前言:想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗?我们特意为您整理了5篇科学实验的基本步骤范文,相信会为您的写作带来帮助,发现更多的写作思路和灵感。
关键词:小学科学; 实验设计; 研究
中图分类号:G623.6 文献标识码:A 文章编号:1006-3315(2013)11-083-001
小学科学实验的设计与实施实际上是小学科学正常进行的重要保障和后备力量。只有在科学实验的成功开展下,儿童才会对科学产生兴趣,从而主动的进行科学探究活动。
一、小学科学实验设计综述
1.小学科学实验设计目标
1.1传授学生科学研究方法。小学科学实验设计要求之一就是传授科学研究方法。在实际的科学实验教学过程中,教师须着重培养学生独立思维及其实验技能,使其从一开始就养成良好的实验习惯,并督促其保持下去。与此同时,在具体的实验过程中,教师须向学生详细讲解实验设备及仪器的准确操作、实验设计的方法及实验过程中的注意事项等相关知识。在实验完成之后,科学地总结并分析实验结果。如此一来,才能够保证在真正意义上启发和引导学生从直观生动的实验现象中,上升为抽象的思维理解,进而促进学生创造和创新能力的挖掘和开发。
1.2培养学生主动发现问题能力。常言道,兴趣是人生最好的导师。只有充分发掘学生对实验的兴趣,培养学生主动发现问题的能力,才能够让学生在实验过程中收获到更为印象深刻的知识。培养主动发现问题的能力,这不但能够帮助学生发挥自身的潜能,同时能够让学生在更深层次上感受到学习实质上是出自内心深处的一种自我需求,从而产生源源不断的内在学习动力。
1.3扩散学生探索创新思维。为了扩散学生探索创新思维,教师在教学活动中要通过指导学生分组实验、激发学习兴趣、启发设计实验、组织观察讨论、归纳概括总结、强化记忆、扩散思维等方式来完成学生创新思维的培养。比如为了进一步掌握一类物质的共同特征,教师可以运用投影与实物相结合的教学手段,让学生从多种物体中辨别出单一物质,既做到了新授知识与生活实践相结合,同时,也扩散了学生的思维,使学生的知识水平和认识能力得到了提高。
2.小学科学实验的具体设计
小学科学实验的具体设计基本实验、基础实验、生活实验和探究实验四种。
2.1基本实验。该类别的实验是科学实验的起步阶段,主要内容是展示小学生能够接触到的科学领域内的基本设备和仪器,通过一定的实验,要求学生能够较好地掌握基本材料、物品类别及基本仪器的操作方法。在实验结束之后,学生必须能对之前的实验目的、方法、步骤及其结论作出准确和完整的表述,记住实验过程中涉及的规范操作,最后能够对实验现象作出正确、合理的解释。
2.2基础实验。基础实验在基本实验的基础上进行,该类别实验的主要内容是引导学生对小学科学中的经典理论进行印证实验。
2.3生活实验。生活实验必须基于学生已经具备良好的基本实验和基础实验的技能掌握的基础上,具体来说,就是学生已经对实验对象的观察和研究、实验仪器的操作和使用以及实验结论的总结和概述都有了较好的提升,才能够实践生活实验。
2.4探究实验。探究实验可谓是科学实验的最高境界,同时也是科学实验的最终归宿。探究实验的主要任务便是培养学生主动发现问题的能力,观察实际生活中的环境,对生活中不明了的问题提出勇敢的猜想和假设,运用自身掌握的知识和技能,大胆地创设情境,自主设计实验方案,解释现实现象并形成具有创新性的实验结果,真正做到实践与理论的完美结合。
二、小学科学实验设计的案例分析
本文所用的是义务教育课程标准实验教科书六年级下册科学第一单元第2课――《杠杆的研究》一课时的案例,实验是加深学生杠杆知识点的理解。
1.案例
1.1实验目的。对于简单机械我们若能认识到它的规律,就能通过利用它来简化生活中的问题。通过实验,我们能够利用观察和动手操作,帮助学生更好地掌握这一课的教学重难点。
1.2教学片断
(1)创设情境,提出问题。教师无意间把笔丢到了讲台下就试着搬动讲台来找,并邀请学生来进行帮忙。在学生用尽力气还没办法的情况下提出问题:能不能利用工具来完成?用吊机吊、把桌子、用滑轮吊……(请学生出谋划策)
(2)实验步骤。①教师给学生介绍一种非常简单却能轻松完成工作的工具――杠杆。解释杠杆的含义:在一根棍子下面放一个支撑物就可以用它撬起重物,人们称这样的棍子为撬棍,科学名称即杠杆;②示范用杠杆来撬起讲台,拿起掉下去的那支笔;③出示提前制作好的图片:一个杠杆,并标出支点、用力点阻力点。并附三个部分的定义;④再出示生活中利用杠杆的工具图:压水井、跷跷板,请大家在上面画一画,标出三个点的位置。再展示给学生一些并不是利用杠杆的工具图,让学生来分辨哪些是杠杆,哪些不是杠杆?并说出自己的看法。让学生体验杠杆的组成和变化,并说出自己的看法。
(3)归纳总结。
师:大家的观察都很细心,下面我们就要进行讨论:什么是杠杆,为什么要利用杠杆?
