——浅谈设置游戏实验情境
杨新艳
摘要：实验是学习科学的基本方法，同时也是激发学生学习兴趣的有效性。本文略述通过设置游戏实验激发学生的好奇心和想象力，建立批判性思考的能力，进而培养学生的创新能力。初步探讨了在科学教学中进行创新能力培养的一种方法和途径——游戏实验。
关键词：创新；好奇心；想象力；批判性思维；游戏实验
清华大学钱颖一教授认为，创新有三个基本元素：好奇心、想象力和批判性思维。这三个元素是相互关联的。好奇心是驱动力，推动我们去探寻。想象力是拓展思维空间，去超越现实的局限。而批判性思维让我们挑战已有的知识，永远去寻找新的更好的答案。
创新是抛开旧的，创造新的。创新是一个民族的灵魂，一个民族的希望。教师担任培养下一代的工作，有必要把创新的意识和能力在课堂教学工作中体现出来。本文从好奇心、想象力和批判思维三个方面培养学生的创新能力，略述浅见，以供商榷。
一、观察游戏实验，培养创新动力——好奇心
法国教育家卢梭指出：“好奇心只要有很好的引导，就能成为孩子寻求知识的动力。”那么，如何培养学生的好奇心呢？朱清时认为，要让学生有机会观察到非富多彩的自然现象，利用实验现象唤醒学生沉睡的好奇心。
1.先声夺人的游戏——转轴拨弦三两声，未成曲调先有情
在课堂教学导入环节，利用游戏化的实验给课堂披上神秘的面纱，制造奇趣的课堂氛围，让学生带着期待的心情进入新课的学习，唤醒学生的好奇心。在初中惯性实验课堂教学时，如果教 图1 惯性实验师讲课采用老生常谈的事例、，列举习以为常的现象，引用书本司空见惯的图片，会让学生产生枯燥重复的感觉，很难激发学生学习的动力——好奇心。如图1所示，一张硬纸上方放置放有鸡蛋的圆纸筒(告诉学生鸡蛋是生的)。这个游戏实验利用生活物品，实验放到学生眼前，学生会悚然一惊，再配上教师的设问：抽动纸板鸡蛋会落在哪里吗？鸡蛋会不会碎？鸡蛋和纸筒还在一起吗？纸筒会和鸡蛋一起倒下吗？学生的内心会产生强烈的学习内驱力。教师做实验，学生观察出现的现象。利用惊奇的现象唤醒学生的兴趣。
2.豁然开朗的游戏——山穷水复疑无路，柳暗花明又一村
讲授声音传播需要介质时，笔者是这样做比较声音传播快慢的实验。笔者做了一个《会发声的气球》的实验。把液体和气体传声固定在一个物体气球内，比较声音在不同介质中传播速度，并且实验用具简单、现象明显，让学生亲身体会液体的传声速度。实验过程：把第一个气球吹好，用细线将口扎紧放到一边备用。将第二个气球口套在水龙头口上，慢慢注入自来水。当这个气球和第一个气球差不多大小时停止注水，用细线将口扎好。将2个气球平放在桌子上，用手指轻轻叩响桌面，把耳朵依次紧贴在2个气球上听声音。这时，我们会发现盛水的气球能传出比较清晰的声音。这能很好地说明液体的传声速度比气体快。
3.只可意会的游戏——竹外桃花三两枝，春江水暖鸭先知
学习《大气压强》让学生感受大气压带给我们的感受。教师先抛出问题：今天我给同学们带来了气球，谁能帮我把这个气球变大？学生可能会说出一些方法。继续提出问题：如果不用吹气的方法，还能有其他方法吗？经过引导，展示实验仪器，再次发问：在这个实验中你能想到什么方法使气球变大？紧接着进行实验演示：用套有气球的过滤锥形瓶“吸”气球的演示实验作为《大气压强》这节课的课堂导入。第一次在锥形瓶右侧的接口处，用打气筒打气，气球膨胀了；第二次在锥形瓶右侧的接口处，用抽气筒抽气，气球先进入锥形瓶，然后气球变大了。大气压是真实存在的，但我们又看不到、摸不着，只能通过观察实验结果体会大气压存在。
二、操作游戏实验，培养创新源泉——想象力
想象力改变了人类的生活，无数以前只是人类想象中出现的画面后来都一一被实现。想象力是创新的翅膀，是一种在现实基础上累计起来的智慧。
1.捕捉“实验细节”——一石激起千层浪
想象力是在实验中随时捕捉到有价值的信息，然后加以联想，进而为创新提供思维的源泉。课堂中，教师把演示实验改为学生探索性实验，创造实验和游戏相结合的情境。在这种游戏实验情境中教师培养学生的想象力。在积累丰富的实践知识经验后，学生捕捉到创新性想象的产物。学习力的时候，我们是通过学习力的作用效果来说明力的存在的。通过实验游戏学生能体会到力的存在和力传导，可以达到讲课事半功倍的效果。笔者是通过《水中的魔力》的实验让学生感受水的压力。实验过程：把塑料袋套在手上。在盆中加入自来水，然后把手连同塑料袋一起放入盆中。(注意袋口不要没入水中，防止塑料袋内进水。)此时，慢慢提起你的手，你会发现塑料袋紧贴你的手，好像它被手吸住了似的。这样的实验能让学生感知实验过程，唤醒学生的好奇心。
2.话题“奇思妙想”——海阔天空任驰骋
想象力需要灵感，灵感不是无源之水，只有收到特定气氛的感染才能使产生。只有在学生情绪高涨，不断要求进步，想把自己独有的想法表达出来的气氛中，才能产生丰富多彩的灵感。实游戏验的气氛，像茶馆一样围绕一个话题启发想象力。在讲述摩擦力时，笔者就用了这种方法。发挥想象，如果地球上没有摩擦力，人类在地球上如何行走？我们的生活会变成什么样？
