抓好“龍頭”實(shí)驗(yàn),提高初中科學(xué)課的教學(xué)效率

學(xué)?？茖W(xué)是一門以試驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，在教學(xué)過程中，如何通過試驗(yàn)現(xiàn)象來誘導(dǎo)同學(xué)步入最佳的思維境地，揭示和理解自然規(guī)律，以此提高同學(xué)把握和應(yīng)用科學(xué)學(xué)問的力量，這已成為每位老師所關(guān)注的問題。而對(duì)于課本中一些舉足輕重，在某一單元乃至在全冊(cè)課本中有重大影響的“龍頭”試驗(yàn)，其地位和作用，更使我們感到：試驗(yàn)教學(xué)在整個(gè)科學(xué)課教學(xué)體系中，起著“本”與“源”的作用。在此，結(jié)合自己的教學(xué)實(shí)踐，談一些試驗(yàn)教學(xué)的體會(huì)。

一、細(xì)心預(yù)備，確?！褒堫^”試驗(yàn)勝利高效

“海波的熔化”試驗(yàn)是物態(tài)變化這一單元的核心試驗(yàn)，其“龍頭”地位非常顯著，做好該試驗(yàn)，對(duì)本單元學(xué)問的學(xué)習(xí)、鞏固及應(yīng)用具有很大的作用，在教學(xué)過程中，很多老師都很重視這個(gè)試驗(yàn)，但在操作中經(jīng)常消失的狀況是：溫度計(jì)示數(shù)尚未達(dá)到海波的熔點(diǎn)，海波就已開頭熔化，在海波的熔化過程中，溫度計(jì)的示數(shù)仍在不斷上升，就此記錄的試驗(yàn)數(shù)據(jù)很難繪制出課本中那樣規(guī)章的晶體熔化圖象。是什么緣由造成這種結(jié)果？經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)，我們初步找到了一些問題的癥結(jié)，現(xiàn)排列如下：

首先，用作水浴杯的燒杯要大一些，裝入的水也應(yīng)多一些。試管中所裝的海波量不能太少；酒精燈火焰要小一些.或者讓火焰稍遠(yuǎn)離燒杯底部。假如作水浴杯的燒杯太小或裝入的水量不夠，或酒精燈的火焰太旺盛。而試管中的海波又過少，這些都將導(dǎo)致海波升溫過快，保持恒溫的時(shí)間很短。

其次，裝入試管中海波要碾成粉末，并用玻璃棒沿溫度計(jì)周邊將海波粉末壓實(shí)，減小粉末間的空隙，以利于熱的傳導(dǎo)；插入海波中的溫度計(jì)不要插在正中，應(yīng)盡量靠近試管壁或底部，但又不能與試管壁接觸。假如海波粉末沒有壓實(shí)，或把溫度計(jì)的玻璃泡插在粉末正中，溫度計(jì)的玻璃泡被海波粉末厚厚包圍，由于海波的導(dǎo)熱性較差，當(dāng)水的溫度達(dá)到海波的熔點(diǎn)時(shí)，與試管壁和底部接觸的海波已開頭熔化，而試管中心的固態(tài)海波溫度還遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于海波的熔點(diǎn)，致使溫度計(jì)示數(shù)尚末達(dá)到海波的熔點(diǎn)，海波就已經(jīng)開頭熔化。

再次，在給試管中的海波粉末加熱時(shí)，不能用酒精燈直接對(duì)著試管加熱，也不能只用一杯沸水而不用酒精燈作熱源，燒杯中裝入的最好是溫水（50℃左右），而水面應(yīng)高于試管中海波粉末；裝有海波粉末的試管放入水中后，要靜待數(shù)分鐘，估量海波與水的溫度已達(dá)到平衡時(shí)再用酒精燈加熱。

教學(xué)實(shí)踐證明，通過這樣的細(xì)心處理，充分保證了試驗(yàn)的勝利與高效，為發(fā)揮“龍頭”試驗(yàn)的后續(xù)功能打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

二、反面突破，展現(xiàn)“龍頭”試驗(yàn)獨(dú)特功效

學(xué)校科學(xué)課的很多演示試驗(yàn)大都是直接從正面確定結(jié)論的手段來驗(yàn)證明驗(yàn)的，但有時(shí)感到說服力較差。這時(shí)，若用反面否定的手法來說明結(jié)論正確的方法往往有事半功倍的效果。