生(回答):依靠支撑物能够撬起重物的木棒就是杠杆,用杠杆能够省力。
师:这位同学杠杆的定义是没错的,但是同学们,用杠杆都能省力吗?
生:讨论发言。
2.分析
很显然,每个步骤环环相扣,步步深入,使得学生的认知由浅入深,由表象认识到内在掌握。在教学活动过程中,教学目标和实验设计要求是相互渗透,同时完成的,而非按照先后顺序依次完成。
实验过程都是当堂完成,整个教学活动过程中,学生手脑合作,对于素质教育的全面开展起到了很好的促进作用。
三、结语
简而言之,小学科学实验教学是科学教学的重要组成部分。作为一名科学老师,必须保持“终身学习”精神,努力提高自身的科学素养和教学水平,致力于小学科学实验教学有效性的不断提高,在真正意义上实现科学教学质量的提高,实现素质教育的贯彻和实施。
参考文献:
摘 要:在新课程背景下,科学实验教学在整个教学中起着不可替代的作用。科学家伽利略说过:“科学的真理不能只在古代那些圣人的布满灰尘的书上去找,而是在实验中或者以实验为基础的理论中去找。”科学实验是学习知识的一种重要方法,有许多知识单凭老师的讲解是难以真正领悟的。从目前在科学实验教学中存在的一系列问题出发,进一步探究提高科学实验有效性的途径,使同学能够更好地学习科学。
关键词:科学实验教学;问题;有效性;途径
现在我们教学改革的目标就是实现教学的有效性。从专业的教育学角度看,使学生获得发展又是实现教学有效性的核心内容,所以说,教师应该在教学活动中让学生充分、全面、有个性地发展,以一切为了学生为基本出发点来开展教育事业。科学学科的特点决定了实验教学在其中的重要地位。现代科学的教学方法,早已不是枯燥乏味的教师“口头的”或者“黑板式”的教学,而是能够充分发挥学生主动性的实验教学,关注实验的有效性,提升实验的效率和效益是科学实验教学的重难点所在。
一、目前科学实验教学中存在的问题
(一)学生实验的目的不明确
科学实验活动大部分都是学生有热情、感兴趣的活动。一般来说,课堂上做实验比起枯燥乏味的黑板式教学更容易得到同学的欢欣鼓舞。但是在现实的实验教学中,同学们对实验的热衷并不是因为其对实验的探究,而仅仅是为了兴趣和好玩,不会自我总结实验现象和结论,这就忽略了实验的目的性。同学们在实验课堂上玩得很尽兴,但是收获却很少,到最后甚至连最基本的操作步骤都难以表达清楚。可见,学生实验的目的不明确是当前存在的一个问题。
(二)实验的开放性与科学性尺度难把握
传统实验教学一般是教师把实验的材料、器具、研究课题等都准备好,然后一步步地指导学生进行实验,评价的标准就是看学生能否正确地操作以及实验是否能够成功,而在这样的指导下,学生实验的科学性一般都能得到保证。而在现在新课程教学中,学生实验越来越趋向开放性。学生自主地选择研究课题,自己思考实验的方法,自己选择使用实验的材料,这样教师在指导和材料的准备上产生较大困难,科学性有所降低。总体来说就是随着实验的开放性增强,教学的科学性很难把握。
