优化科学实验 促进新课程教学

新课标带来新教材的诞生，新课标的特点是强调学生能力和科学方法的培养，新教材如果用老教法，就会给学生带来沉重的负担.你看书本中琳琅满目的探究实验，问题讨论等等，压得学生喘不过气来，就连老师也忙不过来.无怪乎，有些教师在埋怨新教材编起来，不系统，知识体系也很凌乱，实验探究也不切合实际等等.可以说新教材中教师的教与学生的学，要比老教材的任务多得多.但就目前实验教学来看，演示和学生实验均限制在课堂这有限的时空内，学生参与和投入的精力根本不够，而课外一些宝贵的时间又花在了习题演算上，使得学生的实验意识和实验能力相对滞后.因此在平时的教学中，教师把实验探究变成了实验研究，课件代替实验过程，教师说出的话，当成了实验结论.根本篡改了新教材的本意，更何况新课标明确指出：“义务教育阶段的科学课程要让学生学习初步的科学知识与技能，经历基本的科学探究过程，受到科学态度和科学方法的熏陶”.“科学课程价值的一个重要表现是通过科学探究，学习科学探究方法，发展初步的科学探究能力，形成尊重事实、探索真理的科学态度.”说明科学探究既是学生的学习目标，又是一种重要的教学方式.那么如何改变目前科学探究中的重要一环科学实验的教学现状呢？

1 给学生一个充足的时间和空间

现在一般学校是让学生一天到晚都在教室看课本、做练习册、做试卷，学生在这种环境中，哪有时间去仔细思考所学知识？哪有时间去做自己想做的事？兴趣、爱好在题海中湮没，特长在题海中消失了，给学生充足的自由时间就是给学生自由发展的空间，没有自由时间就没有自由发展，就没有对知识技能深刻而独到的感悟、体会、理解与把握.如：瓦特发明蒸气机的灵感来源于对茶炉上水壶的观察.一天午饭后，他坐在茶炉旁看水壶不断地冒出热气，出神地看着茶炉上壶盖时而被蒸汽顶开，整整观察一下午.他的奶奶、妈妈则坐在旁边纺线，也没责怪他一句话，如果他的妈妈看到他一下午在那发神经，骂他一句，或是赶他去做作业、蒸汽机的发明者还会是他吗？法国思想家卢梭说：“误用光阴比虚掷光阴损失更大，教育错了的儿童比未受教育的儿童离智慧更远.”对于那些智力较好的学生，学习一遍之后，就能考90多分，在复习几遍，做几份试卷之后，还是90多分，几乎没有什么变化.对他们而言，这难道不是误用时间吗？陶行知对此打了一个生动的比方.“一个茶杯要有空间方可盛水.”把学生的时间占满挤完，无疑将扼杀学生的创造意识、创新能力，扼杀创造性人才的出现.

在空间上，要求开放实验室.新课标指出：“科学课程应具有开放性”，开放的课程需要开放的实验室.《科学》课程标准指出:“科学教学应当是开放的,培养学生的科学素养仅仅依靠课堂教学是不够的”.实验室是学生进行科学探究最理想、最便捷的重要场所.因此我认为开放实验室,至少有以下三大好处： ①可以解决实验设备闲置与学生做实验器材缺乏之间的矛盾.实验室的一些器材,三年只用到几次甚至一次,而学生在课外即使想做实验却没有实验器材. ②可以解决课堂实验时间有限与学生课余时间无事可做的矛盾.按教学计划不可能安排很多实验时间,一节课45分钟,2名学生做一个实验.时间有限，方法也单一，难以体现学生的个性与选择.每个学生的智力特长是不一样的,因而不能用固定统一的标准来测试,实验室的开放无疑为学生提供了一个发挥智力特长的新途径. ③可以解决培养学生实践能力与课堂教学时间不足的矛盾.学生通过手脑并用的实践,对概念、技能的理解必然深刻.无疑为学生认识自己,提高自信心创设了一个平台,促进学生的终身发展.所以开放实验室,不但可以提高教育装备的技资效益,提供学生丰富的课余生活和施展才华的空间,还能让学生在稍纵即逝的灵感到来之时,及时进行实验,培养学生思维的敏锐性、创造性和坚毅的科学品质.同时，开放实验室，引导学生探究实验和培养学生的科学素养，有着巨大的作用.

2 对课堂实验，要设计新颖，紧扣学生的好奇心

我觉得对实验的教学应不断改进，也应与时俱进，不能按应试教育的方法，去应对新教材的实验探究，要对科学实验进行优化.这要求教师要从观念上更新，不能停在照本喧科的传统教学模式上，对科学实验教学设计要具有新颖感、趣味性，做到实验操作简单、易于观察，才会产生吸引力，才容易培养学生参与实验的兴趣，对每一个实验都应深入研究，哪怕是改动一小点，让学生好奇心对实验产生新颖感，具有趣味性和悬念，都会扣住学生好奇心，事半功倍之效即可立竿见影.例如：气体膨胀做功消耗内能的实验，我给教师找来一支透明的注射器，在它中间滴适量的酒精后加以旋转，使酒精沾满管内壁，接着从注射器的一端塞进一个橡皮塞，然后推进注射器的活塞，注射器内气体压强逐渐增大，突然橡皮塞“呼”的一声冲出去，同时酒精蒸汽变成了一股白雾.这是酒精蒸汽内能减少，温度降低，液化的结果，效果非常明显.又如：在做有关大气压作用实验时，我给教师设计了如下一个实验（当时我也在听课），用一个矿泉水瓶装满水且拧紧，提出用注射针头向瓶下侧壁穿入，水能否从针头管中流出，大多数学生都肯定地说“能”，有个别在疑视着.老师请一位学生将针头一插，实验结果显示是“不”.学生认为“针头管堵塞了”等原因，然后老师再叫一位学生打开瓶盖，水不停地从针头向外流出.学生的好奇心自然而然地被诱发出来，观察力随之集中起来，整个思维都围绕在这个实验现象中，分析问题的激情顷刻高涨.