在“大氣壓強(qiáng)”一節(jié)的教學(xué)中，托里拆利試驗(yàn)的地位和作用舉足輕重，非常關(guān)鍵，在應(yīng)用大氣壓解決相關(guān)問題的過程中，充分顯示出了該試驗(yàn)的“龍頭”功效。但長(zhǎng)期以來，由于人們已經(jīng)適應(yīng)在大氣壓持續(xù)作用的環(huán)境中生活，自身并不感到大氣壓的存在，這給同學(xué)感受大氣壓、討論大氣壓的變化規(guī)律帶來了肯定的困難。為了突破這一難點(diǎn)，我們采納了“逆向”試驗(yàn)的手法，即把托里拆利試驗(yàn)裝置放入真空罩里，當(dāng)用抽氣機(jī)將真空罩內(nèi)的空氣漸漸向外抽出時(shí)，看到管內(nèi)的水銀柱漸漸降低，當(dāng)把真空罩里的空氣幾乎抽盡時(shí)，則可看到水銀柱的高度幾乎為零，然后再把空氣緩緩地放進(jìn)真空罩內(nèi)，又可看到水銀柱漸漸回到原來的位置。這就使同學(xué)從反面熟悉到要是沒有大氣，就沒有大氣壓強(qiáng)，堅(jiān)信托里拆利試驗(yàn)中管內(nèi)的水銀柱的確是大氣壓支持的，而且水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)等于大氣壓強(qiáng)，教學(xué)實(shí)踐證明，這種通過反面的否定來說明結(jié)論正確的試驗(yàn)，往往可以收到事半功倍的效果，大大增加了試驗(yàn)的說服力，很好地突破了教學(xué)難點(diǎn)，給同學(xué)留下的印象特殊深刻。由此我們想到，每當(dāng)同學(xué)在熟悉、理解概念和規(guī)律發(fā)生困難時(shí)，能否設(shè)法從試驗(yàn)的反面來一個(gè)突破，發(fā)揮“龍頭”試驗(yàn)的獨(dú)特作用，這應(yīng)當(dāng)引起我們的高度重視。

三、運(yùn)用探究法，提高“龍頭”試驗(yàn)的創(chuàng)新實(shí)效

在學(xué)?？茖W(xué)試驗(yàn)中，方案的構(gòu)思和創(chuàng)新設(shè)計(jì)是非常重要的環(huán)節(jié)，是培育同學(xué)思維制造力的關(guān)鍵。而在以往教學(xué)中，這一關(guān)鍵階段的訓(xùn)練被忽視了致使同學(xué)只能照方抓藥，除了做過的試驗(yàn)，再也沒有任何方案遷移的力量。我們可從如下方面加以改進(jìn)：（1）將某些驗(yàn)證性試驗(yàn)改為探究性創(chuàng)新試驗(yàn)；（2）創(chuàng)新設(shè)計(jì)測(cè)定性試驗(yàn)，讓同學(xué)在做某個(gè)物理量或物理常數(shù)的測(cè)量試驗(yàn)之后，再創(chuàng)新設(shè)計(jì)另一種方法進(jìn)行測(cè)量；（3）學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)定量討論性試驗(yàn)。

