呂國海

一、問題的提出

全日制義務教育《科學課程標準》在第三部分“內容標準”中明確的提出：“義務教育階段科學課程中的科學探究，是學生積極主動的獲取科學知識，認識和解決科學問題的重要實踐活動”，同時“科學探究是一種重要的學習方式，也是義務教育階段科學課程的重要內容”。按照新課程標準的設計理念，在科學（綜合）課程或理科課程中應大力倡導探究性學習。

任何一次課程改革的目標都是以學生發(fā)展為本，這就要求我們以改變學生學習方式為突破口，通過科學探究來重點培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐能力。從心理學的角度看，科學實驗過程符合學生認知世界，認識物質的認知規(guī)律，實驗過程中的許多因素都可能刺激學生發(fā)現(xiàn)新知識，領悟科學道理。正如我國科學家戴安邦所指出的那樣：“只傳授科學知識和技術的科學教育是片面的。。。。。。用實驗解決科學問題，使各項智力因素皆得到發(fā)展，故科學實驗是全面科學教育的一種最有效的教育形式?！睂嶒灲虒W有利于培養(yǎng)學生實事求是、嚴肅認真的科學態(tài)度和勇于開拓、團結協(xié)作的創(chuàng)新精神及觀察、思維、實踐等創(chuàng)造能力。

因此，“科學實驗是進行科學探究的主要方式”，它既是科學探究的構成要素，又是科學探究其他要素在科學教學中得以實施的重要活動載體。科學實驗是科學教育中發(fā)展學生科學探究能力不可或缺的重要途徑，它對促進學生科學素養(yǎng)目標的實現(xiàn)，具有其他教學手段無法代替的特殊重要作用。

二、實驗教學的探索與應用

科學是一門以實驗為基礎的學科，科學實驗中各種生動鮮明的科學現(xiàn)象，能激起學生的強烈的興趣和求知欲，一些新穎、奇特的現(xiàn)象，更能使學生以強烈的感官刺激，增強學生大腦皮層的興奮性，促使學生高效地進行學習。因此，實驗教學中的資源不妨積極利用起來，通過科學實驗創(chuàng)設一些問題情境，激發(fā)學生科學探究的意識，體驗科學探究的過程，培養(yǎng)科學探究的能力。

案例：實驗延伸——空氣中氧氣成分的測定

（1）如圖1裝置所示，現(xiàn)在集氣瓶里加入少量水，再把剩余的容器用記號劃成5等份。

（2）點燃燃燒匙內的紅磷，立即塞緊瓶塞，觀察現(xiàn)象1。

（3）待冷卻到室溫后，振蕩集氣瓶，打開導管上的夾子，出現(xiàn)現(xiàn)象2。

（4）點燃火柴放入集氣瓶內，觀察現(xiàn)象3。

（5）同時設置以下實驗習題，加深對課本知識的理解。

①用文字描述觀察到的現(xiàn)象：現(xiàn)象1 ________；現(xiàn)象2_______ ；現(xiàn)象3 _______；

②這個實驗的目的是 _______。

③這個實驗說明N₂具有_______、_______性質。

④能否用硫、木炭、鐵絲、蠟燭代替白磷？為什么？

⑤如果進入的水達不到試管體積的1/5，試分析可能有那幾種原因？（至少寫出三條理由。）

案例：自主探究——證明CO₂與氫氧化鈉溶液發(fā)生反應

1.問題情境

在“探索堿的性質”中，教師通常會有下列活動與探究內容：通過演示二氧化碳與氫氧化鈣的反應，導出二氧化碳與氫氧化鈉的反應是2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O，但是學生對這種甲推至乙的簡單類比存有疑問，可能會提出問題“怎樣證明二氧化碳與氫氧化鈉發(fā)生了反應？”

2.實驗設想

對初學者來說，這是一個思考性，開放性很強的問題，學生提出的實驗設想可能正確，也可能不合理。學生可在教師的引導下圍繞“驗證有新物質生成”這一切入點展開思考，學生可能提出的設想有：

①向氫氧化鈉溶液中加入酚酞，根據(jù)溶液顏色是否由紅色變成無色來判斷。

②在通入二氧化碳后，向溶液中加入稀鹽酸，根據(jù)氣體有無來判斷。

③在通入二氧化碳后，向溶液中加入澄清的石灰水，根據(jù)有無沉淀來判斷。

……

以上設想不一定成立，可以通過討論來論證其合理性，也可以讓學生根據(jù)實驗探究中的現(xiàn)象來反思。

3.實驗探究與結論

按第①種方法實驗，最終酚酞仍呈紅色。說明二氧化碳與氫氧化鈉溶液沒有發(fā)生反應。

按第②種方法實驗，有沉淀生成。說明二氧化碳與氫氧化鈉溶液反應了生成碳酸鈉。

按第③種方法實驗，有氣體生成。說明二氧化碳與氫氧化鈉溶液反應了生成碳酸鈉。

第②、第③種方法的結論是一致的，需要反思的是第①種設想中的問題 。設想①的支撐點是“碳酸鈉不能使酚酞變紅”，對學生來說這不是經驗，而是一種主觀論斷，現(xiàn)在成了懷疑點，需要實驗驗證。

