优化科学实验,提高实验效果

摘要：当前教学中，“程式化实验”屡见不鲜。这种仅仅为知识目标达成服务，忽视能力，过程与方法，情感、态度、价值观的实验形式，使得实验本身应有的“三维整体目标”载体功能缺失。本文从分析初中《科学》教学中演示实验的不足之处入手，提出四个方面的实验教学优化建议，以期提高初中实验教学的效果。

关键词：优化；科学实验；效果

中图分类号：G632.0 文献标识码：A 文章编号：1992-7711（2016）02-0082

科学是一门以实验为基础的学科，实验在初中科学教学中占有重要的地位。一堂科学课，如果缺少了实验，教学效果就不尽人意。但是，我们现行的科学教材，作了许多改革，但许多实验，并不能真正吸引学生眼球，起不到培养学生实际操作能力的作用。有的实验缺乏趣味性，有的实验学生不能亲身体验；有的实验室里却缺少需要的仪器。所以很多实验发挥不了它的作用。

其实，一个好的实验，它不仅能展现科学现象、揭示科学规律，还能培养学生探究的兴趣，进而培养学生的科学素养。因此，在教学中，笔者一直在探索和研究：应该怎样优化科学实验，如何发挥科学实验教学的效果？

一、用大型实验激发学生激情

激情，是一种强烈而短促的情绪状态。一个成人在工作过程中如果缺乏激情，那么他就事倍功半，身心容易疲惫。一个学生在学习过程中如果没有激情，同样，他的学习效率也会大大降低，机体也容易处于睡眠状态。一定的激情可以使人精力旺盛，激化活动，使思想特别清楚、精确，动作机敏、准确，使全身处于兴奋状态。因此，激发学生在学习过程中的激情，是我们教师设计教学方法所要考虑的一个重要方面。在科学教学中，很多的演示实验可视性差，有些实验即使把它改成学生分组实验，也激不起学生的兴趣。用大型的实验装置，可以使实验可见度大，现象明显，过程壮观，不仅能激发学生的激情，更能给学生留下深刻的印象。

如上《长度的测量》一课时，笔者首先对学生说：“同学们，今天我们要举行一次测量比赛，测量一件非常神秘的东西，希望大家认真学习测量的要求和方法，待会儿能以精确的答案取得最后胜利。”由于笔者上了“神秘”两字，学生对今天要测量的东西特别好奇。然后，在教室里讲完基本的测量方法和要求后，笔者让学生带着各式各样的刻度尺来到了操场。当笔者要求他们分组测量操场的周长、操场的长度、操场的宽度、跑道的宽度、看台台阶的高度等时，他们非常积极。操场上的一事一物，对他们来说再熟悉不过了，但是这些长度的精确值是多少，他们从来没有去想过。现在让他们亲自去测量，几个小组之间又想比比谁测得准，谁读数精确，因此再也没有什么实验让他们像这次操作那么认真而富有激情了。于是，刻度尺的选择、刻度尺的使用、读数的方法、误差的减小等各个难点、重点都迎刃而解了。

二、用人体实验激发学生探究

一个人在创业的时候常需要探究精神，探究都带有一定的冒险成分。没有冒险就没有创新。“太空飞人”杨利伟如果没有冒险精神，那么他就不可能独自一人到太空中遨游。而我们的学生是祖国的希望，他们如果没有冒险精神，那么整个中华民族就是一个没有冒险精神的民族。一个没有冒险精神的民族，何以创新，何以强大？可现在的学生都是在大人的呵护下长大的，他们缺乏的就是冒险精神。因此，在一些科学课中，我们可以通过实验激发或培养学生的冒险精神。

