初中科学“边实验边学”的教学实践研究

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摘 要：为了真正把科学实验作为科学教学的重要内容，我采用学生“边实验边学”的教学形式，充分发挥科学实验的教学功能，利用各项教育资源，让学生有更多科学实验的机会，体验科学实验的乐趣，强化学习的内驱力。通过无处不在的科学实验元素真正实现学习科学的主动性、有效性，建构起无处不在的“超级实验室”。

关键词：科学教学；实验；边实验边学；有效性

为了巩固实验在科学课堂中的地位，更好地理解与体现学生学习科学的“自主探究”；为进一步提高科学教学的课堂效率，解决学习时间、空间紧张与实验教学重要性的矛盾，化解学生喜欢动手实验而硬件条件短缺的两难。我坚持相当长一段时间的探索，伴随一批学生的整个初中阶段，试着对“边实验边学”的教学实践展开了研究。

一、“边实验边学”的基本内涵

所谓“边实验边学”就是指学生在教师的指导下，一边进行实验一边学习，主张实验先行的教学组织形式，“边实验边学”与“边学边实验”有本质的区别。通过各种科学实验元素建构起无处不在的“超级实验室”，真正实现学习科学的主动性、探究性。

实验的形式是多样的：演示实验、分组实验、自助实验、创新实验等。在教师的指导下，学生通过自己动眼、动脑、动手、动口去获取知识，培养学生用实验方法探索科学知识的能力。“边实验边学”课一般安排在教室里进行。每桌一套仪器，每位学生都有动手的机会，有利于学生能力的培养。因此，从某种意义上讲，“边实验边学”起到了演示实验与学生分组实验有机结合的作用。

针对初中学生的特点，在课堂教学中，若比较多地采用“边实验边学”的组织形式，让学生通过“四动”进行学习，使各种感官受到刺激，能延长学生的有意注意时间，促使大脑对各感官传输的信息进行综合分析，进而提高课堂教学的思维密度。“边实验边学”应该是一条值得继续探索的科学教学之路，我也将继续深入研究“边实验边学”更深的内涵，拓展“边实验边学”更广阔的外延。

二、“边实验边学”的价值取向

布鲁姆有效教学理论指出：有效教学是指教师遵循教学活动的客观规律，以较少的时间、精力和物力的投入，实现教学目标和学生的个性培养与全面发展，取得尽可能多的教学效果。

1.有效关注全体学生

“边实验边学”就是让全体学生都动起来，积极主动地参与到教学环节中，而不是游离在外。“边实验边学”迫切地需要教师和学生自觉养成反思与总结的好习惯，在实验的成功与失败中反思，得到进步。

2.提高学生科学素养

我实施“边实验边学”，变演示实验为学生分组实验，提高学生体验的有效性、增强了实验教学的有效性；开展课外实验探究，提高学生科学实验素养和创新意识的有效性。

3.激发学生主动参与

学生对“边实验边学”的热情很高。首先，学生对于动手性、参与性强的活动有着天然的喜欢，因为实验的过程一定比枯燥的思考和练习来得有意思；其次，对于建构完整的知识能力体系，学生的情感参与和认知参与成正比。由于学生实验的广泛参与度使得其自身在学习过程中不断得到启发、激励，从而优化知识结构，乃至有所发现、有所创造。

三、“边实验边学”的基本要素

1.教学内容的选择

根据中学科学教学指导对能力、技能的相关要求，将对器材的要求不是很高的演示实验；将课本上的小实验和一些实验习题；将课本上的部分学生分组实验改编安排成“边实验边学”的内容。实践表明，凡是与教学过程紧密结合，便于随堂进行并利于学生动眼、动脑、动手、动口，有利于培养学生科学的实验方法和良好的实验习惯，有利于发展学生智能的内容，都可选为学生“边实验边学”教学的内容。

根据对初中《科学》（7年级到9年级）的课本、作业本以及配套的实验手册的统计，一共约有121个演示实验，34个学生分组实验，158个课本上的小实验、探究活动和一些实验习题，并经分析其知识、技能、教学目标后，结合实验类型提出可实施“边实验边学”教学的可行性建议。

