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科研论文
加强实验探究 提升科学素养
赵 海 明
涉县原曲中学
加强实验教学 提升科学素养
涉县原曲中学 赵海明
【摘 要】：理化实验对于培养学生的动手能力、探究能力，培养学生的创新思维能力，培养学生的观察能力和逻辑推理能力等都具有十分重要的作用。所以在当前新一轮课程改革的背景下，必须整合理化实验的这些功能，以便提高学生的素质，特别是科学素养，促进学生的全面发展。
【关键词】：整合实验 培养能力 提升素养
在新课标实施多年的今天，因迫于升学、就业的压力，对学校、教师的评价体系基本不变，这种情形与我国大力推行的基础教育课程改革的思路背道而驰，更不符合素质教育的要求。现代教育要求培养社会需要的、能解决实际问题、有创新精神的人才。基于社会对人才的要求，理化新课程标准在教育目标中把知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三方面分列出来，强调教育目的的多元化。教师在教学中应鼓励学生运用多种感官处理问题，注重个性与合作的统一，使实验成为发展学生多元智力、形式多样的实践活动，那么理化实验教学将会发挥它应有的强大功能，提升学生的科学素养，完成理化实验教学育人的任务。
一、对初中理化实验功能的整合
通过多年的教学实践，我认为在平时的教学中应开发理化实验的其它作用，并将其整合，培养学生的动手能力、观察能力、分析能力、逻辑思维能力等。以便进一步提高理化实验的功能，提高课堂教学效果。
1、实验对记忆方面的作用
通过实验记忆不但轻松愉快，而且长时间不容易忘记。比如：做了氢氧化钠溶液和硫酸铜溶液的反应实验后，硫酸铜溶液是蓝色溶液、氢氧化铜是蓝色沉淀，就容易记住。通过光的反射的实验，学生很容易记住反射角等于入射角。通过铁丝在氧气中燃烧，学生很容易记住现象是火星四射，生成黑色固体，放出大量的热。
2、实验对自信力的培养具有重要作用
有些后进生对文化知识的学习方面由于种种原因，基础比较差，老是觉得比不上人家，但在做实验时因感兴趣，且平时对某一方面有一定基础功底，做起来比较顺手。比如：对电方面，他们小时候经常用废电线将电池、小灯泡连接起来，使小灯泡发亮，因而做起实验来反而比某些成绩好的人快。
3、实验对学生无意注意的作用
根据研究结果表明：初中生大约二十五分钟，注意力容易分散，若此时加一个相关实验，可以把有意注意转化无意注意从而减轻学生负担，又能提高课堂效益。比如：在上串联、并联这节内容时，当上到第25分钟左右时候，把教室中的左排三盏电灯开亮，而右排的3盏日光灯不亮。这样，学生很容易明白右排3盏灯和左排3盏灯是并联。这时，提问学生：前排三盏电灯是什么连接？（学生大部分都错误地以为是串联。）
接着老师提出把其中的一盏灯泡拿掉，结果发现另两盏灯还亮着，学生很容易理解前面的三盏灯是并联。这样学生在无意注意中学会了如何区分串联和并联电路。
4、实验对学生动作协调性方面的作用
在有些实验中，如电学实验中，导线间的连接，接线柱方面既不能用力过度，防止螺丝损坏；又不能用力过小，导致接触不牢固连接不好。再比如化学实验中，把导管插入橡皮塞中及把试管夹在铁夹中，都需要用力恰当，不可用力过重，也不可用力过轻。
在做粗盐溶解实验的过程中，用玻璃棒搅拌，平时积极做实验的人，搅拌的声音不太响或者不会碰到烧杯，而不积极做实验的人，错误率就较高。
5、实验在引题解题中的作用
从实验引题解题，一方面能引起学生的兴趣，起到画龙点睛的作用；另一方面又能把实验应用到实际问题中。比如：把一块豆腐放在一枚铁钉头上，结果豆腐破了，而把一块豆腐放在多枚铁钉头上（多枚铁钉都钉进木板后，露出的铁钉头在一个平面上。）结果豆腐不破，从而引出压强问题，学生也就能解释“用宽的带子做的书包比用窄的带子做的书包背起来更不痛”这个问题了。再比如：在实验中，通过电路连接得出什么是串联、并联，并且得出串、并联电路的特点，学生同样也就能解释“街上的路灯是否串联？”这个问题了。
二、对初中理化实验教学形式内容方法的整合 变演示实验为学生实验，激发学生创新的动机
1、对于中学生来说，兴趣是最好的老师。从学生兴趣入手，可大大提高学生主动参与创新的积极性，让学生学得更主动。教师在课堂上应该把学生的自由权“还”给学生，否则学生就不可能有主动参与的积极性，也就没有发现问题、发展能力的机会，更谈不上创新精神和创新能力的培养。同时让学生亲身体验，得到成功的喜悦，从而使他们学习理化的兴趣更浓，探索、创新的动机更强烈。
2、开展探究性实验，增强学生创新意识
