科學課堂的教學過程是一個師生互動共同發(fā)展的過程，這種過程不是簡單的教授，也不是只注重知識而不注重能力培養(yǎng)的過程，而是通過教師的引導(dǎo)作用激發(fā)學生的學習興趣，培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)，提高學生各方面綜合能力的過程。

　　就科學這門實驗與理論并重的學科來說，在教學中不應(yīng)該隨便舍棄任何一個演示實驗或者是學生實驗，相反，科學教師應(yīng)該認真做好每一個實驗，甚至采取一定策略適當改進教材中的實驗，培養(yǎng)學生學習的興趣，培養(yǎng)學生勇于探索的品質(zhì)。本文以提高課堂教學的互動有效性為出發(fā)點，從實驗材料的改變、實驗裝置的改變談?wù)剬τ趯嶒瀮?yōu)化的想法。

　　1. 改變實驗材料，優(yōu)化實驗設(shè)計，在感悟情境中提高課堂教學的有效性

　　隨著新課程改革的深入推進，當前科學教材中安排了“探究性實驗”和“驗證性實驗”。無論是探究性實驗還是驗證性實驗，都需要以學生為教學主體，增加學生動手動腦的機會，讓學生的思維撞擊出智慧的火花，提高課堂教學的有效性。

　　例如，在介紹分子運動論觀點時，教材中設(shè)計了兩個實驗，一個是打開香水的瓶子，學生會聞到香味，另一個是裝有紅棕色二氧化氮氣體的玻璃瓶上抽去玻璃板，上面的空玻璃瓶過一段時間會出現(xiàn)紅棕色，從而說明分子在不停地運動，雖然現(xiàn)象直觀，也能說明問題，但許多學生認為是空氣的流動形成了香味，且二氧化氮的密度比空氣大，擴散現(xiàn)象并不十分明顯，該實驗的探究性不強。對于這一知識點，如果重新設(shè)計，便可以提高課堂教學的有效性。因此可以將實驗材料由二氧化氮改為氨氣，來分析分子的無規(guī)則運動。

　　人們一般將氨水滴入到含有無色酚酞的水中，讓學生觀察顏色的變化，然后得出分子不停地作無規(guī)則運動的結(jié)論。但是，這樣的研究與高錳酸鉀的擴散實驗區(qū)別不大，學生參與性也不高，而且對該知識點的掌握，可以說學生是被動的接受。如果進行如下改變，則情況就不一樣了：用一只大燒杯蓋住兩只分別裝有濃氨水的小燒杯A和裝有無色酚酞試液的小燒杯B，讓學生觀察現(xiàn)象。

　　學生很快就會發(fā)現(xiàn)小燒杯B中的液體顏色變成了紅色。此時有的學生已經(jīng)產(chǎn)生了疑惑的眼神，有的學生甚至開始討論……由此便開始了互動。學生會自發(fā)提出問題：酚酞試液的顏色為什么會發(fā)生變化?是什么讓它的顏色發(fā)生了變化?是空氣讓它變色嗎?還是旁邊另一個燒杯里的物質(zhì)讓它變色呢?如果是，那這些物質(zhì)是如何“跑過來”的呢?針對學生提出的問題，教師可以反問學生：如何設(shè)計實驗來證明你的猜想呢?學生又開始了新一輪的思考與討論，并不斷有成果誕生：取酚酞試液單獨做實驗，讓它敞口暴露在空氣中看其是否變色，如果變色則說明是由于空氣的原因。在學生建議下，教師將另一個裝有酚酞試液的燒杯敞口放置一段時間，發(fā)現(xiàn)并沒有變色。學生馬上得出結(jié)論：不是空氣的原因。教師立即發(fā)問：那與另一個燒杯里的物質(zhì)有關(guān)嗎?有的學生心中已經(jīng)設(shè)計好實驗，脫口而出：干脆直接把另一個燒杯里的物質(zhì)加到酚酞試液中，觀察是否變色。其他學生紛紛表示贊同。這時，教師可以將這個簡單的實驗讓學生完成。學生非常積極，當然實驗現(xiàn)象很明顯——變色了。

