激发科学探究兴趣 发展学生探究能力

摘 要：科学探究是科学的本质特征，具有重要的教育价值。科学探究活动是提高学生科学素养的主要途径之一。它不仅可以使学生更深刻地理解科学知识，更好地掌握科学方法，还可以使学生得以亲身体会科学精神的实质，培养学生的科学情感、态度与价值观。本文从实验情境的设置、演示实验的改进、情境实验的开发和探究实验的设计四个方面，对新课程下的初中科学实验教学进行了一些有益的探索和思考。

关键词：初中科学 实验教学 科学探究

《义务教育初中科学课程标准（2011年版）》（以下简称《新课标》）提出，发展学生的科学素养离不开科学的学习过程。科学的核心是探究，科学探究活动是培养科学观念与能力最关键的途径，也是培养创新精神与实践能力最有效的手段。科学探究活动的设计应当符合学生的认知特点，注意从学生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开展活动。

学生对科学的兴趣是学习科学最直接和持久的内部动力，对学生今后的发展至关重要。初中科学教材中安排了许多实验。但是一般来说，学生从书发到手就已经开始翻看书上的实例与实验，虽然还不太懂，但这会造成学生对今后的学习缺乏新鲜感。如果一味地照本宣科，就很难调动学生的探究兴趣了。因此，教师需要突破教材，并从学生的实际出发，注重创设学习科学的情境，激发其好奇心与求知欲，使学生在探究过程中体验学习科学的乐趣。

1.设置实验情境，激发学生的探究欲望

初中学生的特征就是有好奇心、爱动手，学习时受兴趣的影响程度很高。如果他对一个问题兴趣不大，就会懒得动手、动脑。探究性学习的倡导者萨奇曼认为，只要有一个能集中学生注意力的焦点，学生享有探究的自由，加上一个容易引起反应的丰富的环境，学生就能开展探究活动。为此，我们要为学生创设一种有利于引导他们主动学习的新奇的实验情境。

在讲“安全用电和人体的导电与电阻”时，笔者引入了一个实验。如图1所示：

我先把窗帘拉起来，让教室暗一点。让甲同学站在木凳上，用测电笔测插座上的火线，测电笔发出红光。然后，让乙同学用测电笔测木凳上的甲同学的脸，测电笔同样也发出红光。乙同学大叫：“XXX同学带电。”其他同学也非常惊奇，甲同学却没有感觉。怎么回事？我给同学们每人发一支测电笔，两人一组，让他们自己体验一下。这个实验引发了学生们很多的问题。我让学生进一步探究：测电笔为什么会发出红光？如果乙同学把测电笔倒过来，测木凳上的甲同学的脸时，或木凳上甲同学来测乙同学，测电笔会发出红光吗？这又是谁“带电”？这个实验极大地激发了学生的探究积极性，学生自己提出问题，自己查资料，设计实验并找答案，他们从探究过程中学到了不少知识。这样获得的知识，学生很难忘记，因为是学生自己主动探究获得的。

又如，在讲“惯性”一课时，我用鸡蛋来做被观察的物体。实验中，学生担心鸡蛋会滚下来，他们的眼睛很自然地就被吸引到讲台上来了。还有“纸盒烧开水”、“楼梯开关”、“万花筒”、“小潜艇”、“不倒翁”、“试管煮鱼”等等小实验，都具有很强的趣味性，像这样的小实验很多，这些有趣的实验会深深地吸引着学生的注意力，也能激发学生的探究欲望和学习的积极性，使他们进入探究情境，有时甚至忘记了下课。

2.改进演示实验，引导学生参与实验

传统的演示实验，教师与学生之间是教师“演示”实验，学生只负责看，忽视了学生的主体地位，也就很难激发学生的探究意识。那么通过观看演示实验得出的教学结论在教师看来是“显然的”，而对学生来说却是“茫然的”。如能将一些演示实验进行改进，让学生参与进来，去自主探索、讨论、分析，则学生对课本知识的认识会很深刻，还会从中悟出很多课本上学不到的知识。

在教学“大气压”时，第一节课做了很多吸盘实验，学生兴趣很高。但在第二节课讲测量大气压时，由于教材对水银气压计的原理降低了要求，只是展示了福廷式水银气压计，学生不知道760mm汞柱怎么来的。笔者在这里引进一个改进的托里拆利实验，即将整个托里拆利实验器具用自制的有机玻璃罩密封起来，罩背面画有高度表，可以读取水银柱的汞高，罩边上装有通气管。如图2、3：

在没有罩玻璃罩之前，学生对于托里拆利实验就很惊奇。水银柱为什么不下来？什么力支撑着它？笔者先让学生自己猜想、探究。学生小组讨论后会提出：凭什么说这水银柱是大气压作用的结果呢？我就引导他们：大气压在晴天和雨天、夏季和冬季会不同，水银柱也会有升降。但是短时间怎样改变和证明呢？笔者引导学生设计实验去观察气压在小范围内怎样变化。然后依照学生设计，拿出玻璃罩，将托里拆利实验器具放入玻璃罩密封起来。让学生自己体验：通过通气管用嘴吹气、吸气，就可以使水银柱升高或降低2～3厘米，最高甚至可以达到5厘米以上。学生非常惊奇：真的是气压作用？于是每个同学都想吹一下。体验完后，学生的探究兴致非常高。通过进一步追根寻底的积极探究，学生对760mm汞柱产生的原因也理解得很清楚了。

