小议科学实验教学研究

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摘要:浙教版的《科学》中大量内容是建立在实验的基础上而进行教学的,因而实验探究教学就成了学习《科学》的最基本、最重要的手段。因此,笔者试从实验探究、教学探究着手论述《科学》中的实验对研究性学习的重要性进行研讨。

关键词:实验探究研究性学

课堂教学是培养学生创新精神和创造能力的主渠道,而实验探究教学更是培养学生创新和实验能力的最重要的手段。加强实验探究教学,有助于培养学生的动手操作能力、观察能力、独立分析问题解决问题的能力,以及实事求是的科学态度和创新意识和创造能力。学生通过主动的探索、发现和体验,学会对大量信息的收集、分析和判断,从而增进思考和创造能力。科学作为一门建立在大量实验基础上的探索自然规律的基础学科,它本身的发展过程就是一个不断发现、不断开拓、不断创新发展的过程;同时,学科的实验性特点有利于培养学生研究性学习的潜在因素。根据自己的教学经验,笔者认为加强实验探究教学可以从以下几个方面入手:

一、创设实验探究情境,激发学生的探索精神

兴趣是一种直接的动力,正如教育家布鲁纳说的“学习的最好刺激,乃是对所学材料的兴趣。”为激发学生对科学现象的兴趣,教师应充分利用一切机会,给学生创造观察科学现象的条件,使学生感受到科学的浓厚趣味性和神秘性。一个个“为什么”在学生们的心头油然而生,让他们爱学爱想。实验的魅力深深地诱惑着学生,通过有趣的实验,再加上教师的启发诱导,促使他们认真观察、分析、思维,促进智力因素的发展。激发学生心灵深处的、强烈的探索欲望,引导学生把“兴趣”转化为学习的动力资源。例如,在学氧化碳的性质之前,先做一个小魔术:在一个“空”矿泉水瓶内加入学生取来的自来水,塞紧瓶盖后,让学生震荡,发现瓶子变扁了。学生们的学习兴趣必然会很高涨,必定会追根究底问个为什么。接着学氧化碳的溶解性也就水到渠成了。又如在学习电动机时,先做电动机通电转动的实验。学生感到很惊奇,通电后线圈为什么会动呢?学生脑中有这样的问题是人的天性。还可以试着把磁铁拿掉,改变电流方向,改变电流大小,都会吸引学生去深究会发生什么现象及原因。

二、多做探究性实验,少做或不做验证性实验

传统的实验教学,一般多为验证性实验,即最后达到验证某个科学结论为目的的实验教学。验证性实验虽然与课本内容很容易结合起来,但由于其重结果、轻过程,并且把学生的主动性置于被动地位。而探究性实验则从科学实验的特点出发,注重实验过程,尊重学生主动探究欲望,让学生成为学习的主人。因此,我积极地变验证性实验为探究性实验,还把部分演示实验改成学生实验,或上台演示、或边讲边实验的形式,给学生提供更多的亲自动手操作机会。如验证光合作用合成淀粉的实验,就让学生在讲台上做:先是淀粉碘蓝实验,后对叶片进行酒精水浴加热脱色,再对叶片进行碘蓝实验。在整个过程中,我只是引导学生注意如何操作,把实验的主动性完全交给了学生。只能这样,学生才会觉得实验现象是真实可信的,更加坚定了他们对科学实验的兴趣。学生们在实验过程中观察现象,提出问题,解决问题,得出进行光合作用的条件。课堂上师生情感交流融洽,充分突出了学生的主体作用。

三、引导学生设计实验,培养学生的创新精神

对学生实验的教学,教师要求学生按“预习——实验——观察记录——分析讨论——总结报告”的形式进行,对实验中出现的问题组织学生认真讨论分析原因,并找出解决问题的方法,并根据实验的实际情况实事求是地写出实验报告,从面培养学生严肃认真,实事求是的科学态度和独立分析问题、解决问题的能力。

更重要的是要引导学生实验设计。在实验设计时,一定要实行变量控制法,即只能有一个变量,这是实验成败的关键,只有这样得出的结论才会有说服力。实验设计的主要过程为:提出实验课题,设计实验方案,讨论方案的可行性,实验操作,对实验进行分析、比较、评价。即“问题——理论探究(假设)——实验操作(证明)——科学推论(结论)。”在设计实验过程中不仅能提高学生的自学能力,而且还能培养学生求异思维等创新精神的培养,提高学生的科学素质。例如,影响电磁铁磁性强弱的因素的实验时,必须先要设计好如何来体现磁性强弱的问题。学生经过讨论后认为:用大头针较好,被吸引的大头针数量的多少可以数出来,能较直接地体现磁性的强弱。虽然细铁屑也可显现,但不可数,不能做定量实验。解决了这个问题后,就可以接着做主要的实验了。又如浮力问题的实验:先要设计如何做,做的过程中应记录哪些数据,实验后如何对数据进行处理。为了实验的准确性,往往还要进行对照实验,最后得出使人信服的结论。

在实验设计的过程中,还要注意设计实验过程中可能出现的意外,这点往往被教师们所忽视。如点燃的酒精灯翻倒导致实验桌燃烧、制取的氧气量不够、检验氢气纯度时的爆炸等,都必须要有预案。学生也就可以做到心中有数,遇事冷静、沉着。即使真的出现不该发生的事,学生也能自己解决问题。

四、加强实验后的合作与交流

实验完毕,兴趣消退,这是青少年“善变”心理的基本特点。要想巩固探究实验的成果,必须引导学生做好实验的后继工作,即加强理论和实际操作相结合。学生在实验后,需要在练习中消化、熟练和巩固。教师要巧设、编选实验训练题,以几分钟即可完成为宜。要做到:①有计划,有目的,有针对性,要求每道题目要联系一项或几项基本知识;②典型,有代表性、启发性和联系性;③有一定梯度,思考性强。教师对课堂练习要有讨论、评议。更要讲清审题和解题的思路,让学生知其然,进而知其所以然。从而对实验知识的扩展,总结和提高,它真正帮助学生将知识转化为能力和技能。

五、指导学生开展课外实验探究,发展学生的创新能力

进行科学实验要遵循实而小及情趣性的原则,这样才会激发学生的探究欲望,引起他们的研究冲动。在教学实践中,应从学生实际生活出发,从学生兴趣入手,确定学生实验课题的范围。如“自制发电机”、“酸碱性试剂”、“自制干湿球湿度计”等。采取“自设方案——讨论——选择方案——实验验证——总结报告”的程序进行教学,让学生亲自参与实验设计并通过实验验证。这样能较好地培养学生的科研意识以及创新意识和创造能力。

赞可夫认为“兴趣是开展智力的催化剂”。学生在科学实验探究过程中得到了乐趣,加强了兴趣,为它们发展智力提供了动力,培养了创新能力和创新精神,为他们以后的学习打下坚实的基础。这是科学实验探究教学的精髓所在,也是新课标提出的研究性学习的必由之路。

参考文献:

1.科学(7-9年级)课程标准(实验稿).北京师范大学出版社.

2.张红霞.科学竟究是什么.教育科学出版社.