科学实验教学的新颖性

摘 要：科学实验教学在中学科学教学中起着极为重要的作用,而实验教学的新颖性是实验教学发挥作用的关键.本文主要结合作者的教学实践,提出科学实验教学新颖性的思考角度,探讨判断实验新颖性的依据.

关 键 词：科学实验教学；新颖；学习动机

中图分类号：G630文献标识码：A文章编号：1003-2851（2013）-07-0232-02

所谓新颖,本意是指新生的带芒的谷穗,现引申指新鲜而别致（据《高级汉语词典》）.本文所指的科学实验教学的新颖性取其新鲜之意.

新颖的事物可以引起学生的定向探究反射.明朝的教育家王阳明曾说过：“今教童子,必使其趋向鼓舞,中心喜悦,则其进自不能已.”要诱发学生的学习兴趣,就是要激起这种受“鼓舞”而不能自已的求进体验.教学内容与手段的不断更新变化,可以不断引起学生的探究意识,产生强烈的求知欲.[1]

科学是一门以实验为基础的自然科学,科学实验教学是科学教学的重要组成部分.成功的实验教学能激发学生学习科学的兴趣,引导学生最大限度地发挥积极、创新的主体性,是实施和落实科学教学目的的有效保证.什么样的实验教学能成功激趣呢?笔者认为关键是两个字：新颖.

对于科学实验教学,从某种角度来看,有三个重要的要素,即：实验教学参与者、实验内容、实验环境.这三个要素可以在不同层次,不同角度进行组合,从而产生实验教学整体的新颖性.

下面将从三要素角度来探讨科学实验教学的新颖性问题.

一、从实验教学参与者的角度探讨实验教学的新颖性

科学实验教学的参与者指科学实验操作者、指导者和所有观察该实验的人,一般是指教师和学生,但也有例外（比如：当教师在课堂上播放一段科学实验录像时,实验的参与者除师生外还包括录像中的操作员）.因此,从参与者的角度看,科学实验教学的新颖性可以通过改变参与者各成分的主导性地位来体现.

按照实验操作者的不同,科学实验可分为演示实验和学生实验.演示实验是由教师进行表演和示范操作,并引导学生进行观察和思维的实验.学生实验是由学生亲自动手做的实验,它是培养学生实验技能和能力,养成科学态度和学习科学方法的重要的教学形式.[2]一般情况下,新课引出的性质实验都安排为演示实验,而学生实验则安排在章节结束后,用于复习巩固所学内容.这样的安排有一定的合理性,但不能一成不变.负责的教师都会课前经过认真的准备,在演示时按先前设计好的步骤逐一展示,领着学生观察现象,然后顺利地得出结论.这看起来似乎很有效：实验现象明显,学生提起了兴趣,而且得到了该得到的结论.但仔细想想：实验是谁设计的?谁在选择实验条件的控制?谁迫切地希望实验顺利?实验成功后谁最开心?关于实验展开的一系列问题的答案竟然都是老师,而不是实验教学最中心的主体——学生,这难道不是最大的问题吗?如果总是照搬教材并由教师“垄断”着演示实验,那么学生的实验能动性将得不到很好的体现.尽管有的实验现象也能激起学生兴趣,但那是低水平阶段的,是短暂的、盲目的,只能成为“有趣”.时间一长,甚至刚下课,这种短暂兴趣便会烟消云散.只有在学生自己的实践中锻炼发展起来的有趣才能成为乐趣,或更进一步成为志趣——高水平的兴趣.我们的可以做的尝试是改变某些演示实验的操作者,让学生来完成整个实验操作或其中的一部分.当然教师要充分考虑好以下问题：本实验让学生做是否足够安全,是分成几组学生实验还是派代表上去做,代表是随机点还是轮流或指定,等等.然后,要有一定的提前时间让学生预习,在学生实验操作中及时做出积极反馈和指导.另一方面,在学生实验中,教师也不是观旁者或监督员,而是实验教学的主导者,应该积极主动地进行观察和指导学生的实验工作,巡行于各学生处观察其操作是否规范,观察现象是否认真,是否如实记录数据.如果出现大部分学生都存在困难的操作,教师可以再次充当操作者的身份,对该步骤进行演示.

教师和学生在特定实验中的角色反串有时会起到意想不到的效果.

二、从实验内容的角度探讨实验教学的新颖性

科学实验内容包括科学实验对象（即科学实验过程中被实验者变革的物质对象）和科学实验手段.“根据科学实验的目的和实验认识层次上的不同要求,又可把科学实验手段划分为：科学实验的基本科学手段和科学实验的现代化科学手段两大类型.”[3]前者通常是指科学实验仪器、工具和设备；后者主要是指质普法、荧光法、吸收光度法、放射科学分析法等等一些新的实验手段和分析技术.

1.从实验对象上增加新颖性

实验对象一般都是以已知的面貌出现的,比如要验证O2的氧化性时,教师会提供碳、硫、铁；要学习稀硫酸的性质时,教师会准备好铜片、锌、氧化铜等物质.

