新课程背景下学生实验包的开发研究

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摘 要：本文针对八年级（上）科学课堂教学中遇到的困难展开讨论，试图通过引导学生在八年级（上）科学电学内容的课堂教学中，使用实验包进课堂这种方式给学生创设实验情境，激发学习动机，对科学实验包开发的有效性进行研究。

关键词：科学；电学实验包；课堂教学；科学素养

一、问题的提出

我校一直在进行实验包的使用研究。笔者也曾尝试利用电学实验包让学生进行课外自主探究实验。但由于课外时间难以控制，课外使用电学实验包总是不能很好地发挥功效。

事实上，学生对科学实验的兴趣超乎我们的想象。根据笔者对所任教的八年级两个班112名学生的调查，有105人表示喜欢做科学实验（比例达93.75%）。然而，在实际的教学中，大多数实验是教师演示实验，只有3次学生实验，远远不能满足学生做实验的愿望，学生对动手做实验充满渴望。

由此，笔者和组内另一位教师为任教的两个班提供了电学实验包并在课堂上使用，以这两个班作为实验班，另两个班作为对照班，试图在教师的引导下让学生在课堂上开展自主探究实验活动，通过对照研究，了解在课堂上使用电学包对学生学习的积极影响。

二、电学包的准备与指导

1.电学包的器材配备

根据八年级（上）第四章电学内容，电学包的配备相对容易，都是学校实验室能采购的。实验包所需材料如下：干电池3节、单头夹导线4根、普通导线8根、小灯泡10只、小灯座3只、开关3只、电流表1只、电压表1只、滑动变阻器1只、定值电阻一组3只（阻值不同）、不同规格的铜镍铬合金各2条。

课堂上使用电学实验包，往往导致上课时间紧，若每次都将整个包带进课堂，让学生选择合适的器材做实验可能会来不及。因此，我们又为每个小组准备了一个木盒子，并贴上组别标签，每次课前视课堂实验需要，提前放好需要的器材。

2.电学包使用指导要点

（1）课堂上小组分工指导。由于是在课堂上使用电学包，所以只要使用班级原有的合作小组进行实验即可。小组的科学组长负责课前领取本组实验包，清点器材，并在实验中协调小组同学的分工。实验完成后要清点好材料，有破损的及时汇报。

（2）培训几个实验盒准备员。每个班级分10个小组，所以每次要准备10个实验包，因此笔者根据自愿原则从班级中挑选了3名学生，培训他们成为得力的实验盒准备员。3位实验盒准备员每天固定时间到办公室，根据第二天课堂学习情况准备，配备好需要的实验器材。

（3）确定哪些实验为学生实验。经备课组内教师探讨，本章教学过程中，我们一共做了12个学生实验，除大纲要求的3个学生实验之外，我们将7个教师演示实验改成了学生实验，还增加了2个实验。

三、电学实验包进课堂的实践

1.利用实验包，让学生自主建构电学概念

以初二学生的认知水平，他们已经理解了一些电学、电路的概念，但这些概念是无组织的，调理性差的，甚至是错误的。因此，在电学教学中我们要引导学生从生活经验出发，利用动手实验的方式，主动探究，主动实验，主动建构科学的电学概念。而在这个主动建构的过程中，教师不能越俎代庖。

导体、绝缘体概念教学实例：

开场白：“我们连接电路时用的导线是铜线，铜容易导电。那不同物体导电能力一样吗？同学们想不想自己做实验试试看？”

学生跃跃欲试，拿出准备的实验盒，并从自己身边、抽屉里、书包里找出各种物品，有的学生将铅笔剖开取出铅笔芯，女生甚至从头发上拿下发夹，还有的学生用矿泉水瓶改装水，接好简单电路就开始实验了。

学生有了几次实验经历，对教师发出的指令都很配合。教师让学生总结哪些是容易导电的物品，哪些是不容易导电的物品，从而很轻松的解决了概念问题。

适当补充学生由于课堂限制无法得知的知识，如油、陶瓷，并补充玻璃的导电能力随温度的变化录像。

在本章教学中，还有一些概念教学，也是采用学生实验的方式进行，让学生通过实验，教师引导学生主动建构起概念。例如电路的三种状态：通路、开路、短路教学，串并联电路概念教学等。

2.利用实验包，让学生透过现象看本质，认识电学规律

下面就以欧姆定律的教学为例，讲解课堂上是如何让学生利用实验盒来学习的。

“我们已经学习了电流、电压、电阻三个物理量，今天，我们要将三个物理量放在一起研究他们之间的关系，这也是本章学习的核心。先请同学们思考我们以前进行浮力影响因素实验研究时，有3个量，我们是用什么办法的？”学生纷纷回答“控制变量”。“今天研究的这三个量也一样要用控制变量法。那这三个变量中哪个是自变量，哪个是应变量？”学生很快回答了：“电压和电阻是自变量，电流是应变量。”由此确定了研究的两个主题：R一定时，I与U的关系；U一定时，I与R的关系。

学生根据实验要求，设计出电路图，发现两组探究的电路图都一样。“在实验时我们测一组数据够吗？那应该测几组数据呢？”学生顺利地理解了要多次测量取平均值。

按传统教师演示实验，在实验之前肯定要先讲滑动变阻器的两个探究实验中的作用，但笔者认为，还是让学生在实验中自己体验、领会滑动变阻器的作用比较好。于是，就让学生按照八年级（上）书本138～139页的图以及表格进行实验。实验数据根据提供的实验器材有一定变动：研究U一定时，I与R的关系实验中，将书本要求的电阻改为5欧、10欧、15欧。

