浅谈初中科学实验反思的内容
宁海县深圳镇初级中学 吴莎莎 315614
[摘要] 教学中引导学生进行实验反思,不但可以总结实验规律,优化实验方案,揭示实验本质,还可以加深学生对有关科学知识的理解,培养学生正确的科学实验习惯,提高学生的动手能力、观察分析能力、科学探究能力、创新能力和合作能力.
[关键词] 科学实验 反思 提高 能力
一、问题的提出
科学实验是科学的基础,对科学的建立和发展一直起着十分重要的作用.多年来,初中科学实验教学在很大程度上流于形式.实验课教学比较注重实验仪器的准备和操作的注意事项,教师对学生观察、实验能力往往停留在看到什么现象,怎样按课本或教师给出的步骤顺利完成实验操作、记录数据、得出预期的结论,课后要求学生记住实验结论.甚至有的教师把实验技能与实验能力划上了等号,把化学实验能力仅仅归结为实验操作活动的能力.这些教学观念上的偏差,势必会影响实验能力的培养,其结果可能导致培养出一些高分低能的“操作员”或动作熟练的“机械手”.
这种重过程和结论而忽视实验反思和总结的做法,把实验能力培养变为实验考试应付能力的培养,严重妨碍了现实意义上的科学素养的提高,很大程度上削弱了学生实验的实践能力和创造才能.
实验反思不但可以总结实验规律,优化实验方案,揭示实验本质,还可以培养学生正确的科学实验习惯,提高学生的动手能力、观察分析能力、科学探究能力和创新能力.所以作为一个教师,如不重视实验教学,不研究实验教学,不注意深入挖掘每一个实验的教学功能,那么学科的教学效果自然会受到较大影响.
二、科学实验反思的内容
1、反思材料选择
科学课本中提供的观察、实验材料虽有一定的普遍性,但不可能每个学校都能办得到,往往只能靠“老师演示实验、学生看实验”来完成.这样做的效果是可想而知的.我采取变通方法,寻找替代品也取得很好的效果：对教材中与自然条件结合较紧的内容进行系列梳理,选择既可以达到实验教学目的、要求,在当地容易又能获得的材料来替代和补充实验器材.如“摩擦起电”采用三环电池的塑料包装纸、包装电器的泡沫等替代纸屑,使潮湿天气也能成功；做 “探究光在水中是否也沿直线传播”实验时,在水中掺入少量豆浆可视性大大增强；探究光合作用的条件和产物的实验中,可用红薯藤替代天竺葵；做“氢气爆炸实验”时,让学生先将氢气收集在轻薄塑料袋中,用坩埚钳夹紧袋口在烛焰上点燃；“大气压强的存在”可以采取以下方法：找一块玻璃板,放在水里浸一下,然后一头放在桌上,另一头垫高5-6
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厘米.取一只杯口沾有水的玻璃杯倒扣在玻璃板上,并用烛焰去加热杯底,玻璃杯会自己沿着玻璃板走下坡.诸如此类的材料易得、实用性强又易操作,数量无限制,便于师生课前准备,又解决了实验教学材料缺乏的问题,使每一位学生都能真正亲自参加实验活动,培养了学生学科学、用科学的能力和主动利用身边的材料来进行科学探究的习惯,有效地激发了学生关注身边科学现象,主动学习科学的兴趣.
2、反思实验现象
让学生在实验操作的基础上,观察实验现象,分析产生实验现象的原因,总结实验规律,加深对知识的理解和应用.例如：在浮力的产生一节教学中,我们采用“假设有一个正方体完全浸没在水中”的方法,得出水对物体向上和向下的压力差是水对物体的浮力后,我们设计如下实验：取一只塑料大雪碧瓶,剪去底部,制成一只漏斗.如图（a）所示,把一乒乓球放在里面,从上面倒入水,只见有少量的水从乒乓球周围隙缝流下来.但乒乓球不上浮.这时,用手或橡皮块堵住下部流水处,立即见到乒乓球浮起[如图（b）]. 学生自然会问“为什么”而主动去探究.又如用压强计探究液体内部存在压强时,引导学生对观察到的现象进
一步反思,总结出可以快速比较液体内部压强大小的方法：同密度深度,同深度比密度.这又为知识的迁移和灵活运用打下了良好的基础.