3 实验室要为学生配备充足的器材、材料和简单的实验工具

实验室必须配备课本上所有的演示实验、学生分组实验、课外小实验的器材.学校若不能提供所需器材，实验室可根据本校的实际情况寻找、制作一些代用品.如果这些还有困难，至少应准备一套实验常用工具、木工工具.让学生从自己的身边寻找实验资源，锻炼其自己制作实验器具的能力.这样既能促使其观察、思考，又能培养其耐心、细致的品质，也能让学生体验制作过程的艰辛，也使学生体会到做成之后的激动与喜悦.

如，做“电阻的测量”实验时，我给学生准备“实验超市”使学生自主选择，各取所需，让学生可用伏安法、伏伏法、安安法、替代法等方法去测电阻时所需的各种器材.又如在教学《指南针为什么能指方向》一课中，我给老师准备了铁钉、塑料片、一元硬币、木块、铜丝、铝块、铅粒、大头针等材料，还让学生各自准备一些材料，使实验材料更加充足.实验中，学生纷纷上场，主动参与，将亲自准备好的各式各样的材料进行预测、检测、实验.学生在轻松愉快的活动中，不仅了解了磁性的概念，而且也领会了磁体的基本知识.通过这样开放性的实验可以培养学生的发散思维能力，同时也可以提高学生的实验能力.

4 让实验与现实生活相结合

中学科学实验中有相当一部分是验证性实验，这些实验情景简洁，结构严谨，但远离生活，缺乏时代气息.这类实验只具有学术意义而不具有现实意义，长期接触这样的实验，容易使学生将科学与丰富多彩、千变万化的现实生活相隔离，认为科学与社会无关，与现实生活无关，所以我们应让实验走进现实生活，选择生活中的课题设计实验.将课内、外教学融为一体，把科学知识、生活知识、社会实践紧密联系在一起，开辟实验竞赛、小制作、小发明等科技创新活动天地，让学生的能动作用得到充分发挥，达到深化优化实验探究之目的，进而培养和造就学生具有探索和研究的创造能力.

例如，“保温瓶保温性能的研究”、“厕所水箱用水和节水问题”、“流体问题与飞机飞行问题”等都是现实生活中的问题，都应引导学生用实验研究这些问题，不仅能使学生感到科学非常有用，而且可以激发学生学习科学的动机.

实验走进生活，不但要求实验的内容要联系生活实际，而且实验仪器要尽量就地取材，多用生活中的材料拼凑、组装的仪器，如，可使用可乐瓶、易拉罐、饮料吸管、胶带纸等生活中的常用物品来做科学实验.在研究杠杆平衡条件实验中，我给教师安排了如下的实验器材：回形针若干、细线、吸管.使用方法：如图所示，把细线系在吸管中点，以中点为中心，向两边每一厘米做上记号，细线环可在吸管上移动，用来钩住回形针，在距离中心不等的两边放上适量的回形针，找出加回形针枚数及其离中心距离的规律，即用回形针代替钩码，吸管代替杠杆，来研究杠杆平衡条件的实验.这样教师可以让学生课外去研究.既保证课堂时间，又增强了学生的实验能力.同时，学生的课后作业也应该因地制宜地引导学生关注周围的生活，例如，游乐场中的科学问题；车站、码头、运动场上的科学问题；超级市场上的科学问题等;把这些与学生的生活密切相关的事物引入科学课，就会增加学生对科学课的亲切感，可以拉近科学与生活的距离.更重要的是通过对实验与现实生活的结合，培养了学生理论联系实际和实事求是的科学作风，严肃认真一丝不苟的科学态度，主动研究的探索精神和创造性的发现、思考和解决新的实际问题的能力.

5 目前存在的主要问题

一是对学生实验的认识还不够统一，现实中应试教育的影响还没有完全得到改观.作为学生实验的主体的各方,即学生、老师、实验员及学校管理人员对科学实验的认识还有待提高.有的任课教师忙于教学压力无暇顾及学生提出要做实验的要求,学生也因为平时作业多,对开放实验室还没有引起足够的重视，学校领导也怕成绩受影响而影响升学率.

二是对学生开放实验室还缺乏有效的运行机制，开放实验室需要学生、老师、实验员之间的充分理解与合作,才能有效地运转,发挥作用,收到成效.作为主体的各方,由于投入的精力、时间、人力等方面的不同,目前虽然有了运行机制,但还缺乏一定的激励机制.

总之，科学实验丰富多彩，如何把丰富多彩的科学这门课，真正成为人人爱学的一门学科，靠我们教师和我们实验员的共同努力，要做到科学实验应与时俱进，不断创新，让学生体会到科学就是一门实验学科，我们的生活处处有科学.正如欧洲教育界流传着孔子的三句话：“如果你讲给我听，我将会忘记；如果你做给我看，我将会记住；如果你带我一起做，我将会理解”.这三句话也正道出了科学实验教学的方法，只有这样使我们的学生变得更加好学、更加聪明、更加刻苦.