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【内容摘要】实验作为科学教学的一个重要手段，一直以来受到科学老师的关注。随着教学理念的更新，课堂重心悄然转向学为中心。本文分析现阶段实验教学的不足，创新实验教学内容和方法，从学生的学情出发，通过各种途径开发创新实验器材，加强和改进实验教学方法，从而提高教学效果。
【关键词】初中科学 创新实验 教学实践
新一轮课堂教学改革，正在全面铺开。以“生本课堂”为理念的学为中心的教学方式正在兴起。科学是以实验为基础的学科，新课改以全新的观念确立了实验教学在整个科学教学中的地位和作用。
一、对当下实验教学的商榷
2013年版的浙教版初中《科学》教材中，涉及到22个学生实验;26个探究实验;261个学生活动。虽然这些实验活动在编写过程中都经过了反复的推敲，但仍有为数不少的实验存在许多的不足：
1.有些实验活动过于简单：如：八下第一章探究《磁铁的性质》实验过于简单，课本中有些实验活动在小学科学中学生已经触及了，初中学生在学到这块知识已经没有科学的神秘感可言。学生拿着“菜谱式”的实验指导一一进行操作好像“照方抓药”，结果学生在实验中更多的是动手而没有动脑。这种缺少思维含量的实验，学生的思维很难得到发展。
2.有些实验的分析又太过抽象：如：八上第二章《大气的压强》中的覆杯实验，牛奶盒的变化，瓶中取袋，吸饮料，紧贴在墙面上的吸盘，章鱼触手上的吸盘，这些实验虽然现象奇特，趣味性强，但都需要进行抽象的理性分析。所以当一个又一个的神奇实验做过以后，一旦上升到理论分析，学生往往停留在原有的思维定势中，虽然能听懂，但是并不理解，即使有些理解，也感觉是老师强行灌输的。所以最后在解答过程中饮料还是吸上来的多，压上来的很少。如何巧妙地设计出创新实验，突破思维的固化，以达到事半功倍的效果，这是我们需要改进的地方。
3.有些实验成功率比较低：如：九上第二章《物质的转化》中铁与硫的反应，实验时反应生成的物质仍能被吸引，是铁粉与硫粉反应后的生成物硫化亚铁被磁铁吸引？是原有铁粉被吸引？这样对学生的思维产生了干扰。还有科学的严密性思维也受到牵制。
4.有些实验受时空限制：如《种子的萌发》一节中，需要提前一周左右时间对菜豆种子进行预处理。在课堂上呈现的仅仅是一个短暂的片段而已，因此学生的注意力和兴趣容易受后来知识的干扰，思维的连续性受到制约。
5.有的实验准确操作比较困难：如七下第三章《测定滑动摩擦力》时，要求学生拉弹簧秤必须做到匀速，学生很难做到弹簧秤匀速拉动。且在此过程中要在移动中读数，实验的精确度受到很大影响。尽管理论上是成立的，但是实际上实验操作上的问题也会影响学生的思维判断。
6.在习题教学中的实验比较生疏：如在《摩擦力》习题教学中，人匀速向上和向下爬杆时，摩擦力的方向问题。好多同学说是和运动方向相反，但是事实是向上爬杆时摩擦力也是竖直向上的，如果没有一个好的实验素材作背景，即使再讲十遍，学生的错误还是我行我素。原因在于许多科学知识比较抽象，特别是以实验为背景的科学实验题解答过程中，由于学生缺少实验思维能力，学生的思维障碍很难突破，养成了死记硬背学科学的坏习惯，加重了学习负担。
苏霍姆林斯基也提倡“独立发现的道路让学生去走”。而考察教科书和实际的教学，我们擅长的是向学生演示、展示通向真理的“阳光大道”。在科学实验的教学中，演示实验主要由老师包办，学生只是观众，并没有真正的体验。学生分组实验中，学生按教师、教材提供的方法步骤进行演练，就此来验证结论，忽视了实验的思维能力的培养，整个过程缺乏活力，没有创新，没有体现学生独立思维的能力培养。
二、教学改革需要创新实验
