基于新课改下初中科学如何开展实验教学初探

摘要：本文聚焦新课改背景下浙教版初中科学实验教学的实践探索，结合教材特色与实验教学规律，从实验教学资源整合、学生主体性发挥、跨学科融合、评价体系构建四个维度展开深入研究。详细分析教材配图设计的探究性、实验内容的生活化、教学过程的互动性等要素，提出基于学生认知发展规律的实验教学策略，旨在构建符合新课程标准的科学实验课堂，促进学生在实验探究中形成科学思维与实践能力。同时，探讨了实验教学与科学思维培养的内在关联，为新课改背景下初中科学实验教学的有效实施提供全面且深入的参考。

关键词：新课改；初中科学；实验教学；浙教版教材；科学思维

一、引言

随着新课程改革的深入推进，初中科学实验教学正经历从知识传授向素养培育的转型。浙教版科学教材以“大概念统整”为核心理念，强调通过实验探究构建科学知识体系，这一转变对实验教学提出了更高要求。传统的实验教学往往侧重于知识的灌输，学生只是被动地按照教师的要求进行操作，缺乏主动思考和探究的机会。而新课改背景下的实验教学，需要更加注重学生的主体地位，培养学生的科学思维、实践能力和创新精神。如何在实验教学中平衡知识传递与素养培育、规范操作与创新思维的关系，成为当前教学实践的核心命题。本文基于对教材实验内容与教学现状的分析，结合新课改目标，深入探讨实验教学实施路径。

二、教材实验资源的深度开发与整合

（一）实验内容的生活化与拓展

浙教版科学教材实验设计注重生活化与探究性，为实验教学提供了丰富的资源基础。教材中“水的分流与合流”“瓶子赛跑”等实验，均以生活物品为材料，体现了“从生活走向科学”的编写理念。教师需突破实验室器材限制，将家庭物品、自然现象转化为实验资源。例如，利用矿泉水瓶制作简易净水装置，既可演示过滤原理，又能引导学生关注水资源保护。除了教材中的实验，教师还可以进一步拓展实验内容，让学生利用生活中常见的材料进行更多有趣的实验。比如，让学生用鸡蛋壳和白醋来探究碳酸钙与酸的反应，通过观察鸡蛋壳表面产生的气泡，了解化学反应的原理。还可以引导学生用橘子皮和气球来做实验，挤压橘子皮时，橘子皮中的油脂会使气球爆炸，从而让学生了解到某些物质之间的相互作用。

（二）教材配图的探究性利用

教材配图设计中的探究性元素为实验教学提供了视觉化支持。真实照片占比达54.3%的配图，涵盖实验操作、自然现象、科学应用等多个维度，为学生搭建了从直观观察到抽象思维的桥梁。教师可结合配图内容设计观察任务，如通过“植物向光性”实验配图，引导学生分析光照方向与茎叶弯曲角度的关系，培养数据解读能力。教师还可以让学生根据配图进行实验的设计和改进。例如，在看到“电路连接”的配图后，让学生思考如何改变电路的连接方式来实现不同的功能，培养学生的创新思维和实践能力。同时，教师可以引导学生对配图进行深入分析，探究其中隐藏的科学原理，提高学生的科学素养。

（三）实验资源的分层递进整合

实验资源的整合需遵循“分层递进”原则。对于基础实验，如“酸碱中和反应”，可通过调整药品浓度、反应物比例等方式设计对比实验；对于拓展实验，如“自制碳酸饮料”，可引导学生探究不同原料比例对气泡产生速率的影响。这种资源开发模式既能满足不同层次学生的需求，又能促进知识的深度建构。在基础实验的教学中，教师要确保学生掌握基本的实验操作技能和科学知识。而在拓展实验中，教师可以鼓励学生进行自主探究和创新，培养学生的科学探究能力。例如，在“自制碳酸饮料”的实验中，除了探究原料比例对气泡产生速率的影响，还可以让学生研究不同温度、压力等条件对碳酸饮料口感和稳定性的影响，进一步拓展学生的知识面和探究能力。

