初中科学实验改进与创新途径浅谈.doc

初中科学实验改进与创新途径浅谈虽然已经连续进行了两年的初中科学教师实验改进与创新比赛，也有很多老师通过自己动手，又或者观摩其他老师的设计作品，对实验的改进与创新，已经有了些心得体会，但是，这仅是局限于比赛期间，而且是局限于少数的老师，这就出现了，有许多学校，上送的作品与其的科学老师数量完全不成比例。究其原因，无非两个方面，一个是动力不足，辛辛苦苦改进了实验，如果得不到认可，那不是“一腔热血，付之东流”了吗？二是从何下手呢？教材中的科学实验非常多，哪些可改，怎么改，老师们往往束手无策。本文即针对于此提出个人的一些想法和做法，使老师们能对实验的改进与创新有个更好的认识，能尝试着去做，并能应用于日常教学工作。一动力何在？为进一步加强初中科学实验教学，提升科学教师对实验教学重要性的认识，提高教师实验教学技能，促进科学教学质量的提高。这是我们绍兴教研室下发的关于举行初中科学教师实验改进与创新比赛的通知中，有关于这此比赛的目的的说明。但对于科学老师来说，从这儿获取动力显然效果不佳，是不是应该这样想，我们做这件事，是需要花费大量的精力的，但是，我们做了这件事后，可能收获的并不只是这么一个实验而已，即使是没有获得专家认可的实验，你也可能“失之东隅，收之桑榆”。也就是说，设计了一个实验后，我们希望能更多地做些文章，把“收益”最大化。就我个人体会，我觉得，下面两点，就是我们老师在做件事情时可以收获到的。1一个小实验，就是一篇好文章。我们有许多老师，当需要论文时，才会急急忙忙去写，而这时可能又找不到可以写的东西，于是东拼西凑，质量肯定不会太高。这儿就有一个很好的你可以取材的地方。当我们在关注实验创新的时候，那些自己通过努力做的，又或者别人做的自己观摩了很有感觉的实验，其实是都可以形成一篇好文章的。这个圆盘是我们学校的一位老师在上杠杆时使用的一个改进实验，其目的是想突破力臂的教学难点，我听了以后，觉得效果挺好，当时也没仔细去想怎么好，过了可能有半年，自己需要文章了，苦于没有想法，突然就想起这个实验来，于是重新做了一个，结合自己的理解，就写了这么一篇文章，运用构建模型法突破“力臂”教学难点的尝试，发表在教育教学论坛2012年第8期上。后来，这篇文章在高职评定中起了大作用，那是不是应该感谢这个实验呢？通过这件事，自己还是很有感触的。关注一个实验，通过自己的认识，说明原实验的不足，阐述新实验的优势，利用这个实验如何开展教学，还可以怎么改进，等等方面都会使你的文章，言之有物，朴素实在，那就解决了很多老师，一写文章就假、大、空的毛病。所以，一个创新实验对于老师来说，或许能带来一篇好文章，相对于实验，这篇文章可能对老师的帮助更大。2一个好实验，就是一堂精彩的课。每个老师都希望自己能上好课，一堂精彩的课可能会让老师终身受益。有很多有经验的老师，一接到课题，首先想到的就是这节课能不能设计出别出心裁的实验？因为一个好的实验，是一堂课最大的亮点，是会给听课的人最深刻感受的地方。历届省、市优质课评比，胜出的都是那些实验设计高出一筹的老师。在最近的省优质课评比中，我市浣纱初中的邱亦斌老师的课荣获一等奖。这堂课中给人印象最深刻的就是对焦耳定律实验的改进。就是图中这个实验装置。我有幸亲临现场，当学生在分组进行实验时，底下听课的老师，都非常聚精会神的看着大屏幕上的“直播”，当看到泡沫塑料被电阻丝切断时，有许多老师都情不自禁的鼓起掌来。可见，老师们对这个实验的认同。这样的课，怎么会不成功呢？很多老师都抱怨上课设计不出亮点，特别是在各种展示课上。那么很多好课都能给大家启示，平常多关注实验改进，日积月累，在需要用时，就可以拿出来，这也是实验改进能给我们带来的又一个大好处。二途径何在？有些老师说，我也很想做一个，但是怎么做呢？要改进一个实验，甚或创新一个实验，是多么难的事。其实也未必。只要我们有心，“条条大路通罗马”，下面就介绍三条途径，以期抛砖引玉。1小物品，大妙用。一只可乐瓶,能做哪些实验呢？