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【摘要】初中科学教学中的疑难问题往往是因为实验效果不佳，操作不便等原因成为教学中的“硬伤”。因此，开展实验研究，改进实验，提升实验效果，使得实验教学在解决教学疑难问题中发挥积极作用，将是一件十分有意义的事。文章结合实际教学，用大量的实例，通过改建实验，增设创新实验，很好地解决了教学中的疑难问题。
【关键词】创新实验;解决疑难;探究
一、疑难实验的定义
从实验效果和成功率来定义，疑难实验是指成功率低的、效果不明显的、实验现象与理论不符的、现象呈现所需的时间太长的、环境不适合的实验。如教材中“海波的熔化”实验，海波在熔化过程中温度保持不变是很困难的，因此属于成功率较低的疑难实验。
从实验目的的达成来定义，疑难实验是与学生认知水平不匹配、与学习内容脱节、方法无法体现的实验。如“空气中氧气含量的测定”实验，从实验开展的条件来看不存在疑难问题，但从实验目的的达成来看，这就是一个疑难实验了。因为这个实验包含着诸多的科学方法，如间接的测量方法、估算方法、转换法等。原教材中的实验完成后，学生无从下手，与学生的认知水平脱节，更无法应用众多的科学方法进行分析。
二、初中科学疑难实验问题的成因
科学是一门实验学科，科学的基本定律是在实验的基础上归纳出来的。科学离不开实验，科学教学同样也离不开实验。脱离了实验，学生对许多现象和概念就会难以理解。实验是科学课程的一个重要组成部分，虽然做好实验不是一件轻而易举的事情，但实验有它自身的特点和规律，只要我们认识了这些特点和规律，很多难题自然就迎刃而解了。下面就分析一下初中科学疑难实验的成因：
三、科学实验创新的总体思路
四、初中科学疑难实验问题的有效解决
（一）精选器材，获得良好实验效果
“仪器本身的缺陷”是形成疑难实验最核心的影响因子，解决的策略重在“仪器的改换”。对于“仪器不适合”这一具体因素，对策是：“利用新材料”改进实验仪器或“用其他材料”更换实验仪器。对于“制作不易”，具体对策是：“选用身边的材料”自制实验仪器，让实验变得简单，容易操作，同时也能更好地揭示实验的本质。
下面让我们来看一个案例。
案例1：大气压系列创新实验——覆杯实验的改进
教材中使用的覆杯实验是用纸片盖住的，但时间一长纸片由于会被水润湿而导致脱落，因此我们进行了改进。
实验器材：塑料吸钩、钩码、玻璃瓶、装水的透明水槽、塑料水槽（四边用铁丝钩住，形成一个类似于篮子的容器）。
操作方法：
1.将玻璃瓶内装满水，用塑料吸钩紧紧封住，水不落下（学生感受大气压的存在，好奇！）
2.在挂钩上悬挂空水槽，水槽不脱落;
3.向塑料水槽中不断添加钩码，水槽不脱落（学生感受大气压的大小，惊讶！）
4.继续添加钩码，直至将钩码拉下的瞬间（学生感受大气压的大小，惊叹！）
5.測出此时塑料水槽和钩码的总重及塑料吸钩的直径，大致估算出大气压的值（学生信服）。
（二）优化操作，改进实验方法
“选用的方法不妥”是形成疑难实验的一个影响因子，解决的策略重在“方法的改变”。如通过改进操作方法，优化实验步骤来解决疑难问题。
案例2：“滑动摩擦力的测量”创新实验
教材采用匀速拉弹簧秤测量摩擦力的方法，由于很难做到匀速拉动，示数不稳定，而且不是匀速直线运动状态下，摩擦力不等于拉力，说服力不强。
改进的实验方案1。
做法：用电动玩具拉动木块做匀速运动（图2）。
改进后的优点：把测力计固定不动，便于读数。
改进的实验方案2。
做法：在桌面上放一木板，将木块置于木板上，弹簧测力计固定，另一端挂在木块上。拉动木板，木块和木板之间任存在相对滑动，弹簧测力计的示数反映出了滑动摩擦力（图3）。
改进后的优点：把测力计固定不动，便于读数。拉动木板无须控制目标做匀速直线运动，无论如何拉动木板，弹簧测力计的读数都不变。
（三）铺设实验情境，突破教材难点