2.教学时间的安排

科学探究实验和课堂教学常常争夺学生有限的时间资源，我通过“边实验边学”的教学实施，充分、合理地利用时间，大大提高课堂效率。时间的安排是灵活的、随机应变的、因需而定的、一切为提高学习有效的。

3.教学形式的安排

合理的教学形式能促进“边实验边学”的顺利开展，“边实验边学”的实施也能让教学形式更为科学和丰富多彩。我经常在课堂教学中安排讨论实验的方案设计，让学生明确学习的目标和方向；把分组实验带入课堂，使分组实验常态化；把大型的、复杂的实验分解到各小组分头完成，然后交流整合，使大型实验微型化；通过课堂向课外延伸，使课堂实验家庭化。

“边实验边学”的教学组织形式，改变了教师讲、学生听，教师写、学生抄，教师做、学生看的那种因学生处于消极地位而使课堂气氛沉闷的情况。由于学生自己阅读材料，自己做实验，还可以讨论讲述，因此，他们学习的主动性、积极性就能得到充分发挥。

4.教学仪器的选择

“边实验边学”是一种上课形式的学生实验，一般要求两个学生用一套实验仪器，对学生“边实验边学”仪器的准备要做到“五不一保证”，即仪器不宜复杂，操作技能要求不宜过高，实验规模不宜过大，一次实验所用仪器数量不宜过多，实验时间不宜过长；实验安全要有保证。

由于初中科学实验仪器一般都比较简单，多数实验都是定性的，有些定量的实验精确度要求不高。因此，我的大部分实验仪器都是自制的，可供选择的器材也很广泛。例如，没有平底试管，可用废旧的平底小药瓶来代替；没有弹簧秤，可发动学生用废钢丝绕制或直接使用橡皮筋，提出自制简易仪器。同时特别关注学生自制、使用仪器时的规范性、科学性和安全性，经常进行沟通、教育。我在这方面也做了一些尝试与探索，积累了不少资料。本人在《初中科学实验教学的创新之路》一文中已有具体的阐述。

四、“边实验边学”的课堂结构

“边实验边学”课堂一般包含下列三个环节：“设疑引学―辨疑解难―释疑巩固”，下面略作诠释：

1.设疑引学

设疑引学是教师通过一些科学实验现象和问题情境，使学生产生疑问，提出需要解决的问题。

例如，在一次学习“电阻”的知识时，我特意开设了一堂开放性的“边实验边学”的试验课。首先给学生一个明确的任务：“测量小灯泡电阻的大小”，但是不为学生框定实验所用的器材，只为学生准备了干电池、学生电源、小灯泡、定值电阻、电流表、电压表、滑动变阻器、电阻箱、开关和若干导线等许多实验器材，由学生自己进行挑选来完成实验，让学生按照自己的想法来设计实验。

学生遇到的第一个问题就是什么是电阻？于是他们看书、问教师……当了解电阻的概念后，新的问题又来了：怎么测电阻呢？电阻跟哪些物理量相关呢？只会测电压、电流有什么用呢？形成问题链。当我提示学生联想到欧姆定律的时候，出路自然就找到了，“伏安法测电阻”的知识及其研究就此展开。

2.辨疑解难

辨疑解难是要求学生对他们所提出的问题进行假设，估计可能的结果是什么，然后引导学生讨论如何用实验进行研究，拟订实验方案，并在学生实验观察和测定的基础上开展小组或全班讨论分析。学生在这一教学环节中，通过看书、观察、实验、思考、讨论、争辩、答问、练习、应用等，做到“四动”，从而既学到了知识，又培养了能力。

3.释疑巩固

释疑巩固是在教师的指导下排除疑问，通过练习、应用、小结等来运用和巩固所学的知识。上好“边实验边学”课的关键在于放手让学生去看、去想、去做、去说，尽量让学生提出问题，大胆猜想，设计实验方案和进行实验。教师做的主要工作是巡视、集疑、布疑，对个别学困生进行适当辅导。对难点、重要的概念、分歧大的问题，组织学生讨论。在设计“边实验边学”方案时，应注意了解学生的实际，对实验教学中可能出现的问题、可能遇到的困难等，都要作充分的估计和准备。我希望通过对研究实验课题的合作解决，来学习隐含于问题背景后的科学知识，形成解决问题的技能，形成自主学习的能力。在适当的地方，教师需给予必要的点拨。

