倪雪斐

摘要：在科學(xué)課中，經(jīng)常碰到解暗箱的實(shí)驗(yàn),也就是一類比較抽象的演示實(shí)驗(yàn),而此類實(shí)驗(yàn),一直是我們科學(xué)教學(xué)中的難點(diǎn),原因初中學(xué)生的抽象思維能力很弱，對(duì)于暗箱缺乏主動(dòng)而有效地思維建構(gòu)能力?；谶@一原因,本文通過利用實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?、變演示?shí)驗(yàn)為學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)、運(yùn)用類比法等幾方面來有效地處理暗箱實(shí)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：暗箱實(shí)驗(yàn)；課堂教學(xué)；有效處理

科學(xué)是以觀察實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，學(xué)習(xí)科學(xué)有許多方法，觀察實(shí)驗(yàn)則是最根本的方法，但是，在課堂上，有許多實(shí)驗(yàn)是無法實(shí)現(xiàn)的，也就是說，在科學(xué)課中，經(jīng)常碰到解暗箱的實(shí)驗(yàn)。教師在面對(duì)這類課的教學(xué)時(shí)，常常感到很被動(dòng)，原因是，初中學(xué)生的抽象思維能力很弱，對(duì)于暗箱缺乏主動(dòng)而有效地思維建構(gòu)能力。而如果直接把暗箱打開，毫無疑問又不可能達(dá)到老師預(yù)期的教學(xué)目標(biāo)，那么，如何在科學(xué)課堂教學(xué)中有效地處理暗箱實(shí)驗(yàn)?zāi)兀勘救藦囊韵聨讉€(gè)方面，對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性的處理的幾點(diǎn)體會(huì)。

一、 采用模擬實(shí)驗(yàn)，提高暗箱實(shí)驗(yàn)的教學(xué)效果

在課堂上，有許多實(shí)驗(yàn)是無法實(shí)現(xiàn)的，有關(guān)人體的實(shí)驗(yàn)就是這樣，在教學(xué)中，我們無法直接用人體來進(jìn)行有關(guān)實(shí)驗(yàn)。人體是一個(gè)暗箱，在課堂上，不可能直接打開人體這個(gè)暗箱，看清楚里面究竟有些什么，以及體內(nèi)器官究竟怎么活動(dòng)的，這就使得有關(guān)人體許多知識(shí)的教學(xué)，教師只能利用圖片或動(dòng)畫，以講授的方式來進(jìn)行，從而使得教學(xué)效果打了折扣。為了提高教學(xué)效果，教師巧妙地設(shè)計(jì)了一個(gè)模擬實(shí)驗(yàn)，利用實(shí)物模型與人體呼吸機(jī)制的認(rèn)識(shí)。所謂模擬實(shí)驗(yàn)是根據(jù)相似理論，先設(shè)計(jì)與自然事物和自然現(xiàn)象及其發(fā)展變化過程相似的模型，然后通過對(duì)模型的實(shí)驗(yàn)和研究，間接地認(rèn)識(shí)事物的性質(zhì)和規(guī)律性。

例如，我在講述人體肺部的壓強(qiáng)的變化是通過怎樣的途徑來實(shí)現(xiàn)變化時(shí)，首先讓學(xué)生做吸氣和呼氣動(dòng)作，感受胸腔的變化，然后用模擬實(shí)驗(yàn)來完成這個(gè)實(shí)驗(yàn)。由于膈肌變化導(dǎo)致容器中壓強(qiáng)變化，空氣進(jìn)出容器（氣球體積變化）的過程，然后在利用動(dòng)畫課件，顯示呼吸運(yùn)動(dòng)整個(gè)過程中人體內(nèi)部發(fā)生的各種變化，原本比較抽象的實(shí)驗(yàn)，通過我較形象的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷难菔?，相信學(xué)生容易接受枯燥的知識(shí)。由此可見，模擬實(shí)驗(yàn)在科學(xué)研究和科學(xué)教學(xué)中是十分有用的，教學(xué)中由于引入了模擬實(shí)驗(yàn)避免了教師“一言堂”的現(xiàn)象，使學(xué)生變被動(dòng)聽講為主動(dòng)地探究，同時(shí)，還能增加課堂教學(xué)的說服力，提高學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的興趣。

