張偉燕

摘 要：有效教學(xué)是課程改革的熱點(diǎn)，初中科學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的綜合課程，實(shí)施有效的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，不僅要在認(rèn)識(shí)上不斷提高，更要在內(nèi)容、方法和器材等方面進(jìn)行必要的變革，再?gòu)倪壿嬐评?、質(zhì)疑探究等方面著手，逐步實(shí)現(xiàn)從實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證到理性思維的跨越，以體現(xiàn)科學(xué)教育的本質(zhì).

關(guān)鍵詞：科學(xué) 教學(xué) 有效性 教材實(shí)驗(yàn)

有效教學(xué)是我們一直重視并研究的課題.三百年前，捷克教育家夸美紐斯就曾提出要“尋找一種有效的教學(xué)方式，使教師可以教得少，學(xué)生可以學(xué)得多”.

科學(xué)課程是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，為了更好地提高學(xué)生的素養(yǎng).浙教版《科學(xué)》教材編入的實(shí)驗(yàn)不僅在數(shù)量上比舊教材多，而且實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容取材新穎、貼近生活、生動(dòng)活潑、趣味性強(qiáng)、材料易找、操作簡(jiǎn)便，更適合在各校普遍實(shí)施.

但在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)有效性和教材本身的意圖有一定的距離.我們常常看到有的實(shí)驗(yàn)課是為做實(shí)驗(yàn)而實(shí)驗(yàn)，而忘了這個(gè)實(shí)驗(yàn)在課堂教學(xué)中應(yīng)起的作用，特別是大量的課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)未能充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)應(yīng)有的功能，造成實(shí)驗(yàn)效果低下.

一、教材實(shí)驗(yàn)有效性的現(xiàn)狀

人們往往把有效教學(xué)理解為“花最少的時(shí)間教最多的知識(shí)”.簡(jiǎn)單地認(rèn)為“分?jǐn)?shù)高就是最有效”.事實(shí)上，所謂“有效”，是指教師通過(guò)一段時(shí)間的教學(xué)后，學(xué)生實(shí)際所獲得的具體進(jìn)步和發(fā)展.

科學(xué)課程改革之初，我們常常為科學(xué)課中的變化而驚喜：實(shí)驗(yàn)多了，課堂上的對(duì)話多了，學(xué)生也活躍起來(lái)了.但在“活躍的課堂”背后，實(shí)驗(yàn)教學(xué)開(kāi)展情況如何？學(xué)生學(xué)得如何？是否發(fā)揮了其應(yīng)有的功能？帶著這些疑問(wèn)，近一年來(lái)，我們?cè)O(shè)計(jì)了“科學(xué)教材實(shí)驗(yàn)完成情況的教師調(diào)查表”對(duì)我校的七、八年級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)情況進(jìn)行了調(diào)查.我們認(rèn)為，實(shí)驗(yàn)教學(xué)目前還存在以下問(wèn)題：

1.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和形式的選擇盲目

無(wú)論課本中的實(shí)驗(yàn)是否符合學(xué)生的實(shí)際，都是嚴(yán)格按教材中的方案執(zhí)行，教師缺乏對(duì)教材中的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行甄別和整合的能力；對(duì)教材中的實(shí)驗(yàn)方案麻木迷信，缺乏修改和完善的勇氣.實(shí)驗(yàn)的方式選擇無(wú)原則，一味強(qiáng)調(diào)讓學(xué)生動(dòng)手，而忽略了對(duì)學(xué)生思維嚴(yán)密性的培養(yǎng).出現(xiàn)學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)一定就比演示實(shí)驗(yàn)效果好的極端化認(rèn)識(shí)；出現(xiàn)了逢公開(kāi)課必有分組實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象，有明顯的“趕時(shí)髦”傾向.甚至認(rèn)為一節(jié)課缺少了學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)就不是新課程，就不能體現(xiàn)科學(xué)的探究本質(zhì).

2.實(shí)驗(yàn)教學(xué)中缺少有效的教學(xué)策略

（1）演示實(shí)驗(yàn)缺少層次性，不利于實(shí)驗(yàn)功能的發(fā)揮.對(duì)于同一概念或規(guī)律的多個(gè)演示實(shí)驗(yàn)，常未作出精心的選擇和有序安排.

（2）演示實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)太巧妙，實(shí)驗(yàn)結(jié)果總在預(yù)料中，使學(xué)生的思維未真正參與到實(shí)驗(yàn)中.

（3）學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)了兩個(gè)極端現(xiàn)象：機(jī)械式的探究和放羊式的探究.

