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論文摘 要:科學實驗不僅是學生獲取知識、認識科學規律、形成科學概念、提高各種能力的途徑,而且是學生學習的手段.是對學生創造能力的培養,是其他學科不能代替的。新課程標準也進一步加強了對實驗教學的要求,重點強調了實驗教學在實現初中科學教學目標過程中的作用。因此我們要重視科學實驗這個基礎的教學,努力培養學生的動手能力和創新精神。筆者結合多年的初中科學教學經驗,就如何做好初級中學科學實驗教學提出了幾點合理化建議,以供大家參考。
1 首先要高度重視科學實驗教學
大多數學校一般是把學生分組實驗往往集中在中招實驗考試前一個月才搞突擊,甚至還是選擇一些來做。根據調查,有的實驗室形同虛設,甚至有的還沒有符合標準規范的實驗教室。常規儀器以及實驗藥品短缺比較普遍。也有少數教師怕麻煩,就懶的及時去做了。原因固然挺多,最重要的是部分教師也包括少數學校管理者對科學實驗教學不夠重視,沒有從根本上認識科學學科的特點以及培養學生“素質”的真正內涵,學校為了省錢、教師省力,忽視了科學實驗這一重要環節和手段,這樣必然影響學生各中能力的培養和技能的訓練、提高。對此,我們無論是科學教學人員還是學校管理層都必須對科學實驗教學予以高度重視。
2 優化科學實驗設計方案,提高學生學校積極性
實踐是創造思維的搖籃,實驗設計是一個動手動腦問題的能力的過程。通過學生自己思考設計實驗,既可以培養學生動手動腦解決問題的能力,又可以培養學生的發散思維能力和創新設計的能力。教師在組織學生開展實驗設計時,可引導學生閱讀、查找一些實驗小竅門、實驗藥品以及儀器的代用品、實驗裝置的改進等有關資料,以開闊學生的視野,啟迪學生進行創造思維。例如,液體的壓強是由于重力而產生的,但是液體壓強的大小又跟液體的總重沒有關系,對此學生很難接受,為了幫助學生學好這一知識,我們設計制作了簡單的儀器。這個儀器的制作過程是:將溢水容器倒過來,在容器口上扎上橡膠薄膜(可以用氣球,方便易得,且牢固耐用),然后在溢水口處塞上橡膠塞(連上長玻璃管)。用量筒量取適量水,由溢水口裝入溢水容器中,塞好橡膠塞,可以看到下面的橡膠薄膜略有凸出。這時,取下橡膠塞,換上長玻璃管,把玻璃管逐漸舉高,可見底部的橡膠薄膜越來越凸出。水的總重雖然沒有增大,但由于深度增大,壓強也增大;升到一定高度時,橡膠膜竟然被壓破,這給學生留下深刻的印象。
3 實施探究實驗教學方法,拓展學生的創新思維
探究性實驗教學,一般運用了以下教學模式:創設問題情景—— 提出假設—— 設計實驗方案—— 實施實驗方案—— 得出實驗結論—— 合作交流。我們從探究性實驗教學模式可以看出,探究性實驗教學的特點在于把教師的講授轉化成了精心引導,把學生的被動接受轉化成了主動探究把學生的學習過程轉化成了發現認識過程,促進了學生的動腦思維、動口表達、動手實驗和動眼觀察。探究性實驗教學不僅要求學生十分重視課本知識的學習,還要求學生及時的、積極的、主動的把所學知識轉化為解決實際問題的能力,要求學生運用發散思維、聯想思維、逆向思維對教師提出的課題根據已有的知識和技能,根據現實條件制定不同的實驗方案,并對方案進行篩選、驗證,最終得出結論。這樣不僅可以培養學生實驗操作技能、觀察能力,還可以培養學生分析、歸納現象的能力,極大地調動學生的積極性,從而最大限度地提升學生實驗能力。
4 充分利用多媒體補充實驗教學,激發學生的求知欲望
教學實踐證明:從教學實際出發,同樣的知識增加多媒體的演示補充實驗教學,比教師在課堂上單純的講解和演示的效果更佳,尤其是對于步驟相對復雜、學生不容易理解的實驗科目,多媒體補充的作用更加突出。因為多媒體放映,能為學生展示一個完整、全面的實驗內容,教師也能在多媒體放映的過程中根據實驗步驟的難易程度,進行調整,對于難理解的步驟可多次放映,并且著重講解,這樣不僅能夠減少教師因為演示實驗所耗費的時間,提高課堂效率,同時能增強教與學的主動性,提高學生學習興趣和參與熱情,也能使學生有身臨其境的感覺,激發學生的求知欲望。例如:在力的作用效果的教學中,其中“力能改變物體的形狀”這個知識,用彈簧和礦泉水瓶做演示簡單方便,效果明顯。但用手作用在課桌上,形變卻看不見,有的學生就有疑問了,“這個沒有發生形變”。為了解決這個問題,我就借助多媒體,利用flash展示了實驗過程。當手作用在桌面時,根據光的反射原理,很明顯的看到了形變。通過多媒體,將有關實驗的全過程放映出來,并且對重點步驟進行講解,這樣不僅節約了大量的課堂時間,也使學生對實驗有了一個十分清晰和直觀的印象,學生也更加容易地掌握了實驗的步驟和方法,同時激發了學生的求知欲望,達到了事半功倍的效果。
5 結語
科學實驗是科學理論體系的形成和發展的基礎,科學實驗教學是科學學科教學的支柱和基礎,也是培養學生創造性思維的有效途徑。因此,初中科學教學中要充分利用實驗教學的種種特點培養學生綜合能力。作為科學教師一定要重視科學實驗教學,在教學過程中不斷探索新的教學理念,這樣就可以更好地提高學生的科學素養,從而實現科學教學目標。
