利用实验教学培养学生多种能力

利用实验教学培养学生多种能力

吴建伟

浦江县白马初中 322205

【摘要】科学实验是科学理论的源泉，是科学的根本，也是工程技术的基础。 面对现在以继承前人的知识经验为特征的实验教学方式导致学生缺乏自学能力、独立思考的能力、动手能力、交流合作的能力、比较分析问题的能力、创造能力的现状，我校采取了向学生开放实验室，让学生根据自己的需要到实验室完成学生实验，提高学生的创新能力和综合应用知识的能力。在平时的教学过程设计一些探索性试验、让学生完成一些生活中的小实验来提高学生的各种能力。本文从理论联系实际，简述了想通过学生实验、探索性实验、生活中的小实验来培养学生各种能力。

【关键词】：开放实验室 学生实验 探索性实验 生活中的小实验 各种能力

一、学生实验能提高学生科学素质的能力

1、通过学生实验，有利于培养学生研究性学习方法的能力

研究性学习强调以学生的自主性、探究性学习为基,实验室的开放，把学生置于一种动态、开放、主动、多元、合作的学习环境中，有利于培养学生主动思考同题，探究、发现间题、解决间题的能力。如在膝跳反射和脊蛙反射实验中，设计并安装前后门电铃电路，安装简单的照明电路等实验中，让学生自己设计操作，完成实验，学生自已去阅览室查阅有关资料，通过这种方式培养了学生今后走向社会后选取研究素材的能力。知道了除了教材以外还有很多获取信息的渠道，感受积累了学习科学的研究方法，有利于养成科学探究的精神和科学态度，也有利于培养他们的创新能力，创新素质。

2、通过学生实验，有利于培养学生创新的能力和同学之间合作的能力

在学生实验过程中.学生对实验器材的选取，实验方法的改进，实验操作、实验现象的观察、实验数据的处理、实验故障的排除及实验结论的得出等这一系列活动中，能充分发挥学生的主体作用，让学生在相对独立中完成，达到培养学生创新能力的目的。

实验器材的选取不仅要求对实验原理有正确的理解，同时要求学生具有综合运用知识的能力和创新能力，根据实验要求的分析和实验误差初步估算的结果，选择恰当的仪器和正确的实验方法，这些能力的培养，在学生实验过程中有着不可替代的独特的作用，如在观察分析单子叶植物和双子叶植物在形态上的异同的实验中，研究分压电路和分流电路、测电阻等实验中，让学生设计出多种实验方案，然后选出最佳方案，通过让学生自行设计实验方案，使学生对实验原理有较高层次的理解，提高了学生发散性思维和收敛思维能力，培养了学生创造性设计实验的能力。

3、通过学生实验，有利于培养学生综合素质的能力

在实际的实验教学中，由于学生的学习基础不一样，兴趣爱好不一样，必然导致课堂上学生实验效果的差异，更何况对仪器和药品来说，也确实存在可能实验不理想或失败的潜在因素，因此开放实硷室尤为重要。学生实验，为培养学生的综合素质创造了条件。苏联的教育家霍姆林斯基有一句经验之谈“学生的聪明才智来自他们的手指头”。它揭发了智力开发的真谛—人类智慧来源于勤动脑、勤动手。现代教育理论表明“每个学生都蕴藏着创造的潜能”。要开发培养学生的创造能力，就必须帮助学生发展其创造性思维，培养创精神和创造能力，把实验主动权交给学生，学生实验，让学生自已设计实验，发挥学生的主体作用。如在学习了“欧姆定律”后，讲伏安法时，我们让学生进实验室让他们大胆地进行实验操作，教师则根据教学所要达到的要求有目的增加一些实验器材，让学生在纵多的实验器材中通过比较、分析、选择对“伏安法”重新构建，确定实验方案组成电路，完成测量，使有才智者脱颖而出。又如:在做过“凸透镜成像”实验后，让学生自己研究，设计如下实验:①物距与像距的关系;②像的大小与物距和像距的关系。把知识加深拓宽，以扩大视野，并在实验计中激发学生的创新思维。