针对学生实验过程中观察到的现象,进行深入地反思,加深对科学规律的理解,增强学生分析判断能力.例如“组成串、并联电路”实验中,两灯泡串联时发现一只灯泡亮,另一只灯泡暗,学生提出疑问：“串联电路中各处的电流相等,两灯泡会同样亮,怎么会一只亮一只暗呢?”为此,引导学生进行反思,使学生加深了对“决定灯泡亮暗的是实际功率,而不单是电流或电阻大小”的理解.
3、反思实验方案
实验教学中,要尽量再现实验的设计过程,多让学生想想：“为什么要这样做?”“换种方法行不行?” 例如：在《测量小灯泡电功率》实验中,设计电路时,有的学生设计的电路可能没有滑动变阻器,对此可以展开讨论：电路中究竟需不要滑动变阻器?为什么?通过讨论理解使用滑动变阻器的必要性.以此渗透科学思想,启迪学生思路.让学生由学知识变为主动探索自然规律,对知识学得更扎实更牢固,同时使学生受到科学方法的熏陶.引导
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学生思维求异,寻求多种实验方案.又如“伏安法测电阻”实验时,学生可探求以下多种方法.
（一）、安阻法测电阻：有电流表而没有电压表
方法一：利用滑动变阻器的最大值和最小值来进行测量, 如图一：
（1）闭合开关,当P在a端时,测得电流的大小为Ia,则电源电压为U=IaRx .
（2）P在b端时,测得电流为Ib,则电源电压为U=Ib（Rx+R0）
（3）由IaRx= Ib（Rx+R0）得Rx=R Ib/（Ia—Ib）
方法二：利用开关通断来进行测量,如图二.
（1）x09闭合开关S1、S2,测得电流为I1,则电源电压为U=I1R
（2）x09断开开关S2,测得电流I2,测得电源电压为U= I2（Rx+R）
（3）由I1R= I2（Rx+R）得Rx=（ I1—I2）R/ I2
（二）、伏阻法测电阻：有电压表而没有电流表
方法一：利用滑动变阻器的最大值和最小值来进行测量,如图三.
（1）、闭合开关,当P在a端时,测得电压为Ua,则Ua=U电源
（2）、P在b端时,测得电压为Ub,则Ub=IRx=Rx U电源/(Rx+R)
（3） 化简得R x=UbR/（Ua—Ub）
方法二：利用开关通断来进行测量,如图四.
（1）、闭合开关S1、S2,记下电压表示数为U1,U1=U电源
（2）、断开开关S2,闭合开关S1,记下电压表示数为U2,则U2=IRX =RXU电源/（RX+R0）
（3）、化简得RX=U2R0/（U1_U2）.
以此让学生知道用不同的方法也可以达到相同的目的.然后引导学生对各种实验方法进
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行反思,找出其特点和不足,从而优化实验方案,选取最佳策略.这样既加强学生对基本实验方法的迁移和灵活运用能力的训练,又能多角度、全方面地提高科学实验课质量.
4、反思实验异同
心理学的研究启迪人们：比较是一切理解和思维的基础,比较可以帮助学生认识本质、巩固知识与技能.例如做过“摩擦起电”、“接触起电”实验后,引导学生反思：⑴两实验根据的原理各是什么?⑵两实验的电荷是怎样的?⑶两实验共同点有哪些?⑷两实验的不同点是什么?通过以上问题,鼓励学生大胆质疑,发表见解,展开讨论,分析对比寻找异同点.经过讨论归纳,学生对起电的方式有了充分的理解.又如：在《测量小灯泡电功率》实验中,学生设计的电路有可能会出现电流表内接的电路,对此教师可以让学生探讨这与电流表外接的电路有什么不同,或者可以让有兴趣的同学自己探究.