參考文獻
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關鍵詞:科學課堂;有效;實驗
實驗不但可以幫助學生形成科學概念、理解和鞏固知識,還可以培養學生的觀察能力、思維能力、動手能力和創造精神,它通過實驗猜想、設計實驗方法、實驗操作與記錄、實驗結果的探討幫助學生更好地了解現象,深入理解。因此,在教學中,教師要善于把握科學實驗過程,進行巧妙而合理的引導,循序漸進地探究,使科學實驗能夠有效地開展。
一、優化引入,啟動認知
1.趣味性引入,激發學生的學習興趣
學生學習的積極主動性對科學學習有著重要的影響。因此,在創設問題情境時,一定要保證所設情境能誘發學生的認知沖突,造成學生心理上的懸念,從而喚起學生的求知欲望,激發學習興趣,把學生帶入一種與問題有關的情境中去,進行有效的學習。
2.層次性引入,滿足不同學生的需求
實踐表明,每個學生都是不同的,他們的知識水平、接受能力存在著明顯的差異。因此,教師在創設問題情境時,應根據特定的知識內容和教學目標,將學生已有知識經驗與將要學習的知識聯系起來,設置難易適度、科學的、有梯度的、有層次的問題鏈,考慮好問題的銜接和過渡,用組合、鋪墊或設臺階等方法提高問題的整體效益。
3.創造性引入,激發學生“再發現”
在教學中教師創設的問題情境首先要有利于學生獨立探究,要給學生自由探索的時間和空間,其次要鼓勵學生大膽猜想、質疑問難、發表不同意見,最后還要給學生以思考性的指導,特別是當學生的見解出現錯誤或偏頗時,要引導學生自己發現問題、自我矯正,將機會留給學生,不要代替學生自己的思考。在科學課堂中,經常需要拋出各種猜想,我們對于學生的不同回答常是不置可否,只要學生回答有理有據(雖然有些理由依據存在局限或不足),我們都予以表揚,肯定學生敢于猜想的精神;否定學生根據老師的語氣、舉止進行判斷的行為。
二、深化實驗設計,激發求知
1.實驗設計與教學要符合科學學科的特點
一切自然科學都來自實踐,都是從科學實驗和生產實踐中總結發展起來的,小學科學也不例外。
2.實驗設計與教學要符合學生的認知規律
教師在實驗設計時要充分考慮學生的主體地位,讓學生在學習過程中能夠通過自己的觀察、思考、實驗得出結論,達到認識周圍自然現象的目的。中年級學生年齡小,注意力不易集中,感知世界往往從興趣出發,抓不住事物主要特征等特點。設計實驗時要采取多種方式,調動他們的各種感官,有意識地直接觀察事物,激發求知興趣。
3.實驗設計與教學的核心是培養學生自主探究
學生是學習和發展、求知的主體。在科學教學中,怎樣把學生由被動的受體,轉變為學習和求知的主體,改變學習方式是其中的關鍵。科學教學必須根據學生身心發展,結合學科特點,關注學生階段變化、個體差異和學習需求,愛護學生的好奇心、求知欲,充分激發學生的主動意識和創新精神,倡導自主、合作探究的學習方式。
三、序化實驗操作,引導探究
實驗序化包括兩個方面:
1.實驗步驟的有序化
實驗的每一個步驟都是精心設計的,只有有序地按照實驗設計的步驟,才能很好地完成實驗,得出正確的結論。但在實驗實際操作中,總是存在主客觀各類因素的影響,造成實驗實際操作未能有序進行,影響了實驗結果的準確性。實驗步驟的有序性是實驗正確到達結論的重要保障。
2.實驗分工合作的有序化
小學科學中,小組合作完成的實驗占有很大的比例。該類實驗一般過程較為復雜、器材較多,個人完成有難度。只有通過小組分工合作才能在有限的課堂時間內完成實驗,并讓每位同學都體驗到實驗探究的過程、合作的樂趣。因此,保證分工合作的有序化,在小組類實驗中顯得尤為重要。教師要建立一套完善的分工制度,每組選出組長,小組成員根據性格分派任務,這樣的新型探究合作小組成立后,學生的合作效果提高了,討論場面激烈了,操作結論的得出更準確了。在平時實驗時,教師也應密切注意學生的小組合作情況,努力發現每位學生的優勢與進步,及時進行調整,使得小組分工更加合理、有效。
四、開展社團活動,拓展實驗范圍、輻射課堂
為豐富學生課外生活,增加學生科技知識,提高學生學習科學興趣,可以開展豐富多樣的科技社活動。
論文摘 要: 科學實驗的教學趨勢呈現出注重實驗與理論的有機結合,以探究型實踐活動為主,培養學生的學習能力、動手能力。然而,在現實的課程教學中,實驗教學一直是一個薄弱環節,導致學生重結果、輕過程,實驗動手率低,實驗課教學效率不高。在新課程實驗教學中,教師應采取與之相對應的實施對策,以符合新課標的要求。
隨著基礎教育改革的逐步深入與推廣,實驗教學改革的主要目標是構建“以學生發展為本”,創設有利于引導學生探究性學習的課程實施環境,提高學生自主學習、合作交流、分析和解決問題的能力。科學實驗教學既是實現科學教育目標的基本手段,又是培養學生操作技能,發展非智力因素的主要途徑。本文擬從科學實驗的內容與形式及實際教學中的問題兩個方面,與同行一起探討實驗教學的趨勢與實施對策。
一、科學實驗的內容與形式