《浙江省教育厅关于深化义务教育课程改革的指导意见》（浙教基〔2015〕36号）文件指出：提倡学生主动参与的探究式学习，科学课程以提高每个学生的科学素养为总目标，突出让学生参与科学探究（过程方法与能力）的方式来理解科学知识，学习科学技能，体验教学过程与方法，初步理解科学本质，形成科学态度、情感与价值观，培养创新意识和实践能力。因此，在教学中创新实验教学，唤起学生的注意，激发学生的兴趣，引起学生思考，发展学生的思维能力，是每个科学教师需要不断努力的方向。
三、创新实验教学的策略
1.设计反常实验，打破定势思维
“思维定势”对于科学课堂教学的作用有积极一面;但是也有消极的反作用;积极的思维定势可以加深学生的记忆功能，但是消极的思维定势却是束缚创造性思维的一大枷锁。如八上第一章《浮力》教学中，下沉的物体受到浮力小，上浮的物体浮力大。这个固化了前概念，需要设计反其道行之的实验，比如用同一个矿泉水瓶，一次空瓶，一次灌满沙子，同样浸没在水中，空瓶上浮了，灌满沙子的瓶子下沉了，我们再用排水法将两次的浮力分别测量出来，从而得出：同一瓶子，浸没在水中時受到的浮力是一样的。并不是之前想的下沉的物体受到的浮力小，上浮的物体受到的浮力大。这样我们就能制造思维矛盾，引起思想冲突，让学生在这种矛盾中获得启发、顿悟，从而培养学生突破性思维框架，它有利于学生的自主探究，进而能够达到准确、严密、深刻的理解和掌握所学知识的目的，突破思维定势。
2.设计创意实验，培养求异思维
在教学中发现，让学生充分发挥聪明才智，从自己感兴趣的知识点或实验出发，让学生去创新实验，可以培养求异思维。如在八上第四章第六节《伏安法测导体电阻》时，我们都知道利用欧姆定律的变式，电阻是其导体两端的电压与流过导体的电流之间的比值，只要找到导体两端的电压和流过导体的电流，就能求出该导体的电阻了。但是如果实验就此结束，学生的思维就只能停留在书本表面。我们老师可以预设如果电压表坏了或者电流表坏了，能不能测电阻了？学生利用现有知识，与其他同学一起去设计，去创造、去探索，看看缺了其中一个电表，如何通过其他现有的原件来测出电阻，比如可以有两个电压表或者两个电流表，也可以是一个电流表再多加一个开关，一个电压表多加一个开关等等。这样不仅培养创新思维，增强创新能力，还加深了学生对知识的理解，而且大大地提高了学生思维的创造性，拓宽学生的思路，培养学生思维的灵活性。 3.设计连环实验，提升逻辑思维
在《焦耳定律》实验教学中，老师们往往发现：课本上的实验一步到位，思维的渐变过程没有很好的体现。这就需要老师设计出一系列连环渐进的实验，如何控制变量？使用串联电路可以控制电流相同，比较不同电阻的产热;使用并联电路可以比较不同电流时的不种电阻产热，但不能比较不同电流时同种电阻的产热。书本实验利用串联电路采用的是前后对比达到效果，如果能直接对比，设计其他连接方式，效果会更好。如何体现产热的多少？怎样才能更直观的体现？想到温度的上升，用温度计，用平底烧瓶中插入玻璃管（相当于放大了的温度计）效果更好。我们在教学中需要把这些问题都提出来，让学生一个一个解决，由浅入深，环环紧扣，层层深入，符合学生认知规律和认知心理，使学生不仅能“知其然”，还能“知其所以然”，有效提升学生思维逻辑的严密程度。
4.设计过渡实验，强化推理思维
教学时，从一个知识点到另一个知识点时要衔接自然，否则学生会觉得莫名其妙，跟不上老师的思路。课堂也会显得很不自然。这不符合科学知识的发展规律，也不利于学生认知规律的发展，更不利于培养学生的推理能力。如九上《滑轮》中定滑轮改变力的方向，不改变力的大小。老师设计一系列变式型过渡实验：从弹簧秤直接拉，到通过滑轮拉到两个滑轮左右两边拉，从中比较各个拉力的大小。这样的实验设计挖掘出了学生现有认知结构与新知识之间的衔接点，并在这个衔接点上以疑搭桥，使学生在教师的引导下去发现知识间的联系，训练学生敏捷的思维能力，促进推理能力的发展。
5.设计模型实验，拓展想象思维