5、反思注意事项
实验课中的操作都需要我们严格遵守实验规则,如一些电学实验“探究并联电路电电流的特点”,电路元件较多,学生容易接错线,部分动手能力较差的学生往往感到无从下手,如果不加以整理,一节课内很难让全体学生都体验成功.我们可以先要求学生们把这些仪器元件按电路图一一摆放在合适的位置上,然后再按电流的方向依次接线.实验操作过程中,经常会出现一些故
障,需要及时发现并排除故障；直接记录原始数据,发现错误数据及时改正并留下错误的笔记,撰写实验报告以及进行问题讨论等.每次实验做完后,我们要求每组都把仪器恢复到原位,保证实验仪器处于良好的工作状态,所有仪器要调整到正确的位置和稳定的状态；这些都是实验过程中要注意的问题.例如“练习用电流表测电流”时让学生思考：若正负接线柱接反了会产生什么后果?若电流表并联在灯泡的两端,会造成什么后果?“探究串联电路电压关系”时,及时引导学生反思：电压表为什么一定要并联在被测电路中?如果电压表串联到被测电路中情况又会如何?可以让学生动手试一试.
适时地引导学生围绕实验注意事项进行反思,认清错误操作的危害,从而规范学生的实验操作,养成了良好的学习习惯和严谨的学习态度,为顺利教学任务奠定良好的基础.
三、效果和体会
1、思维创新能力得到发展
教育家苏霍姆林斯基认为：“真正的学校乃是一个积极思考的王国.”启发思维并着力培养学生的思维和创新能力应是实验教学的主旋律,有计划、有目的地组织实验反思,对于培养学生的创造性思维能力颇有裨益.
在教学中我们尽可能的让学生参加到探索中来,把部分演示实验改为学生实验,并引导学生用奇思妙想去改进实验,放开手脚,大胆尝试,让学生积极主动地参与实验活动,让他们在亲身实验的过程中,轻松获取知识,还可以有更多新的发现与创意.例如讲到氧化钙这一物质时,我们提出了这样的问题：“在新制的氧化钙中加入水能煮熟鸡蛋吗?”让学生在先反思有关知识,再动手进行实验探究,.这样引导学生从真实的情景中发现问题,有针对
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性地开展讨论,提出解决问题的思路,使学生的认识逐步得到发展,从而激发他们的探究欲望.许多实践表明：这种反思,可充分调动学生思维的积极性,反思中学生往往能提出一些新见解、阐述某种新观点,充分展现他们的才华和智慧,使学生的思维能力达到一个新的高度.
2、动手操作能力得到巩固
课堂实验易受时间、空间的制约,往往限制了学生思维探索的深度,不能有效的发挥他们创造才能,也大大束缚了学生的动手操作能力的发展.通过实验反思,教师提供一些可行的小制作、小实验给学生,学生有了大量的动手、动脑机会,加强了物理教学与日常的联系,大大激发了学生的动手创造能力.小制作、小实验一般能可在家里进行,学生在家中可根据家庭条件、或购买或寻找各种可利用的器材或废品,进行制作,进行实验,这更能营造以学生为主体的实验与创新环境,更利于他们个性化、独立自主品质与动手能力巩固.
3、学业成绩水平得到提高
各种教学活动归根到底要受到检测,学生的学业成绩是检验是否“学而有得”的有效途径之一.科学实验的过程时时处处蕴涵、渗透学会学习的理念,让学生在各种综合实践活动中自然而然、潜移默化地形成学会学习的素质.
实验教学的目的也是为了提高学生的学业成绩水平,实验中教师进一步反思自己的引导、调控和组织能力,调整教学内容和教学策略,以保证在教学质量稳步提高.