在科学教学中，给学生创设体验、寻找、再现科学情景，能够激发学生学习科学的兴趣和求知欲，培养和提高学生的思维。例：“液体压强与流速的关系”一课，教材上采用两船并行相撞为素材，但课堂不可能制造“撞船”的真实情境，很多教师是用flash等课件模拟的，笔者认为仍然不够直观。我们通过创新实验弥补，并利用实验引导分析，收到了很好的效果。
案例3：“液体压强与流速”创新实验
实验器材：透明玻璃水槽（装水）一个、两个乒乓球、去除底部的塑料饮料瓶（2.5L）一个、玻璃导管一段、橡胶塞一个。
操作方法：
1.将塑料饮料瓶去除底部，再扣上塞紧打孔后的橡胶塞，在橡胶塞内插入一个玻璃导管;
2.在水槽重装入水，水面上放置一个乒乓球;
3.在塑料内装水，将玻璃导管的开口对着乒乓球的一侧喷出水流，观察此时乒乓球的运动。
4.将两个乒乓球放置在水面上相聚一定的距离，在塑料内装水，将玻璃导管的开口对着两个乒乓球的中间喷出水流，观察此时两个乒乓球的运动。
分析现象：先放一个乒乓球演示实验，当瓶子往左移动时，乒乓球A处的水流速度比B处的大，B处水对乒乓球的压强比A处水对球的压强大，所以乒乓球随着瓶子也往左移动。从而得出结论：水的压强随流速的增大而减小。
再放两个乒乓球演示两船相撞的实验。
实验改进后的优点：该实验所用器材简单，可重复利用。实验现象生动、有趣，能够激发学生的思维，通过观察、探究、分析得出结论。 学生探究了液体压强与流速的关系后，我们马上再来探究气体压强与流速的关系，这时利用一个创新实验，可以大大地保持学生高涨的学习热情和探究欲望。
（四）在创新实验中关注学习行为，提升能力
怎样在实验教学中提升学生的创造能力？
把理解知识的过程提升为进行创造的过程，具体做法是：将演示实验改为探究性实验，让学生充分地动脑、动手、动口，发挥学生的主体作用，从而有利于学生创造性思维的激发。
“问题”与“疑问”是探究式学习的起点，也是探究式学习的一个基本特征。在初中科学教学中，当一个问题解决，通过实际操作会出现新的问题，再思考解决问题，使学生感受到成功的喜悦，调动学生学习的积极性。同时创设发现问题情境可以把抽象的问题具体化，深奥的道理形象化，枯燥的知识趣味化，从而激发学生发现问题的欲望和探究问题的热情，为学生发现问题和探究问题创造条件。通过不断创设发现问题情境，激发学生的探求精神。
（五）挖掘生活素材，设计学生喜欢的小型探究实验
案例4：啤酒瓶搭档压力锅——蒸汽轮机创新实验。
教材中虽然没有专门介绍蒸汽轮机，但在讲述核电站、燃煤电厂发电原理时，都要涉及蒸汽驱动蒸汽轮机带动发电机发电等过程。为了让学生大致了解蒸汽轮机的工作原理，可指导学生自己动手做一个简易的蒸汽轮机模型。
器材：2个铝制啤酒罐（或其他铝制饮料罐）、一次性筷子、剪刀、钢钉、压力锅、煤气灶。
制作方法：
1.用剪刀在啤酒罐上剪出一个直径约为5cm的圆片，在圆片中心用钢钉钻一个小孔，孔径比一次性筷子的直径略小。
2.用剪刀在圆形铝片周边每隔1.5cm的地方沿半径方向剪一个切口，如图5。
3.用手小心地将圆片剪出的各个叶片朝同一方向扭转约40°，做成叶轮，如图6，并将一次性筷子穿过叶轮中心的小孔。
4.将另一个啤酒罐的底部剪去，再剪出对称的2片长约8cm、宽约4cm的窄长的铝片作为支架，啤酒罐开口部位的朝向与2片铝片平行。在铝片的两端用钢钉各钻一个小孔，孔径比一次性筷子的直径略大。如图7所示，将叶轮与支架组合在一起。
5.把底座的开口套在压力锅的喷嘴上，不盖限压阀，如图8。
使用方法：
1.壓力锅内装少量的水，置于煤气灶上加热;
2.当锅内水沸腾，蒸汽从喷嘴射到叶轮上时，叶轮就会高速旋转起来。
温馨提示：当压力锅产生蒸汽时，实验者应与压力锅保持一定的距离，防止被高温水蒸气烫伤。
五、结束语
最后让我们用陶行知先生的话来一起勉励：“做”是核心，主张在做上教，做上学。强调“从先生对学生的关系上说，做便是教;从学生对先生的关系上说，做便是学”。个人的力量虽然微薄，但是只要我们坚持，潜心研究，一定可以通过改进实验较好地解决初中科学中的疑难问题。
【参考文献】
[1]王耀村.最受师生喜爱的创意科学实验（初中卷）[M].杭州：浙江教育出版社，2012：41.