二、 變演示實(shí)驗(yàn)為學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，有效地體驗(yàn)暗箱實(shí)驗(yàn)

心理學(xué)家皮亞杰說過：“要讓學(xué)生動(dòng)手做科學(xué)，而不是用耳朵聽科學(xué)或用眼睛看科學(xué)。”只有體驗(yàn)和實(shí)踐，才能有所創(chuàng)新。把我們的感受告訴學(xué)生，不如讓他們?cè)诨顒?dòng)中親身體驗(yàn)。學(xué)生在自己說服自己，自己感受自己，自己戰(zhàn)勝自己的活動(dòng)體驗(yàn)中，能更快捷地走向成熟?；谶@種思考，在實(shí)驗(yàn)條件允許的情況下，我把凡是新教材中的演示實(shí)驗(yàn)最大限度地轉(zhuǎn)化為學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)。

例如，牛頓第一定律是在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，用推理想象的方法概括出來的，又因?yàn)閷W(xué)生由于局部的經(jīng)驗(yàn)，存在著力是維持運(yùn)動(dòng)的原因的前概念。這一前概念對(duì)于建夠“力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因”這一思想會(huì)起到阻礙作用，對(duì)于這種暗箱實(shí)驗(yàn)問題，我并沒有直接將正確的結(jié)論強(qiáng)加給學(xué)生，而是先讓學(xué)生暴露自己錯(cuò)誤的前概念。在這基礎(chǔ)上我再引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主探究，通過有控制的實(shí)驗(yàn)獲取正確的結(jié)論。具體片段如下：在“牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律”的教學(xué)中，以往“斜面實(shí)驗(yàn)”都是教師在講臺(tái)上做演示實(shí)驗(yàn)，學(xué)生觀察，小車在不同的水平面的運(yùn)動(dòng)情況。然后引導(dǎo)學(xué)生思考：為什么在表面粗糙程度不同的水平面小車運(yùn)動(dòng)的距離不同？再跟學(xué)生一起得出：平面越光滑，小車運(yùn)動(dòng)的距離越大。在這個(gè)過程中，且不說實(shí)驗(yàn)?zāi)芊袷侨w學(xué)生都能觀察清楚，而且操作的可靠性不夠強(qiáng)（如小車在斜面上是否都是靜止下滑等），更主要的是學(xué)生沒有主動(dòng)參與到這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，沒有深刻的體驗(yàn)。為了更好地理解牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律。我引導(dǎo)啟發(fā)學(xué)生來探究“運(yùn)動(dòng)的小車所受摩擦力越來越小的時(shí)候，小車的運(yùn)動(dòng)速減小的更快還是更慢？如果這個(gè)問題弄清楚了，就可以順著這個(gè)方向推理想象，得出并理解牛頓第一定律。所以，這個(gè)問題的探究過程必須是學(xué)生親自動(dòng)手來理解體會(huì)。通過學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，根據(jù)他們的實(shí)驗(yàn)、觀察、思考，提出了實(shí)驗(yàn)中要收集那些證據(jù)來證明假設(shè)是否成立，提出了該如何控制好實(shí)驗(yàn)變量，如讓小車從相同高度滑下，小車開始下滑時(shí)給小車的力要相等，水平面上的粗糙程度要控制好，毛巾要注意正反面要統(tǒng)一好等，這些都是學(xué)生在動(dòng)手過程中體會(huì)到的。如果沒有讓他們自己親自做實(shí)驗(yàn)，就不會(huì)提出這樣的真知灼見。有了前面的動(dòng)手實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)，后面的推理過程也顯得順利成章，這要得益于學(xué)生真正理解了整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程，即當(dāng)摩擦力越來越小的時(shí)候，小車的速度是減小的越來越慢。則當(dāng)摩擦力為零時(shí)，小車的速度就不變了。牛頓第一定律本身就是一個(gè)在理想狀態(tài)下的運(yùn)動(dòng)定律，對(duì)學(xué)生來講也是比較難的一個(gè)內(nèi)容，但是通過這樣的實(shí)驗(yàn)探究，學(xué)生體會(huì)了這個(gè)定律得出的過程，因此他們對(duì)這個(gè)定律理解的越深刻，掌握得越好。通過這樣探究性實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，不僅激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的興趣，形成自主學(xué)習(xí)的內(nèi)動(dòng)力，并且?guī)椭鷮W(xué)生形成科學(xué)概念，獲得科學(xué)知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?。增?qiáng)了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性。

