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关键词:初中科学;实验教学;有效方法
一、认识初中科学实验
初中科学实验对学生的健康发展具有重要的意义,同时对于学生的成长也具有重要的意义但是当前的初中科学实验教学还存在不少的问题
1、没能突出学生的主体性地位
现在在很多的初中科学实验教学课堂上,多数时候是教师做实验,学生看教师做实验这就使得学生被动参与到实验之中,并没能够自己动手实验、通过自己做实验进而发现实验的乐趣,并获取有关的实验体验学生并没有很好地成为学习和实验的主体,学生的主体性地位没有得到凸显同时,这样的方式也会挫伤学生的学习积极性
2、学生难有所获
初中科学实验的课堂上,也有学生自己参与到实验之中尽管如此,学生的所得与所获却很少主要有两个原因,一个是很多实验是结论性实验即教师告诉学生一个实验结果,学生只是机械地完成实验的步骤,没有任何的创新性和挑战性可言,长此以往,学生对实验失去了兴趣;另一个原因是由于小组组合不当以及教师引导不到位等原因导致有些学生在小组合作实验之中,要么是被置之度外,要么是得到认可这使得学生的学习的积极性受挫,也影响到了学生知识的获取和实验教学效率的提高
二、实施初中科学实验有效教学的方法
1、合理分组
实验教学通过小组合作的方式进行是一种有效的教学方式但是进行小组分组合作,需要遵循一些基本的原则,如,学生自愿、学生的性格各方面互补等基本原则要在尊重学生意愿的基础上,加之教师对学生的学情掌握的基础上,进行分组,从而使每一个学生在小组中找到自己的位置,使得学生能够通过小组合作学习,提升自己的团队精神,并在实验中做好自己的事情完善好自己的知识结构
2、凸显学生的主体性地位
学生是学习和教学活动的主体,是这两个过程的主动参与者,是这两个过程得以顺利进行的基本前提只有凸显出学生的主体性地位,学生才能够对所学知识有一个更加深刻的认识,对有关的知识理论体系才能够获得更加深刻的理解,同时,在实验中凸显出学生的主体性地位,使得学生能够获得一种主人翁意识,这样学生就会积极主动地参与到实验之中,进而提高实验教学的效率
在实验中凸显出学生的主体性地位,主要要从以下几个方面做起教师少协助,鼓励学生多动手;
教师少发言,只及时提点学生;
3、教师少演示,让学生自主探究实验
例如,
进行“溶液变色及用天平秤固体及液体的质量”这一实验时从实验器材的准备如“试管、胶头滴管、氢氧化钠溶液、酚酞试液、托盘天平(附砝码)、小烧杯(5 L)、量筒( L)、液体(水、放于5 L烧杯中)、食盐、药匙、同规格方形薄纸”,到完成实验的每一个步骤,教师最好是静静地观察学生的实验,但不要对学生在实验过程中的一些行为提出任何的意见或者是指正
教师对学生进行的实验的观察主要是看学生在实验中是否做到:
(1)是否有将天平放在水平桌面上,游码有没有拨到“”点上
(2)注意观察学生如何调节横梁的平衡的
(3)在秤物品之前,有没有现在天平的托盘上放入方形薄纸
(4)学生是否有正确地使用量杯、量筒等基本的计量仪器
这样,学生就基本上是在无教师引导的场景下进行实验的,而学生的学习兴趣会随着实验的进行而增强,对未知知识的探索也会随着实验的进行而加强教师虽然没有引导学生,但是教师在此处观察学生的实验步骤,了解学生的实验情况,这对于进行下一步的教学具有重要的意义
这样的教学方式能够有效地凸显出学生的主体性地位,并达到初中科学实验教学的目的
[关键词]外科学;不同专业;实验教学;改革
针对不同专业学生的特点,通过对各专业的外科学实验教学的改进,以期更进一步提高外科学实验教学效果[1-2]。改进以前单一的教学方法,将临床医学、护理、眼科等专业学生分别使用不同的教学课程设置和实验项目的设定,配合各专业理论教学以达到更好的教学效果[3-4]。一方面实践需要理论指导,另一方面理论又必须在实践中理解巩固和提高;这一理论与实践相结合的过程必须通过试验实习等环节来实现。外科学总论的传统的实验教学法是不论什么专业的学生,都采用相同的教学大纲,无非是包括灭菌法抗菌法进行。外科学是整个医学科学的重要组成部分,是实践性非常强的一门学科,是学生从基础课到临床课并成为临床医生的重要过渡。外科学是联系临床医学和基础医学的重要桥梁课程,是培养医学生实际工作能力的重要环节。学生被动地接受任务,学习没有针对性。近些年,招生规模不断扩大,实验材料价格上涨,学生人数逐年增加等因素,教学经费没有得到相应的增加,又由于不断压缩实验学时,间接减少了学生的操作机会,降低学生的学习兴趣,影响到教学质量。通过该方法的改进,使不同的外科学实验教学得到相同的更加完美效果,师生反映良好,教学质量大幅度地提高。笔者就如何改革外科学总论实验教学进行如下探讨。