大气压压强与水深的关系气体膨胀对外做功温度降低水火箭绿色植物光合作用产生氧气的实验仔细想想，可能还有很多，这些并不一定是自己设计出来的，有些是其它老师做过的，又或是网上有介绍的，你觉得都可以整合起来，并成一个系列的，那都可以拿来用，这就是一个很好的实验改进的点子。我也曾做过一个“一瓶多用”，用的是有一种绍兴黄酒的扁瓶。就是这种。最初是想演示微小形变，这也是我们老师非常熟悉的改进实验之一。这时就接到改进实验的任务，就想着怎么把这个做成一个系列。经过一番“折腾”，这个扁瓶大至还可以完成下面一些实验。大气压存在的实验。在整个装置中，灌满水，然后用大拇指按住导管（要细）口，倒过来，放手，水不会流下来，证明大气压的存在。证明分子间有间隙。习惯用的是长玻璃管，在混合时，有许多老师觉得不便，那用这个装置也可以做，先加入水，再加入酒精（染成红色，使现象更明显）至管口，然后用大拇指按住导管口，上下颠倒几次，就会发现液面有明显下降。演示植物光合作用产生氧气的实验。在里面加入碳酸氢钠溶液和新鲜芹菜叶（试了很多，这个效果不错），放在晴天的中午阳光下，不到十分钟，就可以看到产生的大量气泡（如图），用带火星的木条试验，看到带火星的木条复燃。配合电路，可演示焦耳定律。其实还可以是一只易拉罐，一个气球等等，只要有耐心，边试边改进，我想，我们老师一定可以做出很多系列来，因为有许多，我们平时就在用，只要稍加总结，整理，就可能是一个很有价值的改进实验。曾经看到过云南有个化学老师，立志用矿泉水瓶解决西部贫困地区开展化学实验的困难，他通过努力，用矿泉水瓶代替水槽、试管、烧杯、集气瓶、漏斗等等，完成了教材中85%的化学实验，这个矿泉水瓶系列足以震憾人心。利用这些身边就有的物件进行实验，还有一个很大的好处是，老师试验成功后，可以教学生去做，器材现成就有，这会极大提高学生学习科学的兴趣，而老师也收获了很多的心得体会，要写个文章，还不是“手到擒来”。2易操作，少污染，用量少，现象明显。这是我们进行实验改进与创新时，所想达到的效果，显然，它也可以指导我们如何对实验进行改进。浙教版科学教科书编入的实验不仅在数量上比旧教材多，而且实验的取材新颖，贴近生活，趣味性强，可操作性强。但是，由于现行教科书上实验的设置还不是很完善，学校的部分仪器也没能及时配备,实验的安排在时间上和实际教学时间的安排也存在矛盾，做起实验来效果并不理想，甚至经常遭遇失败，从而影响了教学的效果。所以，在平时的教学中，我们老师也有对很多实验进行改进的愿望。我想，这时候，千万不能让这种愿望轻易“溜走”。在探究燃烧条件实验中，教材中的实验虽然对比强烈，但是在实际操作中，却有着几点小问题，一是铜片上的白磷燃烧时产生的大量有害白烟，对教室造成的污染，二是铜片上的白磷靠热水加热，比较费时，三是为了解决污染，改为向热水中的白磷通氧气，但是热水中白磷又会四处游走并形成小液珠，实验时就需要不断的“追寻”这些白磷，给操作带来不便。有许多老师已经在实际教学中发现了这些问题，而且无法忍受这样的演示实验出现在课堂上，都积极进行了各种改进。我在教学中，常采用如下的改进实验进行操作。为了防止生成的五氧化二磷扩散到空气中，改用如图的封闭装置。具体做法是将红磷、白磷分别放入大试管中，试管需要用20厘米长、25厘米直径的大试管，用橡皮塞塞住试管口，以保证试管内有较多的空气，完全封闭后再将两试管同时浸入热水中进行对比实验。这样白烟外泄的问题得到了完满的解决。大约几秒钟试管内白磷就会自燃，这样，节约了实验的时间，也避免了环境的污染。为了解决向热水中通入氧气时将白磷吹散的问题，将向热水中的白磷通入氧气的实验做法改成了用漏斗罩住热水中的白磷，经过多次反复试验，实验现象比较明显且实验的成功率很高。在很多的时候，实验的改进并不是一件需要“大动干戈”的事，或许只要稍加改动，就能获得很好的实验效果。演示气体对外做功，内能减少的实验时，如果按教材中描述，在吸滤瓶内装入少量的水，并滴入几滴酒精，用气筒往瓶里打气，当塞子跳起时，瓶内和瓶口出现的白雾并不明显，靠后面的学生根本看不见。