■金鐵軍

優(yōu)化演示教學(xué) 改善實(shí)驗(yàn)實(shí)效

■金鐵軍

演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)于學(xué)生掌握科學(xué)概念和規(guī)律起著重要作用。結(jié)合實(shí)驗(yàn)員工作實(shí)際，從配合教師做好規(guī)定的演示實(shí)驗(yàn)、協(xié)助教師優(yōu)化演示實(shí)驗(yàn)、引導(dǎo)學(xué)生參與演示實(shí)驗(yàn)等方面，探討實(shí)驗(yàn)員優(yōu)化演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)，提高實(shí)驗(yàn)實(shí)效性的問題。

科學(xué)課程；演示實(shí)驗(yàn)；實(shí)驗(yàn)員

科學(xué)實(shí)驗(yàn)作為科學(xué)課程教學(xué)的重要基礎(chǔ)、重要內(nèi)容、重要方法和重要手段，在科學(xué)課程教學(xué)中具有重要的地位和作用。實(shí)驗(yàn)員除了參與實(shí)驗(yàn)室管理之外，也應(yīng)該為提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)服務(wù)。如何把握每個(gè)實(shí)驗(yàn)的訣竅、技巧，協(xié)助科學(xué)教師精心創(chuàng)設(shè)一定的情境，輔助組織演示實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生參與科學(xué)探究等，成為科學(xué)教學(xué)實(shí)施中實(shí)驗(yàn)員面臨的新問題。

1 配合教師做好演示實(shí)驗(yàn)

1.1 課前充分準(zhǔn)備

為確保演示實(shí)驗(yàn)成功，實(shí)驗(yàn)員要認(rèn)真做好演示前的一切準(zhǔn)備工作。1）選擇好實(shí)驗(yàn)器材，熟悉儀器裝置的構(gòu)造、原理和性能；2）在課前反復(fù)預(yù)演練習(xí)，達(dá)到熟練的地步，對(duì)實(shí)驗(yàn)中有可能出現(xiàn)的故障做到心中有數(shù)并能及時(shí)排除；3）掌握演示時(shí)間，講究課時(shí)效率；4）實(shí)驗(yàn)員也要把握教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)，恰到好處地補(bǔ)充一些小實(shí)驗(yàn)，或?qū)ΜF(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)作必要的改進(jìn)，從而改善教學(xué)效果。例如：在慣性現(xiàn)象的演示實(shí)驗(yàn)中，把課本中該實(shí)驗(yàn)的小鋼球改為雞蛋，用盛有大半杯水的杯子替代小圓柱筒，使之變得更生動(dòng)、有趣，學(xué)生會(huì)為雞蛋的命運(yùn)而緊張，從而導(dǎo)入新的認(rèn)知興趣。

1.2 明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/h3>

演示實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康谋仨毭鞔_，知道為什么要做這個(gè)實(shí)驗(yàn)，做這個(gè)實(shí)驗(yàn)要解決什么問題，準(zhǔn)備怎樣去解決問題，應(yīng)觀察什么，應(yīng)注意什么變化。只有這樣才能為學(xué)生服務(wù)，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，自主指向觀察、思考、理解問題。例如：在光的直線傳播教學(xué)中，要得出“光在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播”的規(guī)律，課本中設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)是，首先用煙霧箱演示光在空氣中的傳播（直線），再演示光在水中的傳播（直線），接著再演示光在不均勻介質(zhì)（糖水）中的傳播（曲線），學(xué)生通過觀察、歸納，得出結(jié)論。

投影放大、機(jī)械放大、自制可見度大的儀器進(jìn)行演示等，是增大演示實(shí)驗(yàn)可見度的常用方法。

1.3 追求直觀清晰

教師做演示實(shí)驗(yàn)，目的就是讓學(xué)生觀察好某種科學(xué)現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)科學(xué)規(guī)律，培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維的能力。但是如果學(xué)生看不見、看不清，實(shí)驗(yàn)就會(huì)適得其反。因此，實(shí)驗(yàn)員應(yīng)該想方設(shè)法配合教師增大演示實(shí)驗(yàn)的可見度，投影放大、機(jī)械放大、自制可見度大的儀器進(jìn)行演示等都是常用的方法。一時(shí)不能改進(jìn)的實(shí)驗(yàn)，可建議教師選擇學(xué)生代表觀察、讀數(shù)，把結(jié)果告訴大家，或教師在教室內(nèi)巡回讓學(xué)生觀察等。

