科學(xué)課堂的教學(xué)過(guò)程是一個(gè)師生互動(dòng)共同發(fā)展的過(guò)程，這種過(guò)程不是簡(jiǎn)單的教授，也不是只注重知識(shí)而不注重能力培養(yǎng)的過(guò)程，而是通過(guò)教師的引導(dǎo)作用激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，提高學(xué)生各方面綜合能力的過(guò)程。

　　就科學(xué)這門實(shí)驗(yàn)與理論并重的學(xué)科來(lái)說(shuō)，在教學(xué)中不應(yīng)該隨便舍棄任何一個(gè)演示實(shí)驗(yàn)或者是學(xué)生實(shí)驗(yàn)，相反，科學(xué)教師應(yīng)該認(rèn)真做好每一個(gè)實(shí)驗(yàn)，甚至采取一定策略適當(dāng)改進(jìn)教材中的實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，培養(yǎng)學(xué)生勇于探索的品質(zhì)。本文以提高課堂教學(xué)的互動(dòng)有效性為出發(fā)點(diǎn)，從實(shí)驗(yàn)材料的改變、實(shí)驗(yàn)裝置的改變談?wù)剬?duì)于實(shí)驗(yàn)優(yōu)化的想法。

　　1. 改變實(shí)驗(yàn)材料，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，在感悟情境中提高課堂教學(xué)的有效性

　　隨著新課程改革的深入推進(jìn)，當(dāng)前科學(xué)教材中安排了“探究性實(shí)驗(yàn)”和“驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)”。無(wú)論是探究性實(shí)驗(yàn)還是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，都需要以學(xué)生為教學(xué)主體，增加學(xué)生動(dòng)手動(dòng)腦的機(jī)會(huì)，讓學(xué)生的思維撞擊出智慧的火花，提高課堂教學(xué)的有效性。

　　例如，在介紹分子運(yùn)動(dòng)論觀點(diǎn)時(shí)，教材中設(shè)計(jì)了兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，一個(gè)是打開香水的瓶子，學(xué)生會(huì)聞到香味，另一個(gè)是裝有紅棕色二氧化氮?dú)怏w的玻璃瓶上抽去玻璃板，上面的空玻璃瓶過(guò)一段時(shí)間會(huì)出現(xiàn)紅棕色，從而說(shuō)明分子在不停地運(yùn)動(dòng)，雖然現(xiàn)象直觀，也能說(shuō)明問(wèn)題，但許多學(xué)生認(rèn)為是空氣的流動(dòng)形成了香味，且二氧化氮的密度比空氣大，擴(kuò)散現(xiàn)象并不十分明顯，該實(shí)驗(yàn)的探究性不強(qiáng)。對(duì)于這一知識(shí)點(diǎn)，如果重新設(shè)計(jì)，便可以提高課堂教學(xué)的有效性。因此可以將實(shí)驗(yàn)材料由二氧化氮改為氨氣，來(lái)分析分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)。

　　人們一般將氨水滴入到含有無(wú)色酚酞的水中，讓學(xué)生觀察顏色的變化，然后得出分子不停地作無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的結(jié)論。但是，這樣的研究與高錳酸鉀的擴(kuò)散實(shí)驗(yàn)區(qū)別不大，學(xué)生參與性也不高，而且對(duì)該知識(shí)點(diǎn)的掌握，可以說(shuō)學(xué)生是被動(dòng)的接受。如果進(jìn)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(wú)色酚酞試液的小燒杯B，讓學(xué)生觀察現(xiàn)象。

　　學(xué)生很快就會(huì)發(fā)現(xiàn)小燒杯B中的液體顏色變成了紅色。此時(shí)有的學(xué)生已經(jīng)產(chǎn)生了疑惑的眼神，有的學(xué)生甚至開始討論……由此便開始了互動(dòng)。學(xué)生會(huì)自發(fā)提出問(wèn)題：酚酞試液的顏色為什么會(huì)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(gè)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(guò)來(lái)”的呢?針對(duì)學(xué)生提出的問(wèn)題，教師可以反問(wèn)學(xué)生：如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來(lái)證明你的猜想呢?學(xué)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?jiǎn)为?dú)做實(shí)驗(yàn)，讓它敞口暴露在空氣中看其是否變色，如果變色則說(shuō)明是由于空氣的原因。在學(xué)生建議下，教師將另一個(gè)裝有酚酞試液的燒杯敞口放置一段時(shí)間，發(fā)現(xiàn)并沒(méi)有變色。學(xué)生馬上得出結(jié)論：不是空氣的原因。教師立即發(fā)問(wèn)：那與另一個(gè)燒杯里的物質(zhì)有關(guān)嗎?有的學(xué)生心中已經(jīng)設(shè)計(jì)好實(shí)驗(yàn)，脫口而出：干脆直接把另一個(gè)燒杯里的物質(zhì)加到酚酞試液中，觀察是否變色。其他學(xué)生紛紛表示贊同。這時(shí)，教師可以將這個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生完成。學(xué)生非常積極，當(dāng)然實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象很明顯——變色了。