学生在实验过程中，果然遇到了难题，电压1伏、2伏、3伏、4伏怎么做到？当电阻从5欧变成10欧、15欧，电压变了，怎么办？组内、小组之间展开了热烈讨论，有的试着改变滑动变阻器来达到目的，从而发现原来滑动变阻器在第一个实验中是改变电阻两端电压的，而在第二个实验中又是保持电阻两端电压不变的。

学生实验结束后，学生自己就能总结出欧姆定律，不用教师费口舌。就连最难理解的滑动变阻器的两个作用也只要教师总结一下，无需过多解释，学生就能很好地理解了。

欧姆定律传统的从理论分析、画电路图，到教师演示实验、讲解，得出结论是个冗杂的过程，学生总感觉晦涩难懂。如今放手学生自己实验，让学生透过现象自己体会本质，教师只要点拨，就事半功倍了。

像这样的电学规律的学习，我们在课堂上让学生自己实验，观察现象，体会本质。例如：串并联电路电流特点，串并联电路电压特点，影响导体电阻大小的因素等。

3.利用实验包，让学生用实验协助理论攻克电学难点

（1）利用实验包，帮助学生解决难题――连实物图

根据电路图连接实物图中并联电路的连接是初学电路时的难点之一。为了攻克并联连实物图的难关，在进行并联电路教学时，笔者在课堂上进行了如下步骤的教学，为连接并联电路实物图的教学埋下伏笔。步骤：①提供实验盒，让学生用自己的方法，按要求将实物电路连接好，电路要求如下：2个灯泡、3个开关、一个电池组、7段导线，要求1开关控制总的电路，2开关分别控制2个灯，2灯能分别控制亮暗。②学生开始实验。这个过程用了较长时间，其间学生热烈讨论，有的苦思冥想，拆了又装，有的到别组学习经验，最后班里有一半以上组完成了任务。③让成功的组员代表上讲台演示方法。然后教师总结两种方法告诉学生。方法一：正负极开始（分支路连接法）。步骤：先找电源；然后从电源正极（负极）开始，沿电流方向先接其中一条支路，直到电源负极（正极）；最后找准分支点，再将另一条支路连到两分支点之间。方法二：中间开始。步骤：先将几条路并列连上，并确定分支点；然后从分支点开始补全电路的干路部分；最后尤其注意电表和电源的正负接线柱。

用连并联电路实物的方法替代直接教学实物图连接作图的教学，学生有亲身体验，而不再是纸上谈兵，他们连接的成败都直接由电路连接结果可以看出，又容易改正错误，又有成就感。在后一课时的学习中，再让学生进行实物图的连接，很多学生就领会了作图关键，错误的同学只要稍加点拨也能很快纠正，整个教学和课外作业辅导反馈省了很多力气。

（2）利用实验包，帮助学生度过难关――电路故障分析

电学是应用性科学，当然会在实际应用中出现各种电路故障，而电路故障的分析是本章学完后的一个综合内容，由于综合性强，对学生电学综合运用分析能力要求高，因此是学习的难点。俗话说“眼见为实，动手实践”，让学生在“做中学”是电学学习的基石。因此，在教学中，尝试利用实验盒，用实践结合理论帮助学生渡过这个难关。下面就电学故障分析这课一时，例举如何运用实验分析故障。

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例：如上图，闭合开关时，两灯都不亮，电压表示数为0。则原因可能是（ ）

A.L1短路 B.L2短路 C.L1开路 D.L2开路

上课这道例题的讲解步骤是：①学生分组利用课前准备好的电学实验盒实验，将每个答案都用实验演示过，看看那个答案符合题意：两灯都不亮，电压表示数为0。②学生实验后分小组将分析写出，教师将学生的分析在实物投影中展示，共同评判，最后师生共同得出原因：L2开路。③用该实验电路图及装置，完成补充实验：第一，用导线将L1短路，观察电压表读数；第二用导线将L2短路，观察电压表读数；第三将L1拧下，观察电压表读数。④学生展示实验结果：电压表无读数；电压表有读数，且等于电源电压；电压表有读数，且等于电源电压。⑤教师板演，从电路理论分析，师生共同总结。电压表无读数故障：无则内短外开（电压表两节点跨度之内短路，或两节点跨度之外开路）；有则内开外短（电压表有示数，则电压表两节点跨度之内开路，或电压表两节点跨度之外短路）。接下来这节电路故障分析课，都是让学生先理论分析故障问题，不明白之处再通过故障演示实验，组内探讨，再回到理论分析，这样就将难点分解解决了。

类似利用实验盒，让学生动手实验来解决理解上生硬、晦涩的例子还有很多。如为了让学生理解“串分压”，在学生实验课“用电压表和电流表测电阻的电阻”时，加入一个实验（电路图如下），移动滑动变阻器，观察电压表读数变化，直观体会串联电路两电阻是根据电阻大小分电压的，为下课时“电路连接”从理论上分析“串分压”做实践铺垫。

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四、效果与反思

1.取得的效果

电学实验包的开发和实践，至少在以下几个方面取得了不错的成绩：（1）激发了学生的好奇心和主动学习的原动力；（2）我们采用的实验技能考评表和教师考评用表可以得出，学生动手实验能力大大提升；（3）学生成绩提升明显。

2.拓展与反思

诚然，我校的实验包的开发研究还处于发展阶段，我们可以做的还有很多，如组织小组成员购买增加一些仪器，进一步充实八年级（上）的电学包，高效运作，更全面客观的评价制度还有待进一步研究，只有这样才能从根本上激发学生学习的主动性和原动力。

参考文献：

[1]潘菽.教育心理学[M].北京：人民教育出版社，2007.

[2]陈志伟，陈秉初.中学科学教学论[M].杭州：浙江教育出版社，2007.