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摘要：实验是学生学习科学、体验科学和探究科学过程的重要途径，是中学科学实验教学的重要任务。本文试通过演示实验、对比实验、探究性实验等具体案例，论述初中科学实验教学的有效性。
关键词：初中科学实验；有效性；实践探究
中图分类号：G632.0文献标识码：A 文章编号：1992-7711(2014)07-0121
科学是一门以观察和实验为基础的科学，实验教学在科学教学中占有极大的比例，有极其重要的作用。可以说，科学实验教学的成败不仅直接影响着整个科学教学工作能否积极、有效、顺利地开展，还影响着整个科学教学工作的成败。笔者结合教学实践，对初中科学实验教学的有效性作一些探究。
一、重视演示实验，凸显实验教学功能
1. 改进演示实验，使实验现象更加明显
新教材中的部分演示实验，由于各种因素的干扰，实验现象往往不明显，因而不利于学生对实验的观察。通过改进演示实验，可以使实验现象更加明显，有利于学生对实验现象的理解。例如：传统的真空铃实验，把电铃固定在抽气盘上，即使抽出部分空气，由于固体传声，铃声仍然很响，只能通过真空铃响度的变化来说明“真空不能传声”。
改进：把玻璃罩内的电铃换成音乐卡中的电子发声器，并带有红色的发光二极管，音乐响时，伴有二极管的闪烁，用两面胶通过细线把发声体悬吊在玻璃罩顶部，接通电源，电子发声器发出美妙的音乐，并伴有二极管的闪烁，然后把玻璃罩放在抽气盘上，开始抽气，片刻，音乐就听不到了，只能看到二极管闪烁的红光，这样做既活跃了课堂气氛，又很好地说明了“真空不能传声”。
2. 关注失败的实验现象，提升实验教学功能
教师的演示贵在引导和启发，对于演示实验不能单纯地理解为成功的演示，即使是失败的演示，教师也应该从诸多因素引导和启发学生，寻找实验失败的原因，总结出实验要注意什么问题才能避免失败。例如：做水的沸腾实验时，不仅用时长，而且接近沸腾时温度不易上升，这时有些教师往往随便用一些理由搪塞过去，而笔者在教学中则及时引导学生分析原因，有些同学认为水量多、水的初温偏低是导致加热时间长的根本原因；又有同学认为由于散热较多也可能导致加热时间长，当散热速度等于吸热速度时水温不容易上升，建议盖上一个盖子；更有同学提出可以用大试管代替烧杯，这样同样体积的水放在试管中较烧杯中要深得多，水沸腾前后产生的气泡在水里上升过程历时长，可以清楚地观察到汽泡在上生升过程中体积变化情况……同学们的学习热情和能力充分得到提升。
二、加强对比实验，发展学生思维品质
1. 递进性对比实验，发展思维的深刻性
所谓递进性对比，就是根据中学生的认知特点，针对同一科学过程设置几个逐渐接近其本质特征的实验，使学生的思维在实验的引导下，由浅入深，层层推进，最终养成对事件刨根究底、追本溯源的思考习惯和能力，其思维的深刻性由此得以发展。
如关于“SO42-检验”的教学，教师可以设计以下对比实验：向盛有Na2SO4溶液的试管中加入适量的BaCl2溶液，看到有白色沉淀产生，加稀HNO3沉淀不溶解，证明溶液中有SO42-存在。接着取一支盛有Na2CO3溶液的试管，先向试管中滴入BaCl2溶液，同样看到有白色沉淀产生，再慢慢滴入稀HNO3，发现白色沉淀被溶解且有无色气体产生，随着实验现象的变化，学生的思维立即活跃起来，因势利导，教师启发学生分析思考产生不同现象的根源，通过分析学生明确了BaSO4和BaCO3两种沉淀的异同，认识到检验SO42-为什么要加稀HNO3的真正原因。再取一支盛有未知溶液的试管，同样加入适量BaCl2溶液和稀HNO3，也有白色沉淀产生，针对看到的现象，教师问：未知溶液中是否一定含有SO42-？学生的思维进一步被激活，假如BaCl2溶液和稀HNO3产生白色沉淀，溶液中还有可能不含SO42-的？通过深入研究，学生领悟到加入BaCl2溶液产生不溶于稀HNO3的白色沉淀，既有可能是溶液中含有SO42-，也有可能是含有Ag 。因为Ag 与Cl-结合同样能产生不溶于稀HNO3的AgCl白色沉淀。通过这样对比性实验，既帮助学生全面准确地掌握了科学知识，使学生懂得了检验SO42-与Cl-的方法，又能引导学生全面深入思考问题，真正实现思维的深刻化。