譬如，有的实验我们可以直接用师生的身体去做。笔者在上压力压强时，就设计了一个人体实验。让一个人平躺在桌子上，在他身上再放一块大木板，然后由其他人在木板上用重锤敲击。让他既可以感受到压力，又可以理解压力一定时，受力面积越大，压力作用效果越小的道理。开始笔者想叫学生来做这个实验，可是竟没有一个学生敢去冒险尝试。于是笔者亲自躺在了板上，示范给学生看。而当笔者安然无恙地走下桌子时，刚从尖叫声中回过神来的学生立即躺到了桌子上，要去感受这惊险刺激的实验。而这次实验课给笔者的感受更多的是：我们的学生已经是温室里的花朵了！于是在上电时，笔者又开设了人体静电实验。让学生手碰向电机，站在绝缘板上，演示“怒发冲冠”的效果。由于这些实验是师生亲身体验的，刺激又惊险，因此教师和学生都会以最严谨、细致的态度来对待这样的实验，其效果可想而知。

当然，在做这些实验之前，教师必须要做好充分的准备，如：精确计算相关的一些数据，使之均在安全系数范围之内；充分考虑实验中可能产生的各种后果，准备好各种解决的办法，使实验既惊险刺激、又安全有序地进行。当然，还有更重要的是教师和学生的心理准备。

三、用魔术实验激发学生好奇心

魔术是一种深受大家欢迎的文艺活动形式，在观看魔术节目时，人们都会睁大眼睛想看个究竟，总想弄清楚魔术的原理。而实际上，这些魔术也无非是一些懂得科学知识的人，运用自然规律，把一些普通人不知其所以然的自然现象搬上舞台，加上各种音乐、图像背景的渲染，使观众感到神秘而惊奇。而在我们科学课堂上，如果采用一些魔术型的实验进行教学，一定能吸引学生去探索实验的原理。

如，演示“烧不坏的毛巾”魔术实验：笔者先把一块湿毛巾让学生检查，然后学着洗脚场所做火燎的模样，选一个班上最调皮的学生，卷起一只裤脚，高高坐在讲台前，然后把毛巾敷在男生的膝盖上，然后往毛巾上喷上大量的70%酒精，然后，请学生注意笔者要点火了。

笔者打开打火机点火，只见男生膝盖上升起熊熊的火焰，此时学生的心情紧张。当学生感觉膝盖有点烫的时候，笔者用手取下毛巾，然后用一个碗盖在毛巾上。

提问：“毛巾是否烧坏了？”

学生有的说烧坏了，有的说没有。于是笔者学着刘谦的腔调：“接下来就是见证奇迹的时刻！”

笔者掀开大碗，取出毛巾，轮流让同学们观察，毛巾竟然“毫发无损”，学生都感到十分纳闷。

这时，笔者趁机要求同学结合本节内容讨论，解释毛巾喷洒了酒精，竟然没有被烧坏的原因。最后笔者根据学生解释，总结归结毛巾不坏的原因：因为酒精燃烧时上面火焰的温度高，下面的温度低。再说酒精内含有30%的水份，这些水份足够使毛巾保持低温，在人体能够承受的温度之内，毛巾是不会烧坏的。这样的实验，学生体验一次火燎的效果，感觉实验好奇，又在好奇中掌握了科学原理。

再如，演示“报纸折筷”魔术实验：将方便筷放在桌沿，使其一小段伸出桌沿外。然后把一张报纸平摊在桌上，盖住筷子。接着用手掌快速向下猛劈筷子。（实验要成功，动作必须要快。）结果不仅报纸没有被筷子挑破，而且筷子已经被断成了两截。这一现象与学生所预料的完全不一致，顿时学生中一片哗然，几乎所有的学生都想弄明白是什么原因。其实这个实验借助了大气压，在劈筷子的一瞬间，筷子的另一端会向上翘起，报纸和桌面间的压强很小，而报纸上方的压强却很大，所以产生的力量很大，足以压断一根筷子。

用魔术实验的表演不仅把学生带入了一个充满新鲜、好奇的魔术世界，使实验在吸引学生探索知识方面的作用发挥到了极致，而且使学生更加愿意学习科学，喜欢学习科学。

四、用小型实验激发学生思维

大型实验的演示壮观、可见度大、动人心弦，而小型实验，则以取材方便、废物利用、可人手一件而见长。其中所用到的实验材料无非是一些纸片、针线、胶卷盒、杯子、汤勺、硬币、可乐瓶等一些小东西，这些材料随手可得，随时可做。这样可以让学生明白，科学原理蕴含在日常生活中，同时还能增强学生爱动脑、爱思考的能力，进而培养学生的科学思维。

