創新科學實驗的教學改進論文
創新科學實驗的教學改進論文
實驗教學是科學教學的核心，離開了實驗教學，科學教學就會成為“空中樓閣”，原本生動豐富的知識，也會變成一堆枯燥難懂的材料。浙教版《科學》教材編排了大量實驗，其意圖是以實驗為載體，充分發揮實驗的功效，以培養每個學生的科學素養。下面，筆者結合自身教學的實踐，談一談在科學教學中怎樣透過對實驗的改進與創新，來提高科學課堂教學的效率和效益。
一、改進演示實驗方法，增大實驗可見度
科學教學中的演示實驗必須具有一定的可見度，讓全班學生都能清楚地觀察到實驗現象。然而在實際教學過程中，我們往往會忽略這一點，結果是實驗做了，但只有少數學生清楚地看到現象，以致出現“前排學生看實驗，後排學生聽實驗”的現象，影響演示實驗的教學效果。在平時的教學中，我們可用實物投影、多媒體展示、無色物體染色或增加渾濁度、利用襯幕等方法來提高實驗的可見度，提高課堂演示實驗的教學效果。
【案例1】在演示“活潑金屬鈉與水反應”的實驗時，教師把盛有水的燒杯放在實物投影儀載物臺上，然後放入金屬鈉。透過投影，所有學生清晰地看到：金屬鈉與水反應時，金屬鈉在水中游動、產生火焰和金屬鈉逐漸消失並使滴有酚酞的水變紅色等現象。
【案例2】在做“光的直線傳播”實驗時，教師在光的'傳播路徑上噴上煙霧或灑落粉筆灰，光路就清晰地顯示出來了。
二、演示實驗微型化，提高學生的參與度
有些實驗用時比較長，給隨堂演示實驗帶來困難。如果將實驗轉化為微型實驗，將大大縮短實驗的時間，從而使得隨堂演示實驗得以開展。同時，教師可以變演示為學生分組實驗，提高學生的參與度，併為探究式教學創造條件，有效培養學生的科學探究能力。
【案例3】在《光合作用》的教學中，教材安排的天竺葵實驗，即使用沸水開始加熱，完成的時間最短也要15分鐘，再加上實驗前的準備和對實驗注意點的交待，如果讓學生隨堂實驗，用時過長，且學生完成實驗的可能性不大，更談不上對實驗進行交流和總結了。有教師把這個實驗改成了如圖1所示的微型實驗，其與教科書實驗在儀器和藥品用量的比較如表1所示。
三、突破實驗材料和器材的限制，進行替換實驗
利用“等效”的科學原理，當實驗器材缺損或實驗器材不夠配套的情況下，可運用一些功能相近的器材加以替換，甚至可改變實驗的方案，突破器材的限制，替換原有實驗要解決的問題。替換不僅僅解決了器材不足的困難，更可貴的是在替換過程中又能體現遷移與創新的思維。
【案例4】《植物的一生》中《花的結構》，教材中用的是桃花，但教學進行到這個時候，桃花已經謝了。對此，教師選用了學生熟悉的、易採摘到的杜鵑花或油菜花等來替代。同樣，《種子的結構》，教材中用的是菜豆種子，而教學時菜豆種子很難買到。對此，教師選用了市場上較多的蠶豆種子、花生種子等來替代。課中，教師和學生根據模型在投影儀載物臺邊解剖邊認識。
【案例5】在《物體的慣性現象》教學中，教材中用彈出紙片使紙片上的硬幣落入杯子中來演示“靜止的物體有慣性”。對此，有教師用雞蛋替代硬幣，以增加實驗的“驚”與“險”。然後，讓每個學生拿出預先準備好的8枚硬幣，將其中7枚疊在一起，其中1枚用作子彈，看誰能最快把這7枚硬幣自下而上逐一射出。這樣，透過遊戲化的實驗，把學與玩結合起來，在輕鬆愉悅的課堂氣氛中使學生掌握了相關的科學表象，洞察了其中發生的科學原理。四、改進實驗設計或進行補充實驗，拓展探究空間基於“建模”的思想，實驗教學可以利用常見小器材的獨特功能，如乒乓球的“浮與彈”、注射器的“抽與注”、氣球的“脹與縮”等。小器材的巧妙利用，或把較多的小器材整合起來進行實驗，能對某一個問題情境進行模擬。這樣的實驗可以調動學生的發散性思維，學會“一個科學規律可用多個實驗來探究”的方法，從而拓展探究的空間。
【案例6】浮力的方向總是豎直向上的。大量的生活例項給學生“浮力方向肯定是向上的”這樣的直覺，但理解“總是豎直向上的”時總心存疑惑。教材中沒有設計專門的實驗來直觀顯示，為了讓學生眼見為實，破解這一困惑，受“重力方向總是豎直向下”實驗的啟發，教師設計瞭如下實驗：首先，利用氫氣球放手後繼續上升這一現象，讓學生感受氣體也能產生浮力，再用手拉住細繩，引導學生觀察細繩是豎直的。然後，將細繩的一端用透明膠固定在乒乓球上，另一端用石蠟固定在燒杯（或用可樂瓶代替）底部，往燒杯中灌水，乒乓球浮在水中（如圖2）。此時繫著乒乓球的線是豎直的，說明乒乓球受到水的浮力是豎直向上的。將燒杯傾斜，系乒乓球的線仍然是豎直的（如圖3），說明乒乓球受到的浮力仍是豎直向上的。向不同方向傾斜燒杯，會看到線總是豎直的，所以浮力方向“總是豎直向上”的。
【案例7】用注射器和氣球“探究膈肌運動與肺呼吸的關係”。如圖4，注射器針筒代表胸腔，活塞代表膈肌，帶針頭的氣球代表肺和氣管。當推動活塞時（膈肌舒張，膈頂部回升），氣球（肺）縮小，表示呼氣；當拉動活塞時（膈肌收縮，膈頂部下降），氣球（肺）膨脹，表示吸氣。總之，科學實驗教學要為學生創造更多的參與機會，增強他們的參與意識，使學生主動地進行學習。為此，教師要依據教學內容，多從學生的實際出發，利用一些簡單的實驗器材，設計出更具有吸引力的實驗，使學生真正主動地參與學習。