談初中科學實驗教學“三種”策略應用

黃自耀

摘要：初中科學是以實驗為基礎的學科，如何搞好初中科學實驗教學是科學教師十分關注的。本文系筆者根據多年教學經驗，從三個方面談初中科學實驗教學的策略應用：分組實驗——關注參與度；課外實驗——提升學習力；生本實驗——創設情境場。運用此三種策略，可以促進初中科學實驗教學。

關鍵詞：參與度；學習力；拓展實驗；生本實驗

中圖分類號：G632.0 文獻標識碼：A 文章編號：1992-7711（2016）07-0073

科學（七——九年級）課程標準指出：“強調培養學生的科學探究能力和對科學探究的理解”。這對于廣大教師來說是一個新課題，必須給予充分的關注。發展學生的科學素養離不開科學的學習過程。初中科學教學的核心是實驗教學活動，實驗教學要突出科學實驗探究的方式和方法。給學生提供充分的科學實驗探究機會，學生通過手腦并用的實驗探究活動，體驗實驗過程的曲折和樂趣。發展科學實驗探究所需要的能力，增進對實驗活動的理解。

在實際教學中，筆者認識到實驗教學在科學教學中有不可替代的作用，實驗教學開設直接影響到初中學生的知識水平和動手能力?，F在初中科學實驗由于多種原因導致學生不夠重視實驗，由此導致了學生實驗操作和實驗設計能力較差、實驗安全意識淡薄等現象，影響培養具有創新能力的學生。如何搞好初中科學實驗教學，是大多數科學教師思考的問題。在實際教學工作中，以筆者實踐情況分析初中科學實驗教學的三種策略應用。

一、分組實驗——關注參與度

參與度是指實際發生的后果與外界損傷因果關系。學生分組實驗體現了學生為主體的理念，學生能更好地參與體驗實驗探究活動。美國著名教育家杜威認為：“只有通過具體的“做”，才能達到改造個體行為的目的”。學校教育為學生學習知識提供一定的材料，而他們要真正獲得真知，則必須通過運用、嘗試、改造等實驗探究活動來獲取。鼓勵學生的交流與合作是近幾年課程標準的教學建議。

初中階段學生正值青春期發育階段，有些學生對待學習往往興趣不濃。教師應該發現他們的每一點進步并給予及時的鼓勵，使他們樹立學習科學的信心。為此，在進行分組實驗教學時，爭取運用好科學學科的實驗特點，調動他們學習的熱情，積極體驗完成分組實驗教學。在學生分組實驗的過程中，教師要注意：

1. 準備實驗，提高效率

《禮記 中庸》中說：“凡事預則立，不預則廢”。意思是說，要想成就任何一件事，必須要有明確的目標，認真的準備和周密的安排。一堂實驗課是否能達到預期的目的，課前的充分準備必不可少。沒有準備的分組實驗，只能是忙忙碌碌卻亂成一團的看熱鬧實驗。特別是分組實驗需要充分的課前準備工作。一堂成功的分組實驗課是以課前實驗準備為基礎的，課前準備實驗起到舉足輕重的作用。

例如，筆者在執教《機械效率》的學生滑輪組和斜面并進分組實驗教學中，準備了如下器材：木板13塊、塑料滑輪28個、鉤碼7只、彈簧秤13只、米尺13個、物理小車6個、毛巾6塊、線繩若干。特別是這若干根線用來繞制滑輪組繩子的長度非常關鍵，考慮到面向全體學生要達到最好效果，所以實驗前筆者都是親自繞制滑輪組繩子來決定長度，這樣把主要問題放在本節課的重點機械效率上。學生分組實驗并測出數據后，再分別討論斜面和滑輪組的機械效率的計算。這樣在課堂上可以提高效率。

課前認真準備實驗是一項非常重要的環節，在教師準備的過程中，可以發現很多問題并且解決，提高實驗效率，從而更好地掌握知識。分組實驗課前準備包括認真地備好本節實驗課的內容；充分準備分組實驗的所有教具；教師課前要預先做好實驗。所以，在分組實驗課前做大量的、充分的課前準備實驗，才能為分組實驗課的正常開展、圓滿完成打下良好的基礎。

2. 分工合作，優化組合

“學會學習，學會創造，學會合作，學會生存”已成為二十一世紀教育的主題。學生分組實驗要先分好組，確定組長，分工合作，優化組合，努力使學生參與度達到百分之百。學生由于經歷及知識的認識程度不同，分析、解決問題的能力不同，動手能力也存在著不小的差異。所以，在分組時，綜合考慮將基礎好的和基礎薄弱、動手能力強的與動手能力弱的學生分在一起，以利于互幫互助、共同提高。