思维过程本身就是由感性的东西，逐渐引向理性的抽象概括的过程。模型是以感性材料为基础，把表象的东西进行重新加工而产生的新形象。如：微观物质世界中分子、原子、电子等知识看不见，摸不着，设计微观模型创新实验可以有效促进学生想象力的发展。它可以将微观知识形象化、直观化，增强感性认识，使学生在头脑中留下深刻的微观模型，从而加深对知识的理解。也可通过这样的实验创新，有效激发学生的兴趣，突破微观知识教学的难点，促进了学生形象思维能力和想象力的发展。
6.设计习题实验，简化繁杂思维
在习题教学过程中，我们常常感觉课堂枯燥无味，学生做得很累，但收效甚微。而许多学生出现错误的原因，往往只是对某一知识点的理解存在障碍。如电动机的计算，学生存在的主要问题是对电动机功率、发热功率、机械功率之间的关系难以正确区分，计算公式难以正确选择。在教学中，通过挖掘“习题实验”，进行有效突破。通过对比相同电压下，电动机转动与电动机转动突然被卡住时电流大小的大幅度变化，学生深刻体会到了，纯电阻电路与非纯电阻电路电流做功的不同。因此，在教学中，教师如果能善于捕捉学生解题时思维的盲点，挖掘习题实验，这样的习题课既有趣又有效。同时既是创新实验的好办法，也是化简学生思维障碍的有效手段。
7.设计生活实验，培养好奇思维
美国著名教育家杜威认为：“最好的教育就是从生活中学习”。《科学课程标准》指出：使用身边随手可得的物品，进行探究活动和各种实验。如厨房中的科学，从柴米油盐酱醋茶中入手，拉近科学与生活的距离。因此，从生活中寻找生活化的实验，也是实验创新的有效途径。同时也可以培养学生热爱生活、积极思维的良好习惯。
总之，实验教学是初中《科学》的重要组成部分，它以其生动的魅力和丰富的内涵在培养学生的创新素质方面发挥着独特的作用。只要我们依据教学内容，多从学生的实际出发，通过各种途径开发实验教学，加强和改进实验教学方法，努力挖掘实验教学潜能，做到平常中出新，平淡中出奇，创设一个个符合学生心理特点的生动、有趣、形象的实验，实验教学就能做到为学生创造更多的参与机会，增强他们的参与意识，使学生主动地进行学习。从而让学生在快乐实验中不仅提高科学素养，积极发展学生思维。
【参考文献】
[1]李嘉音.培養学生创造性思维教学的探讨[J].化学教育，1986，7（1）：1-4.
（作者单位：浙江省杭州市萧山区临浦镇初级中学）
【关键词】初中科学 创新实验 教学实践
新一轮课堂教学改革，正在全面铺开。以“生本课堂”为理念的学为中心的教学方式正在兴起。科学是以实验为基础的学科，新课改以全新的观念确立了实验教学在整个科学教学中的地位和作用。
一、对当下实验教学的商榷
2013年版的浙教版初中《科学》教材中，涉及到22个学生实验;26个探究实验;261个学生活动。虽然这些实验活动在编写过程中都经过了反复的推敲，但仍有为数不少的实验存在许多的不足：
1.有些实验活动过于简单：如：八下第一章探究《磁铁的性质》实验过于简单，课本中有些实验活动在小学科学中学生已经触及了，初中学生在学到这块知识已经没有科学的神秘感可言。学生拿着“菜谱式”的实验指导一一进行操作好像“照方抓药”，结果学生在实验中更多的是动手而没有动脑。这种缺少思维含量的实验，学生的思维很难得到发展。
2.有些实验的分析又太过抽象：如：八上第二章《大气的压强》中的覆杯实验，牛奶盒的变化，瓶中取袋，吸饮料，紧贴在墙面上的吸盘，章鱼触手上的吸盘，这些实验虽然现象奇特，趣味性强，但都需要进行抽象的理性分析。所以当一个又一个的神奇实验做过以后，一旦上升到理论分析，学生往往停留在原有的思维定势中，虽然能听懂，但是并不理解，即使有些理解，也感觉是老师强行灌输的。所以最后在解答过程中饮料还是吸上来的多，压上来的很少。如何巧妙地设计出创新实验，突破思维的固化，以达到事半功倍的效果，这是我们需要改进的地方。
3.有些实验成功率比较低：如：九上第二章《物质的转化》中铁与硫的反应，实验时反应生成的物质仍能被吸引，是铁粉与硫粉反应后的生成物硫化亚铁被磁铁吸引？是原有铁粉被吸引？这样对学生的思维产生了干扰。还有科学的严密性思维也受到牵制。
