适合学生发展的初中科学实验作业设计策略

1、    适合学生发展的初中科学实验作业设计策略    沈伟云摘要：实验作业，作为课堂实验的延伸，对理解科学知识、培养学生能力、发展学生思维品质有着重要作用。笔者结合初中学生特点，对实验作业如何适应学生发展的需要，作了一些有益的探索与思考。关键词：初中科学；实验作业；设计策略文章编号：1005-6629（2015）12-0073-03 中图分类号：g633.8 文献标识码：b实验是验证科学概念和规律的重要方法，也是探究未知领域、学习新知识、形成新思维的重要手段。实验一般有课堂演示实验、学生分组实验以及课外家庭实验作业。实验作业一般是指学生在家庭中自己设计研

2、究方案，准备实验用品，动手操作、自主探究与教学内容密切相关的实验。初中科学课程标准指出，科学教学应当是开放式的，培养学生的科学素养仅仅依靠课堂教学是不够的，课外活动是课堂教学在时间和空间上的延伸。由于受时间限制，课堂实验往往存在按部就班的操作、获得预设的实验结论等现象。而实验作业就是一种能拓宽学生关注sts视野、践行“从生活中来，到生活中去”理念的课外活动。它有助于增进学生对科学实验的亲近感，增强学生的参与度，提高学生学习科学的兴趣和探究能力，也有利于学生创新思维的形成。为此，笔者从教20年来，一直把实验作业作为科学作业的重要内容，并孜孜不倦地追求适合学生发展的实验作业设计。1走出实验“边缘生

3、”角色。加深对知识的理解在课堂分组实验时，笔者发现，许多学生大多是旁观者，成为实验“边缘生”，其实他们内心深处也很想亲自动手操作，但又担心操作不规范、实验不成功被取笑。科学课程标准指出，课程的设计和实验均应适应全体学生的需要，为每一个学生提供公平的学习科学的机会，布置实验作业有助于他们走出“边缘生”角色。例如，在探究“产生铁锈的条件有哪些”时，笔者把该活动作为实验作业布置，给每位学生分发四支试管，铁钉、蒸馏水、干燥剂由学生自己准备。实验方案通过学生交流讨论，按图1开展实验。几天后，让学生自己汇报实验现象、分析实验原因，得出金属锈蚀与水、空气等物质的作用有关，也与金属内部的结构有关，笔者有意识让

4、实验“边缘生”来发言，并表扬了他们，通过几次实验作业，学生的自信心大大增强，在以后的课堂分组实验中也能积极参与其中了。实验作业在培养学生实际操作能力的同时，也有助于学生深入理解科学概念原理。学生通过完成实验作业，在真实的情境中建构科学知识，亲身体验了“从生活走向科学”的认识过程，有助于培养学生观察能力、应用科学知识解决生活问题的能力。例如，对于“植物细胞在高浓度溶液中失水、低浓度溶液中吸水”的规律，通过实验作业，让学生选择萝卜、苹果、茄子、黄瓜、马铃薯等多种材料做实验，进而加深了学生对该知识的理解。也使学生明白了家里腌菜时缸中水会增多的原因。布置实验作业，教师应该按照教学进度，结合学生实际制定

5、计划，分阶段进行。在学生动手实验的过程中，会遇到许多问题，随着问题的解决，进一步加深了学生对知识的理解和运用，提高了学生独立解决问题的能力。2 尊重学生个性，鼓励学生自主开发家庭实验教师往往会结合学情实际，对实验作业材料的准备、操作步骤、安全注意事项等方面，给予具体指导。这在实验作业的开展中，是必不可少的。但是教师更应结合教学实际，鼓励学生自主开发家庭实验。课程标准要求我们，探究活动的设计应当符合学生的认知特点，注意从学生熟悉的和感兴趣的事物出发，联系生活实际，充分利用各种器具和材料开展活动，在实验作业的开发上，教师的职责是充分调动学生的主观能动性，尽量发挥学生的聪明才智。为此，笔者规定学生结

6、合教学内容，以小组为单位，每个学期自行“开发”2至3个家庭小实验。例如，学生在探究“压强对气体溶解度的影响”时，用注射器、活塞、试管设计了一个实验方案，如图2所示。当向上拉活塞时，气泡增多，当向下推活塞时，气泡减少，由此说明了气体的溶解度随压强的增大而增加，随压强的减小而减小。家庭实验是学生独立自主开展实验的好载体，没有教师的面对面指导，拥有的又是不正规的器材或生活用品，学生需自主思考器材的替代品、实验的操作步骤。怎样获得更好的实验效果？会促使并激发学生去大胆探索，驱动学生求异思维，发展学生的创新意识。把废旧品改成实验器材，本身就包含着一定的创造过程，如洗手液瓶改装成简易的气体发生器、用马铃薯