例如“分子運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)，把一培養(yǎng)皿放在投影儀承載玻璃上，加一半高度的水，然后用藥匙取一粒品紅，放入培養(yǎng)皿中。品紅是一種紅色染料，開始在水中緩慢溶解，漸漸地明顯分成兩支，待片刻后，擴(kuò)散完成。此時(shí)分子運(yùn)動(dòng)的全過程通過光學(xué)投影到銀幕上，學(xué)生都清楚真實(shí)地觀察到分子是處在不定的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)中，避免教師枯燥無味的說教；又把微觀物質(zhì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)通過投影產(chǎn)生清晰的表象，展現(xiàn)在學(xué)生眼前，直接激發(fā)起學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，從而加深對(duì)分子概念、性質(zhì)、結(jié)構(gòu)的理解。

1.4 推行規(guī)范操作

在演示實(shí)驗(yàn)中規(guī)范的實(shí)驗(yàn)操作是學(xué)生的榜樣，具有示范的作用。實(shí)驗(yàn)所用的器材必須整潔有序，裝置要正確美觀，演示臺(tái)上要移去不必要的器材，供學(xué)生觀察的儀器要放在突出的位置。教師在使用、連接和裝配儀器及演示現(xiàn)象時(shí)動(dòng)作要準(zhǔn)確、標(biāo)準(zhǔn)。例如：在使用托盤天平時(shí)，取用砝碼、移動(dòng)游標(biāo)必須用鑷子而不能用手；電路的連接應(yīng)先接線路后接電源，拆卸時(shí)先斷電源、后拆線路。教師的規(guī)范操作，不僅是實(shí)驗(yàn)成功的前提，更重要的是培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的良好實(shí)驗(yàn)習(xí)慣。

1.5 滲透科學(xué)精神

科學(xué)實(shí)驗(yàn)既嚴(yán)密又科學(xué)，來不得半點(diǎn)馬虎，做實(shí)驗(yàn)認(rèn)真、嚴(yán)密是基本的科學(xué)精神。如教學(xué)“密度”，用天平稱量體積相等的兩種液體時(shí)，稱量前首先要把天平調(diào)好，然后取兩個(gè)型號(hào)完全相同的燒杯，說明其型號(hào)、大小完全相同，放在天平上稱量，其質(zhì)量相等；再用量筒或量杯量出等體積的不同液體質(zhì)量不同，從而引出密度的概念。實(shí)驗(yàn)員在準(zhǔn)備時(shí)，就應(yīng)該預(yù)想到這一點(diǎn)，千萬不要任意取兩燒杯，同時(shí)提供天平與量筒，避免教師教學(xué)中的隨意：不說明大小質(zhì)量相同，又不放在天平上稱量，而且不用量筒和量杯，大致向杯內(nèi)倒入液體，硬要說明體積相等。這樣達(dá)不到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模饶?shí)驗(yàn)的科學(xué)性和嚴(yán)密性，又不能很好地說明問題，更不能培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

教師在使用、連接和裝配儀器及演示現(xiàn)象時(shí)動(dòng)作要準(zhǔn)確、標(biāo)準(zhǔn)。

2 協(xié)助教師優(yōu)化演示實(shí)驗(yàn)

2.1 注意實(shí)驗(yàn)層次

演示實(shí)驗(yàn)是提供直接的觀察的結(jié)果使學(xué)生獲得感性的材料，幫助學(xué)生建立概念、規(guī)律的重要手段和方法。但如果實(shí)驗(yàn)的序列不佳，層次紊亂，則實(shí)驗(yàn)的效果將大打折扣。

