任飛霞

(浙江鄞州外國語中學 浙江 寧波 315100)

縱覽科學史我們不難發(fā)現(xiàn)人類的科學研究經(jīng)歷了一個由觀察、總結生活經(jīng)驗為主到理論、公式研究為主的過程,而銜接這兩個階段的重要部分就是實驗。從某種角度上來說,實驗既是濃縮了實際生活情況的精髓,又為理論、公式的研究提供了研究的基礎。不過科學研究中這么關鍵的一環(huán)在我們的初中科學教學中卻是缺失的。究其原因主要有三點,第一,課程安排緊張。初中生需要學習的科目很多,分別安排到每一科上的課時就比較少了。而實驗教學又確實是十分耗費時間的。因此,教學實驗就被我們冷落了。第二,實效性差。和所有教學活動一樣,實驗教學也有它的教學目標。但在現(xiàn)實教學中,學生們往往一開始動手操作就會出各種各樣的問題,他們還會去關注那些和學習目標完全沒有關系的細枝末節(jié)。最終結果就是學生們把實驗課變成了游戲,一節(jié)課下來,教學時間被浪費了,而學習目標卻完全沒有達成。為了解決這一問題,我們必須對實驗教學的方法進行修改提升。筆者認為提升的關鍵在于讓學生真正動手去做,以及切實提升其動手能力。為了達到這兩個教學目的,筆者進行了以下的教學嘗試。

一、興趣驅動動手能力

如前文所述,初中生的學習壓力相對比較大,每門課程的教學課時都比較少。所以我們?nèi)绻才艑W生真正動手去做的實驗教學,就要適當?shù)南蛘n外要時間——安排學生在課下來完成實驗,進行學習。當然問課外要時間也要面臨不小的挑戰(zhàn),課堂上有老師引導要求,學生尚不能做到完全投入去進行實驗。那么在全憑自覺的課下,學生們難道就能自覺去進行實驗了嗎?所以,為了讓學生們自覺去做,我們一方面要激發(fā)他們的興趣。另一方面也要對實驗的內(nèi)容進行挑選,要選擇那些不需要專業(yè)設備的實驗,這樣才能讓在家進行實驗變成可能。為了達到這個目的筆者在教學實踐中是這樣操作的。

1.創(chuàng)造條件

首先,筆者在開始布置課外實驗作業(yè)前先對自己的授課內(nèi)容進行了調(diào)整,盡量減少書面作業(yè),并且把一周的作業(yè)布置進行統(tǒng)籌,布置實驗作業(yè)時,就不布置書面作業(yè)了。而且我也努力對學生進行了“誘導”,告訴他們,你可以在完成其他書面作業(yè)之余動手做一下實驗,放松一下。這一招讓學生對這個特殊的作業(yè)不再討厭,甚至是略有期待了。在期待之上,筆者還要進一步激發(fā)學生們的興趣,讓他們完成從不抵觸課下做實驗到自愿課下做實驗的轉變。筆者在抖音等短視頻平臺上找到了“吳姥姥不刷題”等專門展示分享實驗的賬號。帶領學生看這些賬號分享的內(nèi)容,這就極大激發(fā)了學生做實驗的興趣。而且他們想要的不是瞎玩瞎鬧,而是按正確的方式做實驗,做出吳姥姥短視頻中那種效果炫酷的實驗。到此時就到了可以布置課外實驗作業(yè)的時候了。

2.實踐操作

在學生興趣正濃時安排實驗作業(yè),首次的實驗最好不要太難,又要能有比較顯著的實驗效果,這樣才能保持并進一步提升學生的興趣?；诖?筆者選擇了“植物體中的物質(zhì)運輸”相關的白菜吸水實驗。也就是讓學生在家取兩片白菜葉、兩個容器,兩個容器中分別倒入紅墨水和藍墨水,將兩片菜葉分別置于這兩個容器中,一天后觀察兩片菜葉的染色情況,以此來證明植物導管的作用。布置學生進行這個實驗時,我安排學生們將實驗的效果拍照發(fā)到了班級群中。絕大部分學生都成功了?？吹綄嶒炐Ч麄円埠芘d奮。但是如果我們的課外實驗作業(yè)止步于此,那么學生們雖然動手了,但是因為操作過于簡單,那么就既不能讓他們認識到動手實驗的重要性,又不能讓他們學習到什么科學知識。因此,筆者決定對這個實驗進行升級,讓學生們再次動手操作,并拍下操作過程的視頻。