1实验项目的设定
在普通实验教学大纲的基础上,针对各个专业的特点、学科发展方向不同而制定相应的合理的实验项目。比如说护理专业的学生,毕业后基本上很少去手术室,在病房工作的比较多,对无菌技术要求偏重,对消毒技术手如术区消毒铺巾,手术过程中的无菌操作原则等要求较轻。就调整内容,着重放在无菌技术方面。而对于临床医学专业的学生则要相反,消毒内容要多点、细点。
2实验课时的设定
再根据不同专业的实验课内容要求的不同,运用灵活多样的教学手段,设置不同的实验课时,比如临床医学同学在练习清创术、静脉切开术、阑尾切除术、剖腹探查术等,每次实验时间较长。而影像专业的学生减少了课时,也减少了实验动物的数量,因为他们进入临床后主要接触的是图像处理方面的问题,对外科学无菌及消毒知识,了解就可以;图像和影像教学最适合于他们的特点。
3教学方法的设定
外科动物实验课学时有限,为了使不同专业学生掌握更多的本学科的实践知识和技能,相应改进和完善教学方法、手段、条件;配合增加了各专业示教录像和多媒体课件等现代化的教学手段,让他们了解外科涉及本专业的相关的内容知识[5-6]。这样一来不同的专业用不同的录像内容,而不是原来单一种类的音像,使学生学习兴趣大幅度提高。
4实物、模型的数量和种类的设定
例如眼科专业学生实验时,在原来的动物狗基础上,采用兔和猪的眼作为模型,为以后他们到临床上的学业同步。给学生提前提供训练条件和动手机会;真实性实验动物能锻炼学生的沉着应变能力,培养良好的职业心理素质。通过这方面努力,能提高学生的学习兴趣,加快理解和掌握他们本专业外科手术基本知识。
5模拟情景的设定
在原有的实验室的基础上,逐步增加各专业综合性实验室布设,使学生熟悉自己的未来手术室的环境布局;进入手术室应遵循的步骤和规章制度,以及以后常用的器械的消毒操作规程管理制度等,消除和减轻学生进入手术室所产生的陌生感及恐惧心理;用最短的时间和最高的效率给学生打下一个良好的外科手术学基础[7-8]。
6重点和难度的设定
实验课课堂教学是外科总论教学的重要组成部分[9-10]。在实际工作中,考虑到学生的知识水平、认知能力和接受能力(如一本和三本同学)的差别,设计不同难度的实验项目,三本学生少用综合性的实验,教师的课件内容在教学的重点和难点上都能够对学生区分要求,耐心指导,反复示教,对提高教学质量能够起到了积极的促进作用[11-12]。综上,经过外科学实验改革后,学生的学习兴趣提高了;通过不同专业老师的共同努力,使学生更快更准确地掌握了各自专业外科手术操作。由于实验环境比较逼真地接近临床,学生经过一年多实验学习,加上进入医院实习后,更快地适应了医院的工作环境,迅速掌握外科手术的操作规程,得到了医院医护人员的一致好评。
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作为小学科学学科,其实验教学有着与别的学科区别的独特性。对于小学生而言,他们的认知能力不足,对于科学知识的探索认识不够,这就需要教师改变教学方法,提高学生的学习兴趣,发展学生的动手操作能力,让学生主动参与到实验教学中,培养学生不断创新的思维意识,提高学生的科学素养。
关键词:
小学科学;实验教学;思考
对于小学阶段的学生而言,科学实验课程的开设不仅有利于提升学生对于各项学科知识的了解程度,也能够帮助学生在科学探究潜移默化的影响下形成属于自己的独立性创新思维模式。在当前我国新课程标准持续深化改革的教育背景下,小学科学实验课程的教学也受到极大的推动作用。在具体教学课堂上,教师通常会采取引导学生进行实验模拟的形式鼓励学生亲自动手进行操作,遵循由浅及深、由易及难的教学原则为学生开启科学探究的大门。然而,从另一方面上说,由于教师的教学过程会受到诸多因素的影响,从而使得科学实验教学的优势与作用难以完全发挥。鉴此情况,积极采取相应的教学优化策略以提高学生在科学实验课程中的学习实效性就显得十分重要。在本文中,笔者结合自身多年教学经验提出如下优化建议,旨在为后续的小学科学实验教学工作提供参考依据。
一、加大重视程度