7、作催化剂、用医用双氧水来制取氧气等。鼓励学生自主开发家庭实验，虽然制作简陋、设计不完善，但无不体现学生的主体作用和积极参与的热情，对发展学生的实践能力和创新意识十分有利。3 体现合作理念，加强同伴间交流互助科学课程标准指出，教师应鼓励学生在合作中进行学习，通过小组成员之间的合作，使学生认识到合理分工的重要性，各尽所长，互帮互学，初步养成善于与人交流、分享与协作的习惯，形成良好的相互尊重的人际关系。例如，在学习催化剂知识后，笔者布置了一项作业：让学生围绕“催化剂”关键词，以小组为单位，设计一个探究性家庭实验。许多学生通过上网查找、同学问讨论，确定了许多方案，如催化剂用量与反应速率的关系、催化剂使

8、用次数与催化效率的关系等。其中有一个小组提供的方案很有新意，如“点燃白糖”实验，具体操作为取少量的白糖放在石棉网上，点火，白糖没有燃烧，将新的香烟烟灰和白糖充分混合，再去点火，则产生蓝色火焰。通过该实验，加深了对催化剂性质和作用的理解，即催化剂能改变反应速率但本身质量、化学性质并不改变。并且通过上网搜索、同学交流，明白了“烟灰”对白糖的燃烧反应起着一种催化作用。另外对于一些需要较长时间才能观察结果的实验，如“种子的萌发条件”、动手制作生态瓶等也可通过学生问合作，以实验作业形式完成，非常适合学生发展相互协作的能力。4 激发学生兴趣，积极开展鼓励性评价 实验作业能弥补课堂实验在时间和空间上的不足，

9、有利于激发学生的兴趣和增进学习内驱力。兴趣是最好的老师，实验作业完成得好坏、质量的高低很大程度上取决于学生的兴趣程度。为此，教师首先要致力于选取趣味性较强的实验，如用收集到的干燥剂配制澄清石灰水，用米醋除去水垢、验证蛋壳成分是碳酸钙等。简单易行、生活味浓的实验作业，易激发学生兴趣。实验作业又是一项重要的科学作业，这就要求实验作业具有一定的可测目标，要求开展积极评价，而评价应以激励为主。对于实验作业中发现学生的每一点进步都应给予及时的肯定，使他们树立学好科学的信心。也要善于捕捉学生的创新点，如在学习溶液酸碱性时，通过酚酞试液、紫色石蕊试液可以判断酸碱性。笔者告诉学生，其实生活中许多花也可制成酸碱

10、指示剂，激发了学生探究兴趣，于是笔者布置了一项实验作业：自制酸碱指示剂，对花切碎捣烂，用酒精浸制，所得的浸出液可以作为酸碱指示剂，从学生反馈情况看，测试了七种花的提取液，情况如下表：教师要及时批改实验作业、通过课外个别交谈、课堂提问、向学生家长了解情况等方式来了解学生实验作业开展情况，多作肯定性评价，并积极提出一些建设性的改进意见。要及时创设展示学生实验作业成果的平台，在学习园地张贴设计方案，在实验角呈现自制教具，让学生在班级里介绍演示实验作业，让学生充分体验到成功的喜悦。5 注重能力培养，发展学生思维品质初中科学课程标准指出，倡导学生参与科学探究活动的开发，使学生在科学方法与能力上获得比较全

11、面的训练。如巧除水垢，自制简易净水器，燃烧鉴别化纤织物与羊毛织物等家庭实验的开展，就有助于培养学生的实践能力和解决问题能力。由于实验作业的器材大都是生活废品，没有损坏须赔偿的规定，学生就会大胆、无所顾忌去设计、操作，甚至重组，手脑并用，极大地开发了学生的智力，非常适合学生发展动手能力、思维能力和创新能力。实验思维品质是学生在实验探究的思维过程中逐步养成和发展的，心理学研究表明，思维及其品质是可以通过训练得到培养和发展的。林崇德教授认为，培养思维品质是发展智力和能力的突破口。教师要注重实验作业的设计应适合发展学生的思维品质。例如，在初中科学的复习阶段，笔者布置了一项实验作业：以矿泉水瓶为材料，要

12、求学生设计一项小实验，并阐述其科学道理。从完成的作业来看，既有探究液体内部压强特点的，如在矿泉水瓶侧壁从上到下扎几个孔，说明水的压强与深度有关，在瓶下部四周扎几个孔，说明同一深度压强相等；又有探究压力效果与哪些因素有关的，如矿泉水瓶装不同的水，海绵形变不同，来说明压力作用效果与压力大小有关，对同一瓶矿泉水正放倒置，来探究压力作用效果与受力面积有关；也有验证co2溶于水的，如在充满co2的矿泉水瓶内倒入少量水，振荡，迅速盖严瓶盖，会发现瓶变扁；另外又如探究力有形变的作用效果，可把装水瓶子制成一个凸透镜，两个空矿泉水瓶平放在一起，可探究气体压强与流速关系等等。通过从不同角度运用不同的知识与方法设计实验，促使学生领悟知识问的纵横联系，适合发展学生思维的灵活性品质。根据矿泉水瓶材料要求学生自主设计实验，适合发展学生思维的独创性品质。如用干电池、小灯炮、石墨棒来测验食盐溶液、纯碱溶液的导电性，加强了理化知识的整合，适合发展学生思维的深刻性品质。实验作业，不仅能帮助学生进