2. 同质性对比实验，发展思维的变通性
思维的变通性常常表现为思路灵活、举一反三、触类旁通、随机应变，能将思路转移到别人不容易想到、比较隐蔽的方向去。为了培养学生的这种思维，教师教学时可先向学生展示一个实验，待学生对实验现象作出正确解释后，再向学生展示另一个原理类似的实验，学生便能在认识前一个实验的基础上认识后一个实验，并对其现象作出合理的解释，在解释中学会比较、应变与迁移。
如在“研究酶的作用条件”时，教师可做如下实验：取两支试管，每支试管中注入2mL煮沸冷却后的淀粉糊，再分别加入2mL稀释的唾液，摇匀。然后把一支放入盛有37℃温水的烧杯中，另一支放在冰水中。静置10分钟后取出，分别滴入1～2滴碘液，发现放在温水中的试管不变色，而冰水中的试管则变蓝色。针对不同的现象，教师引导学生积极探索产生不同现象的根源，因势利导，教师质疑：以上实验中，实验条件是否相同？学生恍然大悟：温度不同，酶在37℃时催化能力最强，温水中试管里的淀粉糊完全分解了，而冰水中试管里的酶几乎没有催化能力。再取一支装有淀粉糊的试管，在加入2mL唾液的同时，再滴加几滴稀盐酸，摇匀后同样放入37℃的温水中静置一会儿，取出试管，教师发问：如果在试管中也加入碘液，碘液会不会变色？不会变色，因为淀粉糊被酶分解了。接着慢慢向试管中滴加碘液，结果变蓝色，完全出乎同学们的预料，学生的思维立即活跃起来，抓住时机，教师启发：为什么加入稀盐酸后碘液会变蓝色？由于有了前面的经验，同学们立即想到是因为条件改变了，滴加盐酸后，溶液的PH值变小了，而酶的催化能力在中性或接近中性的溶液中最强，从而从根本上突破了教学的难点，学生思维的变通性也在知识的运用、迁移过程中得到了发展。
三、通过实验探究，提高学生探究能力
1. 根据学生情况，灵活把握重点探究环节
学生的探究活动不同于科学家的探究活动，教师要有目的地设计科学探究活动的内容、目的形式、方法和评价等方面的内容，特别是要根据具体探究内容和学生的实际情况，突出科学探究的重点环节，而不必对科学探究全部要素都面面俱到。
例如：对于探究影响声音高低的因素时，由于学生还没有较强的科学探究能力，同时学生对于声音的高低缺少必要的感性认识，因而对于“猜想与假设”、“制定计划与设计实验”等环节可以由教师直接给出，而应将学生探究的重点放在“收集证据”、“分析与论证”和“交流与合作”等环节上，这样一来可以充分地让学生体验他们力所能及的科学探究过程，从而有效地落实过程与方法目标。
2. 尊重学生，突出学生的主体地位
在学生进行科学探究的过程中，教师应成为科学探究活动的组织者和引导者，充分尊重学生的主体地位，发挥学生的主观能动作用。如在研究影响液体液体蒸发快慢因素的实验中，由于探究的操作并不复杂，同时学生对这一现象在日常生活中已有较丰富的感性认识，因此教师放开手脚让学生“提出问题”、“猜想与假设”、“制定计划与设计实验”、尊重学生所设计的实验方案，为他们提供必要的器材，以满足学生的主体意识，让他们体验到成功的喜悦。
总之，科学实验有效教学是一种教与学的实践活动，它以师生和谐、平等的交往互动为前提，以具有挑战性、开放性的教与学的内容为支点，引导学生积极参与，在主动的、开放的、创造的和享受的过程中促进知识、技能的自主建构及智慧生成的教与学统一的实践活动，它需要教师在有效教学理念的指导下，运用自己的专业判断在具体情景中作出专业决策，需要不断的反思和创新，实验教学才能取得更丰硕的成果。
