初中薄弱科学实验器材开发途径初探

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　　实验器材的投入相对来说是较大的，但是学校自筹资金占很大比例，薄弱初中投入更是相对不足，除了配备基本教学演示仪器外，已无力添置现代教育装备，从而影响了科学教学质量的整体提高。因此，借助农村的一些优势资源，强化实验教学，充实实验仪器，提高农村科学教师的实验素养，显得尤为必要。通过一些简单的实验“土器材”的开发，可以缓解薄弱初中实验的经费不足和器材短缺，进一步提高科学教学质量。根据器材实验场所和实验主体的不同，笔者结合工作实践，把薄弱初中科学实验器材的开发分为演示实验器材的开发和学生实验器材的开发两类。
　　一、教师演示实验器材的开发
　　1.利用日常生活用品对课本演示实验器材进行替换以增强演示实验的可操作性
　　科学源于生活，生活中的一些日常用品不但包含着科学知识，有时还可当作演示实验器材来用，而且能增强演示实验的可操作性。例如，初中科学教材中有一个探究非晶体松香熔化特点的实验，由于松香熔化过程中黏滞度很高，搅拌很难，有时倒会得出松香熔化时保持温度不变的错误结论。而如果用日常生活用品石蜡来做这个实验，不但能得出非晶体熔化过程中温度要升高的正确结论，而且实验时间可以大大缩短，从而增强了实验的可操作性。
　　2.借用周边商店企业的器材来进行演示实验以增加实验成功的可靠性
　　学校里的实验器材由于仅仅用于教学演示，技术要求不太高，所以有时实验演示时，效果不明显，实验不成功。而利用企业生产用的器材来做实验，由于器材的技术要求高，能使实验现象更明显，从而提高实验成功的可靠性。例如，课本中的马德堡半球实验，由于实验室里抽气机抽气能力低，马德堡半球抽气后仍然很容易拉开，所以难以演示大气压很大。而如用冰箱修理店中的抽气机来抽气，抽气效果就非常好，抽气后好几个人都难以拉开马德堡半球，大大提高了实验的演示效果。
　　3.对实验室的实验器材进行改造使用以实现实验室器材的一物多用
　　如何在实验教学中既能保证实验的开出率又能节约实验经费是许多农村学校迫在眉睫值得探讨的问题。自制教具，改造废旧仪器是减少学校开支的重要途径，有时还能提高实验效果。例如，课本中对分子之间存在间隔是用两个量筒分别装50毫升水和酒精，然后把一个量筒里的水倒入装有酒精的量筒里，结果总体积数少于100毫升，来说明分子之间存在间隔。但实际操作时，由于量筒内径较大，两种液体混合后液体在量筒上显示的刻度变化并不明显，演示效果不理想。如果改用托里拆利管来做该演示实验，由于托里拆利管管径小，当水和酒精混合时，可以用食指堵住关口再倒过来观察，不但液体混合后总体积减小在管子里显示非常明显，而且可以观察到液体混合后体积减小的动态过程，实验现象和效果都大大提高。
　　4.利用废物品自制演示实验教具以克服实验仪器不足的困难
　　随着人们生活水平的日益提高，各种塑料、金属等废弃物也相应增多。把这些废弃物收集起来，用在科学演示实验中，不但能给实验带来方便，为实验效果增添光彩，而且还可以节省实验开支，这对于经费缺乏、实验条件差的薄弱初中学校具有很大意义。例如，利用可乐瓶做“空气与燃烧实验”，这个实验要求通过实验使学生认识空气不是一种单纯的气体，能帮助物体燃烧的是空气中的氧气。这个实验原来需要水槽、开口钟罩等实验器材。而用脸盆代替水槽、用可乐瓶代替钟罩，同样得到了很好的实验效果。再如利用废纸盒做“空气对流”实验，此实验原来要求有玻璃箱等器材，而用家中的废纸盒，做成空气流动实验箱，同样可以获得成功。
　　5.利用儿童玩具来进行演示实验，让学生在玩耍中学科学