3.表演“穿越话剧”——仰望星空谈历史
惯性定律是经过几代科学家不懈努力得到的规律。每个小组演出一个时代的代表人物观点。我让全班分成四个小组，每个小组做两件事情：讲述内容和动手实验。四个小组分别是亚里士多德、伽利略、笛卡尔和牛顿。在这个过程中，学生共同讨论交流，分享成果。
第一幕：亚里士多德的运动观。拄着拐杖，戴着络腮胡子的亚里士多德出场了：“各位后辈们，我的观点——运动观，流行了一千多年了。今天我给大家讲一讲，手推车，车子才能前进；不推，前进的车子就要停下来。手不用力推车时，车子不能动，保持静止。可见，运动需要力来维持。”另外的同学在一旁演示手推车实验。
第二幕：伽利略的理想实验。一个同学拿着双斜面和一个小球在第一组同学的旁边开始做实验，扮演伽利略的同学开始娓娓道来：“前辈，您请看我的助手正在做的实验。让小球从斜面上一处静止滚下，小球最后会停在毛巾水平面；第二次取走毛巾，还让小球从相同的位置静止滚下，小球在水平面上要滚得远些。这说明小球在没有受到手的推力时依然能够前进。小球停下来是因为受到了摩擦力。我的观点——力是改变物体运动的原因。”
第三幕：笛卡尔的观点：物体不受力时，运动的物体将做匀速直线运动。笛卡尔出场说：“伽利略先生，沿水平面运动的球将一直运动到什么地方呢？我认为小球将继续以同一速度沿同一直线运动，既不停下来也不偏离原来的方向，这应该成为一个原理，它是人类整个自然观的基石。”
第四幕：牛顿出场。牛顿：“我是牛顿，我认为一切物体，在不受力的时候将保持原来的运动状态。请大家观看冰壶比赛视频，直观地感受匀速直线运动。”因为地球上所有的物体都受到力的作用，我无法直接给大家做物体不受力的实验。我的结论是通过实验加推理得出的。
三、思考游戏实验，培养创新的核心——批判性思维
批判性思维是有目的的、自我校准的判断。关于批判性思维培养，笔者认为初中阶段要培养学生批判性思考的能力。
思考要带有批判性，这样就有一种思考叫做批判性思考。批判性思考是专门找出自己与别人的思考不同点。目的是建构更有说服力力的论证以及提升自己的思考能力。批判性思考的主要批判对象是想法、信念与论证，而不是人。
1.质疑游戏实验，提出批判性思考的问题
一般来说，学生从入学开始就应该逐渐培养批判性思考能力，他们日后对于媒体或者书本上的信息能够抱着怀疑的态度来阅读，能够用求真务实、探求真理的态度发现问题和分析问题，从而做出理性的判断和选择。
批判性思考的重要技巧是质疑。批判性思考问题：你乘坐的客机以800千米/小时的速度匀速直线飞行。如果此时有一个球从飞机上落下，它会落到飞机后面还是正下方？为什么？这道题是我们在学习完惯性后问学生的问题。在教学中，我们老师尽可能多问几个为什么，语言描述实验时尽可能多一些设问，逐步提高学生质疑的能力。拥有批判性思考的学生，不会盲目迷信教师和专家，也不会盲从和跟风。《浮力》教学时，把事先准备好的两杯溶液放在讲台上(不告诉学生是什么液体)，其中一杯装入清水，另一杯装入饱和食盐水。向学生出示马铃薯，问学生：谁能猜测一下，马铃薯放入烧杯中沉浮情况如何？如果学生猜测马铃薯沉入水底，教师把马铃薯放入饱和食盐水中；如果学生猜测马铃薯浮在水中，教师把马铃薯放入清水中。教师做出微实验结果与学生的猜想不同，让同学们大失所望，在学生质疑后，教师及时把鸡蛋捞出放入另外一个烧杯溶液，结果实验结果和学生猜测的结果一样。激发学生思考，为什么会产生这样的现象。
2.释疑游戏实验，提出批判性思考的理由
我们学习科学时有些实验的条件是我们在课堂上无法做到的，而单纯比讲解理论知识容易让学生死记硬背，更容易让学生产生理解知识的困难。比如讲解物体传热的条件就要说，存在温度差热量才会发生转移，热量是看不见的物理量，这时讲解就有点理论知识。如果我们做一做游戏实验《不会沸腾的水》就会产生一目了然、事倍功半的效果。《不会沸腾的水实验》内容：把小烧杯放入大烧杯中，往大小烧杯中注入相同高度的水，把大烧饼放在酒精灯上加热。过一会儿，大烧杯中的水就会沸腾起来，继续加热，小烧杯中的水始终没有沸腾。实验过程中用温度计测量水温。这样可以简单、轻松地解答学生的疑问。
四、结论
本文略述通过游戏实验激发学生的好奇心和想象力，建立批判性思考的能力，进而培养学生的创新能力。路漫漫其修远兮，吾将上下而求索，在今后的教学中，笔者将尽自己所能唤醒学生的好奇心，激发学生的想象力，建立好学生的批判性思维，提高学生的创新能力。
(作者单位：浙江省桐乡市洲泉中学 314500)
论文作者:杨新艳
论文发表刊物:《中学课程辅导●教学研究》2017年4月下
论文发表时间:2017/7/6
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