有這樣一節(jié)“大氣壓”公開課，教師為了調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增加課堂的氣氛，準(zhǔn)備大量能證明大氣壓存在的趣味實(shí)驗(yàn)。課堂中學(xué)生不時(shí)發(fā)出一陣陣的驚嘆聲，整節(jié)課氣氛很活躍。到最后，教師讓學(xué)生用大氣壓知識(shí)具體解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象時(shí)，學(xué)生都答3個(gè)字——大氣壓。再追問大氣壓如何導(dǎo)致此現(xiàn)象時(shí)，學(xué)生啞然。這種用實(shí)驗(yàn)堆積起來的有趣的課，只會(huì)弄得學(xué)生眼花繚亂，不知其所以然，反而達(dá)不到正確建立物理概念的目的。

因此，對(duì)于同一概念或規(guī)律的演示實(shí)驗(yàn)常有好幾個(gè)，教師不必一一演示，實(shí)驗(yàn)員要根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知要求及現(xiàn)有設(shè)備條件精心選擇。

2.2 改進(jìn)現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)

工欲善其事，必先利其器?！凹右患印薄皽p一減”“變一變”等策略是常用的演示實(shí)驗(yàn)改進(jìn)方法。改進(jìn)要不影響實(shí)驗(yàn)的科學(xué)原理，同時(shí)裝置簡(jiǎn)單，操作方便省時(shí)，演示結(jié)果一目了然，減少非本質(zhì)因素干擾。例如演示“大氣壓強(qiáng)”的覆杯實(shí)驗(yàn)時(shí)，學(xué)生常會(huì)對(duì)教師的解釋將信將疑，根據(jù)自己的生活經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)為“紙片是被水粘住”的說法也可解釋該實(shí)驗(yàn)。針對(duì)學(xué)生的這種錯(cuò)誤觀念，建議做如下改進(jìn)：在一只塑料杯的底部開一小孔，用右手手指堵住孔口，杯口向上時(shí)倒?jié)M水，左手按住紙片倒過來，放開左手，紙片和水不脫落；接著提請(qǐng)學(xué)生仔細(xì)觀察，再松開右手手指，紙片就被水沖落下來，從而使實(shí)驗(yàn)更具有說服力。

2.3 優(yōu)化實(shí)驗(yàn)材料

實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，壇壇罐罐、各種廢棄物可能都是上好的演示材料，只有細(xì)心比較，才能篩選出利于現(xiàn)象放大、獲得更大效益的實(shí)驗(yàn)材料。例如在“影響音調(diào)高低的因素”的實(shí)驗(yàn)中，“紙片劃過木梳”“橡皮筋振動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖亲寣W(xué)生感受音調(diào)高低并研究音調(diào)高低與振動(dòng)之間的關(guān)系。而上述兩實(shí)驗(yàn)音調(diào)變化小，響度也小，能夠聽到的學(xué)生少，樂感不強(qiáng)的學(xué)生靠耳朵辨別兩次聲音的音調(diào)很困難。如果用琴弦代替橡皮筋做實(shí)驗(yàn)器材進(jìn)行演示，或者干脆提供吉他進(jìn)教室，讓學(xué)生體驗(yàn)音調(diào)高、低，對(duì)不同粗細(xì)、松緊的弦發(fā)出的聲音進(jìn)行對(duì)比，研究音調(diào)與振動(dòng)快慢的關(guān)系，效果既明顯，又能調(diào)動(dòng)學(xué)生的興趣。

2.4 補(bǔ)充演示實(shí)驗(yàn)

從實(shí)驗(yàn)引路是科學(xué)課的特色，除課本上的實(shí)驗(yàn)，還要設(shè)法增加演示實(shí)驗(yàn)，以激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。如講“大氣的壓強(qiáng)”時(shí)為顯示大氣的壓強(qiáng)，補(bǔ)充這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn)：取大小不同而內(nèi)徑相差不太大的兩個(gè)試管，在大試管內(nèi)倒?jié)M水，把小試管裝入大試管內(nèi)一部分，再倒過來，就會(huì)看到大試管內(nèi)的水不斷流出，而小試管徐徐鉆入大試管內(nèi)。這一魔術(shù)般的表演，大大激發(fā)學(xué)生的興趣。