1. 一个鸡蛋

用生活中常见的鸡蛋来做实验，以证明其中的科学原理。

（1）手捏不破。拿一个鸡蛋，找一个力气小的女生握在手中，使劲握也难以破碎，再找一个力气大的男生来握，使劲握也握不破。然后，教师手拿鸡蛋，在玻璃杯边上轻轻一敲就破。这样的实验让学生明白压力的作用效果与受力面积大小有关。

（2）熟鸡蛋入瓶。在广口瓶内放入一团点燃的浸过酒精的棉花团，燃烧片刻，然后将一只稍大于瓶口去壳熟鸡蛋放在广口瓶的口上，不一会儿，熟鸡蛋被吸入了瓶中。这个实验让学生明白内外的压力差的存在。

（3）自由沉浮。让一只鸡蛋放入浓盐水中，然后缓缓倒入清水稀释、搅拌，随着盐水的不断稀释，鸡蛋排开液体的体积随着增大，由漂浮状态慢慢变到悬浮状态，最终沉入瓶底。这说明：浸在液体中的物体的上浮和下沉，决定于它所受浮力和重力的合力。

2. 一个杯子

一次性塑料杯用了之后弃之可惜，这时可对学生提出问题，要求学生自己思考设计实验，这样既可以培养学生动手动脑解决问题的能力，又可以培养学生的发散性思维能力和创造性设计能力。笔者经过多次试验，从学生处得到的实验方案还真不少。

（1）接听土电话。在学习“声音的产生和传播”时，分别在两个塑料杯的底部中央，用针锥打孔，孔不易过大，用一根较长的粗细均匀的棉线把两杯接起来，两端的线头分别固定在两个杯底，线头处可以系上火柴挡住，或者用胶带粘在杯底，两人可以通过它进行对话，看看它的效果如何？（2）筷子提米。因为用玻璃杯如实验没有成功，则会打破杯子，而用塑料杯就不存在这个问题。（3）用两个塑料杯代替滑动轴承，来演示滑动摩擦。因塑料透明且有一定的硬度、可视性强。（4）模拟放大镜。慢慢地往杯子内倒水，将手紧靠在杯的背面，眼睛透过杯看紧靠在杯子上的手变大了。

3. 一支铅笔

铅笔在实验中也有很多妙用。

（1）接测量金属丝的直径。如果没有游标卡尺，可把金属丝紧密绕在铅笔上，如绕20圈，用刻度尺测出20圈长度除此圈数就是金属丝的直径。（2）铅笔一端绕上一些小铁丝制成简单密度计，可以比较其它液体与水的密度的大小。（3）用弹簧秤拉放在水平面上的木块，然后把木块放在铅笔上，再拉木块来比较滚动摩擦和滑动摩擦的大小。（4）把铅笔两端削出笔芯，分别用鳄鱼夹夹在铅笔外壳和两端笔芯代替导线，做小灯泡发光实验，证明外壳是绝缘体，笔芯是导体。

麦克斯韦说过：“一项演示实验，使用的材料越简单，学生越熟悉，就越想透彻地获得所验证的结果。”由于实验中所用到的材料都是学生在平时生活中见过的，因此，他们就有了一种亲切感，也不存在思维障碍，因此能清楚地明白科学概念及其包含着的规律。

总之，实验的优化创新，不仅是符合初中科学课程的要求，还给学生提供了一个高效探究的平台。因此，我们要多从学生的实际出发，设计出各种学生感兴趣的实验，并引导学生去探究和操作，使学生真正主动地参与学习，成为学习的主体。

参考文献：

[1] 徐成会.优化生物实验，提高教学效率[J].中学教学参考，2015（8月中旬）.

[2] 朱 博.基于探究式学习的教学设计与案例[M].宁波：宁波大学出版社，2009.

[3] 张 玲.培养和激发学生化学学习兴趣浅探[J].中学教学参考，2015（6月中旬）.

[4] 徐银.浅谈课堂演示实验在初中科学教学中的重要性[J].中学教学参考，2015（6月中旬）.

（作者单位：浙江省乐清市虹桥镇第六中学 325600）