不同時期的科學課程中實驗的主要內容與形式是分層次逐漸提高的。它們分別為學科知識+基本操作—學科知識+基本操作+生活知識—學科知識+基本操作+生活知識+生產和環境問題。實驗的主要形式為演示實驗+學生實驗—演示實驗+邊講邊實驗+學生實驗+家庭實驗+設計實驗—編號實驗+科學探究+實踐活動+家庭實驗+習題+模塊。
科學實驗的作用和功能需要具體的內容和形式來體現,相應于科學實驗作用和功能的變化,其實驗內容和形式也呈現出顯著的變化。
1.科學實驗的趣味化、生活化、綠色化。
不言而喻,科學實驗的趣味化可進一步發揮實驗的動機功能,而貼近生活、體現社會熱點問題(如環保)的實驗更有利于科學價值的體現、環保意識和社會責任感的培養,同時也具有激發學生學習興趣的作用。現行浙教版科學教材體系中,實驗內容的趣味化、生活化、綠色化趨勢已非常明顯,但這些實驗還多分布在選做實驗和家庭實驗等課外實驗中,在新課標課程中,這種趨勢已成為教科書實驗改革的重要方面,這類實驗不僅數量上明顯增多,而且內容深度上顯著加大。
在實驗的趣味化上表現出兩個顯著的特點,一是趣味實驗不僅出現在家庭實驗一類的課外實驗中,而且類似“彩色噴泉”這樣緊密配合學科教學內容的趣味課堂實驗也增加了。如“通過氣球體積的變化觀察氣球在水中的沉浮現象”、“用石蕊試液染制的花朵代替試紙檢驗二氧化碳與水反應生成的產物”等。這類實驗在完成其呈現原理、概念等使命的同時,用更引人注意的趣味化方式展現其魅力,融學科教學目標與情感培養目標為一體。二是更多地采用了可激發學生研究趣味活動實驗的創新設計,如研究靜摩擦的“筷子提米實驗”。隨著學生年齡的增長和知識的積累,實驗本身的學科價值和潛能開發功能的作用逐步增強,這正好與學生的心理、生理發展規律相符合。
實驗生活化的體現,一是實驗內容多采用來自平時生活中例子;二是用科學知識、技能探討的也大多是身邊的生活或社會實際問題。如“溶液酸堿度對頭發的影響”、“用塑料瓶,砂石等自制簡易凈水器”。
實驗的綠色化最初是從師生健康角度關注實驗環境的清潔,后來逐步與環境保護聯系起來,不僅教科書的實驗設計體現了綠色化,而且要求學生就實驗的綠色化進行思考、討論,甚至研究、設計。不僅視角更大,力度更強,而且其教學功能大大擴展。
2.實驗形式的多樣化和探究化。
實驗的教學功能不僅與其內容有關,而且與實驗的形式、呈現方式,甚至與實驗在教學中出現的位置均有關系。如課內實驗、課外實驗與家庭實驗,其功能與作用就不盡相同。又如物質性質的實驗,如果安排在相關性質的介紹之后,這個實驗就只是在驗證事實;如果安排在相關性質介紹之前,并配以相應的問題思考,就賦予了這個實驗一定的探索性、啟發性;如果先提出問題,并要求學生通過實驗尋找答案,這個實驗就具有了探究性,而探究程度的高低仍與實驗的具體設計有關。
新課標教科書提倡盡可能由學生動手做實驗,沒有了演示實驗和學生實驗之分。在“科學探究”“實踐活動”和習題中也安排了不少實驗。這些實驗分布于各章節之中,這種編排將實驗由原先的附屬于各章節變成了與各章節平行的獨立內容,顯著提升了實驗在課程中的地位。新課標不僅多用探索性和探究性兩類實驗,而且統籌考慮安排,使實驗的探究程度循序漸進,隨著學習的深入和學生知識、技能積累的增多而逐步提高,使實驗的探究性上了一個新的臺階。
二、實驗教學中存在的問題與實施對策
隨著新課標的實施,初中科學實驗在課程中的地位、作用有了很大的變化和提高,但是從整體上看,“實驗課教學效率不高”、“實驗動手率低”、“實驗紙上談兵”、“觀看課件代替真實實驗”等情況還普遍存在。同時教師對新課程中實驗探究的實施也存在著認識不到位、嫌麻煩等問題。究其原因,主要集中在四個方面:一是教學時間緊張,怕實驗時間控制不好而影響教學進度;二是學校的實驗設備跟不上;三是教師還不能擺脫傳統的教學手段;四是沒有相應的評價體系。
因此,新課程改革的一線教師應摒棄傳統的理論講授與實驗教學分開的教學方法,注重實驗與理論的有機結合。教材中的多數實驗屬于開放性、探究型,學生必須經過實驗才能得出結論,而且結論可能不唯一。教師應引導學生用“提出問題”“設計實驗”“分析與結論”和“實際應用”等關鍵詞構建“設計實驗”這個欄目的框架。在每個關鍵詞所涉及的內容中又細化實驗目的。例如,在“分析與結論”這個關鍵詞中要常常強調“進行描述”“制作圖像”“整理數據”“分析數據”“辨認關系”“計算結果”“比較結果”“進行推測”“作出解釋”“檢驗假設”等,用具體的實驗內容來培養學生在這些方面的技能。
在具體的實驗教學過程中,教師可采取下列方法以供參考。
1.實驗方案微型化。
所謂實驗方案微型化,就是為了保持原教材的邏輯結構體系,同時又體現課程標準的重點,將實驗方案簡化、精煉,安置在相關的科學概念、原理、定律等內容附近,以欄目“小實驗”的形式出現。雖然實驗方案微型化了,但其教學功能仍定位在培養學生科學探究的基本技能和對科學探究的本質的理解之上。舉例如下。
實驗:聽力測試
可以通過一個簡單的實驗測試你的聽力。實驗材料是一角、五角、一元的硬幣。請實驗合作者按照任意順序將它們從同一高度自由落下。你閉眼仔細傾聽,能辨別出不同的硬幣發出的聲音嗎?