　　學(xué)生明白了是氨水的作用。但是另一個(gè)問(wèn)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(duì)這一問(wèn)題，教師還可以在學(xué)生思考的過(guò)程中，讓剛才做實(shí)驗(yàn)的那位學(xué)生仔細(xì)回憶一下，在滴加氨水的過(guò)程中，還有沒(méi)有其他特別的感覺(jué)產(chǎn)生。該學(xué)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(lái)的。這時(shí)又有學(xué)生舉手了：氨氣分子可以從氨水中揮發(fā)出來(lái)進(jìn)入空氣，在空氣中的這些氨氣分子遇到酚酞試液時(shí)便會(huì)使其變色。其他學(xué)生紛紛向他投去敬佩的眼神。這個(gè)實(shí)驗(yàn)問(wèn)題基本探究結(jié)束了，最后，教師必須再拋出本實(shí)驗(yàn)要研究的本質(zhì)問(wèn)題：從微觀上來(lái)看，這些分子是靜止的嗎?學(xué)生異口同聲：不是的，是運(yùn)動(dòng)的。

　　2. 改變實(shí)驗(yàn)裝置，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)效果，在觀察現(xiàn)象中提高課堂教學(xué)的有效性

　　為了讓實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯，使得每一位學(xué)生都能夠看清楚，這是完成演示實(shí)驗(yàn)時(shí)必須遵循的原則。在教學(xué)中，教師可以選擇改變實(shí)驗(yàn)裝置，對(duì)教材中某些實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)，有利于將實(shí)驗(yàn)效果進(jìn)行優(yōu)化。

　　例如，教材中有一個(gè)關(guān)于分子之間存在著空隙的演示實(shí)驗(yàn)，采用一根長(zhǎng)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(shí)驗(yàn)的演示過(guò)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(shí)驗(yàn)依然存在著不足，比如要使用較細(xì)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(huì)使部分學(xué)生認(rèn)為是在讀數(shù)過(guò)程出現(xiàn)錯(cuò)誤而使體積偏少……

　　仔細(xì)分析這些在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中可能出現(xiàn)的問(wèn)題，不難發(fā)現(xiàn)其本質(zhì)是在于該實(shí)驗(yàn)體積變化明顯程度與使用的裝置有直接關(guān)系。對(duì)此，如果將實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行如下簡(jiǎn)單改進(jìn)，便可以使得實(shí)驗(yàn)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(jì)的一根直細(xì)玻璃管中，在略小于總體積處作記號(hào)。將液體倒出后，用酒精噴燈烘烤玻璃管，高溫下小心拉長(zhǎng)記號(hào)處的玻璃管，使得在該處形成內(nèi)徑大約4 mm，長(zhǎng)度大約5 cm的一段玻璃管。用該方法改進(jìn)裝置，一方面可以不拘泥于長(zhǎng)直細(xì)玻璃管;另一方面當(dāng)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(xì)管處清晰地呈現(xiàn)出減少的體積量，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象非常明顯。學(xué)生在觀察該試驗(yàn)過(guò)程中，會(huì)感到震撼：居然會(huì)出現(xiàn)混合后的體積小于體積和的情況。針對(duì)這一現(xiàn)象，無(wú)需教師發(fā)問(wèn)，學(xué)生自己心里也已經(jīng)產(chǎn)生為什么體積會(huì)減少的問(wèn)題了。這些分子“跑”到玻璃管外面去了嗎?這些分子沒(méi)有“跑”到玻璃管外，那會(huì)去哪里呢?那只能是分子相互運(yùn)動(dòng)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(shí)驗(yàn)進(jìn)行適當(dāng)改進(jìn)，以有效提高課堂教學(xué)的有效性。在實(shí)驗(yàn)改進(jìn)過(guò)程中，應(yīng)注意以下原則：實(shí)驗(yàn)過(guò)程中要注重科學(xué)操作，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象要明顯，成功率要高;要充分挖掘和研究學(xué)生在學(xué)習(xí)某知識(shí)點(diǎn)過(guò)程中的“最近發(fā)展區(qū)”，使得經(jīng)改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生應(yīng)該容易參與探究與討論而提出一些獨(dú)立見(jiàn)解;要突出學(xué)生積極參與學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，經(jīng)改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生能夠在教師引導(dǎo)下，獨(dú)立完成，并得出正確結(jié)論。