在小学阶段的课程教学过程中,教师不仅是学生知识学习的引导者,更是引导学生人生轨迹的领路人,对于小学科学实验的课程学习而言,只有教师自身能够将这一课程的重视程度与其他课程放置于同一水平面上,学生才会对这门课程的学习与探究投入更多精力与关注。换言之,即教师应加大对于小学科学实验的重视程度,以便于提高学生对于科学实验课程的关注度。首先,在开始具体实验教学之前,教师应现对教材文本内容进行详细研读,并针对具体的学科内容明确相应的教学方向,如此一来,教师则能在后续的知识讲解过程中时刻把我课程教学重点,从而帮助学生树立起相应的学习目标,最终提升其实际课堂学习效率。其次,在实验操作过程中,教师还应注重培养学生的创新探究能力,善于发挥其自我学习能动作用,鼓励学生积极参与到课堂讨论话题中,紧跟教师思路,使得学生能够在积极、愉悦的科学实验过程中收获更多的知识。除此之外,教师还要坚决落实“以生为本”的教育思想,给予学生更多的耐心与爱心,对于取得进步的学生而言,教师应对其进行及时的肯定与表扬,在带给其满足感的同时鼓励学生再接再厉;对于活泼顽皮的学生而言,教师则可以耐心地引导学生认真参与课堂学习活动,并给予其更多关注的眼光,进一步帮助学生端正其对于课堂学习的态度。
二、完善课程体系
完善小学科学实验课程教学体系的重要性主要体现在如下两个方面:其一,教师只有在健全、完善的课程体系指导作用下才能真正制定好科学的教学计划;其二,在小学科学实验教学工作中,没有完善的课程体系就无法真正完善应有的教学内容,同样的,没有完整形成学主体的学科课程也难以满足学生对于科学实验知识的实际求知需求。所以,教师要准确把握好学科重点,掌握实验课程中的所有知识点分布情况,从而在完全掌握相关教学信息的基础上定制好科学、合理的教学计划,并在具体教学计划落实的同时将实验教学内容综合贯穿于整体教学过程,以引导学生有效掌握科学实验知识。例如,教师在为学生讲解“温度计的原理及使用”相关内容时,教师就应围绕“认识温度计的常见类型”“温度计应用原理”以及“掌握温度计的相关使用方法”等教学目标,在具体教学课堂上更加注重培养学生对于问题的分析能力。在实验方案的设计方面,教师则可以利用摄氏温度及与华氏温度之间的不同性质,引导学生进行相应的分组课堂研究活动,并在具体探究活动过程中进一步指导学生掌握两种温度计之间计数、读数以及量程之间的差异。此外,教师还可以适当为学生预留相应的见解交流、表述时间,鼓励学生将自己对于温度计知识的理解与认识同其他同学分享。如此一来,学生则能够在教师科学、完善的探究教学氛围中,不知不觉就掌握了相应的知识。
三、优化教学方案
对于学生的知识学习行为而言,教师教学方法的选择或实践不仅是引导学生更好融入课堂气氛完成学习任务的重要途径,更是提升学生学习热情与效率的关键所在。因此,在学生的科学实验课堂上,教师应不断创新、完善具体的实验教学方法,从而讲学生的积极性进行充分调动,使其能够积极主动地参与到教学课堂上。另外,由于许多教师习惯于沿用传统的教学手段展开教学工作,因此,教师本身也要做好相应的总结、反思工作,寻找到适合学生理解以及知识技能提高的教学方案。例如,教师在为学生讲解“动滑轮、定滑轮”的相关内容时,教师则可以适当采用问题导学法引导学生尽快融入教学氛围,如设置问题“定滑轮与动滑轮之间的区别与联系分别是什么?两者由那些作用?定滑轮与动滑轮应该在哪种环境下使用?”在具体的课程分析讲解过程中,教师则可以针对上述三个问题启发学生思维,引导其通过实验操作与实验观察逐渐掌握相关的知识点。在问题导学以及学生自主探究式学习过程中,学生的学习主体地位得以极大彰显,同时,学生还能在自我的不断探究观察过程中不断地感受到实验学科的魅力,从而进一步激发他们的学习热情。
四、提高学生积极性
据笔者多年教学经验表明,学生自身对于某一学科的感兴趣程度极大地影响了学生在具体知识学习过程中的主动性与积极性,而学生积极性与主动性的提升则对于学生的实际学习效益的提高方面存在明显的促进作用。然而,在实际的小学科学实验课程中,往往由于诸多因素的影响而使得小学学生普遍缺乏科学知识的学习兴趣,在此情况下,与其他学科相比,学生的科学实验课程学习积极性明显不高。那么,如何提高学生的课堂学习积极性呢?笔者认为应先从学生的兴趣层面着手,教师可针对小学生的性格特点与认知规律积极采取相应的教学策略,如情境创设、借用多媒体辅助教学设备等,以在激发学生探究兴趣的同时不断提升其的学习积极性。例如,教师在为学生讲解“恒星、行星以及卫星”相关知识时,教师则可以适当借助多媒体教学设备为学生展示相应的图像信息,以图片与动画的直观形式帮助学生掌握行星、恒星之间的转动关系。在解释“公转周期”与“自转周期”等相关知识时,教师还可以引导学生进行小组讨论,为学生提供大小不一的小球作为转动模拟模型,从而使得学生能够在具体的课堂呈现中正确理解相关知识概念。