三、学生主体性在实验教学中的实现路径

（一）任务驱动与思维引导

新课改强调学生在实验教学中的主体地位，这一目标的实现需通过任务驱动与过程指导相结合的方式达成。在“探究摆的周期”实验中，教师可先展示海盗船运动视频，引发学生对摆动规律的思考，再通过“提出假设—设计实验—收集数据—分析结论”的探究流程，引导学生自主完成实验。此过程中，教师的角色应从“操作示范者”转变为“思维引导者”，通过提问“摆动周期是否与摆锤质量有关？”等开放性问题，激发学生深度思考。教师还可以在实验过程中设置更多的问题情境，让学生在解决问题的过程中不断提高自己的思维能力。例如，在“探究摆的周期”实验中，当学生得出摆动周期与摆长有关的结论后，教师可以进一步提问：“如果在不同的地理位置进行这个实验，摆动周期会发生变化吗？”引导学生进行更深入的思考和探究。

（二）小组合作与规范建立

小组合作是发挥学生主体性的重要形式。在“光的反射”实验中，可组建4人小组，分别承担光源控制、角度测量、数据记录、现象分析等任务。通过分工协作，学生既能掌握实验技能，又能理解科学探究的系统性。教师需建立明确的合作规范，如要求组员轮流担任不同角色，避免“一人主导”现象。在小组合作过程中，教师要引导学生学会沟通和协作，培养学生的团队精神。例如，在小组讨论实验方案时，教师可以要求每个学生都发表自己的意见，然后共同讨论出最佳方案。同时，教师要及时对小组合作的情况进行评价和反馈，鼓励学生不断改进合作方式，提高合作效率。

（三）实验反思与批判性思维培养

实验反思环节对学生主体性的培养至关重要。在“探究种子萌发条件”实验后，教师可组织学生进行成果汇报，重点讨论“为何部分种子未萌发？”等问题。通过分析实验误差来源，学生能认识到科学探究的复杂性与严谨性，形成批判性思维。教师还可以引导学生对实验结果进行拓展和延伸，培养学生的创新思维。例如，在“探究种子萌发条件”实验后，教师可以让学生思考：“如果改变种子的种类或者实验环境，种子萌发的条件会发生变化吗？”鼓励学生进行进一步的探究和实验。

四、跨学科融合在实验教学中的实践探索

（一）多学科知识的综合应用

科学实验的本质决定了其天然具有跨学科属性。浙教版教材中的“自制风力发电机”实验，涉及物理学的电磁感应原理、工程学的结构设计、环境学的风能利用等多个领域。教师可引导学生从材料选择、叶片角度、线圈匝数等角度优化发电机性能，将物理知识与工程实践相结合。在这个实验中，教师还可以引入数学知识，让学生计算发电机的功率和效率，培养学生综合运用多学科知识解决问题的能力。同时，教师可以引导学生关注风力发电对环境的影响，培养学生的环保意识。

（二）信息技术与实验教学的融合

信息技术与实验教学的融合为跨学科探究提供了新路径。在“探究植物蒸腾作用”实验中，可利用温湿度传感器实时监测植物周围环境变化，通过数据可视化软件生成变化曲线。这种量化研究方式既能提升实验精度，又能培养学生信息处理能力。教师还可以利用互联网资源，让学生了解更多关于植物蒸腾作用的知识和研究成果，拓宽学生的视野。例如，教师可以引导学生查阅相关的科学文献，了解植物蒸腾作用在生态系统中的重要作用，培养学生的科学素养。

（三）跨学科实验的问题链设计

跨学科实验需建立科学的问题链。在“设计校园雨水收集系统”项目中，教师可提出“如何计算校园屋顶面积？”“如何选择过滤材料？”“如何评估系统经济效益？”等问题，引导学生综合运用数学、地理、化学知识。通过项目式学习，学生能形成系统化的问题解决能力。教师可以在项目实施过程中，不断引导学生发现新的问题，并鼓励学生通过自主探究和合作学习来解决问题。例如，在设计校园雨水收集系统的过程中，学生可能会发现雨水的酸碱度对收集系统有影响，教师可以引导学生进一步探究如何调节雨水的酸碱度，提高收集系统的效率和稳定性。

五、实验教学评价体系的多元化构建

（一）过程性评价与终结性评价相结合

传统实验教学评价侧重结果性评价，难以全面反映学生能力发展。新课改要求建立过程性评价与终结性评价相结合的体系。在“探究物体沉浮条件”实验中，可设计包含实验设计、操作规范、数据记录、结论分析、合作表现等维度的评价量表，通过学生自评、小组互评、教师评价相结合的方式，形成立体化评价结果。过程性评价可以及时反馈学生在实验过程中的表现和进步，让学生及时调整学习策略。终结性评价则可以全面评价学生的学习成果，为学生的学习提供一个综合的评价。例如，在“探究物体沉浮条件”实验中，过程性评价可以关注学生在实验设计和操作过程中的表现，终结性评价则可以评价学生对实验结论的理解和应用能力。