二、提高科学实验教学有效性的途径
(一)加强演示实验的教学,增强实验的目的性
1.重视演示实验教学,进行准确示范
俗话说得好,细节决定成败,实验也是如此。实验过程中的一些小细节、小问题,同样也决定着实验的有效性。所以教师在带领学生进行实验的过程中,注重细节的操作,不要贪图一时的方便而忽视一些小问题,为同学做出不准确甚至错误的示范。
2.要求学生进行仔细的观察
要想提高科学实验的有效性,还要注重对学生观察力的培养。因为观察能力是人们认识和获取知识必备的本领。观察活动要避免盲目性和偶然性,要有目的性地观察,这样有助于在科学实验中发现规律。科学的观察总是为解决科学问题服务的,只有对复杂的现象进行系统地观察,才能完成系统的观察资料,做出实验报告,提高科学实验的有效性。
3.教会学生准确地记录实验现象
学生在观察完毕后,都需要将观察的结果记录下来,能不能准确地记录实验现象对于下实验的结论是至关重要的。对实验现象的记录应该是客观的,不能用主观的想象来描述观察的现象,否则观察行为将毫无意义。
(二)以学生分组实验的形式,准确把握实验的开放性与科学性
采取学生分组实验的形式有许多好处,是教师带领学生进行科学实验的一种有效途径。学生分组实验既能保证实验的开放性,又能保证实验的科学性,教师以对小组进行指导的方式不会太分散,准备材料也不会太过于五花八门,不会造成太大的压力。并且教师为学生进行分组时,还可以充分考虑不同学生不同的个性、学习成绩等,进行合理的交叉搭配,争取在各方面都达到平衡,这样就可以密切关注学习差的同学,通过合理的搭配把这部分学生的积极性调动起来,提高学习的积极性和氛围,增强学生合作进行的有效性。
例如,在学习“凸透镜成像原理”时,让学生搭配分组进行实验,在实验时学生可以多角度地自己设计方案,自己亲手实践,这样可以增强实验的有效性。
在新课程教育下,科学实验教学的方式取得了巨大的变化。我们要学会在合作、探究学习的过程中,不断地发现问题、解决问题,从有效性上考虑和审视实验教学。实验教学使得课堂的直观性更加突出,更重要的是“活化”了教材,注重科学实验教学已势在必行。
参考文献:
[1]李开勤.抓住关键问题,提高科学实验教学的有效性[J], 2010(12).
[2]夏伟娟.初中科学实验教学的有效性初探[J],2010(2).
[3]陈华松.提高科学实验教学的有效性[J],2007(31).
[4]赵微.研究性学习的理念与实施[M].开明出版社,2003.
[5]江艳春.以实验教学为抓手,提高科学教学的有效性[J],2010(11).
