发挥实验在数学教学中的重要作用
蓟州区侯家营镇中级学校
【摘要】从实验教学的角度看，化学实验一般包括演示实验和中学生实验等。跟科学探究一样，实验教学也具有多维的课程目标，不仅学习知识、训练技能以外，化学实验还应在发展实验能力、提高科学素质方向发挥重要作用。笔者按照自己多年的教学经验从优化演示实验、加强中学生实验、重视实验方式的总结三大方面探讨了怎么发挥实验在数学教学中的重要作用。
【关键词】实验教学演示实验中学生实验实验能力
【正文】义务教育数学课程标准（2011年版）强调，实验教学是数学教学的重要组成部份，是落实数学课程目标，全面提升中学生科学素质的重要途径。要发挥实验在数学教学中的重要作用，须要正确认识数学实验的教学目标，注意掌握实验教学的特性，合理开发实验教学的课程资源。
一、优化演示实验，培养学习兴趣，让中学生想学数学
伟大的化学学家爱因斯坦有句谚语：“兴趣是最好的老师。”课堂上借助新奇有趣的演示实验，能迸发中学生的好奇心和求知心理，培养中学生初步的学习兴趣，引起中学生思索，引导中学生发觉问题，使得她们乐于去寻求答案，想学数学。
1.转变思想观念，悉心设计演示实验
班主任要转变观念，要认识到实验教学的重要性。每一次实验前，要明晰实验的目标，将实验原理与理论知识进行有效融合，打算好各类实验装置，悉心设计演示过程，进而有效地剌激中学生的感官、吸引中学生的注意力，迸发中学生的学习热情。如在证明大气压存在教学中，将“瓶吞蛋”实验进行改进，把广口瓶换成150mL尖头烧杯，把去壳的熟鸭蛋换成去壳的熟鹌鹑蛋，演示时把一端浸过酒精棉的铁丝燃起后迅速插入烧杯中，待燃烧片刻后抽出铁丝，再迅速把鹌鹑蛋置于瓶口上，过会儿即可见到鹌鹑蛋顺着烧困局渐渐下降到瓶底，并提出问题：“蛋为什么这样运动了？是哪些力把它压入瓶内？”这样的改进可见度减小，生动形象地证明了大气压的存在，中学生也会对观察到的新颖有趣的现象倍感惊奇。
2.注重演示实验疗效，加强教学实践能力
好的实验设计与好的演示过程是相辅相成的。实践证明，班主任做实验的动作越干脆俐落、一次成功，越能迸发中学生对科学实验的浓烈兴趣；反之，假如实验失败，虽然反复补弄成功，也会增加中学生的兴趣，骨折中学生的积极性，甚至会使中学生对已有的科学推论形成疑惑。如在用兵乓球和漏斗演示“流体浮力与流速的关系”时，假若不使劲吹兵乓球，实验很可能不成功，都会影响中学生学习的热情和兴趣。为此，要求班主任要具有较强的实践能力，进而保证实验一次成功。
3.改演示实验为中学生参与实验，培养实验能力
传统的演示实验通常都是由班主任先讲解、再演示，之后把观察到的现象、结论总结下来，这样的实验教学中学生常常处于被动地位，缺少主动性，对实验没有热情和探究的欲望。假如班主任的演示实验可见度不够，除了会影响教学疗效，就会使看不清的中学生丧失了兴趣。如在光的折射演示实验中，传统的演示模式是班主任叫一名中学生上讲台站在水槽前，观察实验现象，这样演示的弊病是只有一名或几名中学生能观察到实验现象，很难迸发全班其他中学生的兴趣。为此，应最大限度地将班主任单独操作的演示实验改为师生共同参与，或在班主任指导下由中学生独立完成，使中学生一直保持积极参与的热情，迸发中学生的学习兴趣，提升中学生的实验能力。
二、加强中学生实验，以中学生为主体，培养中学生合作交流和探求、创新能力