总之，学生实验，在科学教学中有着非常重要的作用，它不仅能加速学生从实验上升理论的过程，加深其对课堂知识的理解，同时对提高学生的综合素质，启发学生的创新思维，无疑也是大为有益的。另外学生实验，可以充分利用学校教学资源能有效地培养学生各方面的科学素质。

二、探索性实验能在科学教学中培养学生的各种能力

1、把教材中的演示实验转化为学生实验，提高学生的动手能力

磁极间的相互作用的实验完全可以改进成学生实验，只要给学生一根固定的圆木棒，两个相同的环形的磁体。让学生自己通过实验探究实验，得到同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引（如图一）。

2

图一

教师为了讲清物理概念在课堂上要做的演示实验是不可少的，我在教学中总认为尽可能设计与概念函义吻合的演示实验，变为学生实验，给学生一个深刻的影响，对他们理解概念收到事半功倍的效果。

例如：在八年级“认识力”的一节中有这样一段话，“力能使物体发生形变，或使物体运动状态发生改变。”学生对于其中：物体运动状态发生改变也是由于受到力的作用缺乏必要的认识，可以设计做这样一个实验：将钢球在玻璃板上作直线流动，在玻璃板下，距钢球滚动轨迹5CM处放上条形磁铁的磁极，然后再让钢球作同样滚动时，就会发现钢球造近磁极，由于引力的作用而改变了运动方向，这一实验事实与概念函义非常吻合（如图二）。

图（二）

3、设计出排疑解难的实验，提高学生理解知识的能力

学生在学习自然中，往往在一些地方遇到困难，其中的原因之一就是对有关内容的实际情况缺乏感性认识，平时能看到一些现象，但对其潜在的过程缺乏具体感知。如学生在学习“压强”时，不理解“垂直作用在物体表面上的力叫作压力”很难从直观现象中察觉出来。所以在教学过程中我设计一个静止在斜面上的物体对斜面的压力实验，学生由于缺少感知，往往觉得物体的重力多大，对斜面的压力就是多大，有的甚至认为压力就是物体的重力，我们可以通过设计如下实验，把已知重力的砝码放在水平放置的台式测力计上，此时测力计的示数正好等于砝码的重力如图（三），接着把台式测力计的底座一端稍稍抬起，此时测力计的平面是斜面，它示数即刻变小如图（四）这样不但区别了重力和压力，也显示了斜面受压力小于物体的重力。

图三 图四

4、设计出类比性的实验，提高学生比较知识的能力

有些知识可能无法找到直接的实验，在这种情况下教师要设计一些类比性的实验，展现在学生的面前，比如，为了说明固体分子之间存在引力，无法直接实验，在课堂上做一个演示实验，很多学生认为“是大气压，将两铅柱紧压在一起的”，为了消除学生们的这种错误认识，使学生对“分子间存在引力”有更深刻的认识，我设计一个类比的实验，展现在学生面前。

将整个装置放入抽气盘中，且为了增强效果，铅柱下挂抽空的马德堡半球，如图五。

图五

然后将钟罩内的空气抽也，当钟罩内的空气抽的很稀薄时，会看到马德堡半球分开，而两铅柱仍紧连在一起，这样通过类比实验，“分子间存在相互作用的引力”就直观地展现在学生眼前。

三、设计一些贴近生活的小实验，提高学生的观察和操作能力

在生活中，各种自然现象形式各异，千变万化，我们的实验就是研究各种自然现象及其发生变化的本质所在，为人类造福，可谓自然源于生活，生活离不开自然科学，所以在实验过程中要贴近生活，如我们可以设计一个“碗”的几个实验。