巧用多媒体教学,不仅能够将原本略显枯燥的纯理论课程转变为生动有趣的动画观看,还有利于帮助学生培养起创新性探索思维。在我国当前新课程标准持续深化改革的背景下,传统、常规的教学手段已不能够完全满足学生自我创新能力的发展需求,因此,积极采取相应的教学策略,为学生营造更好学习氛围与知识探究途径的作用不言而喻。在小学阶段的科学实验课程教学中,教师要做的不仅仅只是知识的传授,而是要更多地引导学生形成属于自己独有的思考探索方式,并培养学生不断创新的思维意识。因此,笔者提倡广大教学工作者从加大对科学实验课程的重视程度、不断完善课程体系、持续优化教学方案以及提高学生探究积极性等四个方面,不断改进小学科学实验课程的教学模式,从而为学生的长远发展奠定良好基础。
参考文献:
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1动物福利
福利在英语字典中译为material benefits, well being, welfare,这是一个经济学名词,原来主要用于企业管理中。动物福利不是动物权利,它包括动物的生命和健康,虽然各国的文字描述并不统一,但其实质都是指让动物在比较康乐的状态下生存,在无痛苦或尽量减少痛苦的状态下死亡。
在1976年美国人休斯提出了动物福利这一概念,这是指农场饲养中的动物与其环境协调一致的精神和生理完全健康的状态,在详细描述中,休斯将动物的福利定义为两种,包括生理福利和心理福利。而现今国际上所公认五大自由也是这两种福利的体现。
首先生理福利在五大自由的体现即在食物上享有不受饥渴的自由;生活环境应该舒适的自由;同时应享有不受痛苦伤害和疾病威胁的自由。这三者都是动物生存的基本条件,三者的满足是保持动物生理健康的保障。其中不受饥渴的自由,即饲养人员在饲养时或者相关人员在进行与动物相关活动时都应及时补充动物所需的饲料和饮水瓶中的水,不使其感受到饥饿或者干渴;其二,享有生活舒适的自由,即相关人员应该为动物提供舒适卫生,符合其生理特点的生活环境;其三应享有不受痛苦伤害和疾病威肋、的自由。这是基于前两者的基础上,尽量为动物提供干净整洁的环境,减少疾病产生的可能性,同时如果动物感染疾病,相关人员应立即采取措施,减少动物所感受到的痛苦。而相较于生理福利,动物的心理福利难以用仪器来测量,更不用说使用具体的指标进行评测。最主要的原因是人类与动物之间并没有有效而直接的交流沟通渠道,换句话说就是人类不可能理解动物的真实想法和确切需求,因此在动物心理福利的评判上加入了大量人类的主观评测。目前,心理福利在科学家通过多年的研究后总结认为动物应享有生活无恐惧感和悲伤感的自由;同时应享有表达天性的自由。生活无恐惧感和悲伤感的自由,表示在饲养过程中,工作人员应爱护动物,不得随意殴打、虐待动物,或者在工作活动中应尽量注意举止行动,不得发出极大声响惊吓到动物,尤其是像豚鼠之类的实验动物,极易受遭到惊吓,更应该小心。另一点是各种动物都具有各自的天性,如猴有攀爬的天性,鸟有飞翔的天性,当然完全满足其天性是不可能的,但是可以在尽可能的范围内改善他们生存的空间和环境以满足它们的天性;同时要兼顾不同动物的习性,例如拿走一只母鸡的产蛋箱,会使它感到痛苦悲伤,但对于一头阉牛或一只母羊却不会有同样的问题。以上所描述的这些都是动物福利的体现。
2实验动物福利
2. 1实验动物要了解实验动物福利,首先我们需
要来了解什么是实验动物?它与一般动物有何区别? 由欧洲共同体于1986年的《关于使各成员国有关用于实验和其他科学目的的动物的保护法律、法规和行政规章接近的理事会指令》中第2条定义实验动物,是指己经应用于实验或者将要应用于实验的动物。我国原国家科学技术委员会于1988年制定并颁布的《实验动物管理条例》中则明确规定该条例中提到的实验动物是指经人工饲育,对其携带的微生物实行控制,遗传背景明确或者来源清楚的,用于科学研究、教学、生产、检定以及其他科学实验的动物。在其后出版的一些实验动物学教材中也沿用了这一定义。在2004年修订的《北京市实验动物管理条例》第2条将实验动物定义为经人工饲养、繁育,对其携带的微生物及寄生虫实行控制,遗传背景明确或者来源清楚的,应用于科学研究、教学、生产和检定以及其他科学实验的动物。对三者进行比较可以看出对实验动物定义是渐进的细化,同时我们从定义可以看出实验动物与其他动物存在明显的区别。其一:实验动物的来源。它是由人工培育且具有比较明确的遗传背景和清楚的来源,不同于一般野生动物是在自然中生育成长的;其二:它本身携带的微生物和寄生虫是受到控制的,这与家禽家畜或者其他观赏动物,伴侣动物也是不一样的;其三:它的存在目的。比如伴侣动物是以供玩赏、陪伴之目的而饲养的动物,农场动物则以为人类提供肉质产品及食物为目的,实验动物则是为了生命科学的发展及人类健康的目的而应用于科学研究、教学、生产和检定以及其他科学实验的动物。