《新课标》明确强调了化学课程变革的重点：“以提升中学生的科学素质为主旨。”传统的实验教学指出讲清原理，演示好实验，虽然也注意中学生能力的训练与培养，但化学实验教学的重点不应只是传授基础知识和训练基本技能，更重要的是在教学中要有意识地对中学生进行科学素养的训练和培养，既要指出实验在训练中学生观察和动手能力方面的功能和作用，更要指出实验在培养中学生动脑、启迪思维，开发潜能等方面的功能和作用，这也是化学实验教学所要达到的更高目标。
1.体验实验过程物理现象实践活动，感受方式，训练中学生思维
中学生把握知识的过程，实质上是一种探究的过程，学习除了要用自己的脑部思索，并且要用眼看、耳听、嘴说、手操作，即用自己的身体去亲身经历，用自己的心去亲自体会，课堂上重视参与、注重实践、注重探究、注重经历。如在“探究影响滑动磨擦力大小的诱因”实验时，班主任打算了实验器材：长方体铁块、砝码、弹簧测力计、木板、棉布、毛巾，之后提出问题：影响滑动磨擦力大小的诱因可能有什么？创设了问题情境，使中学生形成了强烈的探究兴趣。中学生依据经验“当手上有油时，不容易松开玻璃瓶；骑单车制动时，要使劲捏刹把”，这就容易形成以下推测：影响滑动磨擦力大小可能与接触面的粗糙程度、物体对接触面的压力、接触面积的大小有关。通过逻辑思维，很快剖析出实验须要解决的问题有：怎样改变接触面的粗糙程度？怎样改变物体对接触面压力的大小？怎样改变接触面积的大小？中学生讨论并评估各类方式的过程中，要思索实验是否精确、操作是否可行等多方面诱因和问题，这就是在训练中学生思维，引导中学生把握正确实验技巧。
2.悉心设计实验，培养中学生实践能力和发散思维能力
实验设计应当具有新颖、有趣的特征，目的在于培养中学生的创新思维和实践能力，并有助于对中学生的发散性思维进行训练。如在“测定小灯泡的功率”实验中，除按课本上的方式测定小灯泡的功率外，班主任可引导：若题目中不具备电流表或电压表中的任意一个，而是给出了一个已知电阻的阻值，能不能测出小灯泡的功率呢？可让中学生动手动脑做一做。当中学生完成这两步后，班主任再深入引导，“假如已知电源电流，而电流表的阻值大于灯泡的额定电流时，如何检测小灯泡的额定功率呢？”这样步步引导，逐步深入，借助新颖、有趣的实验设计激活中学生的求知欲望，进而培养她们的创新思维能力。再如，在学完“伏安法”测内阻后，组织中学生设计假如只有一只电压表或一只电流表测内阻的方式，这样不但提升了中学生灵活应用知识的能力，更重要的是培养了中学生从不同角度、用不同方式解决问题的发散思维能力，有效地推动了中学生创造力的培养。
3.创造条件优化中学生实验，使中学生成为课堂的主人
受“标准化”、“规范化”的阻碍，过去的教学过于要求所有中学生达到同等标准，因而造成偏低的统一要求，忽略中学生的个性差别，这有违反新课标的教学要求。我们要关注每一个中学生，让每一个中学生都投入到实验活动中去。实验课上创造条件，使中学生积极地投入到科学探究活动中来，才能使其真正成为课堂的主人。班主任在为中学生打算实验器材时，注意使提供的器材有可选择性，同时注意培养中学生借助身边的小物品与实验器材相结合，进行化学实验。如用圆规和橡皮泥做“探究影响压力作用疗效的诱因”实验：可以用圆规的尖端置于橡皮泥上和平置于橡皮泥上，显著得到的印记深度不一样，说明压力的作用疗效与受力面积有关；平放时再用手使劲按压一下，印记会加深，又说明压力的作用疗效还和压力大小有关。再如，用一个钢笔盒和几支钢笔才能研究滑动磨擦力和滚动磨擦的大小关系。这种器材中学生更熟悉，这样既可以拉近化学学与生活的距离，让学生沉痛地感遭到科学的真实性，又补充实验课程资源，有利于提高中学生的创新意识。
4.举办探求性实验和课外实验，培养中学生创新和探究能力