描述與推測:描述聲音的差別,分析引起聲音不同的因素是什么?
學生們通過學習聲音的傳播、音調、響度、音色、分貝等概念、頻率和人的聽覺關系等內容;通過調查研究獲得證據;通過研究聽覺實驗的數據,完成有關的實驗方案。
2.實驗過程活動化。
將科學實驗的教學與學生分小組進行的探究活動、調查、討論、辨別等有機結合,使得實驗過程活動化。這樣設計中學科學實驗可以使課程標準所強調的重點能夠得到貫徹。為了讓學生感受科學與技術的真實世界,實驗過程應包含:活動、實驗、調查、討論、辨論、提出論點和質疑等,使它們相互交織在整個實驗活動中。
活動通常分為五個循環步驟:請你思考、請你做一做、反思與挑戰、科學在前進、拓展練習。在循環步驟二中,一般融入相關的學生實驗或教師的演示實驗。以“家庭用電”為例。
活動一:電流的形成(學生實驗:電路的連接)。
活動二:電路連接(學生實驗:串聯與并聯電路)。
活動三:火線與零線的鑒別(演示實驗:測電筆的使用)。
活動四:保險絲(學生實驗:保險絲的作用)。
3.實驗內容生活化。
新課標認為,科學不能脫離社會,科學是社會的一部分。然而科學實驗本身是非常具有學科特色的。如何將實驗內容和生活世界結合是體現新課標精神的重要問題,因此實驗設計要表現出“實驗內容生活化”的特點。
教材中提出了許多與生活密切聯系、學生感興趣的、有意義的問題,在這些問題的導引下,學生經歷科學證據的收集、整理過程;學習對科學證據的獲得、解釋和評價的方法;探討科學證據的兩面性,即對人們生活、健康、環境等有利和不利的兩個方面,然后自己主動提出問題,并在基于科學證據而不是個人感覺的基礎上作出相關的、恰當的決策。學生親身參與各種科學探究活動有利于他們逐步理解科學的力量和局限性,理解科學是一個不斷提出問題、收集與整理證據的過程,而不是掌握一系列現成答案的知識體系。從這個意義上來說,教材給予學生的經歷,可以幫助他們獲得如何運用科學知識解決實際問題的能力。
4.實驗評價行為化。
通過實驗過程中的行為表現來評價學生對科學內容的理解是否具備各種探究的技能,是實驗評價的重要特點。行為化的實驗評價也是真實而公平的評價的具體表現。
評價學生的學科學習分為四個方面:檔案袋評價、知識評價、行為評價和技能評價。其中的行為評價主要是針對學生在“設計科學實驗”和“小實驗”中的表現。行為評價主要包括以下內容。
(1)是否遵守安全規則:嚴格遵守實驗操作過程中的一系列安全規章制度。
(2)對實驗技能的掌握:觀察、交流、預測、測量、解釋數據、使用數據、制作圖表、控制變量、歸納、推理、推導公式、構建模型、操作性定義等。
(3)對概念和定理的理解:通過實驗現象和實驗過程使學生明確概念、定理建立的依據,掌握其建立的方法,理解概念、定理的內涵,理解相關概念之間的聯系和區別。
(4)分析和總結:在遵循證據法則和運用科學知識的基礎上,分析解釋和總結必須具有邏輯上的內在一致性,通過批判性思考,合理地接受他人的質疑,并進行更改。
(5)情景的應用:思考、討論與現實生活密切相關的問題并發表觀點,評價學生運用科學知識進行生產、生活和對社會問題的看法的能力。
教師對學生學習的評價分為四個方面,并給出每個方面的比重,其中實驗教學的比重最大,分別為實驗室活動和實驗記錄、實驗報告占40%;知識評價占30%;研究性學習成果的展示占20%;參加班級活動占10%。學生在實驗活動中對圖表、實驗步驟、實驗內容等的語言描述往往比實驗結果更重要,學生參與討論和表現的過程也是教師評價學生的一個方面。
21世紀標志著人類社會進入了一個以信息、智力資源為重要因素的社會經濟文化時代。培養公民的科學素養主要并不在于增加其知識和信息的容量,重要的是培養科學思維的方法,以及獲取知識和信息,并利用它們發現、分析和解決問題的能力。正如著名的科學家愛因斯坦所說:“科學不只是定理的收集和事實的羅列,它更是人類智慧伴隨著各種新思想和新概念的創造和結晶。”
