摘 要：初中科学学生实验对于提高学生科学素养有重要作用，但整个初中科学学生实验的现状不尽人意，学生具备动手能力，但解决实际问题、独立思考的能力差。本文就如何优化设计初中科学实验课堂、培养学生科学素养进行了初步探索。
关键词：初中科学 实验课堂 优化设计
一、初中科学学生实验教学的背景和现状
新课标要求学生做实验时要“明确实验目的，理解实验原理、方法，学会正确使用仪器进行观察和测量”，“能分析处理数据并得出正确结论”；并进一步要求“能控制实验条件，找出实验故障”，“个别实验要求会合理选择仪器”。但通过调查统计发现，教师对学生课堂实验的立场是：尽量开展实验的占70.8%，能视频替代而不做的占13.2%，板书加口头讲解的占16%。而学生实验时，照教材按部就班开展的占85%，学生自行设计实验的占15%，在实验过程中遇到困难能自行解决的占20%。这样的实验安排大大限制了学生的活动，无法有效发挥学生实验对学生科学素质培养的积极作用。
二、优化设计初中科学实验课堂的必要性
科学是一门以实验为基础的学科，学生实验是由学生主动参与动手操作、积极观察现象、熟练使用仪器进行测量及正确处理数据、准确分析结果的过程。初中科学教学中，学生实验是在教师的指导下，学生动手、动脑学科学的重要环节，是培养和锻炼学生学以致用的过程，也是完成初中科学教学基本任务的需要。
三、优化设计初中科学实验课堂的理论依据
认知心理学认为思维产生于动作，不仅仅是感知运动层次的智慧与动作密不可分，就是较高层次的智慧也与动作有一定的联系，所以学习的根本途径是学生自己的活动。基于该原则，科学教学过程应放手让学生动手、动脑，通过活动构建与丰富自己的认识结构，有助于学生科学素质的逐步形成。
四、优化设计初中科学实验课堂的实践探索
以我在教学实践中一节关于研究杠杆平衡条件的实验课为例，本节课突出的特点是实验过程程序化，具体可归纳为了解性实验、初探性实验、探索性实验、验证性实验、深化性实验等五个阶段。在研究物理规律方面是使学生按下列步骤深化的：复习概念，引入新课，发现规律，理解规律，应用规律。本课的具体实施过程如下：
1.了解性实验，复习概念，为实验作好准备。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆老师首先指导学生了解杠杆实验仪器的构造，并结合仪器让学生回顾杠杆的定义及五要素，要求学生在杠杆处于水平位置平衡时会找出五要素。当然，老师首先要向学生统一规定支点左方的钩码所受的重力当作阻力，支点右方的钩码所受的重力当作动力，最后要提出本节实验要求。
2.初探性实验，设疑引入新课。摸索阶段，左边钩码重力当阻力，手的拉力当动力，自行体验。假如动力臂变小时，用手体验自身肌肉的紧张度。 接着老师向学生提出质疑：动力臂越小越费力，那动力、动力臂、阻力、阻力臂之间究竟有怎样的定量关系呢？这样就激发了学生的探究欲望，水到渠成地引入新课。
3.探索性实验，寻找物理规律。安排学生完成下列三组实验：第一组，给定阻力、阻力臂、动力，测出动力臂。第二组，给定阻力、阻力臂、动力臂，测出动力。第三组，学生自己给定三个量，测定第4个量。实验结束后，让学生计算阻力与阻力臂、动力与动力臂的乘积，并把实验有关数据填入实验表格内。最后让学生根据实验数据得出正确的规律，这样大部分学生都能总结出杠杆的平衡条件。
4.验证性实验，改变方法，理解物理规律。学生由探索性实验得出了杠杆平衡的条件，为了加深理解物理规律的本质，增设三组实验。 第一组采用“验证法”。动力钩码换成弹簧秤的拉力，杠杆的平衡条件F1·L1=F2·L2是否还成立呢？第二组是深化规律。学生先前实验是动力与阻力异侧实验，而当动力与阻力同侧时杠杆的平衡条件还成立吗？第三组实验由学生自己设置。学生有序完成以上三组实验后，再让学生利用数据验证杠杆平衡条件规律。
5.深化性实验，开拓思路，应用物理规律。教师提问：当阻力钩码一个，动力钩码两个，调节力臂杠杆处于平衡状态时，那左右两边再各加一个钩码杠杆还能平衡吗？这时学生异常兴奋，有的说平衡，有的说不平衡。此时教师要求学生应用刚得出的规律计算验证，学生兴奋地体验理论与实践的一致，这样就加深了对物理规律本质的理解。
五、优化设计初中科学实验课堂需注意的事项
1.教师引路，要求明确。如本节课教学过程是由五个阶段来完成的，每个阶段教师应有明确要求，使学生做到实验目的、步骤明确，心中有数，积极主动。
2.图表协助，形象具体，提高效率。每个阶段的实验都有相应的图表展现在前面黑板上，学生在实验中可借助图表。
3.合理安排，人人动手激发兴趣。由于以上措施，使老师对整节学生实验课做到了循序渐进、层层深入，效果较好，师生满意。
总之，优化设计初中科学实验课堂是培养学生科学素养的重要途径。我们要积极倡导和探索初中科学学生实验的最优化问题，力求在最短的时间里找出最佳途径。
参考文献
[1]何克抗 实验学习导引[J]．中学物理教学参考，2013，29，（7）。
[2]章剑和 从科学大师的成功谈物理实验教学改革[J]．物理教学，2012，23，（2），6-9，31。
论文作者:徐燕燕
论文发表刊物:《教育学文摘》2019年9月总第313期
论文发表时间:2019/8/22
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