科学探究需要典型实验

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1、科学探究需要“典型实验”(325036)温州育英国际实验学校蔡呈腾对于“典型”两字的理解，最初来口于文学作品。那还是上初中时，我们一直都非常疑惑文学作品中的人物为什么是如此的“苦命”，似乎人类所有灾难性的事件都集中发牛在主人公一人身上似的。老师给我们的解释是“文学创作是一种特殊的审美创造，不能简单地记录事实，而需要把口常的生活现象典世化，这就是孕育作品时的艺术构思过程”。而所谓的典型化，就是化牛活素材为具有典型意义的艺术形象。止如鲁迅在《我怎么做起小说来》中所说的：“所写的事迹，大抵有一点见过或听到过的缘由，但决不全用这事实，只是采取一端，加以改造，

2、或生发开去，到足以儿乎完全发表我的意思为止。人物的模特儿也一样，没有专用过一个人，往往嘴在浙江，脸在北京，衣服在山西，是一个拼凑起来的脚色。”结合我们的科学探究，我们发现在科学探究过程中，许多实验的选择也需要典型化，我们称之为“典型实验”。为什么需要“典型实验”？这主要是典型实验的特性决定的。一、典型实验能解决学生疑惑的生活经验生活中的许多现象是我们常见的，但往往也是“视而不见”的。很多学生对于生活中的许多口然现彖没有认真地追究“为什么”，所以一直让这个疑惑存在着。但当他们接触了《科学》，学习了相关的自然知识，他们需要去川科学知识解释这些现象时，发现

3、疑惑重重。亚里士多德的“力是维持物体运动的原因”曾经桎梏了人们思想1500多年，而如今还在影响着未接受科学教疔的儿童们，毕竟那是生活经验在感官上的直接体验的结果。在这里，要解而是“改变物体运动状态的原因”的最典型的实决学生的“力不是维持物体运动的原因”，验是伽利略的理想斜回实验(如右图)。虽然这个实验还不能直接得到“力不是维持物体运动状态的原因”、“物体的运动不需要力来维持”的结论，但只要稍加推论，结果是显而易见的。二、典型实验能解释学牛观察的科学现彖典型实验之所以是“典型”的，是它能代表着学生能理解的科学现象，从而理解了科学规律。对于学生个体认识、

4、学习科学知识的过程来说，学生个体对于科学知识的掌握是从简单到复杂、从粗线条的总结概括到专业化的精焦」1定律准量化。所以，不管是《课程标准》和《考试说明》规定的实验，还是教材推荐的实验，其或是教师上课演示、学生操作的实验，它们都代表着能解释学生观察的科学现象。有些科学概念、规律、原理体现的科学现象并不是它本身，即科学概念、规律、原理与它们相关的科学现彖没冇直接的关系，这需要一定的转化。如我们知道，“内能”、“热量”等科学概念很难让学生去形象体验，所以在硏究焦耳定律时，“通过导体产牛的热量”就很难用科学实验现彖去直接描述。但是，我们知道，导体产牛热量后,

5、它周围的物体会从导体屮吸收热量，周围物体内能增加，外在的直观表现是温度的升高，如果导体在液体中，表现为液体吸收了热量，不但温度升高，而FL由于热胀冷缩的关系体积也增大了，这对于初中学生定性地探究焦耳定律（如右上图）是非常冇帮助的。三、典型实验能突出学牛强烈的感官体验我们的实验一般是为了某种目的进行的。从实验现象分析，一些实验现象町以用感官百接去感受，如通过实验厉物质的颜色、气味、味道、状态筹发生了变化，而一直实验现象仅仅通过人的感官是不能直接去感受的，而必须借助于一定的实验仪器。不管是人们的感官可直接感受的还是需要借助于实验仪器才能观察的实验，我们的

6、课堂所选择的典型实验必须是突出了学牛强烈的感官体验的实验，这样让学牛突出科学概念、科学规律、科学原理的特性。为了突出这一点，实验时选择的材料、反应的条件、实验的处理都是经过精心设计的。如右图为了清楚观察烧瓶内空气受热体积膨胀，我们要尽可能地选择细一些玻璃导体，而导体内的水柱用红墨水染成红色，这样实验现象就非常明显了。再如，为了研究物休比热是物质的一种特性，比热会影响物体吸收热量的能力（1千克物体温度每升高（或也降低）1°C所吸收（或放出）的热量就是该物体的比热），我们选择的对比实验的液体比热要尽可能的相差大一些，这样和同质量的液体吸收相同的热量，而升

7、高的温度却有很大的差别，实验现象反差很人，这就是比热不同的结束。如右图选择的液体就是二卬苯和酷酸。四、典型实验能符介学生适当的接受水平并不是所有的实验都适合我们的学生，我们所设计的实验必须让学牛能接受，符合学牛的接受水平。这样通过实验的设计、操作、观察，让学生理解实验背后的科学知识，体验科学实验的精神。同样是研究“物体的运动不需要力来维持”的伽利略理想实验，如果面对高中学生，笔者认为本文第一个图示的实验是最适合的，而如果面对的是初屮学生，相信人多数初屮学而对本文第一个图示实验就不知所云了，而将它略微修改成如图左所示的实验，则初中学生就容易接受了。我们

8、相信，实验还是为了探究科学知识服务的。所以实验的设计思路、操作方法、实验现象等都需符介学生的接受水平。作者：