综上所述,实验动物与其他各种动物都是存在极大差别的,从它出生的那一刻起就一直被人类的活动所影响和掌控,它的存活完全依赖于人类,不管是日常的活动和生存环境还是最终的死亡,它存在的价值就是完完全全的贡献于人类。它的生存环境是受到控制,要求非常严格的。基础的环境因素主要包括实验室温度、湿度、光照度、噪声、氨浓度、送风次数等,这些因素更是直接影响到实验动物的生理节律,精神状态和健康状况,从而间接地影响到进行科学实验所获得数据结果的准确性、可靠性。为实验动物创造舒适,尽力满足它们需求的环境条件,一方面是为了避免因为环境因素而造成科学实验不必要的误差,减少个体差异性;一方面也是出于人类文明,公共道德的考虑,实验动物作为人类的替身,为人类医药健康事业献身,我们也应该提倡保护他们的福利。
2. 2实验动物祸利由上文内容可知,实验动物也属于动物,只是在某些方面区别于其他动物,因此,实验动物福利也包括上述所说到的动物福利。同时在动物福利的基础上,实验动物福利还需要遵循3R原则。这一原则由动物学家Russell和微生物学家Burch于1959年提出,现已逐渐被广大实验动物饲养及实验人员接受及广泛应用,3R原则具体即替代(replacement)、减少(Reduction)和优化(Refinement)。替代是指尽量使用无知觉的实验材料代替活体动物,或者使用低等动物代替高等动物进行试验的科学方法,而现在比较先进的做法是编写程序,运用计算机技术进行模拟实验,这在很大程度上是对实验动物福利的一种解放;减少即指在科学研究中进行在动物实验时,使用比较少量的动物来获取同样多的试验数据或者使用一定数量的动物尽量获得更多的试验数据的科学方法;优化则是指在进行实验设计时实验方案及指标选取的优化,以及实验过程中实验技能和实验条件的优化,如今这一原则己获得广大科研工作者的认同,这一观念也越来越深入人心。而在2005年,美国芝加哥的伦理化研究国际基金会还在3R的基础上提出了4R原则,增加了Responsibility(即责任)作为第4个原则,要求人们在生物学实验中增强伦理观念,呼吁实验者对人类和动物都要有责任感。
实验动物作为自然界中存在的独立个体,是与人类一样具有个体的自由的,当人类将实验动物用于科学实验中的时候,其前提其实是己经剥夺了动物的个体自由权利,因此,我们在与之接触过程中更应尽可能的为他们创造环境,保护其应享有的福利。
3动物福利现状
3. 1国外动物福利发展自1822年(Martins act an act to prevent the cruel and improper treatment of cattie《防止残酷和不良对待牲畜法》又被称为《马丁法案》的有关动物福利的法律颁布至今,欧美等国己经在动物福利保护的道路上走过了一百多年,相关的法律法规相对来说己经比较完善,如英国在颁布《马丁法案》后于1849年,颁布了《防止虐待动物法》。该法规定,任何人如果对动物进行殴打、不良对待、过分使用、虐待或酷刑折磨,或者致使上述行为发生,均属犯罪行为。均将受到罚款。另外,法律还规定了执法当局从此有权对此类行为进行指控、起诉。直到1850年以后,动物福利的法律开始关注用于科学实验的动物身上,于是,在1876年英国议会通过了《防止动物虐待法》。到了1911年,英国议会通过了著名的《动物保护法》(Protection of animals act)。该法将英伦三岛当时和之前的各个防止虐待动物的法规进行了整理和补充。2005年,英国议会提出了新的《动物福利法》( Animal welfare act)草案,取代了《动物保护法》,这部法律在2006年年底通过,并于2007年4月6日正式生效。美国在动物福利保护这方面也走在前沿,1963年,美国颁布了《实验动物使用和饲养管理指南》,这是最早的关于实验动物福利的指南,到1966年,美国颁布了《动物福利法》,这是最早的一部与实验动物管理有关的法律,并在1970年、1976年、1985年和1990年先后四次对《动物福利法》进行修订,后又颁布了《饲养管理和使用脊椎动物在检验、研究和教育中的法规》,所有部门都要遵守这一法规。其他如日本、加拿大等国家也相继出台相关法律,保护动物及实验动物福利。