3.开境实验，启发学生科学思维

教师要重视学生科学思维的培养；关注他们的思维过程和行为方式；引导他们“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系；帮助他们学习建立科学模型，逐步养成质疑、反思的科学思维习惯。

我们可以在备课、上课中加入一些自制的情境实验，吸引学生去思考，去探究，往往有出乎意料的效果。由于自制的情境实验容易操作，学生可以自主操作、体验和思考。这样的探究活动，学生会乐此不疲。

笔者在上“电动机”一课时，我给学生准备了一些直径0.6毫米的漆包线，回形针和磁铁，并要求学生自己准备一节电池。如图4所示：

取直径0.6毫米的漆包线，绕长×宽为4×3厘米的线框20圈，可以比磁铁略宽。两端漆包线油漆刮掉一半，放在两枚回形针的弧形弯钩上，回形针另一端扳直，接在电池两端当导线用。这样，线框就会很快转起来。

我先放录像并提问：“这线框转动是真是假？”学生觉得是假的。我让他们分组做一做。两三分钟后，有的学生就做成功了，他们很兴奋。于是我让他们帮助其他同学做。然后，我让学生思考为什么会转，再让同学带着问题看书，引导他们研究书上的实验，搞懂后再解释为什么。学生提出了很多问题，我让他们自己想办法设计实验来验证与交流，效果非常好。

4.增加探究实验，发展学生探究能力

教师如果能够根据需要，巧用学生所熟悉的材料，制作一些使学生有新奇感的探究实验，增强学生的感性认识，学生就很容易理解接受，难点也就迎刃而解了。

例如，在学习“液体压强”时，学生经常会碰到这样的问题：液体对容器底部的压力，不一定等于液体本身的重力。上大、下小的梯形容器，存放液体时，底部所受的压力小于液体的本身重力；而上小、下大的梯形容器，存放液体时，底部所受压力大于液体的本身重力。这点对学生来说是一个难点，好多学生难以理解。我就引导学生思考能否用一个实验来探究一下。我指导学生做了底面积同样大小的三个有机玻璃盒，如图5。下底面用橡皮膜封住，再用电子秤来“秤”压力，可见度很好，学生探索实验的积极性非常高，实验也是学生主动设计做的，因为学生不相信作业本上的答案。

在实验中却发生了意外，即把上小、下大的梯形容器存满水后称量时，发现橡皮膜向下凸出，如图6，电子秤显示的压力却是等于重力。后来仔细研究才发现奥秘，设想容器中水的压力大于本身的重力，这样水和容器所受的支持力就不能与重力保持二力平衡了。是因为橡皮膜传递了水的压力，硬容器的底就没有这样的问题。于是容器产生向上运动（很小幅度的向上升），水通过橡皮膜向外凸出，在凸出的过程中，橡皮膜与秤面的接触面积减小，压力F=P×S，S（接触面积）减小，压力也开始减小，直到与重力平衡，这时电子秤所受压力等于重力。

怎样才能真正显示容器底部的压力呢？我和学生一起研究，学生提议将有机玻璃容器用铁架台固定，不让有机玻璃容器上升，并且使容器底部的橡皮膜基本平贴在电子秤上，而有机玻璃容器则不与电子秤接触，如图7。这样就比较完美地演示了上小、下大的梯形容器，底部压力大于液体的重力这个实验。其实在探究过程中，不光是学生，连教师自己本身也学到了很多知识。

新课标指出，教材的内容不是要让学生被动地全盘接受，而是提供一些供学生分析和思考的素材与活动建议。初中学生具有爱玩、爱动的特点，只要激发起他们学习的兴趣，适时地创设一些新奇的动手实验，提供动手操作的机会，他们就会以满腔的热情，积极主动地投入到科学探究中来，从而使学生学习知识由被动接受转变为积极主动地探索与获取。这样的科学课堂就会变得开放、活跃，气氛热烈，教学效果自然就会倍增。

参考文献：

[1]何风国，王爱生.关注新课程挖掘生活资源 改进物理实验和教具制作[J].中国民族教育，2006（3）

[2]林彩琴.浅谈如何优化初中科学实验教学[J].中国校外教育（中旬刊），2010（7）

[3]刘燕霞.新课程理念下的低成本物理实验[J].中国教育技术装备，2010（14）

[4]王爱生，丁长泰.开发自创性实验的策略[J]. 物理实验，2012（3）

[5]王 颖.低成本实验对中学物理教育的促进[J]. 龙岩学院学报，2005（6 ）

[6]夏瑞亿.浅谈初中科学实验中的探究性学习[J].科学之友，2010（03）

[7]教育部.义务教育初中科学课程标准[J].北京：北京师范大学出版社，2012

（作者单位：浙江省教育科学研究院附属实验学校）