（4）實(shí)驗(yàn)結(jié)果和數(shù)據(jù)的處理不當(dāng).

當(dāng)一些實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)與“課堂要求”不符的意外現(xiàn)象時(shí)，教師往往回避，將學(xué)生的感受放在一邊.這樣我們的課堂看起來(lái)是完整的、高效的，但實(shí)際上卻失去了許多極具價(jià)值的課堂生成資源，同時(shí)也不利于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神和科學(xué)態(tài)度，因此課堂教學(xué)仍是低效的.

3.實(shí)驗(yàn)裝置缺乏改進(jìn)與創(chuàng)新

實(shí)驗(yàn)裝備是實(shí)驗(yàn)教學(xué)順利成功的保障，沒(méi)有合適的實(shí)驗(yàn)器材就很難令實(shí)驗(yàn)教學(xué)高效.例如導(dǎo)體和絕緣體相互轉(zhuǎn)化的實(shí)驗(yàn)，教材以玻璃為材料，用酒精噴燈加熱.如果改用熱敏電阻代替玻璃，用火柴點(diǎn)燃，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象就十分明顯.

二、問(wèn)題實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)對(duì)策

科學(xué)課程的目標(biāo)是提高未來(lái)公民的科學(xué)素養(yǎng).實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅能幫助學(xué)生理解科學(xué)知識(shí)，還能幫助學(xué)生理解科學(xué)技術(shù)和社會(huì)復(fù)雜的互動(dòng)關(guān)系，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力，體驗(yàn)和養(yǎng)成科學(xué)思維方式，初步形成科學(xué)精神.

（一）合理選擇和安排實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及實(shí)驗(yàn)形式

實(shí)驗(yàn)教學(xué)如何提高效益？首先要問(wèn)這個(gè)實(shí)驗(yàn)有沒(méi)有必要做？如果對(duì)于學(xué)生在生活中有著大量生活體驗(yàn)的且學(xué)生的認(rèn)識(shí)是沒(méi)有偏差的現(xiàn)象，學(xué)生用其生活經(jīng)驗(yàn)再加上簡(jiǎn)單的邏輯推理就能一目了然的，就沒(méi)有必要再花時(shí)間去重復(fù)、去驗(yàn)證，否則就是徒勞的.

案例1：《血管阻塞對(duì)血液流動(dòng)的影響》的實(shí)驗(yàn)，其目標(biāo)是利用血管栓塞模型模擬膽固醇等脂類物質(zhì)在血管壁堆積對(duì)血液流動(dòng)的影響，而實(shí)際上學(xué)生只要看圖就能明白膽固醇等脂類物質(zhì)在血管壁堆積會(huì)導(dǎo)致血液流動(dòng)減慢，如果我們不考慮教學(xué)實(shí)際安排一節(jié)課進(jìn)行探究，那么只能是勞民傷財(cái).

當(dāng)然，在實(shí)驗(yàn)形式的選擇上，更要注意切合教學(xué)實(shí)際，不是只有分組實(shí)驗(yàn)就是最好的.

（二）優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)程序

有效的教學(xué)策略是實(shí)驗(yàn)發(fā)揮最大功效的保證，影響實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率的因素除了實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)方式之外，還與實(shí)驗(yàn)教學(xué)程序的優(yōu)化有關(guān).

1.巧用實(shí)驗(yàn)糾正學(xué)生錯(cuò)誤的前概念

心理學(xué)家皮亞杰認(rèn)為：學(xué)生的學(xué)習(xí)是新知識(shí)與學(xué)生原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)通過(guò)同化而實(shí)現(xiàn)的.美國(guó)教育心理學(xué)家?jiàn)W蘇伯爾也把學(xué)生的原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)強(qiáng)調(diào)到十分重要的位置，他說(shuō)：“如果讓我把教育心理學(xué)歸為一句話，吾將一言以蔽之，那就是學(xué)生已經(jīng)知道些什么，并因此教學(xué).”建構(gòu)主義強(qiáng)調(diào)“學(xué)生不是空著腦袋走進(jìn)課堂的”.前概念是原有認(rèn)知中的一部分，對(duì)教師和學(xué)生來(lái)說(shuō)是一種資源，但它并非全是正確的.在科學(xué)教學(xué)中，教師應(yīng)該注重了解學(xué)生頭腦中的前概念，把它作為讓學(xué)生理解新知識(shí)的“生長(zhǎng)點(diǎn)”，引導(dǎo)學(xué)生從原有的前概念中生長(zhǎng)出新的科學(xué)概念.

