浅谈初中科学的开放性实验教学

所谓开放性实验教学，是指学生不拘泥于课堂实验时空的限制，利用课余时间在教师的指导下走进实验室，做自己感兴趣的实验，这些实验可以是课堂实验的延续，也可以是学生自己设计并取得任课教师同意辅导的自主实验活动。这种教学活动既能满足学生发展的需要，又能提高学生的动手能力、设计能力、分析与解决问题的能力。
　　
　　一、开放性实验教学的特点
　　
　　1.实践性
　　
　　要求学生通过亲身实践获得直接经验，掌握基本的科学研究方法，提高综合运用知识解决实际问题的能力。
　　
　　2.开放性
　　
　　学习空间是开放的，实验途径是开放的，实施过程是开放的，实验结论、实验评价是开放的。
　　
　　3.主动性
　　
　　从选择实验课题到进行实验课题方案设计、实施、评价，都要求学生自己完成。给学生主动选择实验内容的机会，教师主要起组织、指导和评估作用。
　　
　　4.过程性
　　
　　与注重结果的传统实验教学相比，开放性实验教学更注重实施过程及学生在这一过程中的自身体验与收获。
　　
　　5.研究性
　　
　　实验课题的实施过程类似科学研究的过程，但又不是通常意义上的研究，它强调以发展学生个性为目标，目的在于让学生学会基本的科学方法，并在实施过程中不断地发展自己的研究能力与创新能力。
　　
　　二、开放性实验教学的实施策略
　　
　　1.组织形式
　　
　　采用实验申请形式，要求学生填写开放性实验申请表，包括实验课题、实验人数、实验时间、实验设计方案、实验所需药品与器材，由科学课代表统计，报实验室，然后由实验室审批，统一安排，确定实验时间，再反馈给学生进行实施。
　　
　　2.实施流程
　　
　　其简单流程如下：
　　
　　实验课题确定→申请登记→审批反馈→实验课题实施→实验课题评价。
　　
　　（1）实验课题确定
　　
　　实验室可根据学生的学习进度，推荐一些实验课题；学生也完全可以根据自己的兴趣以及实验能力，通过查阅资料另选实验课题。
　　
　　（2）申请登记
　　
　　学生根据自己的兴趣选择实验课题，并通过查阅资料，设计实验方案，同时组成小组人员，填写好开放性实验申请表，上交实验室。
　　
　　（3）审批反馈
　　
　　实验室对设计不安全、不合理的方案，一般鼓励其查资料并改进后再上报；对合理的方案，根据情况分批安排，并要求在约定的时间内进行实验。
　　
　　（4）实验课题实施
　　
　　学生根据开放性实验申请表上的要求，按照自己的设计方案，在指导老师的引导下进行实验课题的实施。
　　
　　（5）实验课题评价
　　
　　我们在实践中发现，实验课题的评价，与实验设计和实验过程一样重要，合理的评价，对学生的影响将是不可估量的。
　　
　　3.实施过程要突出开放
　　
　　（1）内容、时间、地点的开放
　　
　　学生根据日常生活中自己想解决的科学问题，相互讨论提出想要做的实验课题，列出实验步骤，开出仪器及药品清单，教师则根据学生现有的知识水平及实验能力，适当地对实验课题进行删改修饰，再交还给学生进行申报。教师在论证过程中要始终坚持学生的主体性原则和教师的指导性原则，即除了鼓励学生自主地、有创意地、有目标地选择实验内容外，还要具体分析学生的实际情况，指导学生正确地选择实验内容，确保实验的科学性、趣味性、安全性、计划性、创新性，避免实验的盲目性。
　　
　　学生的实验时间不能受限制，只要学生有时间就能进实验室去做实验，但每批次的实验人数要少一些，这样学生就能在不受干扰的环境中，反复训练自己的操作技能，能静心地观察、分析实验现象和所得的实验数据，就有可能针对实验中的新发现，激发联想，揭示所研究问题的现状及其发生、发展的过程和规律。这样做虽然增加了实验教师的工作难度，但学生的观察能力、动手能力、对实验现象的处理分析能力得到了提高。
　　
　　在保证安全的前提下，允许学生利用学校提供的材料，对一些难度不是很大的实验，可以带回家去完成。这样把实验地点开放到学生家里，使学生能对实验中的现象进行全面、深刻、准确的观察与分析，通过实验探究进行猜想，获得发现的乐趣。
　　
　　（2）人员组合、器材来源的开放
　　
　　许多实验通过一个人很难完成，而且从教育的目的出发，也要有意识地培养学生与他人合作共事的团队精神。我们要求学生尽可能不要一个人去完成，而要寻找自己的合作伙伴，由学生随机组合成各个合作小组。这种合作小组根据实验的需要，可聚可散，灵活机动，既可让相同层次、特点的学生组合在一组，同谋共策，不断进取，也可让不同层次、特点的学生组合在一起，相互激励，取长补短。这样做能使人人得到不同程度的提高，也可使学生的个性得到发展，学生的创新潜能得到开发。