充分发挥实验教学的教育功能，不仅仅是逗留在课堂上。化学课外活动是化学课堂教学的延展和补充，是培养中学生积极探求、勇于赶超的科学精神的重要途径。在教学中，班主任要多组织和指导中学生举办数学课外活动和家庭小实验，让中学生自己发觉和找寻身边的化学。如在学习大气压时，学生在观察了当地的大气压后，提出了一个问题，“气压是因为受重力作用产生的，这么各个地方的空气密度不同，大气压相同吗？”教师对这个问题给与积极鼓励并做好引导，同时举例来讲解，“我们在给单车轮胎打气时，活塞向上运动，气筒内的二氧化碳容积增大了，密度如何呢？浮力又如何呢？”进而联想到不同地方的大气压不同，班主任进一步提出新问题：“为什么徒步运动员上山要带高压锅呢？”这样就把沸点与大气压之间的关系联系上去了。这个实验不能在课堂上做，但可以让中学生借助实验室中的器材和身边的物品，设计一个实验证明这一观点。这些探求性学习，也培养了中学生勇于创新和探求的能力。
5.巧用多媒体教学取代实验教学，帮助中学生产生感性认识
多媒体教学可以化无形为有形，形象生动，在化学实验教学中，借助计算机的模拟，才能帮助中学生更好地产生感性认识。对于一些难度较大、较具象的探究实验，如“托里拆利实验”用的液体是水银，水银是一种有毒的液体，不适宜在课室进行此实验，班主任就可以采用多媒体教学手段进行演示，让中学生直观地体会实验的乐趣，因而把握探究科学知识的方式，并养成乐于探究的兴趣和习惯。但多媒体模拟的实验现象无论怎样形象逼真，立体感怎样强，给中学生觉得可能就是班主任事先设定好的一个程序，就只是逗留在屏幕上的一个图象，永远不可能代替传统实物器材进行操作的实验，中学生有理由对这种现象形成怀疑，影响劝说力，因而一定程度地限制了中学生实验能力的发展，所以，不能完全用多媒体教学取代实验教学。
三、重视实验方式的总结，强化学法指导，培养中学生创造思维能力
1.多观察，勤归纳
化学是一门以观察和实验为基础的学科。通过对实物、模型、实验现象的观察，除了可获得丰富的感性材料，产生对事物的初步认知，还是进行理智思维的前提和基础。归纳则是把分散的知识产生网路，使其规律化、系统化，以便把握。如一些检测工具的使用，在使用前都必须观察零刻线的位置、量程和分度值，在使用过程中，可归纳出：怎么放（接）、如何看、如何读，且放（读）、看、读次序不能颠倒。凸透镜成像规律是中学生学习的难点，但在将其编为“一焦分虚实，二焦分大小，物近像远像更大”的打油诗后，中学生不但记得牢，用上去也得心应手，知识也更容易掌握。
2.多联系，勤运用
在教学中，指导学生理论联系实际，把书本上的理论和在实验中见到的现象联系上去，并与生产、生活中相关的化学现象联系上去，在理解知识的基础上学会运用，在应用中加深理解理论知识。如学习凸透镜成像的规律，联想生活中什么地方用到了成倒立缩小虚像的规律？什么地方用到了成倒立放大虚像的规律？什么用到了正立放大实像等？进行理论与实际相结合，这样就能加深对知识的理解和运用。
其实，为适应时代和中学生发展的须要，化学班主任要努力提升自身素养，对化学实验教学进行全方位深入的研究，在实验教学中不断摸索和改进，迸发中学生探究化学规律的热情，培养中学生动手实验的能力。只有这样就能着力提升数学实验教学的疗效，就能在化学实验这一辽阔的天地物理现象实践活动，缔造出一批具有创新能力和实践能力的高素养人才。
【参考文献】
[1]《义务教育数学课程标准》（2011版），2012，上海师范学院出版社；
[2]吴玉春，《优化化学实验增强教学疗效》，《试题与研究》，2014.02；
[3]李红波，《如何在化学实验教学中培养中学生的创新能力》，《试题与研究》，2014.03。
初审：高振坡