（一）碗是人们的饮食工具，拿一只碗就可以完成力、热、声、等几个家庭小实验。

1、物体的浮沉

将空碗慢慢平放在水平面上是漂浮的，而倒放或斜放在水面上则是下沉的。由此得出物体所受的浮力与排开液体有关。

2、液面升降

将盛满水的碗放在平面上，在碗内放一小块冰静止后，仍然是满的，待冰熔化后，观察水面变化情况。

3、摩擦力与接触面粗糙程度的关系

干净的碗和碗外有油的碗分别用手拿，可感觉到有油的碗拿起来比较吃劲，而干净的碗较轻松，可体会到摩擦力与接触面的粗糙程度有关。

4、扩散与快慢因素，如可以取两个碗分别盛有热水和冷水滴入红墨水后变红，同时看到盛热水的碗中变红速度快，即扩散与物体的湿度有关。

5、同时还可以设计光的折射实验，向注满水的碗内，插入一支竹筷子，可以看到筷子插于水中的部分向上弯曲。

（二）利用身边的物品，让学生随时能做实验，

例1：在光的直线传播教学中，为了说明视角问题，我让学生拿出自己的手，五指并拢，其中的两个手指间留出一条细缝，然后把手放在自己的眼睛前面，通过细缝观察看到的视野范围，改变手与眼睛的距离，观察的范围也就改变了。接着，要求学生画出光路图。有了前面的亲身体验，学生很容易的解释了“为什么离门缝近看到的范围大，离门缝远看到的范围小”。

例2：在惯性的教学中，学生对汽车突然停止、突然起动、突然加速、突然减速时乘客的倾倒方向判断总是混淆。我就设计了这样的小实验：取自己的铅笔盒当做汽车，在铅笔盒上竖立一块橡皮当做乘客。要求学生突然用力拉动铅笔盒当做汽车突然起动，观察橡皮的倾倒方向；在铅笔盒匀速拉动的过程中，碰到了前面的几本书代表突然停止，观察橡皮的倾倒方向。在做这个小实验的过程中特别要求学生分析铅笔盒、橡皮原来的运动方向和行进条件改变时的状态的变化从而理解惯性。同时也可以用家中的玻璃杯、硬纸片、水、鸡蛋的落水实验来理解惯性。

图2

图1

例3：如图二，拿一支铅笔，夹在两只手的两个手指中央，很快可以体验压力的作用效果与受力面积的关系。

（三）把实验简化，让学生随地能做实验，培养学生动手的能力。

小实验实验器材能够简单替代,实验装置的简化, 便于操作，实验现象明了，让学生能利用身边物品随地可做实验。便于科学教学生活化,能拓展科学教学空间,丰富物理教学内容。

例4：为了说明大气压的存在，我们可以让学生做“覆杯实验”，如图3，这个实验的器材到处可拿到，只要杯口齐整无缺口、纸片质地硬点都可以做。学生亲自实验后可发现没有胶水之类作弊的东西糊弄这个现象，对大气压必有深刻的理解。如图4，用矿泉水瓶装满水后倒立在脸盆中，用手向上提矿泉水瓶，只要瓶子没有离开水面，水不会落下。这个实验更进一步的说明了大气压的作用。

例5：如图5，“筷子提米”实验就是用了每户家庭都有的米、筷子、水、一次性杯子。而且实验完毕这些米还可以食用，并没有浪费。

图5

在科学教学过程中，我们教育工作者如能适时安排一些学生实验，穿插一些演示实验，同时设计一些探索性实验，让学生完成身边的一些小实验，我想学生在完成实验的时候自身的各种能力一定能够有所提高。

【参考文献】

【1】《物理教师》，2008年第12期。

【2】易志毅主编，《中学理科》，2009年5、6期，广西教育学院杂志社。

【3】《中学生学习报·物理周刊》，2006年27-29期。

【4】施忆主编，《初中科学-新课标 新实验》[M]，浙江科学技术出版社，2007。

【5】臧文彧，《初中科学探究性趣味实验》[M]，浙江大学出版社，2006 。

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