例如：對(duì)水的沸點(diǎn)（標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下為l00℃）試驗(yàn)的探究性討論。用酒精燈和溫度計(jì)測(cè)量燒杯中水的沸點(diǎn)，當(dāng)水沸騰時(shí)燒杯中溫度計(jì)的讀數(shù)為95℃，與書中不符。是何緣由？就此讓同學(xué)依據(jù)這一物理量，創(chuàng)新設(shè)計(jì)不同的驗(yàn)證方法，并對(duì)各種結(jié)果加以討論：①先驗(yàn)證大氣壓對(duì)水沸點(diǎn)的影響，在底樓和高樓平臺(tái)上及晴、雨天的同一時(shí)間分別測(cè)得燒杯中水沸騰時(shí)的平均值為94.9℃和94.8℃，可見大氣壓不是試驗(yàn)產(chǎn)生誤差的主要緣由。②溫度計(jì)在燒杯中不同位置的影響，用同一溫度計(jì)在沸騰的不同水層測(cè)量沸點(diǎn)，分別為上部94℃、中間95℃、靠近熱源的底部99.5℃，通過爭(zhēng)論可知：底部接近熱源，溫度最高，不正確；而上部遠(yuǎn)離熱源，且表面有水的蒸發(fā)，故溫度最低。也不正確；而中間的溫度受外界影響最小，是比較正確的，但95℃并非標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的沸點(diǎn)。③現(xiàn)在只有一個(gè)因素會(huì)對(duì)沸點(diǎn)產(chǎn)生影響，即燒杯。因此選用不同的燒杯和圓底燒瓶進(jìn)行試驗(yàn)（結(jié)果見表），從表中可見燒瓶的試驗(yàn)結(jié)果差異明顯，通過比較可知燒杯較燒瓶簡(jiǎn)單散熱，而燒杯中的溫度計(jì)有2/3部分露在空氣中，與四周冷空氣發(fā)生熱交換，使最終的讀數(shù)產(chǎn)生誤差。所以沸點(diǎn)試驗(yàn)不能用易散熱的燒杯來做。堅(jiān)持探究活動(dòng)的重要目標(biāo)是培育領(lǐng)悟科學(xué)的力量，而要向此目標(biāo)前進(jìn)，就必需給同學(xué)留有足夠的探究空間、創(chuàng)新方法，不僅在試驗(yàn)的設(shè)計(jì)階段，而且貫穿于試驗(yàn)的全過程。老師應(yīng)通過各種有效手段，激發(fā)同學(xué)探究熱忱，準(zhǔn)時(shí)地組織同學(xué)間的信息溝通和問題爭(zhēng)論，特殊是新的發(fā)覺和新的想法。要把整個(gè)探究活動(dòng)過程化為若干個(gè)課題和階段，努力供應(yīng)使每個(gè)同學(xué)都得到進(jìn)展和制造的機(jī)會(huì)。

四、拓展延長(zhǎng)，發(fā)揮“龍頭”試驗(yàn)的“本源”作用

在科學(xué)教學(xué)中對(duì)于概念的引入，現(xiàn)象的闡述，規(guī)律的探究等，只有通過各種試驗(yàn)進(jìn)行觀看和分析，才能獲得生動(dòng)的感性熟悉。以“龍頭”試驗(yàn)為核心，創(chuàng)設(shè)新奇敏捷、層層推動(dòng)的問題，使同學(xué)不斷強(qiáng)化、深化對(duì)所學(xué)學(xué)問的理解，更體現(xiàn)出了“龍頭”試驗(yàn)的“本源”作用。

縱覽學(xué)校電學(xué)部分內(nèi)容，“用伏安法測(cè)導(dǎo)體的電阻”及“測(cè)定小燈泡的功率”這兩個(gè)試驗(yàn)的“龍頭”地位不容置疑，做好這兩個(gè)試驗(yàn)，對(duì)于鞏固電流、電壓、電阻、電功率的概念，把握伏特表、安培表、受阻器的使用方法以及提高同學(xué)的試驗(yàn)操作技能和綜合運(yùn)用所學(xué)學(xué)問的力量等諸多方面都有非常重要的作用。在教學(xué)過程中，我以這兩個(gè)試驗(yàn)為中心，反復(fù)演示安培表、伏特表和變阻器的操作方法，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行拓展、延長(zhǎng)，并提出以下問題：（1）若把安培表與伏特表的位置對(duì)調(diào)后將消失什么現(xiàn)象？（2）假如被測(cè)電阻斷路又將消失什么現(xiàn)象？（3）假如伏特表被短路，其后果是什么？（4）接通電源后伏特表與安培表的示數(shù)均為零，這又是為什么？在同學(xué)分析各種故障緣由的同時(shí)，配以相應(yīng)的試驗(yàn)加以證明，充分發(fā)揮“龍頭”試驗(yàn)的核心輻射作用，有效地培育了同學(xué)的思維應(yīng)變力量和分析解決問題的力量。

綜上所述，試驗(yàn)的重要性在于其所起的“