3 引導(dǎo)學(xué)生參與演示實(shí)驗(yàn)

演示實(shí)驗(yàn)不僅僅是由教師做給學(xué)生看，再講給學(xué)生聽，還可讓學(xué)生參與做實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)員也應(yīng)該參與實(shí)驗(yàn)教學(xué)，優(yōu)化演示過程，組織并指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究。

3.1 變教師演示實(shí)驗(yàn)為學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)

心理學(xué)家皮亞杰說過：“要讓學(xué)生動(dòng)手做科學(xué)，而不是用耳朵聽科學(xué)或用眼睛看科學(xué)?！敝挥畜w驗(yàn)和實(shí)踐，才能有所創(chuàng)新。教師把自己的感受告訴學(xué)生，不如讓他們?cè)诨顒?dòng)中親身體驗(yàn)。學(xué)生在自己說服自己、自己感受自己、自己戰(zhàn)勝自己的活動(dòng)體驗(yàn)中能更快捷地走向成熟?；谶@種思考，在實(shí)驗(yàn)條件允許的情況下，筆者把新教材中的演示實(shí)驗(yàn)最大限度地轉(zhuǎn)化為學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)。例如在探究“熔化與凝固”部分的晶體與非晶體熔點(diǎn)時(shí)，筆者將全班分成小組形式學(xué)習(xí)，組間同質(zhì)，組內(nèi)異質(zhì)。每小組成員又有明確的分工：溫度計(jì)的讀數(shù)，觀察試管內(nèi)物質(zhì)的狀態(tài)變化，記錄，協(xié)調(diào)。先讓身體運(yùn)動(dòng)智能強(qiáng)的學(xué)生操作，語言智能強(qiáng)的學(xué)生記錄，數(shù)理邏輯智能強(qiáng)的學(xué)生測(cè)算，空間智能強(qiáng)的學(xué)生繪圖，成功后輪換實(shí)驗(yàn)，使小組成員積極地相互支持、配合，有效地進(jìn)行互動(dòng)體驗(yàn)。

3.2 變驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為設(shè)計(jì)探究性實(shí)驗(yàn)

例如，在進(jìn)行二氧化碳的實(shí)驗(yàn)室制法的教學(xué)時(shí)，筆者協(xié)助科學(xué)教師把演示驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)改造為設(shè)計(jì)探究性實(shí)驗(yàn)，按照“公布實(shí)驗(yàn)問題——學(xué)生預(yù)習(xí)（設(shè)計(jì)方案）——教師審查（檢查預(yù)習(xí)情況）——課堂討論——課內(nèi)實(shí)驗(yàn)（驗(yàn)證方案）——得出結(jié)論”的步驟去進(jìn)行。前3個(gè)程序，在課前進(jìn)行，課內(nèi)讓學(xué)生自己對(duì)自己的方案進(jìn)行討論。針對(duì)原料的選擇問題，根據(jù)原料適用實(shí)驗(yàn)制取、便于氣體收集的擇優(yōu)標(biāo)準(zhǔn)，在大理石、碳酸鈣粉末、碳酸鈉粉末、稀鹽酸、稀硫酸等藥品中，通過實(shí)驗(yàn)得出最佳原料為大理石和稀鹽酸。又如，在實(shí)驗(yàn)室中如何除去細(xì)碎銅屑中的少量細(xì)碎鐵屑？請(qǐng)學(xué)生就此問題進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。學(xué)生的設(shè)計(jì)主要有兩種方法：1）加入適量稀鹽酸——攪拌——過濾——洗滌；2）加入適量硫酸銅溶液——攪拌——過濾——洗滌。哪種方法最佳？讓學(xué)生親自到實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)，得出結(jié)論。