3.2国内动物福利发展我国引入动物福利理念时间较晚,无论是科技条件方面还是在观念方面都与国际上存在较大差距,动物福利制度建设并不十分完善,但我们仍在继续努力。虽然没有专门的法律对动物福利进行规范,但我国在1988年出台了《实验动物管理条例》,对实验动物的饲养、使用等方面进行了规定,在2001年对其进行修改,并首次将动物福利写入法规。1997年,3R原则首次出现在《关于九五期间实验动物发展的若干指导意见》,其它颁布的条例法规有《实验动物质量管理办法》《实验动物许可证管理方法(试行)》等,都提到了动物福利与动物伦理,开始逐步加强对实验动物管理。2006年9月3日,我国了《关于善待实验动物的指导性意见》,这让我国动物福利立法又向前迈出了可喜的一步。且现在越来越多的地方性实验动物管理法规条例都将动物福利的内容增加了进去,如2005年实施的《北京市实验动物管理条例》中就明确规定,任何从事实验动物工作的单位和个人,都应当维护动物福利,保障生物安全;从事动物实验的人员应遵循替代、减少和优化的原则来进行实验设计,要使用正确的方法对待实验动物。同年《湖北省实验动物管理条例》修订后,就明确做出规定,实验者应当为动物创造良好的生存条件。2008年《江苏省实验动物管理办法》将实验动物科普与福利单列为一章,这在国内还是首次,这也充分说明了实验动物福利工作的重要性以及受重视性。2010年10月1日起实行的《广东省实验动物管理条例》中也特别提到了实验动物福利,包括进行替代,减少以及优化实验设计,实验中,对实验动物进行麻醉及最后实行安死术。
而在我国的其他地区,如台湾,动物福利制度己经比较接近国际化。在1990年时台湾夏良宙学者就提出,动物福利可以简述为:善待活着的动物,减少死亡的痛苦,同时在台湾还设有专门的动物福利组织以及网站,在 1998年制定《动物保护法》,2000年1月19日颁布了《动物保护法实施细则》,其中都有相关于实验动物福利保护方面的内容。而在2004年修订的《动物保护法》,对动物保护以及福利进一步做了比较翔实的规定;香港特别行政区在回归后于1999年,颁布了《香港防止残酷对待动物条例》,之后香港特别行政区又针对实验动物颁布了《实验动物照料与使用守则》。
目前我国除了台湾其他地区并未出台明确保护动物福利的法律。虽然现有《野生动物保护法》,但该法仅限于保护珍稀动物,普通的野生动物以及圈养动物并不在它的保护范围之内,而且该法律对伤害野生动物行为的规定也非常少,更多的是针对非法获取野生动物用以盈利行为的制裁和惩罚。因此我国目前应借鉴其他欧美大国的动物福利立法经验,尽早出台明确性的动物福利法。
关键词: 科学实验 有效性 基本原则 基本途径
一、问题缘起
美国心理学家卡尔・罗杰斯认为:“教学的实质就是把学生的经验活动摆在教学过程的核心,主动的学习才是完整的学习。”因此,教学活动是教师的“教”与学生的“学”的双向互动的过程,其中内因是变化的根据,学生是认识的主体。教师对学生的引导、启发、讲解、点拨等,无论其作用有多大,学生都需要通过独立思考、选择与运用,才能内化为智慧和能力。科学实验教学过程中应当以学生的思维活动为主体,以学生的认识过程为主体。传统的科学实验教学的主要目的是为了加深学生对已知的科学概念和理论的认识,大多采用验证性实验,因而往往重知识轻方法,重结果轻过程,重接受轻探究,使学生形成了某种思维定式,限制了学生的发散性思维,在一定程度上阻碍了科学实验教学的深入与提高,这既不利于培养学生的创造才能和开拓精神,又不利于促进学生的可持续发展。因此,继续深化科学实验教学改革,切实提高实验教学的有效性,是初中科学教学需要解决的现实课题。
二、实施有效科学实验的三个基本原则
1.基础知识和实验活动有机结合。
教师在遵循基本科学知识的前提下,要求学生根据实验事实或实验史实,运用实验来探究物质的本质及其变化规律,尽可能地把演示实验和验证性实验改为学生探究性实验,这样不仅能体现“教为主导、学为主体”的新一轮课改的指导思想,而且在教师指导下进行探究,学生能激发求知欲和探究的兴趣,更能培养创造性思维能力。例如在《液体的压强》教学过程中,教师可把演示实验改为探究性实验,以此激发学生学习的兴趣,为学生提供动手动脑的机会。此外,教师要通过问题讨论等方式引导学生积极思维,使学生始终处于研究之中。
需要强调的是,教师设计的探究性实验的难度必须与学生学习的能力相适应。探究的难度过低,学生会失去探究的兴趣;探究的难度过高,学生会产生畏缩情绪,同样也不利于学生的学习,所以实验探究的课题和内容,必须与学生的知识能力相适应。