关键词:实验内容 教学方法 科学实验的方法
1 新课程改革的科学实验与原教材实验的对比
(1)新课标教材无论从实验的内容、呈现形式,还是对实验的要求上,都有了很大的变化。科学实验改革的主要方向是由验证性实验向探究性实验的转变。
(2)新课程中的实验和以老教材中的实验有很多不同之处:第一,比以往更注重从生活中寻找资源进行实验,从身边的事物中理解科学。第二,注重科学知识的应用,让学生把学到的知识应用于生活,利用学习的知识处理生产、生活中的遇到的问题。第三,改变以往的实验课模式,更加注重让学生自己动脑思考如何设计实验。第四,更加注重学生的主导地位,让学生自己通过动手实验,从实验的现象中总结、归纳出新的知识,激励他们探究的兴趣。
(3)新课程注重培养学生的探究精神,让学生体会探究的过程,通过学生的自主学习,提出自己的方案,强化了实验方案的设计、注重实验中出现的误差以及对误差的处理分析等等。
2 初中科学实验教学的现状
随着新课程改革的进一步深化,我们国家不少专家学者和广大科学教师对中学科学实验的重要性的认识逐步加深,科学教学改革也正在紧密锣鼓地进行着。但到目前为止,我国科学实验教学的现状还是不容乐观的。(1)学校和教师受传统教育的影响,普遍存在着重理论轻实验的思想 不少中学学校的教师对科学实验重视不够,而且实验教学的效果也不理想。有的老师甚至认为学生不会动手做实验不要紧,只要会动笔考实验就行。由此而引发了“做实验不如讲实验”,“讲实验不如背实验”的荒谬理论。(2)实验教学模式僵化,科学实验教学的基本原则没有得到充分的体现,教学方式呆板。以上实验教学的现状,不符合素质教育的要求,对于学生各种能力尤其是创新能力的培养收效甚微,必须予以改革。
3 实验教学的改革措施
3.1 实验课教师观念的改革
以往的教师总是按照教材按部就班地把实验的原理、方法、步骤、仪器使用、数据记录、数据处理等等,认为这样的教学效果很好。其实不然,学生在这个过程中失去了自主思考的机会,限制了学生的思维。所以这种教学观念应该予以改革。
3.2 教学方法的改革
教师面对的是活生生的学生,科学实验教学本身就是创造性工作。新课程的实施,又为教师创造性工作提供了更加广阔的舞台。信息瞬息万变,要求教师学会批判、选择、加工,现有的科学实验理论与方法不能照搬,必须经过教师个性化加工,才能适合自己的学生。实验课教师应该依据课程标准的要求,确定教学目标,设计实验方案,使之适合学生的心理特点和认知特点;善于与学生共同创造实验的方案,为学生提供讨论、质疑、探究、合作、交流的机会;善于引导学生创新与实践。新课程需要创造型的教师;创造良好的教学环境,创造新型教育理念,创造性使用教学资源。我们要在教学的内容和方法进行改革。围绕培养学生的综合实验能力、实践能力和创新思维能力,规划设计新的课程体系、实验内容和实验方法。根据教学目的的侧重点不同,可把普通科学实验按基本型实验、提高型实验、研究创新型实验三大模块进行建设。
3.3 培养学生做课外科学实验的习惯,促进实验教学有效性的改革
目前有很多中学的实验室紧张,管理人员紧缺,实验教师也配备不足,导致很多实验不能正常开设。这势必会影响到中学的实验教学,挫伤学生学习科学的积极性,导致科学教学效果下降。因此,可通过学生做课外科学实验的方法来弥补其不足。但学生做课外实验的习惯并不是天生固有的,需要培养、逐渐养成的。要培养学生这种习惯成功与否的关键是取决于指导老师的方法,具体是:对学生要做好动员工作,与学生家长也要沟通到位,还要取得社会的信任,而最重要的是提供的实验素材一定要科学合理,能激发起学生的兴趣。一旦学生养成了做课外实验的兴趣,就可以进一步提高他们对科学的学习兴趣,实验操作能力、自主学习能力等。同时,学习方法也会得到改进。这对培养学生今后的自主创新能力,提高科学素养,有着深远的意义和广阔的前景。
3.4 实验教师自身素质和培训体系的改革
战斗在教育第一线上的教师是实施教育的直接参与者,作为一名中学教师不仅应具备一定的学历、资历,同时还要具有广博的科学知识,具有设计、改进、自制教具的科研实践能力;不仅能讲好理论知识,而且还要善于运用科学实验培养学生良好的实验能力和实验技能。所以,每一位教师要通过不断的学习充实自己,提高自己的知识水平和实验教学能力。通过学习,不断地更新、完善已有的知识结构,既要学有所长,又要广泛涉猎;既要精通一门学科,又要研究相邻学科;既要有理论家分析、综合、雄辩之才,又要有艺术家想象、概括、表演之才。同时各地区教育部门应组织力量定期对在职的科学教师进行培训。其他教育教学方面的培训在部分地区已经开展,但针对科学实验教学的相对较少。可以针对科学教师在设计实验、实验操作技巧、改进实验等方面进行培训,还可以通过举行各级研讨会,给广大教师提供交流与探讨的机会,相互促进。
4 总结
要完成改革老式的实验教学理念,就要注重实验教学的内容、方法等,注重它们之间的联系,进而全面提高学生的实验能力。要想有效地改革,首先,我们要从观念上改革,认识现有观念的局限性。改变传统的思维、教学内容和教学方式,构建和思考问题要有整体观念。其次,应该以培养高素质,全面发展的人才为目的,代替过去只强调智育发展的质量观。在改革中,要始终以学生为主体,充分发挥学生主观能动的作用,把整个实验教学过程看成是教师引导、师生合作共同探究的过程。
参考文献
[1]田明丽.基于现代教学论的普通物理实验教学模式[J].物理实验,2000,20(12):22-23.