升級后的實驗為,要求學生買一支白色的鮮花,把花插在染色的水中,觀察其變化。這一次的實驗就沒有那么順利了,有一部分學生的花朵沒能成功染色。筆者讓實驗失敗的這部分學生把自己的實驗視頻上傳到班級群,讓其他學生幫他們找問題。這個有點兒像偵探游戲的環(huán)節(jié)激發(fā)了學生們探索的興趣,他們紛紛給失敗的學生們提各種建議,還把失敗的視頻和成功的視頻進行反復比較。最終他們得出了一個推論,可能是因為沒有修剪花枝造成的。為了幫助學生解答這一疑問,筆者在學校給他們重現(xiàn)了這個實驗,在保持其他條件相同的情況下,一支花對花支進行了修剪,一枝花沒有修剪。一天之后得出的結果自然是沒有修剪的那支沒有染色成功。為了讓學生深入理解背后的原因,我把兩支花的花枝縱向剪成兩半給學生們觀察,學生們通過觀察發(fā)現(xiàn)剪過的那個花枝從上到下都被染色了,而沒修剪過的花枝只是下稍處有一點點顏色。另外,還有學生發(fā)現(xiàn)未修剪的花枝下稍處有些被泡爛了。

針對學生這一疑問,筆者帶領學生進行了又一次的實驗。筆者先帶領學生們復習了七年級上冊顯微鏡的用法。使用顯微鏡本身就是一個小的實驗,所以我們的復習也是用飾演的方式。指名兩個學生上臺來操作顯微鏡,在他們使用顯微鏡時,筆者不發(fā)一言,但是在他們操作之前告訴其他的學生他們有隨時喊停的權力。于是在學生們就開始了一場“大家來找茬兒”的活動。在臺上的學生抱怨太亮了什么都看不清時,有同學提醒他不能一開始就用大光圈,要注意先用低倍鏡對光再慢慢調(diào)整。在臺上的學生眼睛還看著目鏡就快速轉動準焦螺旋是,有學生著急地大喊:“別再轉了,快壓到裝片了?！痹谶@個過程中,學生們指出錯誤的語言并不都是很準確的,不過能夠認識到這樣使用不正確就可以了?！鞍俾劜蝗缫灰?一見不如實驗”,如果筆者只是不斷口頭向學生強調(diào)顯微鏡用法的要點,那么學生們只會覺得我已經(jīng)學過這部分內(nèi)容了,聽不聽無所謂。但是讓他們自己動手操作,學生們就會認識到原來我在操作中還存在著這么多的問題,他們就會從心底認為要改正這些問題。用顯微鏡的形式復習過了,接下來我們又復習了用顯微鏡的內(nèi)容——此次讓學生觀察的裝片是一個洋蔥上皮細胞的裝片,要求學生們一邊觀察一邊指出洋蔥上皮細胞的各種結構。在他們描述之后,有說得不對的地方,筆者幫助他們補充。

在進行完這個從形式到內(nèi)容的復習后,就要正式開始對花枝細胞的觀察了。筆者從兩根花枝的下稍處取了一些樣本,制作成了標本。然后和學生們用顯微鏡觀察這兩個標本,并特別提示要和剛剛觀察過的洋蔥上皮細胞的樣本做對比。學生們發(fā)現(xiàn)修剪過的細胞樣本不僅染色了,而且與洋蔥上皮細胞樣本對比,這個細胞樣本中的液泡有所變大。而在觀察未修剪過的樣本時,他們發(fā)現(xiàn)很難找到一個完整的細胞了,而是看到了很多破裂的殘缺細胞,學生們這時也就明白了沒有修剪過的花枝根部細胞已經(jīng)應為過度吸水破裂了,因此無法再運輸水了。在這樣的過程中學生們復習了七年級使用顯微鏡的方法,重溫了關于細胞的一些基本知識,并用這些知識親身探索出了這一次實驗成功或失敗的原因。他們在筆者的啟發(fā)下明白了實驗的每一步都是很重要的,都需要嚴謹認真,一步做錯就會導致失敗。至此,我們會發(fā)現(xiàn)這次起源于興趣的課外實驗學習已經(jīng)讓學生不知不覺中學會了很多知識,動手能力也打下了一定的基礎。

二、追問提升動手能力

通過興趣促進學生動手的階段,學生們已經(jīng)愿意動手了,并且已經(jīng)能夠在自己動手做實驗的過程中發(fā)現(xiàn)并提出一些問題了。下一步,筆者在這個基礎上促進了學生動手能力的進一步提升,要達到促使學生的動手能力從量變到質(zhì)變的飛躍。這一次筆者選擇的實驗是“變阻器”這個實驗(這是八年級上冊的內(nèi)容,但是在那一學期,因為教學進度的問題并沒有讓學生們自己動手操作過這個實驗,也因為從未操作過,才會把它作為這一次教學的內(nèi)容)。