科學發展的趨勢啟示我們應該重新認識和挖掘中學科學的教學功能,并且在新課程標準的指導下,設計與課程的三維目標和科學探究內容有機結合的科學實驗,從而使實驗的設計和課程的實施能夠更好地體現和貫徹新課標的精神。
參考文獻:
摘要:農村小學實驗器材短缺,科學實驗教師薄弱,實驗教學存在“三多三少”現象。欲解決這個問題,需要提高農村教師的科學素養和教學水平,引導實驗教學回歸動手探究功能,克服農村學校實驗材料短缺等問題。
關鍵詞 :農村小學;科學教學;實驗教學
中圖分類號:G623.9 文獻標識碼:A 文章編號:1671-0568(2014)15-0016-02
小學科學是以培養科學素養為宗旨的科學啟蒙課程,也是一門以實驗為基礎的學科。然而農村小學實驗器材短缺,科學實驗教師薄弱,實驗教學存在“三多三少”現象,嚴重地影響著科學課程價值的實現和學生科學素養的培養。以下是筆者通過對農村小學科學實驗教學“三多三少”現象的分析,提出了解決“三多三少”現象的策略。
一、農村小學科學實驗教學“三多三少”不良現象
1.講實驗多,做實驗少。教師按照教材內容講解實驗的目的、要求、步驟、結論,學生聽實驗,少有機會動手做實驗。例如,教學六上一單元《顯微鏡下的世界》第3課《饅頭發霉了》時,教材要求先用放大鏡看不同物品上的霉,然后用顯微鏡仔細觀察,說說它們有什么相同或不同。由于要提前準備幾樣發霉的物品(如饅頭、面包、年糕),還需要放大鏡、顯微鏡等器材。農村小學顯微鏡的配置數量有限,甚至根本沒有顯微鏡,教師課前也沒有做很好的準備,就直接講解教材內容,學生只能聽,以至于在顯微鏡下觀察的機會都沒有,更別說動手觀察實驗了。
2.依教材演示多,自主探究少。教師按照教材給出的實驗要求進行演示,或播放配套的視頻,學生看實驗演示,極少參與材料準備、動手操作、觀察記錄、分析總結的探究過程。例如,四下三單元《物體的運動》第5課《擺》的教學,教材要求在初步了解擺的運動,猜想擺的快慢與什么有關后,需要組織學生分組進行實驗,每組選做一個15秒內正好擺動8、9、10、11、12、13、14、15、16次的擺,并記錄結果。可是教師擔心學生不容易掌握擺線長度,會耗費較多時間,于是就把自己準備好的不同擺長的擺逐個掛上去,演示給同學們看,并把結果記錄在黑板上,然后就引導學生小結:擺的快慢只與擺線的長短有關;而且擺線越長,擺得就越慢;擺線越短,擺得就越快。整個教學過程都是教師在操縱著,學生只是睜大眼睛看,并沒有參與實驗的過程。
⒊背誦實驗結論多,觀察總結少。教師要求學生背誦教材列舉的實驗內容,應付考試,而很少是通過學生自己的實驗、觀察、總結得出結論。例如,教學五下二單元《形狀與結構》第3課《建橋梁》時,教師按照教材內容,出示相關圖片,講解橋梁的相關知識,并要求學生記住:橋梁是由橋面、橋墩等組成,知道拱形橋、吊橋是承受力大而結實的橋梁。既沒有讓學生準備紙板、粗繩、筷子、瓜皮、水果刀、書本等物品進行實驗,也沒有組織教學演示。學生所做的只是看著圖片,聽著講解,記住結論。
二、農村小學科學實驗教學“三多三少”現象歸因分析
除了個別教師主觀上存在做實驗怕麻煩、教學上應付等師德因素以外,導致農村小學科學實驗教學的“三多三少”現象還有以下四個主要原因:
⒈優質師資少。由于現行師范院校的小學教學專業課程設置中,很少設立小學科學教學論或小學科學教材教法這門課程,大多教師職前沒有受過系統的小學科學教學訓練。再說農村小學大部分科學教師由其他課任老師轉任或兼任,即使專職科學教師,往往也是由以前不是主科的自然常識課老師發展而來。因此,農村小學科學教師幾乎沒有受過相應的專業訓練,靠的是教師自覺鉆研和在教學實踐中摸索學習,這樣導致農村小學科學課程優質師資較少。許多教材上的實驗,連教師自己都沒做過或做不好,何談指導學生做實驗?