[关键词]初中科学,实验教学,方法浅析
初中科学实验教学的目标就是要培养具有自主创新能力的人才。因此,为了实现这一目标就需要初中科学教师清醒地认识到当前新课改背景之下,初中科学实验教学还需要提高的地方和内容有哪些。从而更好地改进教学方法,提升教学效率,增强学生的能力。
下面笔者就以自身教学中积累的相关经验浅谈一下初中科学实验教学的有效方法。
一、借助多媒体协助教学
初中科学涵盖的知识面广而且涉及的知识体系多样,这就使得其实验的开展在某些程度上必然会受到一定的限制。
尽管初中科学的实验较多,但是很多实验由于实验进行的时限长,无法很好地开展,例如:岩石的风化、植物的生长。有些由于很多客观原因无法进行实验或者进行观察例如:人体内的血液循环观察,日食和月食等。
这些问题都要求我们必须在教学中采取恰当的方式进行教学,并减少无法实验而造成的教学效果削弱。在新时代的教学背景下,很多学校都给教室配备上了多媒体教学设备,这些多媒体教学设备的购置就是要协助教师更好地完成教学活动,提升教学的效率,更好地为教学服务,为学生的发展服务。
基于这一点,笔者认为教师在开展初中科学实验教学的时候可以借助多媒体来协助教学以完善教学。例如:
进行《升华与凝华》——碘的升华这一实验,很多老师会选择在课堂自己试验然后展示给学生看,但是在教师实验的过程中学生根本无法很好地了解到碘的特性,也很难将“升华”、“凝华”这两个知识点与碘进行联系。但是这个时候如果教师借助多媒体设备则会取得截然相反的教学效果。
借助多媒体设备教师可以在课堂上播放有关《升华与凝华》——碘的升华这一实验动画视频,学生借助有趣而动态的视频能够将碘这一物体形象化,从而使得学生对《升华与凝华》——碘的升华这一实验有一个切身体会和良好的感受。
所以,教师在教学中要切实注意将一些不好实验、不能进行实验、实验效果不佳的内容借助多媒体展现出来将会获得更好地的教学效果。
二、突显出学生的主体性地位
开展初中科学的实验教学,要想获得良好的教学效率就必然要充分地发挥出学生的主体性因素,凸显出学生的主体性地位。这样才能够顺利地实现教学目标。在初中阶段,做实验需要学生拥有良好的耐心,能够遵守基本的实验规章和基本的操作原理。所以,笔者认为要想更好地在实验中凸显出学生的主体性地位,首先要在认识实验和走进实验室教学这部分内容中充分让学生成为主人。
简言之,就是要首先让学生认清楚什么是实验,实验需要遵守哪些基本的原则。在开始实验教学之前,教师就可以带领学生进实验室,在实验室内讲授基本的实验方法和步骤。例如:
进行掌握实验的基本方法的实验教学课,可以这样开展教学。
教师说:同学们,首先大家看看你们身边都有哪些仪器?
学生1:有试管。
学生2:有酒精灯。
学生3:有天平。
(学生争先恐后回答问题)
教师问:对,大家都说得很对,那么大家知道这些仪器正确的使用方法吗?