[2]王稼国，李荣强，林海量.中学化学疑难问题剖析[M].北京：科学出版社，2014：81.
[3]王耀村.初中科学教学关键问题指导[M].北京：高等教育出版社，2016：71.
【关键词】创新实验;解决疑难;探究
一、疑难实验的定义
从实验效果和成功率来定义，疑难实验是指成功率低的、效果不明显的、实验现象与理论不符的、现象呈现所需的时间太长的、环境不适合的实验。如教材中“海波的熔化”实验，海波在熔化过程中温度保持不变是很困难的，因此属于成功率较低的疑难实验。
从实验目的的达成来定义，疑难实验是与学生认知水平不匹配、与学习内容脱节、方法无法体现的实验。如“空气中氧气含量的测定”实验，从实验开展的条件来看不存在疑难问题，但从实验目的的达成来看，这就是一个疑难实验了。因为这个实验包含着诸多的科学方法，如间接的测量方法、估算方法、转换法等。原教材中的实验完成后，学生无从下手，与学生的认知水平脱节，更无法应用众多的科学方法进行分析。
二、初中科学疑难实验问题的成因
科学是一门实验学科，科学的基本定律是在实验的基础上归纳出来的。科学离不开实验，科学教学同样也离不开实验。脱离了实验，学生对许多现象和概念就会难以理解。实验是科学课程的一个重要组成部分，虽然做好实验不是一件轻而易举的事情，但实验有它自身的特点和规律，只要我们认识了这些特点和规律，很多难题自然就迎刃而解了。下面就分析一下初中科学疑难实验的成因：
三、科学实验创新的总体思路
四、初中科学疑难实验问题的有效解决
（一）精选器材，获得良好实验效果
“仪器本身的缺陷”是形成疑难实验最核心的影响因子，解决的策略重在“仪器的改换”。对于“仪器不适合”这一具体因素，对策是：“利用新材料”改进实验仪器或“用其他材料”更换实验仪器。对于“制作不易”，具体对策是：“选用身边的材料”自制实验仪器，让实验变得简单，容易操作，同时也能更好地揭示实验的本质。
下面让我们来看一个案例。
案例1：大气压系列创新实验——覆杯实验的改进
教材中使用的覆杯实验是用纸片盖住的，但时间一长纸片由于会被水润湿而导致脱落，因此我们进行了改进。
实验器材：塑料吸钩、钩码、玻璃瓶、装水的透明水槽、塑料水槽（四边用铁丝钩住，形成一个类似于篮子的容器）。
操作方法：
1.将玻璃瓶内装满水，用塑料吸钩紧紧封住，水不落下（学生感受大气压的存在，好奇！）
2.在挂钩上悬挂空水槽，水槽不脱落;
3.向塑料水槽中不断添加钩码，水槽不脱落（学生感受大气压的大小，惊讶！）
4.继续添加钩码，直至将钩码拉下的瞬间（学生感受大气压的大小，惊叹！）
5.測出此时塑料水槽和钩码的总重及塑料吸钩的直径，大致估算出大气压的值（学生信服）。
（二）优化操作，改进实验方法
“选用的方法不妥”是形成疑难实验的一个影响因子，解决的策略重在“方法的改变”。如通过改进操作方法，优化实验步骤来解决疑难问题。
案例2：“滑动摩擦力的测量”创新实验
教材采用匀速拉弹簧秤测量摩擦力的方法，由于很难做到匀速拉动，示数不稳定，而且不是匀速直线运动状态下，摩擦力不等于拉力，说服力不强。
改进的实验方案1。
做法：用电动玩具拉动木块做匀速运动（图2）。
改进后的优点：把测力计固定不动，便于读数。
改进的实验方案2。
做法：在桌面上放一木板，将木块置于木板上，弹簧测力计固定，另一端挂在木块上。拉动木板，木块和木板之间任存在相对滑动，弹簧测力计的示数反映出了滑动摩擦力（图3）。
改进后的优点：把测力计固定不动，便于读数。拉动木板无须控制目标做匀速直线运动，无论如何拉动木板，弹簧测力计的读数都不变。
（三）铺设实验情境，突破教材难点
在科学教学中，给学生创设体验、寻找、再现科学情景，能够激发学生学习科学的兴趣和求知欲，培养和提高学生的思维。例：“液体压强与流速的关系”一课，教材上采用两船并行相撞为素材，但课堂不可能制造“撞船”的真实情境，很多教师是用flash等课件模拟的，笔者认为仍然不够直观。我们通过创新实验弥补，并利用实验引导分析，收到了很好的效果。