⒉教研活動少。一方面,農村學校師資編制相對偏緊,一人多崗,教課任務重,走不開,同時因為經費緊張、交通不便等客觀原因,教師參與各類教研活動的機會相對比較少。而科學課的教研活動又不比語文、數學等課程的研訓組織那樣規范和頻繁,其中關于實驗教學的教研活動就更少了。另一方面,農村教師參加教研活動的參與度不高。偶爾有機會參加教研活動,往往會因為見世面少、靦腆等原因,很少發表個人觀點參與討論,研訓效果大打折扣。
⒊實驗器材少。農村小學因教學經費緊張,在科學實驗器材的添置方面往往能省則省,大部分農村小學除了上級撥付的實驗器材外,幾乎不再自行添置。即使有了器材,也會因為材料單一,或試紙、試劑等一次性消耗的材料缺乏,只能由老師做個演示實驗,或者直接播放與教材配套的光盤視頻,輪不到學生動手操作,學生只能被動接受。甚至有些實驗材料連教師都沒有見過,不知其形態、顏色、性質,只能依據教材和教學參考書照本宣科。
⒋實驗教學效果評價導向存有偏差。如何準確評價科學實驗教學的效果,一直是一個有爭議的課題,各地都在積極探索之中。目前比較盛行的評價方法仍然以筆試為主,也就是說學生只要記住教材上有關實驗的目的、步驟、結論等知識,基本就能通過科學實驗測試。這是造成目前農村小學科學實驗教學“三多三少”現象的深層次原因,導致出現教師講實驗、學生聽實驗,教師演示實驗、學生看操作,學生背誦教材上的實驗結論、很少動手操作和探究總結的現象。
三、農村小學科學實驗教學“三多三少”現象的解決策略
⒈加強研訓,快速提升教師的科學素養和教學水平。
(1)組織集體備課。縣級教科所、教研室在暑寒假組織教師進行集體備課,對每個學期的教材進行分析,提綱挈領地幫助課任教師理清每一課的教學目標、重難點、注意點,能夠有效地幫助教師把握教材。以四下五單元《調查與預測》第2課《預測》為例,輔導專家通過教材分析,幫助教師明確本課的教學目標:①過程與方法:能夠有根據地進行預測。②科學知識:懂得預測的含義;了解一些可供預測的科學事實;懂得科學知識是我們作出科學預測的根據;懂得即使有根據,預測也會有錯誤。③情感態度與價值觀:保持對現象的好奇心,愿意進行預測;關注身邊事物,關心重大事件,關心社會發展。④教學重點:懂得預測就是有根據的推測。⑤教學難點:做出預測要有科學依據。教學準備:量筒、玻璃球、硬幣、紙、塑料袋、粉筆、課件。
集體備課還能幫助教師廓清一些課本上不很規范的概念。如六下第二單元《物質的變化》第一課時《我們身邊的物質》,引言中提出“空氣、電、火、聲音是不是物質?”這一問題,很多老師包括《科學教師教學用書》都認為空氣、電、火、聲音都是物質。其實這樣的表述很不規范。空氣、電、火確實是物質,但“聲音”只是物質振動產生的波,是一種運動現象,它本身不是物質。又如,三下第四單元《水和空氣》第七課時《空氣有重量嗎》,先利用自制小天平將癟氣球和筆套調好水平,然后將氣球吹足氣后再掛上去,發現小天平往氣球一邊傾斜,從而通過此“對比實驗”來證明空氣有重量。其實此實驗存在嚴重疏漏,不夠嚴謹,因為它忽視了物體浮力與物體體積大小的關系,把浮力這個實驗第二變量忽略了,這樣的實驗結果是不可信的。這樣不規范的實驗教學對于培養學生的科學素養不但沒有好處,而且還有一定的害處。類似此類科學概念表述不規范的情況在小學科學各個年級教材中多有存在,若能通過集體備課,由師訓專家幫助教師準確把握科學概念尤其是一些實驗操作的規范,效果顯而易見。
(2)集中教師全員做實驗。集中備課時,組織參訓教師全員動手,把教材中的實驗都做一遍。要求與學生一樣,在研訓專家的指導下,從實驗目的到材料準備,從猜測到驗證,從操作、觀察、記錄到分析總結,每一個步驟都盡可能規范,并且由專家對教師的實驗操作做出點評和考核。這樣做的好處十分明顯,教師自身的實驗操作水平會得到極大的提高和規范,好奇心、懷疑精神、猜測假設、論證意識、樂于接受不同觀點和結論等科學素養能得到很好地鍛煉,實驗教學的水平也能同時得到提升。
(3)建立城鄉聯片研訓平臺。以城鎮中心學校為基地,教研大組為基本單位,借助信息網絡技術,搭建城鄉聯片研訓平臺,把每學期一到二次的集中教研活動與平時依托網絡開展的學科教研交流互動有機結合起來,充分發揮網絡的跨時空、多媒體等特點,通過建立城鄉聯片教研網站,設置相應的欄目,中心學校教研大組組長擔任版主,應用論壇、博客、微博、微信等信息交互平臺,把課例片段搬上網絡,有意識引入專家進行網絡輔導,讓所有教師發表心得體會和個人意見,從而使城鄉聯片師訓常態化、實時化,全面提高農村教師的教研參與度。