学生们摇摇头。
教师说:今天我们是我们第一次走进实验室,但是我们今天不是要做实验,而是要掌握实验的一些基本方法。首先老师来为大家演示一下这些仪器的操作方法,并且对某些仪器老师会演示不同的操作方法,希望大家在看完老师的演示后,能够辨别出正确的实验方法,并且对这些仪器的操作方法进行一个小结。好不好?
学生答:好!
(教师演示完成)
教师问:大家看完老师刚才的演示了,现在老师要来考考大家了。首先大家先将老师刚才操作的仪器的用途进行概括。
学生1:酒精灯是用来给物质加热的。
教师问:那么,现在我希望大家来陈述一下刚才在实验中老师的哪些做法是特别小心的?
学生4:使用滴管吸取液体时,老师先吸取了一种液体,然后将滴管洗干净了再滴取了液体。
这样的教学方式一方面给学生的实验操作打下了坚实的基础,另一方面也使得学生能够在教师的带领下积极掌握基本的实验操作技巧和注意事项。这样的教学方法既凸显出了学生的主体性地位也提升了初中科学实验教学的效率。
三、给予恰当点评
学生在结束了某个阶段的学习后,教师都应该给予学生恰当而积极的点评。因为教师的点评对学生的后续学习会产生巨大的影响。例如:在实验的基本操作课结束后,教师在结束之前如果说:“刚才在实验室大家的表现让老师非常满意,而且大家的观察能力都很强,对知识的吸收也很快。老师相信在后面的学习中大家一定能将这种优异的品质带到实际的实验操作之中,更好地完成有关实验。”
教师的这一席话看似简单,但是却能够调动起学生完成实验做好实验的积极性。所以,笔者认为教师在完成某一个部分的教学后可以抽出1到2分钟对学生的表现进行点评和鼓励,这样的方式有利于学生的提高也有利于教学效率的提升。
四、小结
以上是笔者自己对初中科学实验教学方法的几点总结,也是笔者自己从实际教学中提炼出来的观点,希望对其他教授初中科学科目的教师有所帮助。
【参考文献】
[1]李文东,论如何在初中科学实验中发挥学生的主体性,现代阅读·教育版[J],2012年4月
[2]周惠斌,孙建辉,科学实验教学中现代教育技术应用利弊分析,中国校外教育[J],2010年第19期
关键词:科学实验教学;新颖;学习动机
中图分类号:G630 文献标识码:A 文章编号:1003-2851(2013)-07-0232-02
所谓新颖,本意是指新生的带芒的谷穗,现引申指新鲜而别致(据《高级汉语词典》)。本文所指的科学实验教学的新颖性取其新鲜之意。
新颖的事物可以引起学生的定向探究反射。明朝的教育家王阳明曾说过:“今教童子,必使其趋向鼓舞,中心喜悦,则其进自不能已。”要诱发学生的学习兴趣,就是要激起这种受“鼓舞”而不能自已的求进体验。教学内容与手段的不断更新变化,可以不断引起学生的探究意识,产生强烈的求知欲。[1]
科学是一门以实验为基础的自然科学,科学实验教学是科学教学的重要组成部分。成功的实验教学能激发学生学习科学的兴趣,引导学生最大限度地发挥积极、创新的主体性,是实施和落实科学教学目的的有效保证。什么样的实验教学能成功激趣呢?笔者认为关键是两个字:新颖。
对于科学实验教学,从某种角度来看,有三个重要的要素,即:实验教学参与者、实验内容、实验环境。这三个要素可以在不同层次,不同角度进行组合,从而产生实验教学整体的新颖性。
下面将从三要素角度来探讨科学实验教学的新颖性问题。
一、从实验教学参与者的角度探讨实验教学的新颖性
科学实验教学的参与者指科学实验操作者、指导者和所有观察该实验的人,一般是指教师和学生,但也有例外(比如:当教师在课堂上播放一段科学实验录像时,实验的参与者除师生外还包括录像中的操作员)。因此,从参与者的角度看,科学实验教学的新颖性可以通过改变参与者各成分的主导性地位来体现。