有时不告知某一实验对象会起到设置悬念的效果.在初三进入实验复习阶段后,我设计了一节实验探究课：请同学们帮我鉴定一瓶掉了标签的白色粉末（只知道是一种纯净物）.当时我提供了PH试纸、蒸馏水、鉴别物质常用的酸、碱、盐以及常用玻璃仪器等物质.面对这种一无所知的“”,学生的第一反应是不知从何下手.但几秒钟的沉思后,有人打破了僵局：“先测测酸碱性!”仿佛是一语道破了天机,学生的思维一下打开了.“先用蒸馏水试试溶解性,取溶液做性质实验.”“分别检验阴离子和阳离子.”平时学的科学实验相关知识一点一点都用起来了,争先恐后地.我按学生提出的点子,征求了各步先后顺序的大致安排,逐一请不同的学生上讲台操作、验证,并一起得出结论.学生体会到自己的设想与实验的差异,当最终推出这种物质中含有Ba2+和Cl-时,很多学生都兴奋地说：“是氯化钡”.

2.从科学实验手段上增加新颖性

基于中学教学条件的限制,对科学实验手段上增加新颖性的实际操作可以从改变实验仪器方面着手.一种方法是购置、使用一些新鲜的仪器.另一种方法是把日常生活中常能见到的器具“移植”到科学实验中来,比如用针筒做二氧化碳和氢氧化钠反应的容器；用“娃哈哈”瓶做氢氧爆炸容器等.也可以利用常见的科学仪器,进行组装后以新的形式出现.这些创新不仅能弥补原有仪器的缺陷,同时能带给学生新鲜感,并成为引导学生创新的最好实例.初中科学八年级上第二章、第二节是“大气压与人类生活”,教材中安排了一个演示实验.实验是用带橡皮球的玻璃罐吸皮肤,我备课时发现教学中会存在一定的困难：如何解释大气压与人体内部的气压不同,并且学生的注意力会分散.我从实验装置上进行了如下改进.把人体用一个彩色气球代替,气球吸进玻璃罐的程度很深入,并且学生也容易分析球内的气压与外界的大气压之间的差异.同时我还用集气瓶来代替拨火罐实验,现象明显.本实验的改进引起了学生的很大兴趣,让他们感觉到学以致用的可行性和有效性.实验如下图：

三、从实验环境的角度探讨实验教学的新颖性

学生的学习环境有校内环境和校外环境之分.

1.从校园外部环境设置科学实验教学的新颖性

一般的教学都发生在校内,所以发生在校园外的实验教学本身就带上了新颖性.这方面的落实,新教材上一些家庭小实验的增设提供了有效的材料,比如冰袋的制作等.然而,不可否定的事实是,绝大多数的中学生家中不会备有科学药品和仪器,学校在这方面也无力满足每个学生的需求.

那么,是不是就只能放弃呢?答案当然是否定的,我们可以设计一些学生用家里的日用品就能完成的、安全有趣的实验.比如结合碳酸钙的性质实验及学生对鸡蛋壳成分的了解,可以布置这样的家庭小实验：鸡蛋放入醋中,放置一天,用手去感觉外壳的变化.甚至有条件让家长写来大河蚌,把里面的珍珠取出来可以与醋反应.

2.从校园内部环境设置科学实验教学的新颖性

发生在校园内部的科学实验教学环境可以按时间段分为科学课堂内的环境和课外活动的环境.

科学课堂内可以结合教学实际需要营造不同氛围：利用多媒体的灵活性、强表现性、高容量等优点激发学生学习科学的兴趣；利用精心设计的实验问题促进学生深入浅出地思考问题；要求学生独立思考或是通过合作学习等等.在种种不同形式的教学环境创设中,要注意的一点是：我们不是要营造安静或活泼热闹的表面环境,我们要的是能激发学生学习能动性的环境.

课外活动中,也存在创设科学实验教学情景的可能.在一次“珍爱生命——远离艾滋”主题班会上,为了形象地表示艾滋病在其有效的传播途径中的传播速度,我让学生做了一个实验：20位学生将20杯水（其中一杯含酚酞,象征艾滋病患者）互相掺和,几个来回后逐杯滴加NaOH溶液,变红的象征已染上艾滋病.实验简单,结果却深入人心,学生震撼很大,收到了较好的实验效果.

科学教学的基本特征是以实验为基础,实验教学在中学科学教学中起着极为重要的作用.实验不仅仅是一种为学生提供感性认识的直观手段,还是激发学生科学学习的兴趣,培养学生探究意识和创新精神的有效途径和方法.实验教学的新颖性是实验教学发挥作用的关键.本文仅结合作者的教学实践,提出了科学实验教学新颖性的思考角度,同时力求探讨判断实验新颖性的依据.事实上要做到实验教学的新颖性本身就需要创新,这是一个复杂而艰巨的课题,有待于在今后的教学工作中不断摸索和完善.