2.以学生自主探究为重点。
教师在探究性实验时应尽量避免将活动方案或结论知识告知学生,以使学生的学习自主性得到充分的发挥。例如探究“蝗虫”一课,我不是简单地按蝗虫的挂图和模型讲解蝗虫的结构和身体各部分位置功能,而是在课前组织学生在学校周围捕捉蝗虫(每人至少一只),上课时发给学生每人一个放大镜,一张任务记录单,要求学生通过观察蝗虫完成任务单上的任务。课上每个学生都非常努力投入,他们仔细地观察蝗虫身体的每一个细节,并尽可能准确地把观察结果描绘在任务单上。完成观察描绘之后,我组织学生进行小组讨论并交流,对观察记录的不同点进行再观察,形成共识,同时我引导学生注意蝗虫有单眼和复眼,并要求学生通过观察说出单眼和复眼的功能和作用。还引导学生观察蝗虫前足和后足,看看有什么不同,讨论前后足的结构和差异,具有什么功能。有学生观察到蝗虫的腹部两侧各有一排小孔,这是蝗虫的呼吸器官,我问学生蝗虫的呼吸器官为什么不在头部而是在腹部?能用什么方法证明?学生进行讨论和思考提出实验方案:取两只蝗虫,将其中一只头部浸入水中,另一只腹部浸入水中,待五分钟后看哪一只蝗虫先不动了。学生在课堂上一直处于积极自主的探究当中,他们在技能的掌握和能力的形成过程中,逐步形成了科学的学习态度和良好的学习行为习惯。
3.着眼于向学生的自组织开放。
自组织就是指当干扰、问题、混乱出现时,一个系统能自我调节,达到一种新的平衡状态。实验教学向学生的主动探索开放,向学生参与教学的可能性开放,向师生合作共同探索新知识的过程开放,能更好地激发学生的兴趣和探究欲望。比如在实验教学中,我对学生敞开实验用品、用具等,激发学生创新的火花;在平时的教学过程中,我十分重视学生的个性发展,想方设法为学生提供展示自我的机会。
三、实施有效实验的基本途径和方法
1.变客体学习为主体学习――尽可能地改演示实验为“并进实验”。
不少演示实验由于空间、条件的限制往往不利于学生仔细观察,其操作能力也得不到训练,所以我将教学中的演示实验尽量让学生自己动手做,或者边指导边让学生动手做,增加学生的实践机会,以优化实验教学,我将它称为“并进实验”,它能有效促进学生从参与到共同探究的教学氛围。并进实验应符合以下条件:反应条件较易控制,操作较简单,危险性小,不易污染环境的内容。以《氧气的制法》为例,我先进行课堂设问,激发学生兴趣,唤起学生进行探究的欲望,并告诉学生在实验室里常用加热某些含氧化合物的方法来制得氧气,介绍并出示KClO■和MnO■,请学生设想一下实验室制氧气有几种方法。学生讨论后认为有3种:①加热KClO■;②加热MnO■;③加热KClO■和MnO■的混合物。接着我让学生分组 对课本演示实验进行探究实验,组织学生交流实验结果。这样将科学实验作为载体,给学生提供了“动脑想”、“动手做”、“动口说”的机会。然后我播放“MnO■质量在加热KClO■和MnO■的混合物反应前后不变”的实验录像,学生自然得出催化剂的定义,并一致选用加热KClO■和MnO■的混合物的方法来制取氧气。在这样的过程中学生通过看、听、动手、思考,对MnO■是热KClO■分解反应的催化剂有了深刻的认识。
2.变结果教学为过程教学――有选择地改验证实验为探究实验。
当代著名教育心理学家布鲁纳指出:“知识乃是一个过程,不是结果。”因此,变结果教学为过程教学有利于培养学生主动探索问题的动机和思路,发挥学生思维的积极性。教师应在教学中的重点、难点、疑点中选择知识点,组织与指导学生独立地探究知识结论。选择的知识点的难易度要较为适合,处于学生的“最近发展区”内,让学生“跳一跳就能摘到苹果”。例如在《浮力》教学时,我先让学生动手把泡沫塑料、木块、气球、橡皮泥、钩码等一一放在水中,按顺序观察后再回到整体上观察,学生很快辨出哪些材料下沉,哪些材料上浮。接着我引导学生思考:你能提出哪些问题?这样的做法使学生理解了深刻的道理,同时学生也享受到了再创造的喜悦。
探究实验的过程,往往就是获得知识的过程。例如在《二氧化碳的实验室制法》中,我就将验证性实验改为探究性实验。
实验1:探究实验室制CO■的科学反应原理。设计学生实验:首先取4支试管,分别加入少量大理石颗粒,按A■、A■、A■、A■编号,另取4支试管分别加入少量碳酸钙粉末,按B■、B■、B■、B■编号依次排列在试管架上;然后在A组和B组的1―4号试管中分别滴加稀HC1、浓HCI、稀H■SO■、醋酸溶液;最后观察反应现象,分析比较其异同。在学生充分评论的基础上,归纳总结出实验室制取的理想方法应具备:制取CO■方便,操作简单,药品成本低,气体纯度高,产生气体速率适中,易控制等优点,因此理想的制取CO■的科学原理是:CaCO■+2HC1(稀)=CaCl■+H■O+CO■。
