关重要，如果教师不注意该环节的设计，时间长了，会使学生厌烦。但并非每节课都要想一个好的导入。因为有些课就要开门见山的直入主题，你还想怎么引入那就有点多余。最后通过演示实验来激发学生的兴趣，提高课堂实效。演示实验具有形象真实、生动有趣的特点,通过演示实验可以帮助学生积累感性材料，是学生形成概念、理解规律的基础，也可以培养学生掌握一定的观察技巧。演示实验还是一门艺术，能营造出活生生的情景，让学生身临其境地获得丰富的感性认识，有利于突破教学的重点和难点，促进学生理解和巩固知识，从而提高课堂教学的有效性。
        4.2强科学生分组实验，提高课堂实效
        教师在教学过程中应充分发挥教学机智，想方设法创造性地开设各种分组实验，并且尽可能由验证性实验向探究性实验转变，学生的探究活动不同于科学家的探究活动，教师要有目的地根据教学内容设计探究内容，突出探究的重点环节，而不必对科学探究全部要素面面俱到。在探究过程中，教师是学生学习活动的“组织者、和规范者”。要避免几种错错误的倾向：一是“越俎代庖”，名“引”“实“灌”，将探究式实验教学设计成一个框，为了完成探务而让学生往框中钻，重视的是结果而非过程；二是过分强调学生的主体地位，没有好当组织者、引导者的角色，出现“放任自流”式的探究。在新型科学探究式课堂教学中，教师不是将结果平铺直叙地告诉学，而是让他们通过各种探究活动获取知识，让他们在曲折的验探究过程中获得乐趣，从而对科学更感兴趣，同时让学生在探究过程中逐步掌握一些科学探究的基本方法，如控制变量法、转换法、等效法等，全方位提高探究教学的有效性。
        4.3妙用身边物品，有效改进实验，提升课堂实效
        新课程指出：使用身边随手可得的物品进行探究活动，可以拉近科学和生活的距离，让学生深切感受到科学的真实性，感受到科学就在身边.利用身边经常接触的物品进行实验，经济实用，趣味性浓，易激发和调动学生学习的积极性，同时还锻炼了学生的动手能力，活跃了学生的思维，拓宽了学生的视野，培养了学生创新精神和意识，有利于促进有效教学.身边可用做实验的器材很多，如在本节课检测哪些物质容易导电，哪些物质不容易导电？让学生收集身边的物品（直尺硬币铅笔芯粉笔橡皮钥匙自来水等）做实验。教师一定要树立“坛坛罐罐当仪器”的意识，创造一切可创造的条件，让学生人人动手参与实验.学生在亲身实验培养了创新实践能力，激发了对科学活动知识的探究精神。
参考文献
[1]刘炳升.物理实验教学与科学素质教育[J].教学仪器与实验出版社2000年版
[2]刘琛.改革实验教学，贯彻素质教育[J].高教研究与探索出版社2000年版
[3]汪忠.构建能力培养型实验教学体系的探索[J].高等师范教育面向21世纪改革丛书出版2001年版
[4]吴进,周云标.在物理实验中引入计算机辅助的探试[J].物理实验.1997(05)
[5]张建伟,陈琦.从认知主义到建构主义[J].北京师范大学学报(社会科学版).1996(04)