4.有些实验受时空限制：如《种子的萌发》一节中，需要提前一周左右时间对菜豆种子进行预处理。在课堂上呈现的仅仅是一个短暂的片段而已，因此学生的注意力和兴趣容易受后来知识的干扰，思维的连续性受到制约。
5.有的实验准确操作比较困难：如七下第三章《测定滑动摩擦力》时，要求学生拉弹簧秤必须做到匀速，学生很难做到弹簧秤匀速拉动。且在此过程中要在移动中读数，实验的精确度受到很大影响。尽管理论上是成立的，但是实际上实验操作上的问题也会影响学生的思维判断。
6.在习题教学中的实验比较生疏：如在《摩擦力》习题教学中，人匀速向上和向下爬杆时，摩擦力的方向问题。好多同学说是和运动方向相反，但是事实是向上爬杆时摩擦力也是竖直向上的，如果没有一个好的实验素材作背景，即使再讲十遍，学生的错误还是我行我素。原因在于许多科学知识比较抽象，特别是以实验为背景的科学实验题解答过程中，由于学生缺少实验思维能力，学生的思维障碍很难突破，养成了死记硬背学科学的坏习惯，加重了学习负担。
苏霍姆林斯基也提倡“独立发现的道路让学生去走”。而考察教科书和实际的教学，我们擅长的是向学生演示、展示通向真理的“阳光大道”。在科学实验的教学中，演示实验主要由老师包办，学生只是观众，并没有真正的体验。学生分组实验中，学生按教师、教材提供的方法步骤进行演练，就此来验证结论，忽视了实验的思维能力的培养，整个过程缺乏活力，没有创新，没有体现学生独立思维的能力培养。
二、教学改革需要创新实验
《浙江省教育厅关于深化义务教育课程改革的指导意见》（浙教基〔2015〕36号）文件指出：提倡学生主动参与的探究式学习，科学课程以提高每个学生的科学素养为总目标，突出让学生参与科学探究（过程方法与能力）的方式来理解科学知识，学习科学技能，体验教学过程与方法，初步理解科学本质，形成科学态度、情感与价值观，培养创新意识和实践能力。因此，在教学中创新实验教学，唤起学生的注意，激发学生的兴趣，引起学生思考，发展学生的思维能力，是每个科学教师需要不断努力的方向。
三、创新实验教学的策略
1.设计反常实验，打破定势思维
“思维定势”对于科学课堂教学的作用有积极一面;但是也有消极的反作用;积极的思维定势可以加深学生的记忆功能，但是消极的思维定势却是束缚创造性思维的一大枷锁。如八上第一章《浮力》教学中，下沉的物体受到浮力小，上浮的物体浮力大。这个固化了前概念，需要设计反其道行之的实验，比如用同一个矿泉水瓶，一次空瓶，一次灌满沙子，同样浸没在水中，空瓶上浮了，灌满沙子的瓶子下沉了，我们再用排水法将两次的浮力分别测量出来，从而得出：同一瓶子，浸没在水中時受到的浮力是一样的。并不是之前想的下沉的物体受到的浮力小，上浮的物体受到的浮力大。这样我们就能制造思维矛盾，引起思想冲突，让学生在这种矛盾中获得启发、顿悟，从而培养学生突破性思维框架，它有利于学生的自主探究，进而能够达到准确、严密、深刻的理解和掌握所学知识的目的，突破思维定势。
2.设计创意实验，培养求异思维
在教学中发现，让学生充分发挥聪明才智，从自己感兴趣的知识点或实验出发，让学生去创新实验，可以培养求异思维。如在八上第四章第六节《伏安法测导体电阻》时，我们都知道利用欧姆定律的变式，电阻是其导体两端的电压与流过导体的电流之间的比值，只要找到导体两端的电压和流过导体的电流，就能求出该导体的电阻了。但是如果实验就此结束，学生的思维就只能停留在书本表面。我们老师可以预设如果电压表坏了或者电流表坏了，能不能测电阻了？学生利用现有知识，与其他同学一起去设计，去创造、去探索，看看缺了其中一个电表，如何通过其他现有的原件来测出电阻，比如可以有两个电压表或者两个电流表，也可以是一个电流表再多加一个开关，一个电压表多加一个开关等等。这样不仅培养创新思维，增强创新能力，还加深了学生对知识的理解，而且大大地提高了学生思维的创造性，拓宽学生的思路，培养学生思维的灵活性。 3.设计连环实验，提升逻辑思维