案例2：在上《力的存在》這節(jié)課時(shí)，學(xué)生往往認(rèn)為接觸的物體間存在力的相互性，而沒(méi)有直接接觸的物體間就沒(méi)有力的相互性.舉例磁鐵能吸引鐵釘，并追問(wèn)學(xué)生：鐵釘能否吸引磁鐵？學(xué)生往往認(rèn)為不能.為解決學(xué)生頭腦中的錯(cuò)誤的前概念.我們可以演示“鐵釘吸引磁鐵”的實(shí)驗(yàn)，但該實(shí)驗(yàn)材料要精心選擇，以充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)的功能.實(shí)驗(yàn)室提供的磁鐵沒(méi)有效果，我就到市場(chǎng)中挑選了磁性較強(qiáng)的小磁鐵，再找大約10厘米左右的鐵釘，這樣兩者相距一定距離，鐵釘也能吸引磁鐵.這就巧用實(shí)驗(yàn)糾正了學(xué)生錯(cuò)誤的前概念.

2.巧用演示實(shí)驗(yàn)的“失敗”，激發(fā)學(xué)生積極的內(nèi)驅(qū)力.

演示實(shí)驗(yàn)通常是教師演示，學(xué)生觀察.教師課前對(duì)實(shí)驗(yàn)精心準(zhǔn)備，確保實(shí)驗(yàn)萬(wàn)無(wú)一失，這本來(lái)是教師教學(xué)細(xì)致嚴(yán)謹(jǐn)?shù)暮昧?xí)慣，無(wú)可厚非.但如果每次的演示實(shí)驗(yàn)都是一帆風(fēng)順的話，課堂中就少了跌宕起伏的刺激，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的興趣就會(huì)日漸衰退，慢慢地學(xué)生就會(huì)成為純粹的觀察者，忘了自己也是實(shí)驗(yàn)的參與者.

案例3：在《電生磁》的教學(xué)中，通常情況下，教師會(huì)先講奧斯特發(fā)現(xiàn)通電直導(dǎo)線周圍存在磁場(chǎng)的故事，然后再演示奧斯特實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生通過(guò)觀察來(lái)認(rèn)識(shí)并接受科學(xué)事實(shí).殊不知，在這樣的課堂中學(xué)生處于被動(dòng)觀察的地位，學(xué)生停留在接受事實(shí)、記住實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的層面，學(xué)生的思維活動(dòng)量很有限.如果我們換一種教學(xué)方式，在實(shí)驗(yàn)前創(chuàng)設(shè)懸念，先問(wèn)學(xué)生磁體在它的周圍能否產(chǎn)生磁場(chǎng)，那么不用磁體能否產(chǎn)生磁場(chǎng)？學(xué)生看了書(shū)上的介紹，就會(huì)說(shuō)通電直導(dǎo)線能產(chǎn)生磁場(chǎng).教師就請(qǐng)學(xué)生上臺(tái)演示，結(jié)果小磁針不能轉(zhuǎn)動(dòng)，學(xué)生就會(huì)陷入深思，難道書(shū)上錯(cuò)了，教師就問(wèn)：“是書(shū)上錯(cuò)了，還是有其他原因？如果是我們的實(shí)驗(yàn)操作的原因，可能是哪方面出了問(wèn)題？”學(xué)生會(huì)作出各種猜測(cè)：“可能是小磁針有問(wèn)題，可能是小磁針?lè)胖玫奈恢糜袉?wèn)題，也可能是電流太小的緣故.”然后讓學(xué)生用實(shí)驗(yàn)不斷地探索問(wèn)題的根源.

可見(jiàn)，演示實(shí)驗(yàn)的失敗并非都是壞事，只要教師利用好這些發(fā)生在學(xué)生眼皮下的活生生的問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生分析問(wèn)題，鼓勵(lì)學(xué)生參與解決問(wèn)題，最后在全班同學(xué)合作和努力下使實(shí)驗(yàn)獲得成功.在分析、解決問(wèn)題的過(guò)程中，讓學(xué)生感受到科學(xué)本來(lái)就是不斷嘗試失敗，在失敗中不斷獲取教訓(xùn)的一個(gè)曲折的探究過(guò)程.這樣的教學(xué)設(shè)計(jì)讓學(xué)生離真實(shí)的科學(xué)更近，同時(shí)也更有利于激發(fā)學(xué)生積極的內(nèi)驅(qū)力.