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，類似的實(shí)驗(yàn)還有兩力平衡條件、阿基米德原理、短路的危害及原因等，都可改為探究性實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)員應(yīng)該參與實(shí)驗(yàn)教學(xué)，優(yōu)化演示過程，組織并指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究。

3.3 變失敗實(shí)驗(yàn)為科學(xué)素養(yǎng)體驗(yàn)過程

演示實(shí)驗(yàn)通常教師演示，學(xué)生觀察。實(shí)驗(yàn)員和教師課前對(duì)實(shí)驗(yàn)精心準(zhǔn)備，確保實(shí)驗(yàn)的萬無一失，這本來是教師教學(xué)細(xì)致嚴(yán)謹(jǐn)?shù)暮昧?xí)慣，無可非議的。但如果每次實(shí)驗(yàn)都是一帆風(fēng)順的話，課堂中就少跌宕起伏的刺激，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的興趣就會(huì)日漸衰退。慢慢的，學(xué)生就會(huì)淪落為純粹的觀察者，而忘了自己也是實(shí)驗(yàn)的參與者。例如在“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)生通過觀察來認(rèn)識(shí)并接受科學(xué)事實(shí)。殊不知，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)象的階段，思維活動(dòng)量很有限。能否換一種教學(xué)方式？結(jié)果會(huì)怎么樣？

在實(shí)驗(yàn)前創(chuàng)設(shè)懸念，先問學(xué)生：磁體在它的周圍能產(chǎn)生磁場(chǎng)，那么不用磁體能否產(chǎn)生磁場(chǎng)？學(xué)生看了書上的介紹，就會(huì)說通電直導(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：難道書上錯(cuò)了？教師設(shè)問：“是書上錯(cuò)了，還是其他原因？如果是實(shí)驗(yàn)操作的緣故，可能是哪方面出了問題?！睂W(xué)生會(huì)作出各種猜測(cè)：可能是小磁針有問題，也可能是小磁針放置的位置問題，還可能是電流太小的緣故。然后讓學(xué)生用實(shí)驗(yàn)不斷去探索問題的根源。

可見，演示實(shí)驗(yàn)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題，引導(dǎo)學(xué)生分析問題，鼓勵(lì)學(xué)生參與解決問題，最后在全班學(xué)生合作中使實(shí)驗(yàn)獲得成功。在分析問題、解決問題的過程中，讓學(xué)生感受到科學(xué)本來就是不斷嘗試失敗，在失敗中不斷獲取教訓(xùn)這樣一個(gè)曲折的探究過程。這樣的教學(xué)設(shè)計(jì)會(huì)使學(xué)生離真實(shí)的科學(xué)更近些，同時(shí)也更有利于激發(fā)學(xué)生積極的內(nèi)驅(qū)力。

總之，實(shí)驗(yàn)員應(yīng)在立足做好本職工作的同時(shí)，加強(qiáng)學(xué)習(xí)，深入鉆研，開拓創(chuàng)新，積極配合科學(xué)教師充分挖掘?qū)嶒?yàn)功能，優(yōu)化演示實(shí)驗(yàn)，提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)效益，為學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的全面發(fā)展提供幫助。

[1]浙江省教育廳教研室.科學(xué)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)冊(cè)[M].杭州:浙江教育出版社,2005

[2]楊青云.新課程 新實(shí)驗(yàn)（初中科學(xué)）[M].杭州:浙江科學(xué)技術(shù)出版社,2007

[3]孫大君.展現(xiàn)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的探究魅力[J].學(xué)科教育,2004(9)

[4]張貴明.初中科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)有效性策略探究[J].教學(xué)月刊:中學(xué)版（教學(xué)參考）,2008(7):63-64

[5]楊封友,何明媚.關(guān)于提升初中科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)效益的思考[J].新課程,2009(11)

10.3969/j.issn.1671-489X.2011.02.109

作者：金鐵軍，實(shí)驗(yàn)師，研究方向?yàn)槌踔锌茖W(xué)實(shí)驗(yàn)管理。

浙江省溫嶺市第八中學(xué)）