实验2:探究设计实验室制CO■的实验装置。设计如下:先提供常用科学实验仪器。围绕实验室制取CO■气体装置,设置问题情景,启发引导出实验室制气体的发生装置和收集装置的选择依据,以此作为思维导入契机,要求学生自己设计一套制取CO■的实验装置(可能出现不同装置并动手制取一瓶CO■)。通过提出问题―讨论、设计―实验探究,学生完成了发现的全过程,训练了思维方法,提高了实验能力,还了解了探究性学习方法。
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3.变常规学习为创新学习――有重点地改“传统模式”实验为设计实验。
教学实践证明:实验能更多地发挥学生的主动积极性,以及他们独立分析问题及解决问题的能力,可以更高层次地发挥学生的智力。因此,教师应该大胆放手,让学生自主设计实验,变常规学习为创新学习。例如在研究“滑动摩擦力大小跟哪些因素有关”时,学生提出滑动摩擦力可能与接触面的粗糙程度、压力、接触面积的大小、物体的运动速度有关等猜想后,我引导学生选择最感兴趣的假设,设计实验方案进行分组探究,然后通过共同交流、分析得出结论。再如学习《阿基米德原理》时,我通过复习浮力产生的原因来进行公式推导,引导学生根据推导结果猜想浮力大小可能跟排开液体的重力有关。学生经过精心筛选器材,最后设计出两组实验方案:
方案一:选用溢水杯、弹簧测力计、石块、细线、小桶、水。用测力计法算出浮力,即F■=G-F■。用小桶接住溢出的水,测出水的重力,即G■,比较F■和G■是否相等。
方案二:选用量筒、弹簧测力计、石块、细线、水。用测力计法算出浮力,即F■=G-F■。用量筒量出排开水的体积,算出排开水的重力,即G■=ρ■gV■。比较F■和G■是否相等。
学生通过自己设计实验验证了猜想和假设,培养了探索精神、探索情趣和探索能力。
4.变课内学习为课外学习――有针对性地把科学实验向广阔生活延伸拓展。
在学生完成探究性实验后,教师可结合某次探究性学习提出一些问题,帮助学生进一步深化探究性学习、教师要努力做到“让学生带着问题走进教室,带着更多的问题走出教室”。例如在完成“测定小灯泡的电功率”的学习后,我提问:若实验中不具备电压表或电流表中的任意一个,而是给出了一个已知阻值的电阻,你们能不能测出小灯泡的电功率?假若已知电源电压,而电压表的量程小于灯泡的额定电压时,怎样测量小灯泡的额定功率呢?这些问题使学生在进行实验探究后将探究性学习进一步深化,加深了思考,激发了探究兴趣,转入实验探究后的再思考,最大限度地调动了学生学习的积极性与主动性、自主性与创造性,达到了陶行知先生所倡导的“迷、悟、爱”的最高宗旨,让学生充分认识到实验探究是实践探究性学习的重要手段。
5.变授之以“鱼”为授之以“渔”――注重方法指导,提高探究实效。
有效科学实验关注的不仅是学生对科学相关知识的理解,更重要的是要让学生在探究的过程中逐步掌握一些科学探究的基本方法,如控制变量法等。这就要求教师在组织探究性教学的过程中重视对学生方法的指导。我们经常可以看到一些“轰轰烈烈”的完全由学生自主探究的场面,但是只要用心观察,就会发现热闹的形式掩盖下的是胡乱的探究,学生往往缺乏行之有效的方法,而导致探究过程失去意义。因此教师要在探究性教学中,帮助学生掌握基本的探究学习的策略和方法,使学生知道怎样进行探究学习,从而学得主动,使探究性学习有效进行。例如在“探究种子萌发”时,先由学生讨论得出,影响种子萌发的因素有:种子的形状、大小、饱满程度、温度、水分、空气等。由于影响种子萌发的变量很多,我引导学生学习应用控制变量法的方法一个一个变量来研究:在研究某一个变量如水对种子萌发的影响时,其它的变量如空气、温度等必须保证不变,只有水这个变量发生变化。只有这样才能得到比较正确的结论。
教师以充分发挥学生主体作用为切入口实施有效的科学实验教学,对培养学生的观察能力、动手能力和分析解决问题的能力,提高学生的实验素质都具有十分重大的意义。因为学生主体地位的确立,能激发起学生的内在学习动机,激起学生的求知欲,有利于学生学习兴趣的培养。学生在教师的指导下,主动参与实验探究活动,“教”和“学”的过程也就变成了“探究”和“发现”的过程,可以有效地培养学生的创新精神和实践能力。
参考文献:
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