　　學生明白了是氨水的作用。但是另一個問題又立即拋出：這些氨氣分子是如何“跑到”酚酞試液里去的呢?針對這一問題，教師還可以在學生思考的過程中，讓剛才做實驗的那位學生仔細回憶一下，在滴加氨水的過程中，還有沒有其他特別的感覺產(chǎn)生。該學生自然回答：有濃重的氣味，這些氣味是從溶液中揮發(fā)出來的。這時又有學生舉手了：氨氣分子可以從氨水中揮發(fā)出來進入空氣，在空氣中的這些氨氣分子遇到酚酞試液時便會使其變色。其他學生紛紛向他投去敬佩的眼神。這個實驗問題基本探究結(jié)束了，最后，教師必須再拋出本實驗要研究的本質(zhì)問題：從微觀上來看，這些分子是靜止的嗎?學生異口同聲：不是的，是運動的。

　　2. 改變實驗裝置，優(yōu)化實驗效果，在觀察現(xiàn)象中提高課堂教學的有效性

　　為了讓實驗現(xiàn)象明顯，使得每一位學生都能夠看清楚，這是完成演示實驗時必須遵循的原則。在教學中，教師可以選擇改變實驗裝置，對教材中某些實驗進行改進，有利于將實驗效果進行優(yōu)化。

　　例如，教材中有一個關(guān)于分子之間存在著空隙的演示實驗，采用一根長約60cm、內(nèi)徑為8mm的玻璃管，一端封口，在管中先后注入10 mL 水和10 mL染成紅色的酒精，然后反復(fù)翻轉(zhuǎn)，使水和酒精充分混合，豎直后觀察液面高度變化情況。在該實驗的演示過程中，雖然能夠產(chǎn)生預(yù)期的效果，兩種液體混合后的體積果然小于20 mL，從而得出分子之間存在著空隙的結(jié)論。但實驗依然存在著不足，比如要使用較細的玻璃管，要充分翻轉(zhuǎn)混合后可以產(chǎn)生明顯現(xiàn)象，甚至可能會使部分學生認為是在讀數(shù)過程出現(xiàn)錯誤而使體積偏少……

　　仔細分析這些在實驗過程中可能出現(xiàn)的問題，不難發(fā)現(xiàn)其本質(zhì)是在于該實驗體積變化明顯程度與使用的裝置有直接關(guān)系。對此，如果將實驗裝置進行如下簡單改進，便可以使得實驗現(xiàn)象更加明顯。

　　先小心地將水和酒精先后裝入教材設(shè)計的一根直細玻璃管中，在略小于總體積處作記號。將液體倒出后，用酒精噴燈烘烤玻璃管，高溫下小心拉長記號處的玻璃管，使得在該處形成內(nèi)徑大約4 mm，長度大約5 cm的一段玻璃管。用該方法改進裝置，一方面可以不拘泥于長直細玻璃管;另一方面當教師先后將水和酒精裝入玻璃管，用橡皮塞堵住管口，只需翻轉(zhuǎn)2～3次，便可以在細管處清晰地呈現(xiàn)出減少的體積量，實驗現(xiàn)象非常明顯。學生在觀察該試驗過程中，會感到震撼：居然會出現(xiàn)混合后的體積小于體積和的情況。針對這一現(xiàn)象，無需教師發(fā)問，學生自己心里也已經(jīng)產(chǎn)生為什么體積會減少的問題了。這些分子“跑”到玻璃管外面去了嗎?這些分子沒有“跑”到玻璃管外，那會去哪里呢?那只能是分子相互運動到彼此的空隙里面去了，于是就輕松地得出分子之間存在著空隙的結(jié)論。

　　因此，有必要將教材中部分實驗進行適當改進，以有效提高課堂教學的有效性。在實驗改進過程中，應(yīng)注意以下原則：實驗過程中要注重科學操作，實驗現(xiàn)象要明顯，成功率要高;要充分挖掘和研究學生在學習某知識點過程中的“最近發(fā)展區(qū)”，使得經(jīng)改進后的實驗，學生應(yīng)該容易參與探究與討論而提出一些獨立見解;要突出學生積極參與學習的主動性，經(jīng)改進后的實驗，學生能夠在教師引導(dǎo)下，獨立完成，并得出正確結(jié)論。