3.注重實(shí)驗(yàn)與思維的結(jié)合

科學(xué)概念的形成離不開(kāi)思維，而邏輯推理是培養(yǎng)學(xué)生思維能力的關(guān)鍵.學(xué)生在實(shí)驗(yàn)等感性認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上，對(duì)感性材料進(jìn)行思維加工，進(jìn)而形成科學(xué)概念.這是一種創(chuàng)造性的腦力勞動(dòng)，不僅需要運(yùn)用抽象思維，而且需要依賴于形象思維和直覺(jué)思維，依賴于各種思維方法的綜合運(yùn)用.

案例4：曹沖稱象的故事發(fā)生在公元200年，聰明的曹沖提出的用船稱大象的辦法在科學(xué)測(cè)量中叫做“等量替換法”.一般人只看到曹沖幫助大人做好事這一傳統(tǒng)美德，卻忽略了它是一種行之有效的科學(xué)思維方法.古希臘的阿基米德，一開(kāi)始并沒(méi)有想到要設(shè)法去收集那一部分剛好由于物體的浸入而被溢出的液體，是邏輯推理促使他進(jìn)行再次實(shí)驗(yàn)，從而發(fā)現(xiàn)了舉世聞名的“阿基米德”原理，成為偉大的數(shù)學(xué)家和科學(xué)家.

可見(jiàn)，掌握一種科學(xué)思維方法比多做幾道題重要得多.

（三）不斷地改進(jìn)與創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)裝置

實(shí)驗(yàn)裝備是實(shí)驗(yàn)教學(xué)順利進(jìn)行的保障，沒(méi)有合適的實(shí)驗(yàn)器材就很難令實(shí)驗(yàn)教學(xué)高效.然而，新課程下的科學(xué)實(shí)驗(yàn)，從內(nèi)容、數(shù)量到形式都有較大的變化，特別是地理、生物等邊緣學(xué)科的實(shí)驗(yàn)大量增加.這一新的變化，對(duì)科學(xué)教師提出了新的挑戰(zhàn)，要求科學(xué)教師具備改進(jìn)和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的意識(shí)和能力.

案例5：探究《植物蒸騰》的實(shí)驗(yàn)，課本用到了水銀，水銀不但有毒，并且密度很大，顏色不明顯，所以很難看清液面上升.我用紅墨水代替水銀，為了看清上升的水柱，我還用空氣把紅墨水和清水隔開(kāi).由于水的密度比水銀的密度小得多，不僅實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯，而且比較環(huán)保.

從以上案例可以看出：同樣的課題，用不同的實(shí)驗(yàn)材料，教學(xué)效果相差甚遠(yuǎn).選擇實(shí)驗(yàn)，應(yīng)盡可能選擇那些學(xué)生熟悉的實(shí)驗(yàn)材料，使實(shí)驗(yàn)程序簡(jiǎn)單、現(xiàn)象明顯，以提高實(shí)驗(yàn)的效率.

（四）正確對(duì)待實(shí)驗(yàn)結(jié)果和數(shù)據(jù)

實(shí)驗(yàn)中有時(shí)出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不準(zhǔn)、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象偏差，甚至實(shí)驗(yàn)失敗，這是難免的，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)是在現(xiàn)實(shí)的環(huán)境中進(jìn)行，有許多影響實(shí)驗(yàn)的不確定因素是難以控制的.關(guān)鍵是教師要正確面對(duì)實(shí)驗(yàn)的誤差與失敗.

案例6：在《探究感應(yīng)電流的大小與哪些因素有關(guān)》的實(shí)驗(yàn)中，采用學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究.當(dāng)有的組在研究中發(fā)現(xiàn)導(dǎo)線切割速度越大，電流表的指針偏轉(zhuǎn)的角度越小，從而得出了導(dǎo)線的切割速度越大感應(yīng)電流越小這一錯(cuò)誤的結(jié)論.教師就以學(xué)校的電流表不準(zhǔn)確為由加以唐塞，硬生生地把學(xué)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)論推翻.此時(shí)學(xué)生納悶、迷惑、不知所措.相反如果從能量的角度加以分析，學(xué)生就會(huì)發(fā)現(xiàn)導(dǎo)線的切割速度越大感應(yīng)電流應(yīng)該越大，從而引導(dǎo)學(xué)生再實(shí)驗(yàn)再觀察，這樣學(xué)生就不難發(fā)現(xiàn)，其原因是電流表指針顯示電流需一段時(shí)間，如果將兩次導(dǎo)線的切割速度再放慢些，便會(huì)得到正確的結(jié)論.

參考文獻(xiàn)：

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［責(zé)任編輯：廖銀燕］