按照实验操作者的不同,科学实验可分为演示实验和学生实验。演示实验是由教师进行表演和示范操作,并引导学生进行观察和思维的实验。学生实验是由学生亲自动手做的实验,它是培养学生实验技能和能力,养成科学态度和学习科学方法的重要的教学形式。[2]一般情况下,新课引出的性质实验都安排为演示实验,而学生实验则安排在章节结束后,用于复习巩固所学内容。这样的安排有一定的合理性,但不能一成不变。负责的教师都会课前经过认真的准备,在演示时按先前设计好的步骤逐一展示,领着学生观察现象,然后顺利地得出结论。这看起来似乎很有效:实验现象明显,学生提起了兴趣,而且得到了该得到的结论。但仔细想想:实验是谁设计的?谁在选择实验条件的控制?谁迫切地希望实验顺利?实验成功后谁最开心?关于实验展开的一系列问题的答案竟然都是老师,而不是实验教学最中心的主体——学生,这难道不是最大的问题吗?如果总是照搬教材并由教师“垄断”着演示实验,那么学生的实验能动性将得不到很好的体现。尽管有的实验现象也能激起学生兴趣,但那是低水平阶段的,是短暂的、盲目的,只能成为“有趣”。时间一长,甚至刚下课,这种短暂兴趣便会烟消云散。只有在学生自己的实践中锻炼发展起来的有趣才能成为乐趣,或更进一步成为志趣——高水平的兴趣。我们的可以做的尝试是改变某些演示实验的操作者,让学生来完成整个实验操作或其中的一部分。当然教师要充分考虑好以下问题:本实验让学生做是否足够安全,是分成几组学生实验还是派代表上去做,代表是随机点还是轮流或指定,等等。然后,要有一定的提前时间让学生预习,在学生实验操作中及时做出积极反馈和指导。另一方面,在学生实验中,教师也不是观旁者或监督员,而是实验教学的主导者,应该积极主动地进行观察和指导学生的实验工作,巡行于各学生处观察其操作是否规范,观察现象是否认真,是否如实记录数据。如果出现大部分学生都存在困难的操作,教师可以再次充当操作者的身份,对该步骤进行演示。
教师和学生在特定实验中的角色反串有时会起到意想不到的效果。
二、从实验内容的角度探讨实验教学的新颖性
科学实验内容包括科学实验对象(即科学实验过程中被实验者变革的物质对象)和科学实验手段。“根据科学实验的目的和实验认识层次上的不同要求,又可把科学实验手段划分为:科学实验的基本科学手段和科学实验的现代化科学手段两大类型。”[3]前者通常是指科学实验仪器、工具和设备;后者主要是指质普法、荧光法、吸收光度法、放射科学分析法等等一些新的实验手段和分析技术。
1.从实验对象上增加新颖性
实验对象一般都是以已知的面貌出现的,比如要验证O2的氧化性时,教师会提供碳、硫、铁;要学习稀硫酸的性质时,教师会准备好铜片、锌、氧化铜等物质。
有时不告知某一实验对象会起到设置悬念的效果。在初三进入实验复习阶段后,我设计了一节实验探究课:请同学们帮我鉴定一瓶掉了标签的白色粉末(只知道是一种纯净物)。当时我提供了PH试纸、蒸馏水、鉴别物质常用的酸、碱、盐以及常用玻璃仪器等物质。面对这种一无所知的“白粉”,学生的第一反应是不知从何下手。但几秒钟的沉思后,有人打破了僵局:“先测测酸碱性!”仿佛是一语道破了天机,学生的思维一下打开了。“先用蒸馏水试试溶解性,取溶液做性质实验。”“分别检验阴离子和阳离子。”平时学的科学实验相关知识一点一点都用起来了,争先恐后地。我按学生提出的点子,征求了各步先后顺序的大致安排,逐一请不同的学生上讲台操作、验证,并一起得出结论。学生体会到自己的设想与实验的差异,当最终推出这种物质中含有Ba2+和Cl-时,很多学生都兴奋地说:“是氯化钡”。