关键词：初中科学实验；有效性；实践探究
中图分类号：G632.0文献标识码：A 文章编号：1992-7711(2014)07-0121
科学是一门以观察和实验为基础的科学，实验教学在科学教学中占有极大的比例，有极其重要的作用。可以说，科学实验教学的成败不仅直接影响着整个科学教学工作能否积极、有效、顺利地开展，还影响着整个科学教学工作的成败。笔者结合教学实践，对初中科学实验教学的有效性作一些探究。
一、重视演示实验，凸显实验教学功能
1. 改进演示实验，使实验现象更加明显
新教材中的部分演示实验，由于各种因素的干扰，实验现象往往不明显，因而不利于学生对实验的观察。通过改进演示实验，可以使实验现象更加明显，有利于学生对实验现象的理解。例如：传统的真空铃实验，把电铃固定在抽气盘上，即使抽出部分空气，由于固体传声，铃声仍然很响，只能通过真空铃响度的变化来说明“真空不能传声”。
改进：把玻璃罩内的电铃换成音乐卡中的电子发声器，并带有红色的发光二极管，音乐响时，伴有二极管的闪烁，用两面胶通过细线把发声体悬吊在玻璃罩顶部，接通电源，电子发声器发出美妙的音乐，并伴有二极管的闪烁，然后把玻璃罩放在抽气盘上，开始抽气，片刻，音乐就听不到了，只能看到二极管闪烁的红光，这样做既活跃了课堂气氛，又很好地说明了“真空不能传声”。
2. 关注失败的实验现象，提升实验教学功能
教师的演示贵在引导和启发，对于演示实验不能单纯地理解为成功的演示，即使是失败的演示，教师也应该从诸多因素引导和启发学生，寻找实验失败的原因，总结出实验要注意什么问题才能避免失败。例如：做水的沸腾实验时，不仅用时长，而且接近沸腾时温度不易上升，这时有些教师往往随便用一些理由搪塞过去，而笔者在教学中则及时引导学生分析原因，有些同学认为水量多、水的初温偏低是导致加热时间长的根本原因；又有同学认为由于散热较多也可能导致加热时间长，当散热速度等于吸热速度时水温不容易上升，建议盖上一个盖子；更有同学提出可以用大试管代替烧杯，这样同样体积的水放在试管中较烧杯中要深得多，水沸腾前后产生的气泡在水里上升过程历时长，可以清楚地观察到汽泡在上生升过程中体积变化情况……同学们的学习热情和能力充分得到提升。
二、加强对比实验，发展学生思维品质
1. 递进性对比实验，发展思维的深刻性
所谓递进性对比，就是根据中学生的认知特点，针对同一科学过程设置几个逐渐接近其本质特征的实验，使学生的思维在实验的引导下，由浅入深，层层推进，最终养成对事件刨根究底、追本溯源的思考习惯和能力，其思维的深刻性由此得以发展。
如关于“SO42-检验”的教学，教师可以设计以下对比实验：向盛有Na2SO4溶液的试管中加入适量的BaCl2溶液，看到有白色沉淀产生，加稀HNO3沉淀不溶解，证明溶液中有SO42-存在。接着取一支盛有Na2CO3溶液的试管，先向试管中滴入BaCl2溶液，同样看到有白色沉淀产生，再慢慢滴入稀HNO3，发现白色沉淀被溶解且有无色气体产生，随着实验现象的变化，学生的思维立即活跃起来，因势利导，教师启发学生分析思考产生不同现象的根源，通过分析学生明确了BaSO4和BaCO3两种沉淀的异同，认识到检验SO42-为什么要加稀HNO3的真正原因。再取一支盛有未知溶液的试管，同样加入适量BaCl2溶液和稀HNO3，也有白色沉淀产生，针对看到的现象，教师问：未知溶液中是否一定含有SO42-？学生的思维进一步被激活，假如BaCl2溶液和稀HNO3产生白色沉淀，溶液中还有可能不含SO42-的？通过深入研究，学生领悟到加入BaCl2溶液产生不溶于稀HNO3的白色沉淀，既有可能是溶液中含有SO42-，也有可能是含有Ag 。因为Ag 与Cl-结合同样能产生不溶于稀HNO3的AgCl白色沉淀。通过这样对比性实验，既帮助学生全面准确地掌握了科学知识，使学生懂得了检验SO42-与Cl-的方法，又能引导学生全面深入思考问题，真正实现思维的深刻化。