三、 巧妙運(yùn)用類比方法，有效地處理暗箱實(shí)驗(yàn)

教科學(xué)的關(guān)鍵在于教會(huì)學(xué)生科學(xué)地思維，類比是人類探索未知事物有效的思維方法，也是聰明人經(jīng)常運(yùn)用的思維方法，它能夠幫助我們觸類旁通，將表面上看上去風(fēng)馬牛不相及的事物建立有機(jī)的聯(lián)系。在教學(xué)課堂中，有效地利用類比的思維方法來啟發(fā)學(xué)生進(jìn)行思維活動(dòng)，讓學(xué)生試著去探索，借助直覺思維和聯(lián)想思維，引出一個(gè)新的概念，從而有效地培養(yǎng)了學(xué)生，觀察能力和推理意識(shí)，激發(fā)了學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)興趣。

例如，在“電壓的測(cè)量”一節(jié)教學(xué)中，對(duì)電壓概念的建立，對(duì)初中學(xué)生來說是一個(gè)很抽象的概念，若直接給出定義，學(xué)生很難理解，這時(shí)候，我巧妙運(yùn)用類比方法，很輕易地解決實(shí)驗(yàn)暗箱問題。我是先讓學(xué)生看“抽水機(jī)抽水示意圖（圖1），與學(xué)生一起了解圖中出現(xiàn)的主要設(shè)備和工作過程。然后再展示一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)物電路圖（圖2）并將這個(gè)電路轉(zhuǎn)化成如圖4電路，教師要求學(xué)生根據(jù)圖1和圖3的相似性分組寫出兩個(gè)圖相對(duì)應(yīng)的內(nèi)容，并填寫在學(xué)習(xí)任務(wù)單上的表格（表格略）

在整個(gè)教學(xué)活動(dòng)中，教師以現(xiàn)實(shí)生活中的水路作為類比對(duì)象，創(chuàng)設(shè)了“水路”與“電路”的類比情境。這種做法不但使教學(xué)過程的設(shè)計(jì)合乎科學(xué)的邏輯，而且并不影響知識(shí)目標(biāo)的達(dá)成，更重要的是它能使學(xué)生的科學(xué)思想得到有效的訓(xùn)練。

總之，暗箱實(shí)驗(yàn)是比較抽象的演示實(shí)驗(yàn)，為了提高課堂教學(xué)的有效性，教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)該大膽嘗試，通過實(shí)驗(yàn)真正做到：“學(xué)生力所能及，教師避之；學(xué)生力所難及，教師助之；學(xué)生力所不及，教師為之”的新課程理念。所以，加強(qiáng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)中的暗箱實(shí)驗(yàn)教學(xué)，是提高科學(xué)質(zhì)量的十分有效的途徑，對(duì)提高學(xué)生抽象邏輯思維能力很有幫助，能為學(xué)習(xí)高中知識(shí)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。因此，初中科學(xué)教學(xué)中，應(yīng)大力推廣加強(qiáng)和優(yōu)化科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，從而進(jìn)一步提高科學(xué)教學(xué)質(zhì)量。

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（樂清市蒲岐中學(xué)）