初中科学教学中开发“低成本实验”的措施分析

    季红雅

    摘要：科学是一门集理论与实践为一体的学科，具有“动手为主理论为辅，从实践中总结经验”的特点。针对我国教育现状，学生多教师少、教学资源与需求不相符的问题，校方可以通过开展“低成本实验”的方式有效解决供需矛盾，改进教学形式，促进学生的全面发展。

    关键词：初中科学;低成本实验;教学措施

    中图分类号：G632.0? ?文献标识码：A? ?文章编号：1992-7711（2020）02-0114

    纵观当今教育形式我们不难看出，由于人口众多导致教学资源跟不上教育需求，学校资金有限无法及时弥补短缺，因此制约了学校科学教学的发展。科学教学注重培养学生的动手实践观察能力，用大量的实验验证结论的合理性。科学学科具有很强的实践性，需要学生灵活应用相关原理进行理论联系实际，将所学切实应用到生活中去。针对教学资源短缺的现状，学校应积极开发“低成本实验”，最大限度地做到节约成本与给予学生实践机会相结合，调动学生的学习积极性，培养其动手能力。

    一、设立低成本实验，设计合作共同体

    科学学科是严谨性与科学性的有机结合，在本门课程的教授中教师要积极地将理论教授贯穿到学生实践能力的养成之中。学生综合素质的发展要注重手脑结合，也就是动手能力和思维能力的配合，学生只有在亲身体验参与过后才能对抽象的科学理论达到深刻透彻的理解。实验教学可以锻炼学生的科学思维，例如对数据的分析处理、掌握并熟练应用对比法、列举法等基本的学习方法。通过低成本的实验可以有效减轻学校的经济负担，丰富课程形式，最终有助于学生的成长，培养其自主探究的意识。以小组合作的方式进行实验有利于师生之间、学生之间的沟通，强化其责任感，培养学生的合作能力。其次，小组合作打破了单独个人思维的封闭性，开拓思路相互学习。“低成本”适应了学校资金短缺和教学资源不足的现状，利用身边简单的器具就可以完成对一个问题的探讨，“低成本”使更多的学生有机会亲自参与到实验的实际操作过程中来，调动其学习积极性，提高了课堂效率。

    例如，用木筷演示杠杆原理。教师在课前让學生自由结组并准备2～3根木筷，木筷是常见且价格低廉的器具，学生自带仪器道具可以减轻学校的教学成本。组内成员进行分工，有的学生负责检查仪器道具，有的学生负责操作实验，有的学生负责数据的记录与整理。小组合作的方式可以使每个学生都能参与进来，提高其兴趣与自我效能感。实验中都以一个砝码为物的重量，学生发现第一次将砝码与支撑点放置相距5厘米需要的力比第二次将砝码与支撑点放置相距2厘米所需要的力大。通过多次的数据分析对比得出初步结论：相距越近越省力，教师顺着学生的结论逐步向学生阐明杠杆原理的真正内涵。

    二、低成本实验与学生实验相结合

    在当今应试教育体制下，学生对于知识的学习以通过学业水平考试为主，学校对学生的培养也偏向于理论知识的传授和大量的习题练习。在学生实践能力的培育上由于资源和时间的限制重视度低，所以学生较为普遍的存在着记忆力强而思维能力弱的特点。科学教学是一门实践性很强的学科，所有理论都是通过大量的实验获得的，要想学好科学学科就要亲自参与到实验中。但是，目前各学校生源数量多教育设施跟不上需求，并且为了升学的目的，相关的科学实验也呈现出教师主导学生观摩的问题，学生无法亲自参与到实验中去，从而使其对知识的理解度不高。所以，教师可以通过降低实验成本“简政放权”让学生亲自进行实验的方式达到“低成本，高效率”的有机结合。

    例如，探究浮力实验。教师一改传统课堂实验模式让学生自主探究进行初步问题分析，可以让学生带着问题和理解去听课，既可以提高课堂效率又可以加深他们对于知识的理解。教师在课上让学生从自己的身边选取一个容器和两个质量不同的对比物，学生在容器中装满水依次将两个对比物放进容器中，观察两个对比物放入水中后水的满溢程度不同记录数据，学生自由结组针对自己的实验进行分享最终得出初步结论：质量越大的物体溢出的水越多浮力就越大，教师对其结论进行补充总结。利用身边的东西大大降低了实验的成本，学生自主动手做实验改变了教师为主的模式，在培养动手探究解决问题能力的同时加深了他们对知识的掌握程度。

    三、低成本实验与生活实践相结合

    很多学生认为科学学科难以理解，究其原因有二。1. 学生缺乏学习方法，不能有效地将科学学习与生活实际相结合。2. 由于缺乏动手实践的机会，对知识的理解过于片面。科学学科具有科学性、严谨性和实践性的特点，同时理论也体现和广泛应用在生活的方方面面。教师的科学教学既要注重理论知识的传授，又要有意识地培养学生的动手能力，引导他们理论联系实际，在生活中具体灵活地应用这些理论以达到对知识的掌握。

    例如，利用塑料水瓶展现液体压强、气体压强、弹性形变。教师准备一个塑料水瓶先演示一个学生常做的小实验，将水瓶放一点气再不断的拧水瓶直至水瓶中的气体达到饱和状态，最后因为气体过多瓶盖被气体冲撞飞出。通过一个生活中常见的例子使学生更易理解抽象的理论。接下来学生选择向瓶中注入热水等不同的方式观察瓶子的变化。最后，教师引导学生得出温度和压强影响瓶子的形态的结论。塑料水瓶很常见且成本低易收集，拧瓶子的小实验学生很常见，代入感强，让实验与生活实际相结合达到低成本高效的目的。

    总之，科学学科具有极强的逻辑性和严谨性，所以学校如果只注重理论知识的传授会导致学生的课堂效率低下，学习兴趣度不高。面对抽象的理论教师要带领学生通过做实验的方式使其更透彻的理解理论的内涵。针对学生基数大，教育资源短缺的现状，教师可以采取设立低成本实验合作共同体、低成本实验与学生实验相结合、低成本实验与社会生活相联系的方式，实现低成本，高效率的教学实践目的。

    参考文献：

    [1] 姚志祥.初中物理低成本演示实验的研究与开发[J].才智，2015（23）：90.

    [2] 陈慧杰.低成本实验对提升初中科学教学效果的实践分析[J].新课程（中），2015（7）：111.

    [3] 蒋淑芳.初中物理中的低成本实验[J].中学物理（初中版），2013（6）：33-34.

    （作者单位：浙江省泰顺县第七中学? ? 325506）