例如，筆者在公開課《熔化與凝固》中，學生分組實驗操作前，筆者明確分工如下：前后四個同學為一組（分工：一人記時；一人讀數；一人記錄；一人組長分工、防止溫度計的“碰壁”和作圖），是每一個學生都參與和體驗實驗，從而促進知識的掌握和能力的提高。

合理的分工合作可以使實驗起到事半功倍的效果，優化組合使學生互幫互學，培養學生的情感、態度和價值觀。合作和優化是學生進行良好的人際交往所必須的心理品質。因此，培養學生的合作意識、合作精神與合作能力非常必要。

3. 適時提醒，指導觀察

教學是教師和學生雙方共同參與的活動，學生是主體。在分組實驗中，不可管得太死，也不能放任自由，尤其對我們這些正在青春期發育階段的初中學生，由于自控力較差，“玩實驗”的心理較強，更應加強教師的主導作用。所以在進行分組實驗中，應全面把握每一環節，既給學生一片活動、自主的空間，又讓他們能有效地完成實驗研究。不斷地全體提醒和重點關注學生明確實驗目的，確定實驗觀察的重點。學生分組實驗過程中時刻提醒學生我們探究實驗的目的、要觀察的重難點。

例如，在《熔化與凝固》分組實驗中，有些小組海波的熔化描點作圖，不能得出只吸熱不升溫的水平線段，筆者提醒學生可能是哪些原因？從而引導學生建立假設：可能是試管里的海波量太少了；可能是酒精燈的火焰太大了；可能是溫度計的玻璃泡碰到試管內壁了等。而有的小組能得出只吸熱不升溫的水平線段，但溫度低于48℃，筆者提醒學生可能是什么原因造成熔點低于48℃呢？學生開始建立假設。

分組實驗要抓好實驗中的主要矛盾。在學生分組實驗過程中，學生在分組實驗時難免會出現一些錯誤、注意力轉移到次要的問題或偶發的事情上，這樣就不能得出完整的感性認識。因此，教師要觀察全局，并重點指導。實驗中，教師少講多問多演示，既鞏固課本知識，又為實際操做好準備。實驗操作是實驗課的關鍵，在學生實驗操作過程中，教師巡回指導。在實驗中對預設出現的問題，筆者先不提出，只是讓學生先動手做，當他們遇到困難求助時，再集中指導，這樣學生印象更加深刻。

二、課外實驗——提升學習力

所謂學習力就是學習動力、學習毅力和學習能力三要素。學習力也是把知識資源轉化為知識資本的能力?！犊茖W課程標準》指出：“注意課內與課外、校內與校外的探究活動結合起來，努力開發并鼓勵學生參與開發各種層次的、以小型為主的探究性課題”。全面提高每一個學生的科學素養是科學課程的教學核心理念，也是《科學課程標準》的核心理念。初中科學課內實驗分為學生實驗（包括課堂內的和實驗室的）和課堂演示實驗，對教學起到重要的作用?，F在課內實驗由于時間和空間等原因限制，筆者認為存在一定的局限性，如：被動性、淺表性、浮躁性等。

俗話說：“授之以魚，不如授之以漁”。培養學生的科學素養僅僅依靠課堂是不夠的，課外實驗活動是課堂教學的延伸。課外實驗使學生不再拘束于教材和課堂，可以根據自己的興趣，做一些深入的課外實驗，加深了實驗的深度，俗話說：“興趣是最好的老師”，這就是說一個人一旦對一種事物有濃厚的興趣，就會主動去求知、去探索、去實踐，并在求知、探索、實踐中產生愉快的情緒和體驗。課外實驗中，學生是主體，發揮學生的創造力和想象力，使學生有目的地研究。要做好學生課外實驗，筆者認為要注意如下幾個方面：

1. 學校方面，拓展實驗

義務教育課程分為基礎教育和拓展性教育，后者包括知識拓展性、藝術特長性和實踐活動。以課堂知識為基礎，增加課外閱讀，注重課內外知識的聯系。認知心理學認為：“強調人已有的知識和知識結構對他的行為和當前的認知活動起決定作用。其最重大的成果是在記憶和思維領域的突破性研究?！彼?，開展相關知識點的課外實驗很有必要，特別對于一些學困生產生濃厚的學習科學的興趣，使他們能夠喜歡科學實驗，從而喜歡科學學科。