在《焦耳定律》实验教学中，老师们往往发现：课本上的实验一步到位，思维的渐变过程没有很好的体现。这就需要老师设计出一系列连环渐进的实验，如何控制变量？使用串联电路可以控制电流相同，比较不同电阻的产热;使用并联电路可以比较不同电流时的不种电阻产热，但不能比较不同电流时同种电阻的产热。书本实验利用串联电路采用的是前后对比达到效果，如果能直接对比，设计其他连接方式，效果会更好。如何体现产热的多少？怎样才能更直观的体现？想到温度的上升，用温度计，用平底烧瓶中插入玻璃管（相当于放大了的温度计）效果更好。我们在教学中需要把这些问题都提出来，让学生一个一个解决，由浅入深，环环紧扣，层层深入，符合学生认知规律和认知心理，使学生不仅能“知其然”，还能“知其所以然”，有效提升学生思维逻辑的严密程度。
4.设计过渡实验，强化推理思维
教学时，从一个知识点到另一个知识点时要衔接自然，否则学生会觉得莫名其妙，跟不上老师的思路。课堂也会显得很不自然。这不符合科学知识的发展规律，也不利于学生认知规律的发展，更不利于培养学生的推理能力。如九上《滑轮》中定滑轮改变力的方向，不改变力的大小。老师设计一系列变式型过渡实验：从弹簧秤直接拉，到通过滑轮拉到两个滑轮左右两边拉，从中比较各个拉力的大小。这样的实验设计挖掘出了学生现有认知结构与新知识之间的衔接点，并在这个衔接点上以疑搭桥，使学生在教师的引导下去发现知识间的联系，训练学生敏捷的思维能力，促进推理能力的发展。
5.设计模型实验，拓展想象思维
思维过程本身就是由感性的东西，逐渐引向理性的抽象概括的过程。模型是以感性材料为基础，把表象的东西进行重新加工而产生的新形象。如：微观物质世界中分子、原子、电子等知识看不见，摸不着，设计微观模型创新实验可以有效促进学生想象力的发展。它可以将微观知识形象化、直观化，增强感性认识，使学生在头脑中留下深刻的微观模型，从而加深对知识的理解。也可通过这样的实验创新，有效激发学生的兴趣，突破微观知识教学的难点，促进了学生形象思维能力和想象力的发展。
6.设计习题实验，简化繁杂思维
在习题教学过程中，我们常常感觉课堂枯燥无味，学生做得很累，但收效甚微。而许多学生出现错误的原因，往往只是对某一知识点的理解存在障碍。如电动机的计算，学生存在的主要问题是对电动机功率、发热功率、机械功率之间的关系难以正确区分，计算公式难以正确选择。在教学中，通过挖掘“习题实验”，进行有效突破。通过对比相同电压下，电动机转动与电动机转动突然被卡住时电流大小的大幅度变化，学生深刻体会到了，纯电阻电路与非纯电阻电路电流做功的不同。因此，在教学中，教师如果能善于捕捉学生解题时思维的盲点，挖掘习题实验，这样的习题课既有趣又有效。同时既是创新实验的好办法，也是化简学生思维障碍的有效手段。
7.设计生活实验，培养好奇思维
美国著名教育家杜威认为：“最好的教育就是从生活中学习”。《科学课程标准》指出：使用身边随手可得的物品，进行探究活动和各种实验。如厨房中的科学，从柴米油盐酱醋茶中入手，拉近科学与生活的距离。因此，从生活中寻找生活化的实验，也是实验创新的有效途径。同时也可以培养学生热爱生活、积极思维的良好习惯。
总之，实验教学是初中《科学》的重要组成部分，它以其生动的魅力和丰富的内涵在培养学生的创新素质方面发挥着独特的作用。只要我们依据教学内容，多从学生的实际出发，通过各种途径开发实验教学，加强和改进实验教学方法，努力挖掘实验教学潜能，做到平常中出新，平淡中出奇，创设一个个符合学生心理特点的生动、有趣、形象的实验，实验教学就能做到为学生创造更多的参与机会，增强他们的参与意识，使学生主动地进行学习。从而让学生在快乐实验中不仅提高科学素养，积极发展学生思维。
【参考文献】
[1]李嘉音.培養学生创造性思维教学的探讨[J].化学教育，1986，7（1）：1-4.
（作者单位：浙江省杭州市萧山区临浦镇初级中学）