在帶領學生進行實驗的過程中,一開始,為了幫助學生復習回憶這一部分的內(nèi)容,也是為了繼續(xù)維持他們對動手實驗的興趣,筆者一邊向學生們展示一個正在發(fā)光的燈泡,一邊先拋出了一個看似簡單的問題:“怎么能讓這個燈泡變得更亮或者更暗呢?”班級中那些喜歡“搗亂”的學生自然是率先回答的,答案也是不靠譜的用一塊布擋一下光就暗了這類的。也有學生提出了一些有一定可行性的建議,在燈泡的周圍放上一些鏡子,它們能把燈泡的光再次反射出去,這樣就達到了更亮的目的。對于這兩個答案筆者給予了不同的處理,對第一個問題,筆者也用戲謔的方式調(diào)侃了學生一番:“那我們可得好好挑選這塊布,不能太薄,不然擋不住光;也不能太厚,那樣就全黑了。來,提出這個建議的同學,你來回答一下,用什么樣的布最合適?”這樣的反問既活躍了課堂氣氛,又可以將學生們的思考方向拉回正規(guī)上來,而且還保護了學生們對于實驗的興趣。對于鏡子的建議,筆者和學生們進行了更加深入的討論,最終得出結論如果想用內(nèi)置鏡子的方式來調(diào)整燈的亮度,那么就需要設計可以把鏡子放出和收起的方式,這樣太復雜了,家用電燈是不可能用這樣的方式來調(diào)節(jié)的。這樣的課堂討論并不是浪費時間,這樣討論的目的是讓學生認識到,能運用于生活的科學技術都是經(jīng)過實驗室實驗的,經(jīng)過實驗后,有些方法自然就被淘汰了,真正在生活中使用的科學技術是實驗的最優(yōu)解,這也就是在和學生證明實驗的重要作用。

在這兩種方法都被否定之后,筆者要求學生們翻閱課本(課前通知其要帶上的八年級上冊課本),從之前學過的知識中找找答案。

通過快速的翻閱,學生們很快找到了要用改變電阻的方式來實現(xiàn)這一目的。然后筆者邊向學生們展示實驗材料,邊繼續(xù)提問,那么通過哪些方式可以改變電阻呢?根據(jù)你想到的方式(要求要向老師說明想用哪種材料是基于哪條科學道理,并且要把科學道理論述清楚)來搶實驗材料吧,實驗材料先到先得哦!這個問題一出,學生們馬上熱火朝天地討論起來,他們這個年齡特有的勝負欲使他們都想快一些去挑選材料。而且因為這是學習過的內(nèi)容,以及每小組內(nèi)優(yōu)等生、中等生、后進生都是按比例分配的。因此他們在互相提醒,補充的過程中,很快就找到了改變方式(影響電阻大小因素)。之后學生們分別以電阻與材料有關“搶走”了康銅合金絲;以電阻與橫截面積有關,“搶走”鐵絲與鐵棒,筆者準備的實驗材料很快就被他們“一搶而空”

在這股要爭個先后的干勁兒引導下,各小組的學生們直接開始了實驗。但是馬上他們就遇到了困難,如康銅絲太長不方便操作。因為學生們這一次出現(xiàn)的問題不是共性的而是各的特點,因此這一次筆者沒有集體解答,而是走到各小組中去,去幫助他們逐一解決問題。我們?nèi)砸赃x用康銅絲這一組為例,我們該怎樣運用追問幫助學生解決問題呢?學生嫌康銅絲長,筆者就向他們拋出問題:用你桌面上現(xiàn)有的材料能不能把它“縮短”呢?這個問題讓學生們有些犯難,他們在課桌上翻找了一通,還是沒有結果。這時筆者適時給出提示:把它縮短就是把它做成彈簧那樣。得到了這個提示之后,學生們再看自己的物品,得出了可以把它纏繞在筆上做成一個康銅絲彈簧的辦法。不過這時筆者又給他們出了難題,我告訴他們這樣把金屬絲纏在一起可能會因為金屬絲之間的接觸而導致短路。這個問題著實把學生們難住了,他們一時也想不出解決方法了。筆者在肯定了他們這節(jié)課做出的努力探索后,進一步鼓勵他們在課下通過查找資料的方法來找到問題的解決方法。同樣的,筆者向運用鉛絲成功變阻的學生提出了通過課下查找有關鉛絲的資料,進一步思考鉛絲到底適不適合用來做變阻器的問題。這兩組學生在通過課下查詢后得出了,為防止短路,可以給康銅絲刷絕緣漆的辦法;還有鉛絲有熔斷的可能不適合作為變阻器材料的結論。

這一次的教學看起來滿是坎坷,學生們自己從提出改變亮度的看法到動手操作種種實驗總是會被不斷否定。但是,這個否定,并不是批評,而是在他們已經(jīng)達到的思考或操作的成果上為他們指出的更好的改進方向?？v覽這節(jié)課,學生們以筆者的追問為抓手,基本完成了憑借已有知識提出實驗設想,配合實驗,以及在實驗操作過程中再找到新的學習方向的過程。這就意味著他們已經(jīng)能夠在“動手”實驗中發(fā)現(xiàn)問題,自主學習了,這是他們實驗學習的一個質(zhì)的飛躍。

總之,在改革初中科學實驗教學的過程中,我們要引領學生把“做”落到實處,這里的“做”是從動手開始的,但又不僅僅限于動手,它還意味著學生要邊做邊思考,從做中發(fā)現(xiàn)問題,學會思考,學會學習。這才是達到了初中科學實驗學習的本質(zhì)目的。