案例3：“液体压强与流速”创新实验
实验器材：透明玻璃水槽（装水）一个、两个乒乓球、去除底部的塑料饮料瓶（2.5L）一个、玻璃导管一段、橡胶塞一个。
操作方法：
1.将塑料饮料瓶去除底部，再扣上塞紧打孔后的橡胶塞，在橡胶塞内插入一个玻璃导管;
2.在水槽重装入水，水面上放置一个乒乓球;
3.在塑料内装水，将玻璃导管的开口对着乒乓球的一侧喷出水流，观察此时乒乓球的运动。
4.将两个乒乓球放置在水面上相聚一定的距离，在塑料内装水，将玻璃导管的开口对着两个乒乓球的中间喷出水流，观察此时两个乒乓球的运动。
分析现象：先放一个乒乓球演示实验，当瓶子往左移动时，乒乓球A处的水流速度比B处的大，B处水对乒乓球的压强比A处水对球的压强大，所以乒乓球随着瓶子也往左移动。从而得出结论：水的压强随流速的增大而减小。
再放两个乒乓球演示两船相撞的实验。
实验改进后的优点：该实验所用器材简单，可重复利用。实验现象生动、有趣，能够激发学生的思维，通过观察、探究、分析得出结论。 学生探究了液体压强与流速的关系后，我们马上再来探究气体压强与流速的关系，这时利用一个创新实验，可以大大地保持学生高涨的学习热情和探究欲望。
（四）在创新实验中关注学习行为，提升能力
怎样在实验教学中提升学生的创造能力？
把理解知识的过程提升为进行创造的过程，具体做法是：将演示实验改为探究性实验，让学生充分地动脑、动手、动口，发挥学生的主体作用，从而有利于学生创造性思维的激发。
“问题”与“疑问”是探究式学习的起点，也是探究式学习的一个基本特征。在初中科学教学中，当一个问题解决，通过实际操作会出现新的问题，再思考解决问题，使学生感受到成功的喜悦，调动学生学习的积极性。同时创设发现问题情境可以把抽象的问题具体化，深奥的道理形象化，枯燥的知识趣味化，从而激发学生发现问题的欲望和探究问题的热情，为学生发现问题和探究问题创造条件。通过不断创设发现问题情境，激发学生的探求精神。
（五）挖掘生活素材，设计学生喜欢的小型探究实验
案例4：啤酒瓶搭档压力锅——蒸汽轮机创新实验。
教材中虽然没有专门介绍蒸汽轮机，但在讲述核电站、燃煤电厂发电原理时，都要涉及蒸汽驱动蒸汽轮机带动发电机发电等过程。为了让学生大致了解蒸汽轮机的工作原理，可指导学生自己动手做一个简易的蒸汽轮机模型。
器材：2个铝制啤酒罐（或其他铝制饮料罐）、一次性筷子、剪刀、钢钉、压力锅、煤气灶。
制作方法：
1.用剪刀在啤酒罐上剪出一个直径约为5cm的圆片，在圆片中心用钢钉钻一个小孔，孔径比一次性筷子的直径略小。
2.用剪刀在圆形铝片周边每隔1.5cm的地方沿半径方向剪一个切口，如图5。
3.用手小心地将圆片剪出的各个叶片朝同一方向扭转约40°，做成叶轮，如图6，并将一次性筷子穿过叶轮中心的小孔。
4.将另一个啤酒罐的底部剪去，再剪出对称的2片长约8cm、宽约4cm的窄长的铝片作为支架，啤酒罐开口部位的朝向与2片铝片平行。在铝片的两端用钢钉各钻一个小孔，孔径比一次性筷子的直径略大。如图7所示，将叶轮与支架组合在一起。
5.把底座的开口套在压力锅的喷嘴上，不盖限压阀，如图8。
使用方法：
1.壓力锅内装少量的水，置于煤气灶上加热;
2.当锅内水沸腾，蒸汽从喷嘴射到叶轮上时，叶轮就会高速旋转起来。
温馨提示：当压力锅产生蒸汽时，实验者应与压力锅保持一定的距离，防止被高温水蒸气烫伤。
五、结束语
最后让我们用陶行知先生的话来一起勉励：“做”是核心，主张在做上教，做上学。强调“从先生对学生的关系上说，做便是教;从学生对先生的关系上说，做便是学”。个人的力量虽然微薄，但是只要我们坚持，潜心研究，一定可以通过改进实验较好地解决初中科学中的疑难问题。
【参考文献】
[1]王耀村.最受师生喜爱的创意科学实验（初中卷）[M].杭州：浙江教育出版社，2012：41.
[2]王稼国，李荣强，林海量.中学化学疑难问题剖析[M].北京：科学出版社，2014：81.
[3]王耀村.初中科学教学关键问题指导[M].北京：高等教育出版社，2016：71.