累积、对比、模拟――科学实验教学新尝试

【摘 要】文章分析了目前在初中科学实验教学中所存在的一些主观与客观方面的问题，从改进与加强实验教学方法的科学性入手，简要的阐述了如何利用累积法、对比法、模拟法等三种方法改进教学过程，提高教学的有效性。

【关键词】初中科学；实验；模拟

一、引言

初中科学是一门理论紧密联系实践的学科，学生通过实验活动来参与、思考及探求事物的本质和规律是这门课程最主要的特点。可以说，学生科学素养的发展与提高是在一个个的实验活动中，在一次次的深入探讨、反复研究中获取的。但是，在实际的科学实验教学中却存在着诸多主观或客观的因素，制约着科学探究的准确性和有效性，并阻碍了学生构建科学概念，探求科学本质的发现之旅。

二、初中科学实验中存在的若干问题

笔者根据自身的实际教学以及对兄弟学校的走访与调查，发现在初中科学实验教学中存在着较多的问题。例如，仪器资源的相对不足,尤其是一些技术含量较高较为精密的仪器配备的不足,有的学校的实验室里甚至连马德堡半球都没有配备；又例如目前的科学师资大都是由原来的物理、化学、生物以及地理专业等单一学科的教师组成，从术业有专攻的角度来看的话,不同专业的教师对于这门综合性学科的不同内容的教学难免会存在这样或那样的问题。

以上所述仅是影响科学实验教学的一些表面上的因素，更深层次更为关键的因素在于部分教师在实际教学中所运用的教学方法与手段不够科学，主要表现在以下几个方面：

1.步骤不严

众所周知，一个严谨的科学探究一般包括提出问题、猜想假设、制定方案、获得证据、检验评价、合作交流等几个步骤。一些教师在进行科学实验教学的时候忽略或者是省略了其中某些关键的步骤，实际上这些看似不甚打紧，实则环环相扣的探究步骤中都可能包含有探究的要义，决定着探究的有效性，准确性，甚至决定着探究结论是否具有普遍意义。科学实验的教学过程并非只是单纯的进行实验操作那么简单。

2.方法陈旧

实验教学中一些教师在进行实验演示的时候所采用的方法大多数都比较陈旧，缺乏新意，与学生的认知存在着一定的差距，导致很多学生对本应趣味十足的实验提不起什么兴趣。假如教师在进行教学的时候花点时间将实验方法重新设计一下，不拘泥于书本，而是与时俱进，拉近与学生的距离，那么教学效果肯定会得到提高。

3.可观性低

在科学实验中很多现象都是一瞬间发生的，不容易观察，每当遇到类似问题，大部分教师都是先强调一下客观情况，然后用语言表述进行弥补，实际上这样的实验教学是非常低效的，因为学生无法在脑海中形成直观的、鲜明的科学印象，自然在相关问题的深入学习中，会干扰其理解事物的科学本质。作为新时代的教师，我们应该提倡尽可能的利用对比实验或者是借助于动画模拟，一击而中，直达人心，快速而有效地突破难点。

三、科学实验教学可以这样教

以上是笔者就初中科学实验教学现状所发现的几点问题，下面笔者将以案例的形式简要的阐述如何改进科学实验教学。

1.累积――提高结果可见性

例如，在学习植物土壤一章内容的时候，教师带领学生进行探究土壤中是否存在可溶性无机盐的实验。教师考虑到普通土壤中的无机盐含量较低，按照常规的实验方法虽说可以观察到无机盐的存在，但量太少有可能会使学生产生“这到底是不是无机盐”的疑问，为了避免这样的情况出现，教师改进了实验方法：

首先，将三个烧杯（分别为A、B、C）中分别放入从三个不同地点取制的燃烧过的土壤，约占烧杯容积的四分之一。

其次，向A烧杯中注入大半杯水后进行充分搅拌，静置片刻，将A烧杯内上层部分较为清澈的溶液倒入B烧杯内，再次充分搅拌，静置片刻之后将B烧杯内上层部分较为清澈的溶液倒入C烧杯之后，充分搅拌后静置片刻。

