尝试拓展性实验 提高学生科学兴趣

• 摘要：基础教育课程重点改革之一是如何提高学生学习方式的改进。教师通过尝试拓展性实验对科学进行有效教学，以此进一步强化和提升学生对科学学科的学习乐趣，从而更好地学习科学课程知识。本文针对当前科学拓展性实验教学现状，着重探讨了如何以实验改革为突破口，转变学生学习方式和提高学生学习兴趣的一些具体做法。
  关键词：拓展性实验  自主实验　自制实验   家庭小实验　　
  中图分类号：G633 文献标识码：A
  初中科学是一门基础的学科，主要以实验为主，实验在科学教学中起到了非常重要的作用。科学课中的许多概念、定律、原理及物质结构的知识、物质间的反应规律，都需要老师经过实验，让学生生动且直观地了解基础知识。而学生的认识从抽象思维进入到实践时，又往往靠自己动手、动脑参与实验过程获得。因此，用好科学实验这个载体，不但有助于学生理解知识点，而且可以培养学生多方面发展，大大促进学生素质。因此，在科学教学中，以实验改革为突破口转变学生的学习方式是一条行之有效的途径。下面就谈谈笔者粗浅的看法。
  • 开展拓展性实验的重要性
  1.拓展实验提高初中科学教学的效能
  科学实验有其自身的独特性，在一定程度上吸引着较多的学生前来学习，激起学生的创新意识和分析能力。科学实验培养了学生的动手和思考技能，学生在科学实验的过程中锻炼了自身的实践能力和学习品质，在学生的日常学习中发挥着极其重要的作用。初中教师应科学引导学生对于学习实验的重视，利用多种教学方式促进学生的学习能力进一步提升。拓展性实验在时间和空间上有一定的控制，持续了科学教学课堂的实验教学，将学与玩有效融合，给学生一个较好的学习效果，同时也能为学生日后的科学学习奠定坚实的基础。科学课堂的“有趣性”促成了科学课堂的“有效性”^[1]。
  2.拓展实验培育了学生对科学的学习乐趣
  拓展实验通过利用户外的科学实验进行学科的教学，激起学生的学习乐趣，学生能够在拓展实验中积极参与其中，紧跟教师教学步伐，按照相应的实验步骤进行实验。在实验的过程中，每一名学生都有其任务，学生在完成相应的实验实践活动后对实验的过程以及结果进行分析，总结出在实验过程中的不足并加以改进，这在一定程度上培育了学生对科学学科的学习乐趣，学生也能从中找到自身在科学实验中的优势，并且利用自身的优势发挥最大作用，以此完成相应的目标。在拓展实验初期，学生不知如何着手实验，教师要对学生进行一定的指导。通过指导教学，学生了解如何进行科学有效的实验，同时也会按照教师教授的实验步骤完成实验。学生在实验中发现问题时相互交流，能提高合作能力，培育了学生之间的感情，强化学生之间的团队合作能力和水平^[2]。
  3.拓展实验促进教师的专业化教学
  教师在进行拓展实验教学之前对其进行完整有效的备课，通过综合考虑各方面因素，对实验课程进行反复实践分析，得到相应的结论。在进行拓展实验课程教学之前，教师首先要对学生的实验步骤以及实验过程中的注意事项进行讲解，鼓励学生对自身的实验进行深度分析，敢于质疑，提出自身的疑问，并且根据自身的疑问进行拓展实验，在实验的过程中解决所提出的问题。教师要严格要求学生按照拓展实验的要求进行实验，确保拓展实验的安全性能。在学生经历多次拓展实验后，教师可以减少对学生的拓展实验教学，鼓励学生按照课本的要求以及自身的经验进行拓展实验，教师在学生实验过后对学生的实验过程和实验成果进行评价。教师还要鼓励学生对其实验进行反思，分析实验中的优点与缺点，加强学生运用科学知识，提高学生的信心。在拓展实验教学中，有些问题没有正确的答案，这就需要科学教师在课下通过学习相关书籍以及资料，不断强化自身的专业理论知识，提升自身的教学品质，才能在拓展实验的过程中给予学生相应的帮助指导，教师的教学技能才能在一次次实验教学中不断强化。
  • 实验方法的有效改进
  　　教材上安排的一些演示实验和学生实验基本上都易于在课堂上完成，但也有些实验可能存在不足之处，如效果不太理想、准备时间过长等。教师改进演示实验，不仅可以使学生掌握有关知识，而且还可培养他们敢于创新的精神，激发他们的创新意识。　　　
