科学分组实验教学的有效性

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【摘要】只有我们科学教师抓住了每个分组实验的内涵，走发展学生思维一路，把仪器、原理、实验步骤这几个要素通过教师引导，学生自主讨论整合在一起，学生们按自己思考过的步骤去实验，才会反思实验过程中出现的问题，学生们才有真正的收获，思维才会发展。

【关键词】分组实验 问题 内涵 发展 学生思维

众所周知，科学是以实验为基础的一门综合学科。丰富的科学实验为学生的学习提供了认知背景，可以激发学生学习科学的兴趣，帮助学生形成科学概念，获取科学知识，提高观察和实验能力，还有助于养成实事求是、严谨认真、团结协作的科学态度。分组实验是实验教学中不可缺少的组成部分，其功能不言而喻。

一、目前分组实验教学存在的问题

（一）不明不白、盲目实验。在实验时，有的学生往往一无所知（或许是教师没有吩咐学生预习，或许是学生认为不值得预习）无从下手，要么坐在一边袖手旁观，要么模仿同学，要么看着实验报告照方抓药，边看边做。旁观者，怎能谈得上操作技能的培养，他们常常手忙脚乱，时时顾此失彼，何谈得上观察能力的提高，其结果，不但不能实现实验目的，反而损坏了实验仪器，制造了实验事故，例如：有位学生在做高锰酸钾制取氧气的实验时，看到其他同学已经将已经将带火星的木条复燃了，他就非常着急，慌忙的从水槽中取出氧气立刻去检验，他顺手就把酒精灯移开了，正好他连接的仪器是口朝上，结果造成水倒吸，致使试管炸裂了，实验桌上狼藉一片，当他看到这样的惨状，才意识到盲目实验是非常危险的。

（二）不规不范，随意操作。学生实验时常常不拘小节，细小的不规范的操作时常出现。例如，使用酒精灯时，灯帽乱放；倾倒液体时，标签没有朝着手心；取完药品后，瓶塞没有及时盖上；试剂瓶到处乱放；用过的火柴乱扔在地上或水槽中；试管中的液体超过试管容积的三分之一；使用胶头滴管吸取和滴加液体的操作错误；用铁架台的铁夹夹持试管的位置不正确等等，虽然上述现象对实验并无大的影响，教师也不应该视而不见。

（三）不探不究，草草过场。初中学生的年龄特点决定了他们不可能自觉地进行实验的探究活动，他们进行实验只是按照实验册上的要求，一项一项地实验，一步一步地观察，一条一条地记录，只是把实验草草地过一遍，根本达不到实验的目的。

二、分析存在的问题原因及对策

以上的问题，固然有教师方面原因，当然也有学生方面的。作为科学教师从刚开始当老师起一直被分组实验问题所捆饶，近几年在自己研究科学课的课堂教学比较成熟之后，我开始关注分组实验怎样做到像平时课堂教学那样有效，我想存在以上现象肯定有其背后的原因，如初中生比较好动，而且在实验室做实验一般一个月也只有一两次当然比较兴奋，当然有我们科学教师的原因，也许我们对科学分组教学课的备课没有像在教室上的课堂那样精条细啄。下面我就近段时间探索内容通过一个案例介绍一下：

实验的内容是：测定硫酸铜晶体中水的含量。桌上摆放的仪器有：天平、酒精灯、三角架、火柴、研钵等。课上，教师先分别出示硫酸铜和硫酸铜晶体，然后告知学生白色的是硫酸铜，蓝色的是硫酸铜晶体。“为什么硫酸铜晶体会呈蓝色的呢？”带着这个问题，教师演示了白色的硫酸铜粉末遇水变蓝色的实验后指出：硫酸铜晶体中含有结晶水，白色硫酸铜遇水会转化为蓝色的硫酸铜晶体。硫酸铜和硫酸铜晶体是两种不同的物质，它们的化学式分别是CuSO4和CuSO4·5H2O。接着指出，硫酸铜和硫酸铜晶体在一定条件下可以相互转化，硫酸铜遇水会转化成硫酸铜晶体，而硫酸铜晶体在受热的情况下会分解成硫酸铜和水。

师：如果要想知道硫酸铜晶体中水的含量，也就是要确定硫酸铜晶体中结晶水的质量分数。有哪些办法？

生：根据硫酸铜晶体和水的化学式，可以计算出硫酸铜晶体中结晶水的含量。

师：怎么算，大家算算看。

学生们根据有关物质组成中元素质量分数的计算方法开始计算。结晶水的质量分数为：

师：这是理论的方法。我们还有什么办法可以确定硫酸铜晶体中水的含量呢？

生：用实验的方法，对硫酸铜晶体进行加热，使其中的水分蒸发出来。

师：能说得具体一些吗？

生：要先取一定质量的硫酸铜晶体，对它加热后质量会减少。减少了的质量就是硫酸铜晶体中水的质量，这样就可以算出硫酸铜晶体中水的含量。

师：很好。我们今天就是用这个方法来测定硫酸铜晶体中水的含量的。为完成这个实验，我们需要哪些仪器？

生：需要天平、酒精灯、三角架、火柴。

教师提示学生还需要一个盛放硫酸铜晶体进行加热的容器——坩埚。在这个基础上，教师组织学生利用实验的原理和给定的实验器材设计实验方案，并组织学生对实验方案进行讨论。

接着，教师向学生介绍干燥器，并要求学生坩埚加热后要放到干燥器里冷却。

在接下来的实验过程中学生能有效得避免以上提到分组实验中出现的问题，使整个分组实验过程有目的性，充满思维。

在以上实验教学中，我不是简单地让学生按照课本规定的实验步骤去测出硫酸铜晶体中结晶水的含量，而是让学生参与实验方案的设计过程。在明确实验目的后，让学生实验器材，设计实验步骤，并引导学生对所设计的实验方案进行讨论，加以完善。这些讨论需要科学理论的支持，更需要思维的严密性、批判性和反思性。所以，它不但能使学生更深刻地理解实验设计，而且能够极为有效地发展学生的思维。

三、反思及提升

实验并非简单的机械操作，培养学生实验操作的技能并不是实验所要追求的唯一目标。实验需要学生做到手脑并用，这里所谓的用脑，既有将实验操作与科学原理相联系，又有使学生在实验中得到思维的训练。以上只是一个科学教学中化学部分一个案例，其实无论是物理、生物、地球宇宙部分的分组实验都无非有仪器、原理、实验步骤等几个要素组成，只有我们科学教师抓住了每个分组实验的内涵，走发展学生思维一路，把仪器、原理、实验步骤这几个要素通过教师引导，学生自主讨论整合在一起，学生们按自己思考过的步骤去实验，才会反思实验过程中出现的问题，学生们才有真正的收获。

参考文献：1、初中科学教材及参考书（第四册）

2、初中科学教学案例研究（2006.12）