2.正確評價,引導實驗教學回歸動手探究功能。考試是教學的指揮棒,這一點毋庸回避。正確運用考試的評價導向作用,引導小學科學實驗教學真正體現科學課程的價值取向,對于提升實驗教學水平有著至關重要的作用。
小學科學課程的核心價值,是培養學生的科學素養,它包括:科學知識技能、科學方法、創新意識和能力、科學精神、科學倫理與情感等。同時,小學科學是一門以探究學習為主要特征的學科,是通過對客觀事物和現象進行探索、質疑和研究而展開學習的課程。因此,重視學習過程的價值評價要予以充分突出。各級教育行政主管部門和學校領導要轉變觀念,加強領導,敢于打破在學期測試特別是畢業測試、升學測試中,實驗教學部分用筆試、靠背誦得分的桎梏,組織現場實驗操作評價測試,形成相應的規范,并把實驗操作成績按一定比例計入課任教師的教學質量評價成績。
農村小學科學實驗操作考核應以鄉鎮中心校為牽頭單位,明確考核的組織領導、對象和內容、考點設置、教務人員配置、時間、辦法、程序等內容。可以采取“二統一”和“二公開”的辦法,即統一試題、統一評分標準和試題公開、評分標準公開。通過對實驗器材準備、實驗方法步驟、實驗記錄、實驗結論、操作熟練程度、儀器整理等方面進行統一評價,引導教師和學生更加重視和規范科學實驗操作,從而不斷提高農村小學科學實驗教學水平。省、市、縣一級業務管理單位,可以通過定期組織實驗操作競賽,對實驗教學進行引導。
3.揚長避短,克服農村學校實驗材料短缺問題。農村小學實驗器材短缺是客觀實際,可以通過逐步加大投入,逐步添置豐富來緩解。但小學科學實驗很多內容涉及到土壤、氣候、生物等內容,農村與城鎮學校相比,反而有著得天獨厚的優勢。充分發揮農村的優勢,引導學生就地取材,因地制宜尋找實驗材料,不但能夠完成教材的實驗要求,而且能夠鍛煉學生的觀察水平、探究能力、創新精神。
一、體驗科學實驗激發學習興趣
科學實驗的過程是學生進行科學探究的過程。在科學探究的過程中體會科學的樂趣,增長科學的知識,培養科學的探究能力,這是設置科學課程的主要原因。而科學實驗是學生科學認識問題的關鍵,在科學課堂的教學中教師通過多種策略來培養學生的探究興趣,讓學生自己動手實驗來提升他們的探究能力,親歷探究過程,得出科學的結論。教師培養學生的實驗興趣,首先要讓學生親身經歷到實驗過程中,讓他們感受其中,樂在其中,實驗能進行得更加順利。比如在《周圍的材料》金屬這一課中,場地的限制和實驗材料的不足,實驗只能讓部分學生參與進來,感受金屬導熱性強、延展性好等特點時不能讓所有學生自己動手實驗使其學習效果、課堂效果大打折扣。其次是要讓學生在實驗中發揮他們的主體作用,自己猜測,自己動手實驗,自己得出結論。教師只是引導者,引導學生發揮自己的主動性和能動性,去更好地發揮自己的才能,培養能力。
進行一些有趣的科學實驗時,要給予學生充分的時間,讓學生開動腦筋動起手做實驗。比如《聲音是如何產生的》這節實驗課中,利用黃豆、礦泉水瓶、鼓進行探究,學生不僅可以把黃豆放入瓶子中進行實驗,還能知道把黃豆放在鼓面也可以,并且越用力黃豆跳得越高,聲音也越大。在學習中玩,玩中學習,能取得更好的學習效果。
二、重視實驗步驟突破教學重難點
當學生不知道要觀察什么,從哪里著手進行觀察,更不知道如何進行觀察時,他就無法對這次實驗感興趣,從而大大影響了學生對實驗的樂趣和積極性。但是,如果學生了解要觀察什么,他就會期待實驗成果,將自己投入于實驗中,這對實驗進行是極好的。小學生的感知特點是:只有理解的東西才能感知它。因此,在讓學生動手實驗觀察實現現象之前,教師要向學生介紹相關步驟的目的。只有在初步了解的基礎上進行觀察才能達到深入了解的目的,否則走馬觀花,收效不大。如在三年級上冊中,教學《神奇的水》水的表面張力這節課時,先讓學生查看實驗器材,一個針筒,一枚硬幣,能如何觀察到水的表面張力的特點,請幾個學生說如何實驗,其余學生進行討論補充。有效的實驗能輕松幫忙孩子理解教材的重難點,可見科學實驗步驟理解非常重要。
三、引領實驗拓展提升科學探究能力
科學探究是科學學習的中心環節。小學生在探究中體驗到學習的樂趣,明白了什么是科學,什么不是科學,并且獲得學習的自信,能對自我能力形成更好地認識。教師要通過讓學生自己動手動腦,自己去感受、體驗、感知,由內而外的獲取,而不能認為通過簡簡單單的講解、傳授,學生就能得到很好的發展,這是不對的。如《周圍的材料》這節課中,探究不同的紙的吸水性不同,可以利用不同的紙造出來的船進行比賽,看誰的船能最快到達目的地。在這個比賽過程中很多學生的船很快沉入水底,學生就會提出問題,“為什么有的船能在水上漂浮很久,為什么有的很快就沉下去了呢”、“什么樣的船能在水上漂浮得更久”、“是什么原因讓船一下子沉下去了呢”......通過提出問題,教師引導學生仔細觀察造船的紙的特點以及不同點,讓學生自己去觀察、對比、認證并且結合之前課堂知識中“物體的毛細現象”,就能明白不同的紙它的毛細現象程度不同,毛細現象越小的紙用它制造的船就能漂浮在水上越久。于是教師利用學生自己得出的結論,讓學生想辦法造出不沉的船各小組進行比賽等方法激起學生的興趣,培養學生創新精神和實踐能力。