  例如，在演示氢氧化钠溶于水放热的实验中，氢氧化钠溶于水放出的热量会使液体的温度升高，学生必须经过触摸才能感受到，但毕竟只能让少数同学触摸。如果把这个实验改进成为先在一个空火柴盒上滴几滴蜡烛，然后让带液态腊的火柴盒粘在一个空的小烧杯底部，再向小烧杯里加少量水，用手把烧杯和烧杯底部的火柴盒一起拿起来（注意火柴盒上滴的腊不要太多也不要太少），向小烧杯中加入一些氢氧化钠，搅拌使氢氧化钠溶解，氢氧化钠溶解放出得热很快使火柴盒上的腊融化，小火柴盒就会掉下来。这个过程很好地证明了氢氧化钠溶于水会放出热量，并且让全班每一个同学都能看得见，效果很好。
  又如，教材提示取口腔上皮细胞的部位是在口腔内侧壁上轻轻地刮一下，制成临时玻片，用稀碘液进行染色，让学生在显微镜下进行观察，结果在显微镜下观察的是食物的残渣，效果不佳。如果取材部位是以口腔两侧的颊部为宜，因为这一部位能够得到较多的口腔上皮细胞，而在口腔顶壁取得的上皮细胞数目较少，并且用牙签容易刮伤口腔。此外，用稀碘液染色会破坏细胞的固有形态，造成观察效果不佳，改用1%—5%的高锰酸钾溶液对细胞进行染色，这样出现的结果就比较有层次：细胞核呈棕色，细胞质呈紫色，细胞膜呈无色，观察效果非常好。
  改进实验方法，包括改进实验仪器装置、实验药品、实验方案等。其中仪器可以是气球、注射器等很多日常生活用品。如果适当将一些改进实验的任务留给学生，让他们把想法告诉老师，会极大地调动学生积极性，培养学生思维的开阔、能力的创新，增强学生的自信心，他们不再盲目迷信教材，墨守成规。如果让学生分成小组设计实验，有利于发展他们合作学习、研究学习能力，加强学生们合作精神。如我演示CO₂灭火性质的实验，在向烧杯中倾倒CO₂气体时，一瓶CO₂倾倒完毕，往往两支燃着的蜡烛只有一支熄灭，且出现了上层蜡烛先熄灭的现象。我便让学生讨论如何改进此实验的方法，结果学生提出了用导管伸入烧杯中，向烧杯中不断通入CO₂的方法，观察哪一支蜡烛先熄灭。改进的实验可以克服实验中存在的一些不足，而使得实验微型化和一体化。
  科学课本是拓展实验教学的主体，所以科学教师在开展拓展实验教学时需要根据课本的具体内容和要求进行实验的实践教学。教师在进行拓展实验教学的过程中要根据现场实验教学的情况改进教学，根据实验教学的要求创新实验，以此达到既定的教学效能。大部分课后练习题会有相应的拓展实验，教师可以依据课后练习题布置相应的实验作业，要求学生在一定的期限内完成，并且按照其练习的具体要求进行科学有效的实践。
  三、让学生自主设计实验
  所谓自主实验是指在整个实验过程中，根据学生思想为指导，培养学生理论与实际结合、以实践能力为宗旨，促进学生之间交流与合作，提高学生主动性、自觉性，手脑并用的学习方式，进而让学生从中获得良好的基本技能和方法，同时具有独立、掌握新技术、探索新知识的本领。
  在以往的实验中，许多教师为了追求实验的成功率和速度，按照教材上的实验步骤进行操作，这种教学方式不仅耗去了教师大量的时间和精力，而且对学生来说由于是被动地参与，缺乏实验动机，学生觉得索然无味，难以达到理想的教学效果，有的学生宁愿在实验室中当“观众”就是很好的证明。为了尽量避免上述弊端，我在教学中进行了以下几个方面的尝试。
  1.实验材料的自带
  生活是无形的最大的实验室，生活中有低成本、随手可取的材料，如硬币、可乐罐、饮料纸盒、吸管、鸡蛋、气球等，可大胆发动学生自备实验器材，保证学生随堂实验的有效开放。每当实验需要上述材料时，课前布置学生收集，并带到课堂上使用。例如，在七年级下§2.3《耳和听觉》研究声音的特征时，所用的塑料尺、梳子，在学习弹力时所用的橡皮筋、小气球，这些小物品很容易找到，携带方便，学生可以自备。又如，在教授《光和颜色》这节课中的“光的直线传播”时，学生可以用易拉罐和薄纸制成暗箱观察小孔成像；在学习平面镜的应用时，学生可以用纸盒和小平面镜做成潜望镜。空饮料瓶在日常生活中随处可见，以饮料瓶为主要器材可以做许多实验，如验证力的作用效果、验证大气压存在的实验、验证浮沉条件的实验、验证CO₂能溶于水的实验等。这些小实验器材简单，学生随手可得；操作容易，适合各种层次的学生；新奇有趣，能提高学生的学习积极性；效果明显，能直观地说明科学原理和规律，加深学生对科学知识的理解。同时还培养了学生主动参与、珍惜实验材料等优良的科学品质。
  2.实验器材的自制