出现此种现象的原因是：瓶内水的蒸发量不够，瓶内空气中的水蒸气较少所致。针对实验弱点，我们可采取以下措施：将瓶内少许的水和几滴酒精都换成酒精或乙醚。由于酒精或乙醚容易蒸发，当用力打气使瓶塞跳击时，瓶中就会冒出浓浓的“白雾”，可视效果极佳，而且只要按正常程序操作，实验一定会成功。还有一种思路是，对实验本身并不作改动，我们要做的是能不能把实验过程整合起来。牛顿第一定律的实验过程，教材中的原实验是分三次在不同的表面上做的实验，实验现象分立，要逐个讲解，实验时间较长，效果不佳。很多老师在上这个课时都会有这种感觉。我在网上看到这么一个改进实验，试做了一下，觉得效果挺好的。基本思路就是，搭建三个平面，选三个相同的斜面，三个相同的小车，同步同时操作，让现象可以直观明显。我觉得，好实验是完全可以借鉴的，他山之石，可以攻玉，毕竟一个人的创造力还是有限，别人好的点子，拿来试做，并能做成功，用在日常教学中，这就是件很好的事，而且我们做了以后，可能你会觉得还有可以进一步改进的地方，那这个改进实验就有了你的功劳。3开发玩具的教学功能其实我们老师在实际的教学中已经在大量使用了，这是因为许多玩具不仅现象奇特，好玩有趣，具有丰富的科技含量，而且，玩具的做工比较精致，严密，这是我们许多老师依靠自己的“手艺”无法达到的，还有就是如果在教学中引入这类玩具，开发出这类玩具的教学功能，往往能极大地激发学生的学习兴趣，产生很好的教学效果。例如在学习动能和势能的相互转化时，我们可用学生普遍爱玩的玩具“溜溜球”。让一个学生上台表演溜溜球游戏，游戏时，把细绳全部紧紧地缠绕在中轴上，用一手指套住圆环。将溜溜球释放后它就会马上逆细绳缠绕方向转动，竖直下落逐渐解脱细绳的缠绕，直到细绳全部展开为止。随后，它又会自动顺着同一转动方向往上爬，使细绳重新缠绕在中轴上。当溜溜球停止转动后，随即又沿反方向摆脱细绳缠绕转动下落，然后上爬。下落、上爬，周而复始。只要下甩上提得法，溜溜球就会不停地转动起来，饶有趣味。学生在轻松愉快的氛围中理解了动能和势能的相互转化。这时学生还有两个困惑：1、溜溜球玩得不好时，每次上爬的高度会比下落时的高度越来越低，最终停止，这是为什么呢？2、有些同学玩溜溜球时，下甩上提动作协调，球下落上爬周而复始永不停止，这又是为什么呢？经讨论得知，原来，由于球在绳子上每次下落上爬时，与绳之间有摩擦，一部分机械能转化为内能而损失，所以球每次上爬的高度都会低于下落时的高度。下甩上提得法，就能解决这个问题，为什么呢？原来，下甩上提正是对因摩擦而损失的机械能进行及时的补充。强烈地好奇心，往往能驱使学生对问题进行热烈地讨论，在不断质疑中使问题得到解决，并共同享受运用科学知识解决问题所带来的快乐。许多的玩具实际上就是一个“黑箱”，显示的现象非常生动有趣，可以唤起学生丰富的想象力。运用它来组织探索活动，不仅可使学生巩固一定的知识，而且可以学到玩具的巧妙构思和探索研究的科学方法。在学习“永动机”时，给学生出示一种曾令爱因斯坦都感到震惊的玩具。这种叫自动饮水鸟的玩具，小鸟一会低头把嘴喙伸到盛水的器皿内，一会又抬起头来。只要器皿内有水，而且空气湿度不十分大，小鸟就会循环运动不止。分层次地逐步给学生必要的提示，探索它的结构和原理，这是很有意义的。“饮水鸟”体内装有易挥发的液体乙醚，在不动的情况下，尾部下半部分是液体乙醚，上半部分是气体状态。当有人往鸟头部的棉布层点上冷水时，头部遇冷，吸收周围空气热量，气压下降，尾部的液体因为吸力沿颈部上升。这样一来，鸟头部的重量在增加，尾部的重量在减轻，重心位置发生变化，于是就出现俯仰现象。当重心超过脚架支点而移向头部时，鸟就会低头，当嘴部接触到水面时，水顺着嘴的毛细组织又上升到头部，鸟头又会变湿，此时，部分乙醚液体保存在中间玻璃管中，与下面的液体分离开来，但其位置仍是倾斜状，液体又会流下来，鸟的身体直立。此时鸟的头部已经变湿，于是又会再次出现上面的一幕，循环往复，直到盆中的水被鸟喝干后，头部不能再变湿，才不再低头喝水。那么，自动饮水鸟是永动机吗？学生通过亲身体验，集体讨论，就会得出，原来,