　　在不影响实验效果的前提下，我们要求学生尽可能因陋就简，实验材料可以来自生活、来自市场，尽可能废物利用。这样做既能培养学生的艰苦朴素精神，陶冶学生的情操，培养学生良好的心理品质，又能加强理论与实践的联系，培养学生的学习兴趣，促进学生思考、探索、创新、发展的思维，激发学生学习的原动力。
　　
　　（3）形式的开放
　　
　　开放性实验通常包括趣味性实验、演示实验研究、教具的制作和使用、探索性实验、与生产生活相关的实验、学生家庭小实验等等。开放性实验不但可以动手做，还可以通过看、听、查、访等多种形式来完成。可组织学生看一些相关实验的图片资料或科教片；观看实验员或教师做一些研究性实验；或到图书馆或上网针对某个实验问题有目的地查资料来验证某些实验结果；更可组织科学兴趣小组，进行社会实践活动，由学生收集信息、查询信息、处理信息，获得科学方法。这样做能强化学生的目标意识、问题意识、以及寻找解决问题的方法的意识，有利于对学生开展科学方法的传授，全面提高学生分析问题和解决问题的综合实践能力。
　　
　　三、开放性实验教学的实践效果
　　
　　1.开放性实验教学拓展了实验教学的功能
　　
　　对学生进行实验操作技能的训练，是初中科学实验的功能之一。但过分强调实验操作技能的熟练化，进行专门训练的做法既枯燥，效果也不好。为此，我们将实验操作技能的训练与培养，置于实验探究活动之中，使二者有机地结合起来。换句话说，就是教师应引导学生把注意力放在实验探究活动上，在积极主动的实验探究活动中，形成科学实验操作技能，使科学实验操作技能的训练成为实验探究活动的成果之一。
　　
　　目前纯验证性实验较多，显得既枯燥又乏味，学生兴趣不大；而且由于各种实验因素的影响，往往存在实验现象与课本上的结论有偏差，学生产生疑惑较多。因此我们在开放性实验教学中，将验证性实验改为探索性实验，这样，一方面可以使学生进一步理解初中科学的基础知识，另一方面又能激发学生探究科学知识的兴趣，使学生知道该做什么和怎么做，以及为什么这样做。
　　
　　初中科学实验功能的体现，不仅仅在于获得所谓的“正确”实验结果，更重要的是使学生经历和体验获得实验结果的探索过程。只有亲身经历了这样的过程，学生才能对什么是科学知识、什么是科学实验有了较为深刻的理解，才能在这样的过程中受到科学方法的训练。因此，在实验评价时，不能只重视实验结果，还要看学生参与的程度、合作精神、整个过程的协调能力以及分析和处理问题的能力。这样做能让学生真正体味到成功的乐趣，让学生自身的情感、价值得到升华。
　　
　　2.学生的积极性和创新性思维得到了充分发挥
　　
　　目前大多数分组实验的实验内容、实验步骤等在实验教材上都有列出，学生通过预习，对实验目的、操作过程、注意事项甚至实验结果都已经知道，实验时只要“照方抓药”就可完成实验。学生的主体作用、积极性和创新能力得不到充分发挥。而开放性实验教学只给出实验课题，没有现成的实验指导，学生必须主动去查阅文献，并加以归纳总结，去伪存真，设计出切实可行的实验方案。这种学生的自我活动，既培养了学生提出问题、选择和明确实验课题的能力，又培养了学生科学地选择实验方法和设计实验方案的能力。
　　
　　3.学生的实验操作技能、查阅文献资料的能力有所提高
　　
　　开放性实验是在学生掌握基本实验知识、基本操作原理和基本实验技能的基础上进行的，因此，开放性实验能把过去学过的科学知识全面应用和巩固，对提高学生的综合实验操作技能大有好处。
　　
　　文献查阅是科学研究的重要一环，是当代初中生必须具备的基本技能。但是单独对学生进行文献检索的训练既枯燥又乏味，不能调动起学生的积极性。而开放性实验教学要求学生自己设计实验方案，因此，为了设计好实验方案，学生就必须认真查阅大量的文献资料，从而大大提高了学生查阅文献资料的能力，形成了初步的科研能力，为学生的终身学习奠定了基础。

　　4.培养了学生的团队精神和相互协作能力
　　
　　团结协作是当代素质教育的一个重要方面。这次开放性实验教学，我们要求每个合作小组拿到实验课题后，必须进行合理分工，充分发挥各自的积极性和创造性，各抒己见，不同意见相互交流，同学之间相互协作，共同处理实验中的现象和问题，培养了学生的团队协作能力。
　　
　　5.加深了科学教师对专业知识的学习
　　
　　由于“开放性实验”的整个实验方案是由学生自行设计的，因此教师在修改实验方案的过程中会遇到“验证性实验”课上不曾遇到的问题。教师在解决这些问题的过程中，不仅深化了专业知识的学习，甚至能发现学生一些“闪光”的东西，教师的创新性思维也得到了发挥。