例如，筆者所在學校近幾年積極建設許多拓展性課程活動，其中包括開展七、八年級學生雞蛋撞地球的實驗（同時水火箭），以班級為單位，三位同學為一組，組數不限?？茖W教師們制定計劃，提前公布比賽項目，學生聯系課本內知識（已學過或還沒學過的通過預先），掌握基本知識，運用于實際比賽中，通過開會組織講解要求、與科學教師交流、制作成品、科學教師評價、修改和比賽等步驟?？茖W教師主持展開比賽。正式比賽投放前由組員介紹作品名稱、制作團隊及作品亮點，然后再投放。每班級推薦最好的一組代表班級進行PK，根據參賽成績，以班級為單位，按照年級組班級適當的比例評出一、二、三等獎，發放獎狀和獎品。其他組別進行表演展示。

學生充滿無限的好奇心，他們能夠提出問題，說明他們對該問題是感興趣的，學校教師把問題交給他們去做，有些方面他們會做得更好。我市教育部門組織的學生科學小論文評比，通過這個平臺讓學生去思考、去發現。近幾年對筆者所在學校學生論文了解，筆者發現多數同學都在嘗試著課外實驗的研究，這些都充分調動了學生學習科學的學習力。

2. 家庭方面，創新實驗

創新實驗是義務教育教學質量與教學改革工程的重要組成部分，教材中的許多知識點甚至是閱讀材料，有些和生活密切相關的，學生利用家里買來的望遠鏡、顯微鏡、電學實驗盒在家進行觀察，因為教學的原因，課內實驗是無法進行的，有些內容是學生渴望加深和感興趣的，如果教師能夠引導得好的話，課外實驗無疑是最好的研究途徑。

例如，在九年級學習了血液的組成后，學生了解了血液由血漿和血細胞組成，而血細胞的組成，學生提出問題：“血液中血小板的濃度與紅皮花生有什么關系呢？”，按照探究的步驟進行研究，以該同學的父親為研究對象，設計實驗方案、收集事實與證據和得出結論：在一定范圍內，紅皮花生提升血液中血小板的濃度。

在教師指導下的學生課外創新實驗，如筆者所在學校學生的《高溫高壓蠅蛆無害化生物處理病死動物可行性》研究報告等，讓學生的創新實驗能夠讓學生獲得無限的成就感，真正體會到學習科學的樂趣和意義，對培養學生持久穩定的學習力具有重要的意義。

3. 社會方面，實踐實驗

實踐實驗以學生的現實生活和社會實踐為基礎發掘課程資源，而非在學科知識的邏輯序列中構建課程。綜合實踐活動以活動為主要開展形式，強調學生的親身經歷，要求學生積極參與到各項活動中，在考察、實驗和探究等一系列的活動中發現和解決問題，體驗和感受生活，發展實踐能力和創新能力。在教師的指導下，學生在這個過程中興趣盎然，認識和體驗不斷加深，創造性的火花不斷迸發，這是綜合實踐活動生成性的集中表現。

例如，筆者任教的804班中謝同學等十幾位同學，在教師的指導下，做屋頂太陽能的實踐實驗，設計了實驗方案，與某鄉鎮企業聯系了太陽能發電板，又與市供電局聯系，利用太陽能發電板、供電局屋頂和一些電學器材，進行實踐實驗，分工、計時、讀數、記錄、分析數據和得出結論等，設計的比教師想象的要好，屋頂太陽能綜合實踐實驗獲當年度浙江省綜合實踐優秀成果獎。

通過實踐實驗，學生對實踐有了親切的感情和經驗，就能邁出書齋，走向社會，發揮和不斷提高自己的工作能力和作用。為學生自主性的充分發揮開辟了廣闊的空間。啟發學生對物理實驗的興趣，激發學生自己實踐的主動性，使之有強烈動手的熱情，用這種啟蒙方法以達到教育的目的。

三、生本實驗——創設情境場

生本實驗是營造了浸潤著民主、平等、激勵、和諧的以學生為主體的人文課堂環境。德國教育學家第斯多惠說：“我們認為教學的藝術不在于傳授的本領，而在于激勵、喚醒、鼓舞”。創設情境場進行初中科學實驗情境教學，使學生思考實驗的本質，是搞好初中科學實驗教學的重要策略。假如沒有創設情境，就不會有很強的求知欲望，也不會有主動積極的學習習慣。教學實踐表明，教師在課堂教學過程中，特別是初中科學實驗教學中有意識地創設情境實驗，通過提出一些與實驗有關的富有啟發性的問題，逐層深入，將學生引入情境之中，激發起學習的動力，培養學習興趣。

創設教學情境是模擬生活，使課堂教學更接近現實生活，使學生如臨其境、如見其人、如聞其聲，加強感知，突出體驗。對初中學生來說，要讓他們自覺地喜歡上實驗，筆者經常采取了創造情境實驗，讓學生感受實驗的重要性，從而思考實驗。具體做法是：

