科学教学实验的改进与创新

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实验教学是科学教学的核心，离开了实验教学，科学教学就会成为“空中楼阁”，原本生动丰富的知识，也会变成一堆枯燥难懂的材料。浙教版《科学》教材编排了大量实验，其意图是以实验为载体，充分发挥实验的功效，以培养每个学生的科学素养。下面，笔者结合自身教学的实践，谈一谈在科学教学中怎样通过对实验的改进与创新，来提高科学课堂教学的效率和效益。

一、改进演示实验方法，增大实验可见度

科学教学中的演示实验必须具有一定的可见度，让全班学生都能清楚地观察到实验现象。然而在实际教学过程中，我们往往会忽略这一点，结果是实验做了，但只有少数学生清楚地看到现象，以致出现“前排学生看实验，后排学生听实验”的现象，影响演示实验的教学效果。在平时的教学中，我们可用实物投影、多媒体展示、无色物体染色或增加浑浊度、利用衬幕等方法来提高实验的可见度，提高课堂演示实验的教学效果。【案例1】在演示“活泼金属钠与水反应”的实验时，教师把盛有水的烧杯放在实物投影仪载物台上，然后放入金属钠。通过投影，所有学生清晰地看到：金属钠与水反应时，金属钠在水中游动、产生火焰和金属钠逐渐消失并使滴有酚酞的水变红色等现象。【案例2】在做“光的直线传播”实验时，教师在光的传播路径上喷上烟雾或洒落粉笔灰，光路就清晰地显示出来了。

二、演示实验微型化，提高学生的参与度

有些实验用时比较长，给随堂演示实验带来困难。如果将实验转化为微型实验，将大大缩短实验的时间，从而使得随堂演示实验得以开展。同时，教师可以变演示为学生分组实验，提高学生的参与度，并为探究式教学创造条件，有效培养学生的科学探究能力。【案例3】在《光合作用》的教学中，教材安排的天竺葵实验，即使用沸水开始加热，完成的时间最短也要15分钟，再加上实验前的准备和对实验注意点的交待，如果让学生随堂实验，用时过长，且学生完成实验的可能性不大，更谈不上对实验进行交流和总结了。有教师把这个实验改成了如图1所示的微型实验，其与教科书实验在仪器和药品用量的比较如表1所示。

三、突破实验材料和器材的限制，进行替换实验

利用“等效”的科学原理，当实验器材缺损或实验器材不够配套的情况下，可运用一些功能相近的器材加以替换，甚至可改变实验的方案，突破器材的限制，替换原有实验要解决的问题。替换不仅仅解决了器材不足的困难，更可贵的是在替换过程中又能体现迁移与创新的思维。【案例4】《植物的一生》中《花的结构》，教材中用的是桃花，但教学进行到这个时候，桃花已经谢了。对此，教师选用了学生熟悉的、易采摘到的杜鹃花或油菜花等来替代。同样，《种子的结构》，教材中用的是菜豆种子，而教学时菜豆种子很难买到。对此，教师选用了市场上较多的蚕豆种子、花生种子等来替代。课中，教师和学生根据模型在投影仪载物台边解剖边认识。【案例5】在《物体的惯性现象》教学中，教材中用弹出纸片使纸片上的硬币落入杯子中来演示“静止的物体有惯性”。对此，有教师用鸡蛋替代硬币，以增加实验的“惊”与“险”。然后，让每个学生拿出预先准备好的8枚硬币，将其中7枚叠在一起，其中1枚用作子弹，看谁能最快把这7枚硬币自下而上逐一射出。这样，通过游戏化的实验，把学与玩结合起来，在轻松愉悦的课堂气氛中使学生掌握了相关的科学表象，洞察了其中发生的科学原理。四、改进实验设计或进行补充实验，拓展探究空间基于“建模”的思想，实验教学可以利用常见小器材的独特功能，如乒乓球的“浮与弹”、注射器的“抽与注”、气球的“胀与缩”等。小器材的巧妙利用，或把较多的小器材整合起来进行实验，能对某一个问题情境进行模拟。这样的实验可以调动学生的发散性思维，学会“一个科学规律可用多个实验来探究”的方法，从而拓展探究的空间。【案例6】浮力的方向总是竖直向上的。大量的生活实例给学生“浮力方向肯定是向上的”这样的直觉，但理解“总是竖直向上的”时总心存疑惑。教材中没有设计专门的实验来直观显示，为了让学生眼见为实，破解这一困惑，受“重力方向总是竖直向下”实验的启发，教师设计了如下实验：首先，利用氢气球放手后继续上升这一现象，让学生感受气体也能产生浮力，再用手拉住细绳，引导学生观察细绳是竖直的。然后，将细绳的一端用透明胶固定在乒乓球上，另一端用石蜡固定在烧杯（或用可乐瓶代替）底部，往烧杯中灌水，乒乓球浮在水中（如图2）。此时系着乒乓球的线是竖直的，说明乒乓球受到水的浮力是竖直向上的。将烧杯倾斜，系乒乓球的线仍然是竖直的（如图3），说明乒乓球受到的浮力仍是竖直向上的。向不同方向倾斜烧杯，会看到线总是竖直的，所以浮力方向“总是竖直向上”的。【案例7】用注射器和气球“探究膈肌运动与肺呼吸的关系”。如图4，注射器针筒代表胸腔，活塞代表膈肌，带针头的气球代表肺和气管。当推动活塞时（膈肌舒张，膈顶部回升），气球（肺）缩小，表示呼气；当拉动活塞时（膈肌收缩，膈顶部下降），气球（肺）膨胀，表示吸气。总之，科学实验教学要为学生创造更多的参与机会，增强他们的参与意识，使学生主动地进行学习。为此，教师要依据教学内容，多从学生的实际出发，利用一些简单的实验器材，设计出更具有吸引力的实验，使学生真正主动地参与学习。

作者:沈培华 单位:湖州市杨家埠镇弁南中学