2.从科学实验手段上增加新颖性
基于中学教学条件的限制,对科学实验手段上增加新颖性的实际操作可以从改变实验仪器方面着手。一种方法是购置、使用一些新鲜的仪器。另一种方法是把日常生活中常能见到的器具“移植”到科学实验中来,比如用针筒做二氧化碳和氢氧化钠反应的容器;用“娃哈哈”瓶做氢氧爆炸容器等。也可以利用常见的科学仪器,进行组装后以新的形式出现。这些创新不仅能弥补原有仪器的缺陷,同时能带给学生新鲜感,并成为引导学生创新的最好实例。
初中科学八年级上第二章、第二节是“大气压与人类生活”,教材中安排了一个演示实验。实验是用带橡皮球的玻璃罐吸皮肤,我备课时发现教学中会存在一定的困难:如何解释大气压与人体内部的气压不同,并且学生的注意力会分散。我从实验装置上进行了如下改进。把人体用一个彩色气球代替,气球吸进玻璃罐的程度很深入,并且学生也容易分析球内的气压与外界的大气压之间的差异。同时我还用集气瓶来代替拨火罐实验,现象明显。本实验的改进引起了学生的很大兴趣,让他们感觉到学以致用的可行性和有效性。实验如下图:
三、从实验环境的角度探讨实验教学的新颖性
学生的学习环境有校内环境和校外环境之分。
1.从校园外部环境设置科学实验教学的新颖性
一般的教学都发生在校内,所以发生在校园外的实验教学本身就带上了新颖性。这方面的落实,新教材上一些家庭小实验的增设提供了有效的材料,比如冰袋的制作等。然而,不可否定的事实是,绝大多数的中学生家中不会备有科学药品和仪器,学校在这方面也无力满足每个学生的需求。
那么,是不是就只能放弃呢?答案当然是否定的,我们可以设计一些学生用家里的日用品就能完成的、安全有趣的实验。比如结合碳酸钙的性质实验及学生对鸡蛋壳成分的了解,可以布置这样的家庭小实验:鸡蛋放入醋中,放置一天,用手去感觉外壳的变化。甚至有条件让家长买来大河蚌,把里面的珍珠取出来可以与醋反应。
2.从校园内部环境设置科学实验教学的新颖性
发生在校园内部的科学实验教学环境可以按时间段分为科学课堂内的环境和课外活动的环境。
科学课堂内可以结合教学实际需要营造不同氛围:利用多媒体的灵活性、强表现性、高容量等优点激发学生学习科学的兴趣;利用精心设计的实验问题促进学生深入浅出地思考问题;要求学生独立思考或是通过合作学习等等。在种种不同形式的教学环境创设中,要注意的一点是:我们不是要营造安静或活泼热闹的表面环境,我们要的是能激发学生学习能动性的环境。
课外活动中,也存在创设科学实验教学情景的可能。在一次“珍爱生命——远离艾滋”主题班会上,为了形象地表示艾滋病在其有效的传播途径中的传播速度,我让学生做了一个实验:20位学生将20杯水(其中一杯含酚酞,象征艾滋病患者)互相掺和,几个来回后逐杯滴加NaOH溶液,变红的象征已染上艾滋病。实验简单,结果却深入人心,学生震撼很大,收到了较好的实验效果。
科学教学的基本特征是以实验为基础,实验教学在中学科学教学中起着极为重要的作用。实验不仅仅是一种为学生提供感性认识的直观手段,还是激发学生科学学习的兴趣,培养学生探究意识和创新精神的有效途径和方法。实验教学的新颖性是实验教学发挥作用的关键。本文仅结合作者的教学实践,提出了科学实验教学新颖性的思考角度,同时力求探讨判断实验新颖性的依据。事实上要做到实验教学的新颖性本身就需要创新,这是一个复杂而艰巨的课题,有待于在今后的教学工作中不断摸索和完善。
参考文献
[1]万云英.学校教育心理学(第一版)[M].北京:人民教育出版社,2000.
[2]刘知新,何少华,毕华林.科学课程论(第一版)[M].南宁:广西教育出版社,1998.