科学“树干型目标实验活动”的探索

一、 什么是科学“树干型目标实验活动”

在科学教学中，实验是引导学生认识科学和研究科学的重要方法。然而，在当前的科学实验教学中，实验课往往还是教师演示，学生观看，有时甚至是教师以讲解代替操作，学生动手机会少。这样，学生所学的知识缺少实践的检验，没有具体体验，无法深刻理解并熟练应用，进而扼杀了学生自主探究科学的强烈兴趣。为了培养学生的主动探究精神，笔者根据教材和学生实际，实施了“科学树干型目标实验活动”（如图1），并在实践过程中努力做到以下三点：（1）使实验活动为课堂做好准备和铺垫，从而服务于课堂；（2）以课堂为支撑，通过实验活动提升学生的观察能力、动手能力、思维和设计能力、创新和逻辑推理能力；（3）以实验为窗口，走出课堂，联系生活，解释身边的科学并加以应用。

初中科学课程涉及物理、化学、生物等多个学科，所以“树干型目标实验活动”设计了生物、化学和物理“三大树干体系”，并在大枝干上列出小分枝，使树干不断伸展、生长、扩大，如图2所示。在实践中，笔者发现，“树干型目标实验活动”能够弥补课堂的短板，让学生的认知及实验能力能循序渐进地螺旋式递进，进而使他们科学学习的能力得到整体提高。

二、 “树干型目标实验活动”的实施策略

（一） 设置相对独立的实验活动课，保证学生进行充分实验探究的时间和空间。

“树干型目标实验活动”要求设置相对独立的实验课，原则上每周一次。备课组统一商定活动内容，并编写专门的教案，教师可视需要进行增删。活动以实验小组为单位进行，实验小组的成员可以先由学生自行组合，再由教师审核并优化搭配。这样，学生在课堂教学中激发的灵感和探究需要，就可在实验活动中得到实验验证。它既是课堂教学内容的补充，又是课堂教学内容的延伸，保证了学生充分进行实验探究的时间和空间。

（二） 点、线、面结合，安排实验活动内容

“点”——围绕知识点安排实验活动，激发学生思维的萌芽。如笔者在教学“绿色植物的光合作用”这一知识点时，在开课前设置了学生实验：模拟“萨克斯实验”——探究绿色植物光合作用生成了什么。由于该实验费时较长，在课堂中实际完成有困难，所以将其安排在课前完成，并用摄像机拍录下来，这样就为课堂教学做好了铺垫。课堂上，学生探究兴趣浓烈，已不满足于纸上谈兵，此时笔者又安排了“植物光合作用的原料和产物的系列探究实验”，既满足学生在课堂中还想继续探究的愿望，为课堂知识的继续学习提供了良好平台，又使得学生的学习更有张力与活力。

“线”——纵向安排实验活动，使课堂内容知识得到强化和提升，使学生的思维动向得到延展抽枝。如笔者在初一上学期安排了“自制酸碱指示剂”的活动：首先发动学生查找资料，探知哪些材料可以制成酸碱指示剂，并带到实验室和同学交流；再各自操作，制成酸碱指示剂；紧接着又安排了“测一测身边物品的酸碱性”活动，要求学生测一测自己带来的各种日常物品酸碱性，并加以记录。这样就将科学应用于生活，使线性的实验教程紧紧伴随着学生对课堂内科学知识的学习，使学生更牢固地掌握知识并将知识应用于生活。

“面”——融合各科实验，提高综合能力，使学生思维能开花结果。学生的实验能力发展到一定的阶段，就可以多方面地考虑科学问题。这使得学生对知识的掌握不再是平面的，而是一种立体的理解、多角度的体验。通过“树干型实验活动”，学生的实验能力就像一棵树那样慢慢成长，他们不仅能较快地综合运用各学科的知识，而且在动手能力、探究和创新能力上得到了很大的提高。

（三） 创设形式多种多样的实验活动，激发学生的学习兴趣和探索创新意识

1． 鼓励学生进行实验改革，进行绿色实验

教师可有意识、有计划地安排学生根据绿色化学实验的特点，结合自己所学知识，改进已有的课本实验，使实验产生的污染减小，达到环保的要求。比如“空气中氧气体积分数的测定实验”，课本实验装置中采用的是红磷燃烧，不仅产生了有毒有害物质污染了空气，而且由于瓶塞插入的速度难以做到又快又好，实验的结果误差很大。在教学中，笔者鼓励学生积极思考：为什么实验误差会这么大？得出结论后再引导学生进一步思考：可不可以改实验药品——能否用“白磷、铁丝、铜丝、镁条、木炭”代替？可不可以改实验装置？同时，提供相关的科学信息。学生经过积极思考和设计，在原有实验装置的基础上，大胆进行了改进，最后在专门安排的实验活动课中，各显神通，纷纷展示自己设计的实验，讲述自己的实验思路，个别装置还进行了实际演练，效果很好。

2. 添加“习题实验化”活动，化抽象为具体

中考的实验分析题一直被学生们视为试卷中的“拦路虎”，教师往往花了大量的时间训练学生，但由于是“纸上谈兵”，一些学生总是理解不透，分析不通。对此，笔者根据学生的弱点，安排了“化学实验中的气压问题”“物质的鉴别和除杂”“气体的制取和干燥”等一系列专门的实验习题课，用“做加法”的方式在简单实验的基础上逐步提要求、加条件，让学生边实验边推理和分析。

3. 设置趣味实验，提高学生实验的兴致

教师可在不同的学期中安排不同的趣味实验，比如在初一可让学生自己采集和制作各种植物和动物标本，制作叶脉书签，自制酸碱指示剂，自制望远镜和显微镜，自制自动感应门铃，等等。初二可让学生开展“自制隐显魔水”“鉴别指纹”“自制晴雨花”“我是小小魔术师”等丰富多彩的活动。初三可让学生尝试“人造钟乳石”“自制香皂”“不用电的电灯泡”等实验。

4. 校内外结合，加强交流、反馈和合作

某些实验需要连续性的观察和进行相关操作，因此可以组织家庭实验和兴趣小组共同实验。例如，初一时学生进行的“种子萌发条件的探究”实验，就可以让学生独立在家完成或组织就近的学生建立实验兴趣小组，然后组织学生将课外实验过程和结果在课内交流，分享研究成果，培养学生研究的成就感，激发学生自主探索科学的兴趣。兴趣小组除举办扩展课内知识内容的专题讲座外，还可以开展做科学趣味实验，组织参观，社会调查和小制作、小发明、小创造等活动。如学习了“水的净化”后，可以组织兴趣小组的学生参观自来水厂的净水流程，回来后再面向全体同学作专题报告。再如，学习了电的知识后,不仅可以指导学生在实验活动课上用水果、食醋等制作电池，并用电池使生日贺卡上的小灯泡发光，还可以组织兴趣小组的学生进行相关的拓展研究。