最后，将C烧杯内上层部分清澈溶液倒入蒸发皿，进行蒸发。

通过这样的一种重复累积的方法，将实验结果得到了放大，学生便能够较为直观的观察到土壤中所存在的无机盐了。

为了使结果可见性提高，形成正确的概念和判断，我们不妨更多地挖掘和创造一些这样的“累积”实验。

2.对比――突破教学重难点

例如，在学习物质的构成和特性一章中的“汽化与液化”的时候，常规的实验教学方法是在烧杯里加热水（约70℃），将一张干玻璃片盖在烧杯上，看看玻璃的下表面会出现什么变化。过一段时间之后，玻璃片的下表面形成水珠并滴入烧杯。这个实验的优缺点同样明显，其优点在于能够非常直观的表现出水蒸气液化的现象，而缺点在于并不能反映出“当温度降到足够低或水蒸气遇冷才能液化”这样一个水蒸气液化的条件。

基于这样的考虑，笔者改进了实验的方法，利用三只同样大小的烧杯，里面注入同样体积同样温度（约70℃）的热水，同样材质规格的金属板以及同样的摆放方式，唯一不同的是，这三块金属板中的金属板A是刚刚加热过的，金属板B是常温，金属板C是刚刚从冰柜里冷冻过的，当热水产生的水蒸气与三个金属板相接触之后，学生们可以很明显的观察到，几乎就是在水蒸气到达金属板C底部的一瞬间就形成了水滴，金属板B的底部需要过一段时间才能够有水滴形成，而金属板A的底部则几乎没有任何水滴形成。

通过这样的对比实验，学生在可以清晰观察到水蒸气液化现象的同时也突破和掌握了水蒸气液化的条件这样一个学习中的难点。

新课程的科学探究更注重探究的过程和方法，教师不妨做个科学方法应用的示范者，巧设对比，指向明确，抽丝剥茧，高下立现。

3.模拟――培养探究严谨性

例如在学习“神奇的激素”一节内容的时候，教师首先利用视频播放出一段萝卜的幼芽随着光照方向的改变而转动的画面引出学生的疑问，随之教师设问“植物向光性这种现象在自然界中随处可见，最具有代表性的非向日葵莫属，那么从这样的现象中我们是否能提出一些科学问题或是猜想呢？”当有学生回答出“有可能植物中存在着某种物质导致这一现象的发生”的时候，教师适时指出“早在1880年的时候，著名生物学家达尔文也提出了类似的问题，并通过实验验证了自己的猜想，下面我们将通过flas模拟实验，再现当年达尔文的探究方法。”于是，教师便根据PPT依次向学生介绍讲解，将这个有较大难度的、学生难以自主研究的探究性过程加以展示，将他们的思维引向像科学家那样的思考，渐渐地，学生领悟了整个实验的方法以及意义。趁热打铁地，教师再次指出“虽然达尔文根据这个实验推测出了植物胚芽的尖端存在着某种物质，但他关于这一现象的科学探究基本上也就到此为止了。后来又有许多科学家在达尔文的推测基础之上进行了更深层次的研究，其中，最为著名的是荷兰科学家温特在1928年所做的一个实验，他的实验证实了达尔文的猜想。谁能说说，如果你是温特，你去研究，你会怎么着手？”学生自是认真思考起来，一些学生提出了较为简略，甚至是粗陋的实验方案，教师大力赞扬他们的可贵之处，水到渠成地点开课件，继续学习历史上的温特的实验方法。简洁、生动、对比明显的温特实验让学生赞叹和心悦诚服。顺理成章地，当教师指出“达尔文提出了猜想，温特验证了猜想，直到1934年，由荷兰科学家郭葛等人从植物中提取出了达尔文所推测的这种物质，由于这种物质可以促进植物的生长，因此给其命名为‘生长素’，学名为‘吲哚乙酸’”时，同学们的脸上露出了舒服的笑容。

是的，他们通过这样的一种模拟实验，领略到了1880年到1928年之间三位科学家对植物生长素所做的那宛如接力赛一样的科学探究，明白了科学探究的严谨与不易，更从宏观上对探究的过程模式有了深刻的认识，为学生今后的独立科学探究提供了模板。

四、结语

提高教学过程的有效性是新课改的核心目标之一，为使初中科学课程教学更符合学生的认知特点，使现象更清楚、印象更深刻、原理更明白、分析更透彻，我们广大的一线教师必须行动起来，创造性地改进实验教学方法和手段，赋予课程以生活意义和生命价值，和学生一起，主动参与，勤于思考，乐于探究！

【参考文献】

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（作者单位：浙江省上虞市实验中学）