2. 同质性对比实验，发展思维的变通性
思维的变通性常常表现为思路灵活、举一反三、触类旁通、随机应变，能将思路转移到别人不容易想到、比较隐蔽的方向去。为了培养学生的这种思维，教师教学时可先向学生展示一个实验，待学生对实验现象作出正确解释后，再向学生展示另一个原理类似的实验，学生便能在认识前一个实验的基础上认识后一个实验，并对其现象作出合理的解释，在解释中学会比较、应变与迁移。
如在“研究酶的作用条件”时，教师可做如下实验：取两支试管，每支试管中注入2mL煮沸冷却后的淀粉糊，再分别加入2mL稀释的唾液，摇匀。然后把一支放入盛有37℃温水的烧杯中，另一支放在冰水中。静置10分钟后取出，分别滴入1～2滴碘液，发现放在温水中的试管不变色，而冰水中的试管则变蓝色。针对不同的现象，教师引导学生积极探索产生不同现象的根源，因势利导，教师质疑：以上实验中，实验条件是否相同？学生恍然大悟：温度不同，酶在37℃时催化能力最强，温水中试管里的淀粉糊完全分解了，而冰水中试管里的酶几乎没有催化能力。再取一支装有淀粉糊的试管，在加入2mL唾液的同时，再滴加几滴稀盐酸，摇匀后同样放入37℃的温水中静置一会儿，取出试管，教师发问：如果在试管中也加入碘液，碘液会不会变色？不会变色，因为淀粉糊被酶分解了。接着慢慢向试管中滴加碘液，结果变蓝色，完全出乎同学们的预料，学生的思维立即活跃起来，抓住时机，教师启发：为什么加入稀盐酸后碘液会变蓝色？由于有了前面的经验，同学们立即想到是因为条件改变了，滴加盐酸后，溶液的PH值变小了，而酶的催化能力在中性或接近中性的溶液中最强，从而从根本上突破了教学的难点，学生思维的变通性也在知识的运用、迁移过程中得到了发展。
三、通过实验探究，提高学生探究能力
1. 根据学生情况，灵活把握重点探究环节
学生的探究活动不同于科学家的探究活动，教师要有目的地设计科学探究活动的内容、目的形式、方法和评价等方面的内容，特别是要根据具体探究内容和学生的实际情况，突出科学探究的重点环节，而不必对科学探究全部要素都面面俱到。
例如：对于探究影响声音高低的因素时，由于学生还没有较强的科学探究能力，同时学生对于声音的高低缺少必要的感性认识，因而对于“猜想与假设”、“制定计划与设计实验”等环节可以由教师直接给出，而应将学生探究的重点放在“收集证据”、“分析与论证”和“交流与合作”等环节上，这样一来可以充分地让学生体验他们力所能及的科学探究过程，从而有效地落实过程与方法目标。
2. 尊重学生，突出学生的主体地位
在学生进行科学探究的过程中，教师应成为科学探究活动的组织者和引导者，充分尊重学生的主体地位，发挥学生的主观能动作用。如在研究影响液体液体蒸发快慢因素的实验中，由于探究的操作并不复杂，同时学生对这一现象在日常生活中已有较丰富的感性认识，因此教师放开手脚让学生“提出问题”、“猜想与假设”、“制定计划与设计实验”、尊重学生所设计的实验方案，为他们提供必要的器材，以满足学生的主体意识，让他们体验到成功的喜悦。
总之，科学实验有效教学是一种教与学的实践活动，它以师生和谐、平等的交往互动为前提，以具有挑战性、开放性的教与学的内容为支点，引导学生积极参与，在主动的、开放的、创造的和享受的过程中促进知识、技能的自主建构及智慧生成的教与学统一的实践活动，它需要教师在有效教学理念的指导下，运用自己的专业判断在具体情景中作出专业决策，需要不断的反思和创新，实验教学才能取得更丰硕的成果。