4.實驗驗證

向碳酸鈉溶液中假如幾滴酚酞，溶液呈紅色。

這一實驗結果不僅徹底推翻了第①種設想的理論依據(jù)，還可以讓學生得出“鹽溶液不一定呈中性”的實驗結論。

案例：引導創(chuàng)新——啟普發(fā)生器的再設計我們在講制備氫氣的時候介紹了啟普發(fā)生器，給同學們分析如圖3的啟普發(fā)生器的思維方法后，同學們很快認識到啟普發(fā)生器是利用固體不動，液體動的原理，設計出隨開隨停的裝置。這時，老師激勵同學，我們能不能設計出一種新的裝置，也能達到隨開隨停的目的呢？通過充分討論，查找資料，請教他人后，同學設計出如圖4的“液動固體不動的新裝置”。

這樣，可以打破學生的思維定勢，給學生創(chuàng)造出展示自己聰明才智的平臺，學生在輕松愉快的教學環(huán)境下，積極地去思考、探索，迸發(fā)出更多的智慧和靈感，培養(yǎng)了學生良好的思維和創(chuàng)新能力。

三、開展實驗教學的意義

實驗教學是實施科學教育的一種有效形式，科學實驗有利于培養(yǎng)學生實事求是，嚴肅認真的科學態(tài)度，有利于培養(yǎng)學生觀察問題、分析問題和解決問題的能力，還有利于調動學生學習科學的積極性。是科學教學中的一個重要環(huán)節(jié)。

1.有利于強化學生學習的興趣和注意力

在初中科學課的第一節(jié)的教學中，我沒有急于講課本的內容，而是演示了白紙作畫（酚酞遇堿變紅色），清水變牛奶（向澄清的石灰水中吹氣），海底火山（白磷在水下燃燒），燒不壞的手帕（點燃浸濕75%酒精的手帕）等興趣實驗。奇妙的變化激發(fā)學生極大的興趣，使得學生樂于接受課堂教學，同時高度集中注意力。

2.有利強化學生的觀察能力

在科學的學習中，優(yōu)秀學生必備素質之一便是要具有良好的觀察能力。在整個實驗教學中，始終在培養(yǎng)學生的觀察能力。

3.有利于強化學生的思維能力和創(chuàng)新能力

在實驗教學中，不妨將一些演示實驗改為學生實驗，或者將習題改為實驗。這樣不僅可以培養(yǎng)學生的思維能力，而且還會激發(fā)學生的創(chuàng)新能力。

四、實驗教學中應注意的問題

1.突出探究意識

大力開展實驗探究，是科學實驗教學體現(xiàn)和落實科學探究教學思想的重要方面。突出實驗教學的探究意識，目的是培養(yǎng)學生探究的習慣和能力。在教學中教師針對教材內容，結合學生認知水平設計出一個個問題；學生在教師引導下，提出假設，設計實驗，進行實驗，分析實驗結果。在問題解決過程中獲得知識，培養(yǎng)能力，學習科學研究的方法、態(tài)度。同時需要明確，科學探究是學習的主要方式，但不是唯一方式。實驗教學中應當有選擇性地進行適時實驗探究。

2.突出學生的主體性

教學的主體是學生，因而我們在實驗教學應提倡開放意識。設置開放性的實驗問題，讓學生參與思考、討論、動手實驗，培養(yǎng)學生操作能力、思維能力、探究能力等。例如：學習酸的時候，可以請學生設計實驗區(qū)分濃鹽酸和濃硫酸，引導學生設計科學，合理的方案。。

3.體現(xiàn)環(huán)保意識

實驗教學的方向之一是在科學實驗中滲透環(huán)保意識、防治污染問題。在科學實驗中，廢氣、廢液、廢渣等處理，以及尾氣的吸收是非常重要的，必不可少的。因此，能否在整個實驗過程中，想方設法從頭到尾很少產生甚至不產生對環(huán)境和人類有污染和危害的物質呢？能否在實驗的方法和原料的選擇上得到改進呢？當然是可以。在整個實驗教學中要滲透環(huán)保教育，綠色科學教育，提高學生關心環(huán)境意識、感受科學對社會可持續(xù)發(fā)展的重要性，培養(yǎng)社會責任感。

隨著當前課程改革的不斷推進，科學實驗教學在科學教育中的作用日益凸顯，因此，師資水平的高低，教學設備的配置，創(chuàng)新觀念的革新都對科學實驗教學提出了挑戰(zhàn)。面對挑戰(zhàn)我們應當克服現(xiàn)實中的種種困難，在教育教學工作中致力于讓每一個學生學會思維，學會思考，成為一個智慧的人，一個真正受過教育的人?！緀】（浙江省富陽市富春中學 311400）