　　儿童玩具对于学生来说是既熟悉又特别有兴趣的，利用儿童玩具来进行演示实验可以让学生在玩耍中学科学，效果非常好。例如，在讲马德堡半球实验时，可以用一种玩具手枪（当把它打在较光滑的墙上或门上时子弹就粘在那里）；讲到光线反射时，可以用一种千变万化的万花筒玩具做演示；讲到机械时，用一种上了发条就会蹦蹦跳跳的可爱的青蛙或小公鸡为演示实验等。利用这些东西做实验，对一玩具多用，废玩具利用，以及对其不完美之处进行加工改造的过程，其价值不仅仅是该材料本身的使用价值，而是通过用玩具进行教学，使学生意识到生活中处处存在科学知识，利用玩具也能进行科学探究，从而激发学生探求知识的欲望,培养学生的创造能力。
　　二、学生实验器材的开发
　　1.进行家庭小实验器材积累
　　家庭小实验作为一种新的实验形式，为学生提供了大量动手的机会，弥补了课堂教学的不足。例如，平日学生对蜡烛的燃烧、铁生锈、石灰池中的变化等现象视而不见，通过家庭小实验，使学生懂得了蜡烛燃烧中的物理变化、化学变化、火焰的层次等知识，知道了铁生锈的原因及防止锈蚀的方法，明白了学习的内容与日常生活有着千丝万缕的联系。在家庭实验中，没有现成的仪器和药品，这就需要学生在实验过程中寻求性能相似的代用品，这样一来，无疑就会让学生主动动手、动脑。这必将激发学生潜在的创造能力，培养其创新精神。此外，家庭实验也弥补了薄弱初中缺少仪器药品的现状，还能帮助克服某些演示实验中能见度低的不足之处。因此，家庭小实验不失为辅助实验教学的一个极好的方法。日常生活中，有些物质可做化学药品使用，例如：易拉罐（铝）、铁钉、铜丝、火柴盒贴（红磷）、铅笔芯（石墨）、木炭、食盐、面碱（碳酸钠）、白酒、白醋、鸡蛋壳、碘酒、PP粉（高锰酸钾）、果导片（内含酚酞）、中药紫草（其酒精浸出液可做石蕊试液）、农用硫酸铜、建筑用的刷墙面的碎石（主要成分是碳酸钙）、生石灰、熟石灰、废干电池拆下来的铜帽、锌片、碳棒等都是化学实验常用的药品。如条件许可的话，也可到试剂药品店买点必需的药品，以补充药品的不足。
　　2.利用生活废弃物做实验器材
　　根据新课标对能力、技能的具体要求，可以安排边学边实验的内容，努力增加学生对这些仪器的使用频率，逐步提高学生使用这些仪器技能方面的要求。对器材的要求不是很高的演示实验，可以改为学生边学边实验。例如，课本上有演示物体浮沉条件的实验，可改为边学边实验，让学生在课前准备好一支废弃的空牙膏管（尾端剪开）和一只玻璃杯。实验时，先让学生把牙膏管捏扁放在盛水的玻璃杯里，它就在水中下沉，然后将牙膏管鼓起一些，它就能上浮。充分发挥小实验可以使科学学科的教与学更加得生动具体、内容丰富、形式变化多样，从而更好地发挥以教师为主导、学生为主体的作用。
　　3.回收实验药品再利用
　　实验结束后注意药品的回收，提高药品的利用率，也是节约经费的好方法。例如，电解水实验中得到的氧气可用于铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁的实验：电解水实验中得到的氢气可用于氢气还原氧化铜实验，凡能回收的药品应尽量回收。
　　4.学生动手自制实验器材
　　学生自制实验器材在科学教学中有着极其重要的意义。新的教学观念认为，教学重心应从以往重视教师教的教学结果改变为注重学生学的学习过程上。学生通过自制实验器材与实验，就会主动地学习相关的知识与理论，寻找合适的素材，做出大胆的尝试，提出更多的问题，做出更多的假想，或者有创造性的举动，甚至挑战理论、挑战教师，这是素质教育的重要教育目标之一。在器材制作与实验的过程中，学生能充分发挥自己主观的能动性，学会自主学习；不断培养他们的动手能力、判断能力、解决问题的能力、思维能力以及创新能力等。有的会在成功的喜悦下，不断探索科学的奥秘。
　　总之，实验器材的开发和利用，提高了薄弱初中科学教师的实验素养，激发了学生学习科学的积极性，缓解了学校实验的经费不足和器材短缺等问题。
　　作者单位：浙江省嵊州市经济开发区中心学校

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