  其实科学课程中的实验大多比较简单，精度要求也不是很高，多数实验是定性的，而且很多实验器材可以“随手取材”。因此，我们可以尝试让学生自己动手制作，教师可事先提出课题，讲清要探索什么规律，然后由学生自选材料、自制器材。这样不但可以解决仪器短缺的问题，而且可以提高学生的学习兴趣，开阔学生视野，发展学生个性，开发学生智力。如我和学生共同制作了《光的反射定律实验教具》，所用的材料是：平整的泡沫2片，白纸1张，透明胶（将两片泡沫接缝处粘合并能够向后翻折），胶水，量角器，铅笔，小平面镜。制作材料容易找，价格也便宜，基本上不需要什么成本，制作也简便，不需要什么技术，而且实用性很强。
  在学生动手制作的过程中，学生要通过想方案、找材料，进行加工、组装，反复试验、不断尝试，产生新思维。学生的制作过程是更高层次上的学习过程。学生利用自制实验器材进行学习，有利于消除对学习科学、进行实验探索的神秘感。同时，用自制实验器材进行实验，学生不必担心会损坏仪器，因此也增加了学生的动手机会和兴趣，减少学生在实验中宁可当“观众”的现象，增强了学生创新意识和培养了学生的创新能力。
  3.实验器材的自选
  在科学教学中，有许多的学生分组实验，当前的学生实验往往采用这样的模式：先由教师讲述实验目的、内容，然后学生“照方抓药”地进行操作、观察，最后教师小结。学生对这种模式兴趣不大，不利于发挥学生思维的主动性。如果学生根据自己设计的实验，自由选择具体的器材种类，这样学生在设计实验时不会因为仪器的整齐划一而打不开思路，逐步形成思维定势，也能较好地拓宽学生的思路，促进学生求异思维的发展，转变学生的学习方式，培养探究精神。
  如进行《测量小灯泡电功率》学生实验前，让学生展开讨论进行实验设计比赛：器材不限，设计出电路图并用文字写出操作步骤的具体说明；第一个可行方案的设计人员，享受为实验命名的权利并在全班推广操作。学生进行分组实验时，未必以实验册中提供的方法进行实验，而是可以要求学生任选其他方案做一至二个实验，这样可适应不同层次学生的发展需要。
  四、家庭小实验的有效开发
  科学的教学应重视实验教学，演示实验除了课堂中的实验外，教师与学生还可把实验发展到课外——家庭小实验。因为家庭小实验有利于学生掌握知识，提高学生学生兴趣。学生利用生活中的废物，代替实验仪器，完成家庭小实验，可使课内实验知识得到更好的延伸和补充，进而激发学生学习的兴趣，有利于养成勤思考、善于用实验探究科学新知识的好习惯。
  例如，让学生完成家庭小实验：测定鸡蛋壳的成分时，当学生将食醋倒入装有鸡蛋壳的烧杯时，发现鸡蛋周围产生了大量的气泡，鸡蛋在不时地上下沉浮，这种现象学生虽然又好奇有迷茫，但大多能自己查阅资料，并通过小组同学交流、探讨，最后通过物理化学知识的综合应用来解决问题。又如，在讲解酸和盐化学反应的知识时，让学生回家用家庭洗涤物纯碱和食醋反应，启发学生思考以下几个问题：（1）燃着的蜡烛过一会儿熄灭了，说明该反应可能产生了什么气体？该气体具有那些物理性质和化学性质？（2）应增加一个什么实验来证明该气体是二氧化碳？（3）反应产生了二氧化碳说明纯碱中含有什么离子？该离子与哪类物质反应，同样会产生二氧化碳？（4）该实验说明有机酸的溶液中含有什么离子？这种实验形式提高了学生综合运用知识的能力和实践能力。经过一段时间之后，每逢做演示实验时，有的学生往往会问：“我自己在家里能不能做？”
  　　家庭小实验的优势是学生在心理状态比较放松的环境中，不受课堂时间的限制，可反复做、反复观察，这对培养学生的独立动手操作能力、观察能力、设计能力、分析问题和解决问题的能力及思维能力都有极大的好处。所以老师可配合课堂教学内容，指导学生在家完成一些小实验作为家庭作业，并要求学生准备一个家庭小实验记录本，把所完成的实验名称、日期、观察到的现象、得出的结论与所学知识的联系等记录下来。这样对转变学生的学习方式、培养探究精神、掌握科学方法等方面都会起到积极有效的作用。
  事实证明，在现有教学条件下，对初中科学的实验做适当的改革，可对学生体验科学过程和形成科学态度方面的积极作用。因此，如何去发掘实验在教学方面的功能，是值得我们每一位科学教师去努力探索的。
   
发布日期：2022-12-23 09:22:24 浏览：