湖北省松滋市南海中学(434201) 黄修继

实验教学是学生进行理化生探究学习、获取知识的主渠道，是课堂教学中的一个重要组成部分，如何优化实验教学、创设“智能实验教学环境”、培养学生核心素养是摆在我们面前的一件大事。初中人教版教材中物理实验59个，其中演示实验47个，分组实验12个；化学实验78个，其中演示实验50个，分组实验28个；生物实验49个，其中演示实验16个，分组实验33个。我们要充分利用这些有效的实验资源，借助互联网、大数据提供的虚拟实验、传感技术等来优化实验教学过程。

1 务实做好常规实验，培养学生认识能力

很多学生喜爱理科，就是从喜爱实验开始的，因为他们从一些有趣有用的实验中产生了好奇心和求知欲。实验现象对于公式、定律、规律的导出起着重要作用，因此我们要认真研究教材，精心设计实验，精准进行实验。在做凸透镜成像规律实验时，如何确定像的位置、找到清晰的像尤为重要，位置不准成像规律就有偏差。在中和反应中，pH值的变化一目了然，学生通过分组实验加深了对概念的理解，能更加深刻地认识规律。在做测定小灯泡功率的实验中，通过测定在高于、低于或者等于额定电压下小灯泡的功率，学生很快明白，实际电功率与实验电压的关系，灯泡的亮度是由实际功率决定的。在做电路中电流过大的原因实验中，如果发生短路或接入用电器的总功率过大，就会产生保险丝熔断或绝缘皮层烧坏的现象。

2 自主设计“小实验”，拓展学生思维

教材中除基本的实验外，还有一些小实验。通过这些小实验，可以开发学生智力，激发学生学习兴趣，培养学生的观察能力和动手操作能力。学生在预习和自学过程中常会遇到一些疑难问题，对某些物理概念似懂非懂，对某些物理规律将信将疑，有时想不通就会产生畏难情绪，影响学习效果。怎样帮助学生呢？指导学生做个小实验就是最佳办法。例如“筷子提米”小实验，通过自己动手实验，学生确信了摩擦力的存在，认识了摩擦力与压力的关系。在纸锅烧水实验中，通过观察水沸腾时的温度变化，对沸点的理解上了一个台阶。在学完机械运动后，学生在操场跑道上测自行车行驶的平均速度，对该知识点有了更深层次的理解。

充分发挥小实验的作用，抓住反馈及时矫正，学生更容易接受，如帮助学生区分熔化和溶解这两个概念时，让同学们亲自动手做两个小实验：①把一勺白糖放入盛水的试管中，观察白糖有什么变化,思考试管里有几种物质；②把一勺海波放入空试管中，用酒精灯均匀加热，观察海波有什么变化、由几种物质组成。然后引导学生比较两个实验有什么区别。再用熔化概念去对照分析，最后让学生讨论，形象、具体、直观地阐释了概念。

3 借助虚拟实验，规律公式更易呈现

虚拟仿真实验教学系统是教育信息化建设和实验教学示范中心建设的重要内容，是教育教学与信息技术深度融合的产物。目前武汉的NB虚拟实验系统对我们免费开放，有实验教务管理、实验前理论学习、实验过程智能指导、实验结果自动批改，数字化资源管理、实验室开放预约管理、师生互动交流等模块。虚拟实验和现实实验相结合，丰富了实验教学方式，方便分析现象，导出规律。虚拟实验特别适用于有害、有毒、存在危险的某些实验。如CO还原CuO时，先通入CO再加热，实验现象明显；反之，先进行加热，再通入CO，则容易引起爆炸。学生通过比较，明白了进行实验时要严格按照实验步骤操作。再如，浓硫酸稀释实验中，将浓硫酸缓慢加入水中，可以正确完成稀释操作；而将水直接倒入浓硫酸中，会造成硫酸飞溅，非常危险。借助虚拟实验既可以避免危险操作，又能使学生清楚了解错误操作的危害。在复习中，课堂容量大，涉及实验多，学生都做过，但要在短时间内呈现出来，虚拟实验就有了明显的优势。借助虚拟实验，学生可以清晰地观察实验过程，对规律公式的导出起到了事半功倍的作用。

4 引入数字实验，提升实验效果

数字化实验是指在传统实验技术的基础上，应用传感器技术，将传统实验中得出的数据传送到计算机，由专用软件处理后通过图像、表格、视频等多种形式动态地显示出来，能使学生观察到实验的整个过程，能对变化过程进行直观形象处理的一种实验方法。整个系统由传统实验器材、传感器及分析软件组成，数字化实验系统与传统实验的结合，提高了实验效果和效率，解决了传统实验解决不了的问题。如传统实验对于对物体做功、内能增加等问题很难解决，甚至解决不了，而数字化实验依据实时采集技术，通过将采集头伸入物体内部，可以实现用采集到的温度数值的变化曲线来反映内能的增加。又如介绍了地磁场和电磁感应后，闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动就会产生感应电流，但地磁场特别微弱，效果不明显。若采用数字实验，闭合电路的部分导体在地磁场中做切割磁感线运动，产生的电流虽然十分微弱，但采集的信号通过传感器在屏幕上呈现，效果十分明显。

随着科技的进步和社会的发展，可以说我们已进入到了一个全新的时代，创建“智能实验环境”是大势所趋。构建与互联网、大数据、人工智能时代相适应的中小学智慧实验教学与管理体系并开展应用实践研究，是响应和落实国家教育改革、发展战略与考试招生制度改革要求的具体举措，是推进教育现代化不可或缺的重要内容。