（二）表现性评价的应用

表现性评价是衡量学生实践能力的重要工具。在“制作简易净水器”实验中，可要求学生从材料选择、结构设计、净化效果等方面进行答辩，通过实物展示与口头报告相结合的方式，评价其知识迁移能力与创新思维。表现性评价可以让学生在实际操作中展示自己的能力和水平，更加真实地反映学生的学习情况。教师可以在评价过程中，引导学生对自己的作品进行反思和改进，提高学生的实践能力和创新思维。例如，在“制作简易净水器”实验的答辩过程中，教师可以引导学生分析自己的净水器存在的问题，并提出改进的方案。

（三）评价结果的建设性反馈

评价结果的反馈需具有建设性。对于实验操作失误的学生，教师可指出“量筒读数时视线未与液面凹面相切”等具体问题，并提供改进建议；对于实验设计有创新的学生，可推荐其参加科技创新比赛。通过个性化反馈，评价能真正发挥激励与导向作用。教师在反馈评价结果时，要注重语言的艺术性和针对性，让学生能够接受并积极改进。同时，教师要关注学生的个体差异，根据学生的不同特点和需求，提供个性化的反馈和建议。例如，对于学习困难的学生，教师可以给予更多的鼓励和指导，帮助他们树立学习信心；对于学有余力的学生，教师可以提供更高层次的挑战和机会，促进他们的进一步发展。

六、实验教学与科学思维培养的内在关联

（一）科学思维的具体培养

科学思维是实验教学培育的核心素养。在“探究凸透镜成像规律”实验中，学生通过调节物距与像距，观察成像性质变化，能形成“控制变量”的科学思维；在“分析土壤成分”实验中，学生通过对比不同土壤样本的酸碱度、透气性，能发展“比较与分类”的思维能力。教师需有意识地设计思维训练环节，如要求学生在实验报告中绘制思维导图，梳理知识关联。教师还可以通过引导学生进行实验设计和数据分析，培养学生的逻辑思维和创新思维。例如，在“探究凸透镜成像规律”实验中，教师可以让学生自己设计实验方案，探究不同凸透镜的成像规律，培养学生的创新能力和实践能力。

（二）科学论证能力的培养

科学论证能力的培养需贯穿实验全过程。在“探究影响滑动摩擦力的因素”实验中，教师可引导学生分析“为何要用弹簧测力计水平匀速拉动木块？”等问题，通过论证实验设计的合理性，形成“证据—结论”的逻辑链条。教师可以在实验教学中，引导学生学会收集证据、分析证据和运用证据来支持自己的观点。例如，在“探究影响滑动摩擦力的因素”实验中，教师可以让学生通过实验收集不同情况下的摩擦力数据，然后分析这些数据，得出影响滑动摩擦力的因素，培养学生的科学论证能力。

（三）科学本质观的形成

科学本质观的形成依赖于实验探究的深度体验。通过参与“探究遗传规律”的模拟实验，学生能理解科学理论的暂时性与发展性；通过分析“温室效应模拟实验”的数据，学生能认识到科学研究的价值导向。这种体验能帮助学生建立正确的科学观。教师可以在实验教学中，引导学生了解科学研究的过程和方法，让学生认识到科学是一个不断发展和进步的过程。例如，在“探究遗传规律”的模拟实验中，教师可以让学生了解孟德尔的遗传实验过程和方法，以及遗传理论的发展历程，培养学生的科学本质观。

七、结论

新课改背景下初中科学实验教学的实施，需以教材资源为基础，以学生发展为核心，以跨学科融合为路径，以评价体系为保障。通过构建“资源整合—主体参与—思维培养”三位一体的教学模式，实验教学能真正成为培育学生科学素养的主阵地。未来研究需进一步探索信息技术与实验教学的深度融合，以及差异化教学策略在实验课堂中的应用，为科学教育改革提供实践参考。在实际教学中，教师要不断更新教学观念，积极探索适合学生的教学方法和评价方式，让学生在实验教学中真正受益，提高学生的科学素养和综合能力。同时，学校和教育部门要为实验教学提供更好的条件和支持，促进初中科学实验教学的不断发展和完善。

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