实践表明,实验反思的成功有利于优化实验教学过程,增加教学容量,提高教学效率,可以帮助师生清晰展现思维的认知过程,使学生对科学规律的认识更加直观、具体,提高了学生的认知水平,有利于大面积提高学生的学业成绩.
4、合作学习能力得到加强
“教学的本质是信息交互,是认识交换,是学生人际交往”.学习的过程也是学生自我教育的过程,是学会交流、交际、与人相处的过程.
以往,学生经常有合作不顺,导致失败；有时明明是一个小组的活动,最后却只有少数学生在活动；有时小组合作表面上轰轰烈烈,学生发言七嘴八舌,实际上只是东拉西扯,甚至嬉闹说笑,缺乏实效.这严重违背学生实验的初衷,也影响学生学业成绩的提高.
经过认真反思总结,我们自己积极参与学生的活动,设计与创造合作学习的情境,做好合作的表率,让学生在合作体中感到自己的成功与小组分不开,小组的成功离不开个人的努力与成功.现在学生充分认识到合作的必要性,体会到合作的互惠性,绝大部分学生乐于合作、主动合作.
5、终身学习能力得到提升
实验教学是一个不断学习、不断提高的过程,我们以学生的发展、心理特点为主线,以孩子的眼界去看待和设计实验教学思路,把教学内容中的知识和能力的条理化,突出难点、突破难点、克服弱点,为学生的学习打造一个科学的阶梯,为学生的学习培养一个良好的习惯.
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新课标面前,已没有永远的老师,只有永远的学生.《“宗璞散文小说选”佚序》一文中有这样一段话：“一个教师讲一本教科书,最好的教师对这门课的知识,必须比教科书多许多倍,才能讲得头头是道……如果他的知识只和教科书一样多,讲来就难免结结巴巴,看来好像是不能畅所欲言,实际是没有什么可以言.如果他的知识少于教科书,他就只好照本宣科,在学生面前唱催眠曲了.”这告诉我们一个道理：教师要具有丰富的知识和辽阔的视野.这也是教师对实验进行有效的反思的大前提.我们时刻以学习型的工作方式和态度去对待教学和实验,才能有所思索、有所长进.
从2005年9月开始,我任教的初一两个平行班,入学时这两个班的语数平均成绩相当,我选取了一（3）班（54人）为实验班,实验教学中渗透反思教学方案；而一（4）班（56人）作为对照班,仍采用以往的按教材提供方案组织教学.实验班和对照班,所用教材相同,课时相等.第一个学期末,两班科学成绩相差不大.第二学期期末考试成绩比较显示,实验班的科学平均成绩为87.6分,而对照班的平均成绩只有76.2分,足足相差了11.4分；且实验考查题得分率比较,实验班的88.89%比对照班的68.86%高出20个百分点.第三学期期末成绩比较,实验班的科学平均成绩又比对照班平均成绩高出13.6分；且实验考查题得分率比较,实验班的90.7%比对照班的73.2%高出17.5个百分点.现在教学中越来越感受到实验班的学生普遍思维活跃、动手能力和自主解决问题能力明显比对照班要强.教学实践表明,：反思与不反思,结果大不相同.及时反思对学生的促进作用是明显的.
由此可知,实验课中,教师引导学生进行全方位、多角度反思,有利于进一步深化实验、完善实验、拓展实验、活化实验.实验课教学中,教师注重引导对科学实验的反思和总结,不断创新实验教学,使实验课真正成为学生学习科学知识、增长探究能力、发展主体性的重要阵地,成为提高学生科学素养,全面提高学生创新思维能力,大面积提高学生科学成绩的有效途径之一.
[参考文献]
xingyanyan
王若绮
《初三生物教学反思》 jiaoyubu
《化学演示实验教学反思》 宋晓林
《物理教学中实验教学的反思》 江苏省清江中学 沈雪芹
《教学反思――中学物理实验教学功能研究》 杭州学军中学 葛德成
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