一般实验演示过程，学生始终处于观众的位置上，不能使学生主动思考，某些具体的操作细节或现象一晃而过，不能留下深刻的印象。在课堂教学中，通常除提出问题、做适当的引导外，主要给学生创设研究问题的情境（实验现象、思考、讨论、改进），使学生亲自去感受、探索、查明问题的关键所在，录求解决问题的最佳方案。例如：在介绍铁的化学性质时，安排一个回家做的小组实验：如何使铁更快生锈，说明道理，并提出使铁不容易生锈的几种方法。
3、设计贴近课本知识的实验课题，培养学生的创新意识
实验课题既是理化教学上的一种特殊习题，又是要求较高的特殊形式的学生实验。实验的原理、使用的仪器和药品、操作的步聚和注意事项等都由学生自己设计，这对于学生综合运用基础知识的能力的培养、学生借助实验研究解决某些实际问题能力的培养、以及创新精神和能力的培养都具有重要的意义。比如：如何证明鸡蛋壳的成份是碳酸钙。
三、重新设计实验教学，整合学生分析解决问题的能力 1、在“三自”设计中，培养能力
自行设计实验方案：关键是让学生考虑好实验原理。
自主选制实验器材：在完成实验方案的设计后，有的同学从学校实验室借仪器或利用旧材料进行制作，有的学生找老师帮忙安装实验装置，这样变纯观察性实验为创造型操作性实验，使学生手、眼、脑相结合，锻炼了学生的动手制作、操作能力，培养了实践精神。
自由组合探索研究：经交流后发现，班上总有一些学生的实验方案相近的，于是他（她）们就自动组合在一起，进行共同研究，这样也就培养了学生团结协作的精神和集体荣誉感，使互帮互学蔚然成风。
2、在“三不”设计中，培养能力
《测定小灯泡的功率》是一重要的分组实验，如果仅仅指导学生按教材安排的程序进行实验，那么实验的目的单一，无法培养学生的综合能力的理化素质。采取了“三不”措施，收效甚好。
⑴不限定实验原理：上课时只讲清本实验的目的，并说明小灯泡上标的“3.8V”或“2.5V”的意义，至于实验原理由各实验小组讨论决定，并要求画出实验电路图，结果
出现了三种实验原理：P=UI、P=U2/R、P=I2R和对应的三种实验电路图，并通过三种实验方案优劣的深入分析，确定应用P=UI为实验原理的方案为最佳方案，从而培养了学生的发散思维能力，也培养了学生思维品质的深刻性和批判性。
⑵不框死实验步骤：动手前只说明实验中要观察灯泡亮度、计算灯泡的功率和电阻，并不限定实验有三个步骤。结果在巡视实验中发现，有的小组实验有五、六步，并设计出了开放性的记录表格，其中有灯丝在较暗、正常、发光、较亮、烧坏几种情况下的电压、电流的测量值和功率、电阻的计算值、灯泡热度的触摸感。从而激发了学生的观察、实践和发现问题的兴趣，培养了学生的探究创新能力。
⑶不定向实验归纳：实验后不固定方向，让学生多方向、多角度，深入细致地观察、分析实验现象和数据，从而开放性地归纳出实验结论。如有的小组分析真实的实验数据，得出了如下结论：①伏安法既可测电阻也可测电功率；②灯丝电阻随温度升高而增大；③灯泡的实际功率随其两端实际电压的增大而增大，灯泡的亮度随实功率增大而增亮；④灯泡只在额定电压下正常发光，实际电压过高会烧坏灯泡。通过归纳，培养了学生的分析、概括实验结论的能力和应用理化知识解决实际问题的能力，并加强了前后知识的联系。
3、在“三思”中，培养能力
在强调学生注意安全的前提下，倡导学生利用星期天时间，比如做“利用电能表测电功率”的小实验，要求学生进行如下“三思”：
⑴思考小实验有无其他作用：学生通过深入思考和课外阅读，可根据W=Pt用电能表测定电冰箱每天消耗的电功，还可根据P=UI、P=U2/R、P=I2R测定家用电器的实际电阻和实际电流，根据电能表上标的“每千瓦时的转数”判定电能表本身是否准确。
⑵思考主题器材有无什么缺点：学生通过联想，发现该实验的主要仪器——电能表有如下一些缺点：①夜间看不见读数；②白天站在地面看不清读数；……还有学生针对上述缺点找出一些改进措施，如①数学显示带夜光；②读数窗玻璃用放大镜做，并用平面镜把数学反射向地面 ……
⑶思考能否利用其他器材达到小实验目的：当然，由于知识限制，该小实验的此“思”学生会“卡壳”，教师可适时介绍家庭电路中的电流是交流电，应用伏安法来间接测定，以拓宽知识视野。
总之，理化学科是以实验为基础的，我们应该重视实验教学，及时开发实验、整合理化实验，提高课堂教学效率，更好的锻炼学生的知识应用能力、迁移能力会得到提高，学生的观察力、实践力和创造力，还能培养学生思维的独创性和广阔性，促进学生的全面发展。
【参考文献】：
1、顾光霞.《例谈改革实验教学，培养学生素质能力》.中学理化.2002（4） 2、何双双.《在实验教学中培养学生的能力》.实验教学与仪器.2002（10）