1. 實驗過程，體驗情境

學生對實驗都感興趣，普遍懷著濃厚的好奇心。但有的同學看熱鬧；而有的同學積極思考尋找解決問題的對策，能更快地進入實驗的門道。不論是初中科學的演示實驗還是學生分組實驗，學生被動地看或做，效果都不是很好。如果能在實驗中創設問題情境，激發學生的求知欲，變被動為主動學習，對學生能力的培養有很大幫助。要想讓學生能很好地接受教材的知識，就必須通過實驗過程中創設過程情境，讓學生在實驗中接受，理解初中科學知識。

例如，在研究物體受非平衡力作用時的運動狀態的變化情況時，可以通過滑輪、鉤碼、輕紙板和細線組成簡單的二力平衡，創設情境場二力平衡的受力物體的特點，請一位同學上來用剪刀把細線剪斷，觀察輕紙板的運動狀態，再由片面推出全面得出：物體在非平衡力的作用下運動狀態總是發生改變的。這些現象學生并不陌生，但要解釋卻有一定困難。要想讓學生能很好地接受教材的知識，通過實驗體驗，讓學生在實驗中接受和理解科學知識，同時這些知識大多也是教學的難點。

沿著創設過程情境這樣的思路，帶著這些問題，讓學生去思考和探究實驗，思維更活躍，既能很好地完成本實驗，又能培養學生的創新能力。在實驗過程中也要注意設置合理的追問，同時許多知識是教學的難點，如壓強、摩擦力的方向、密度的概念、晶體的熔點等，但只要做好實驗過程中創設過程情境，上述難點都能很好地突破。

2. 實驗應用，實踐情境

子曰：“溫故而知新，可以為師矣?！睆土暿墙虒W的重要環節。教師特別有心的“小三”實驗（小實驗、小制作、小發明）、復習時設置實驗新做，這些能取得事半功倍的效果。在實驗教學過程中，教師只要做有心人，通過合理創設情境，不僅能起到組織實驗教學的作用，而且能使學生明確學習目標，產生濃厚的學習興趣。

例如，多用“三小”實驗輔助復習，加深了知識點的復習。如筆者七年級下冊復習《聲音的產生和傳播》中，提前一天交給一位科學基礎薄弱但乒乓球打得很好的許同學，請他用細線栓一個乒乓球帶來，為班級同學做教具，該同學很積極，復習熱情提高，他熱愛科學這門學科。

再如，復習中課本的每一個實驗都值得實驗新做，它對分散教學難點、突破教學重點都有不可低估的作用。再如，復習升華和凝華這一節的教學中，要讓學生接受升華這個概念，只要設計好碘的升華實驗新做這個實驗情境，學生就能很快接受。若只憑教師講解，也達不到實驗所能達到的效果。如何在復習過程中提高學生的興趣，并準確把握復習的深度和廣度，需要教師根據學生的學習情況適時增加實踐情境實驗。

不論是“三小”實驗還是實驗新做，都是實驗應用的重要方式，科學練習中也可借用實驗情境來解決。在實踐應用中創設實驗情境，要求優化實驗、提高實驗的深度和綜合性，要根據學情準備好每一節復習實驗活動，激發學生情感的火花，從而提高課堂教學效率。

當然，初中科學實驗教學的策略應用影響到我們培養人才的質量、水平和創新意識。在現有的條件下，初中科學實驗教學如何發揮其最佳的作用，是一項系統工程。在新課程理念下初中科學實驗教學的策略應用中，科學教師應努力做到“學生力所能及，教師避之；學生力所難及，教師助之；學生力所不及，教師為之”的理念。

蘇霍姆林斯基說：“不要讓能力和知識關系失調”，初中科學實驗的設計也是如此，要考慮學生的認知能力。初中實驗教學的策略應用我們也要學會換位思考，努力研究學生的心理來提升實驗教學的實效性。作為一線初中科學教師，我們要在實驗教學過程中多思考、多實踐。通過實驗教學的有效策略激發學生成為主動的求知者，提高學生的參與度和提升學習力，使初中科學實驗活動真正成為學生的生本實驗活動，我們科學教學就能真正由“考試”科學變為“素養”科學。

參考文獻：

[1] 張汝吉.科學（7-9年級）課程標準[M].北京：北京師范大學出版社，2002.

[2] 辛繼湘.體驗教學研究[M].長沙：湖南大學出版社，2005.

[3] 教育部教學儀器研究所主編.高中物理課外實驗[M].北京：人民教育出版社，2003.