五、“边实验边学”的教学效果

“边实验边学”能够起到演示实验与学生分组实验的综合作用。在演示实验的基础上，认真做好学生分组实验，可以激发学生学习科学的兴趣，培养学生的能力，提高学生的科学素养。

1.有利于调动学生的学习兴趣和积极性

培养和提高学生的学习兴趣是当前科学教学改革研究中的重要课题之一。“边实验边学”不仅有效提高学生的学习兴趣，而且极大地调动学生的学习积极性。我对试验班级和对照班级分别在入学时和毕业前做过关于科学学习兴趣的问卷调查，结果如下：

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数据表明：通过百分数对比，实验班学生“喜欢科学”的人数在不断增加；“不喜欢科学”的人数在不断减少。另据问卷：在试验班学生所学的课程中，科学是学生最喜欢的学科。

2.有利于学生理解和掌握知识

对照班级和试验班级都参加过全校、全区统一命题的期中、期末教学质量检测。我曾经就测试中的实验题、与实验相关的探究题等，对两个班级的学生答题情况进行分析，也把试验班学生的答题情况和全校、全区的该题得分率进行比较，表明“边实验边学”的学生学习效果有明显优势。

例题：粗细均匀小木棍长L，一端绕铁丝，直立漂浮水面，露出L1，直立漂浮于另一液体中，露出L2，求此液体的密度。

当时此题总体得分率63.4%左右，试验班得分率高达93%。得益于当时学习“密度计”时，是用“自制土密度计”来进行“边实验边学”的，学生经过制作、实验、应用、分析，对其原理已比较熟悉，此题得分率自然较高。

3.有利于培养学生的实验能力

探究能力的培养是写入初中科学教学指导纲要的，是学习科学必须达成的基本能力。中学科学实验教学的现状是学生动手的机会太少。开展“边实验边学”，极大地增加了学生实验操作的机会，因此十分有利于培养学生的实验能力。

学生在九年级参加校方每年组织的科学实验操作考查中的一次性通过率基本保持在100%；在各级各类创新、发明创造、实验操作技能比赛中，有多人获得优异成绩。这应该得益于学生平时一贯以来边实验边学习、边思考边进步。

六、结论与反思

1.结论

我建议在教学中教师应拘泥于书本，不迷信权威，不墨守成规；尽量减少对学生的限制，并适时适度地给学生以帮助，鼓励学生充分发挥想象力和主观能动性，独立思考，大胆探索，标新立异，将自己的创意、创想实验带进课堂。培养学生的观察能力、勇于探索的意志力、实事求是的科学态度，训练学生通过实验的归纳、综合、抽象等思维方式，逐步掌握学习和研究问题的基本方法。

2.反思

实施“边实验边学”的过程中发现，学生的个体差异还是会影响教学效果，人的接受能力有快有慢，动手能力、思维能力有强有弱，导致不能全部与课堂教学的步调一致。不同的学生来自不同的家庭，不同的成长环境也令学生对“边实验边学”的认可度有差异。

毕竟，知识不等于能力，“边实验边学”也不是万能的，不能涵盖所有的知识点，不能培养全部的能力，也不是所有的知识都可以实验化的。尽管“边实验边学”的有效性已经得到印证，但我也不会盲目的用它取代全部的其他优秀的教学手段和措施。

“边实验边学”教学是一种低容量高密度思维的教学组织形式。可以因材施教，切合初中学生的实际课的容量。但是低容量一定会影响教学进度，现行的课时制度不允许有太多的时间慢慢探究、细细品味。因此，影响整体教学进度也不是我的初衷。高密度的思维状态，较长时间的保持有意注意，这种持续的亢奋是否会给学生带来负面影响，有待于我们进一步研究。

（作者单位 浙江省杭州市采荷中学教育集团）