四、科學實驗操作安全意識不可忽視
在實驗操作過程中,許多年青教師往往一味埋頭蠻干,沒有嚴格按照實驗操作規范執行,而出現了一些不安全的事故,應引起我們的反思。
例如,我在教小學五年級下第二單元“液體的熱脹冷縮”一課中,要求制作一個簡易的觀察水的體積變化的裝置,實驗操作需要準備以下素材:平底燒瓶,玻璃管,橡皮塞;冷水,熱水,溫度計、紅墨水、滴管等。材料中玻璃儀器和熱水對小學生來說是非常容易傷到身體。因此,在上課前老師布置預習、準備材料時就要充分考慮到如何連接燒瓶與膠塞時,如果直接塞,用力輕,則塞不緊,實驗效果不好,用力猛,則可能塞破燒瓶割傷學生的手。這時,就需要我們教師提前給出提示并向學生講清燒瓶與膠塞正確的連接方法:先蘸些水或甘油,然后用布包住燒瓶,一般左手拿燒瓶,右手拿膠塞,慢慢地按順時針方向旋轉插入(一定要朝一個方向旋轉,勿使玻璃管口對著掌心)。身為一名科學教師,我們在教學過程中,除了傳授孩子科學知識、實驗方法,更重要是要保證孩子的安全。教師應該要有非常強的課題調控能力,用一雙智慧的眼光及豐富的專家水平及時發現實驗存在的隱患,正確引導,才能保證學生準確、安全地使用儀器操作實驗,順利地完成探究活動。
關鍵詞: 初中科學 科學實驗 有效性探究
科學作為一門以實驗為基礎的自然學科,通過實驗不僅能夠幫助學生更直觀地了解所學科學知識,而且有利于培養學生的觀察能力、思維能力和探究能力。然而,傳統教學中,多數教師只是一味注重知識的灌輸,忽視了學生情感態度價值觀的培養;教師的教學理念落后,科學實驗教學方法陳舊,在教學實踐中,仍舊采用演示實驗和驗證性實驗等傳統實驗教學方法;實驗過程模式化,科學教師準備好實驗材料、儀器、試劑,學生在沒有預習不了解實驗的情況下就進入實驗室。實驗教學的流程是一成不變的三部曲:教師講解示范――學生模仿實驗――小結實驗結果。在做實驗的過程中,教師只是講解示范,自導自演,很少引導學生進行觀察,難以激發學生探究興趣,導致學生只是冷漠的旁觀者,并不注意觀察和記錄實驗現象,將課本結論視為真理,深信不疑,缺少科學實事求是和質疑的精神,實驗教學效果不佳;學生缺少合作意識和合作能力,遇到問題只會求助教師,很少通過和他人的合作共同探究問題的答案。這些問題都導致學生對科學實驗課失去興趣,難以實現科學課堂教學目標。總的來說,現階段科學實驗教學有效性不高。那么,如何讓科學實驗教學真正發揮作用呢?
一、轉變觀念,重視科學實驗教學
科學作為初中的一門基礎學科,不僅對實際生活應用、提高學生基本素質有幫助,而且對學生理解事物本質、提高學生對事物的認知有相當大的幫助。科學實驗教學作為科學教學的一個重要組成部分,能夠激發學生的探究欲望,幫助學生了解和掌握科學基礎知識,或者通過實驗教學直接獲取科學基礎知識,加深學生對科學知識、原理和規律的理解,有利于學生領悟探究科學知識的思路和方法,培養學生實驗操作的一些基本技能;有利于培養學生的觀察能力、思維能力、分析問題和解決問題的能力。因此,科學教師首先要轉變觀念,正確看待科學這一門課程,重視科學實驗教學,精心設計和準備每一個實驗,激發學生的探究欲望,讓學生在科學實驗中有所收獲,有所啟發,而不是讓實驗流于形式,可有可無。
二、做好課前預習和課前準備,提高實驗教學的有效性
一切學習的前提就是做好課前預習。只有充分理解實驗目的、實驗過程和實驗要素,才可以安全有效地實現實驗目標。課前預習不僅只是學生的需要,對于教育工作者也同樣重要。如何在教學前讓學生理解教學目的,了解注意事項,提高學習興趣,成為課前預習的重中之重。
只有充分做好課前預習及課前準備工作,才可以提高科學實驗教學的有效性,提升學生感知,提高實驗準確度,降低危險性,從而全面有效地推進初中科學教學進程。因此,教育工作者通過課前準備工作,通過提前工作提高有效性。學生可以通過課前預習,充分理解實驗,不越位并提高操作準確度,才可以降低實驗危險性,保證實驗的有效性。
例如,在測量小燈泡功率實驗前,一定要檢查小燈泡、開關、電池等儀器是否正常。因為有些實驗儀器極易損壞,實驗時出現問題,會使實驗失去連續性,影響實驗進度,更談不上實驗的有效性。
三、激發學生學習興趣,提高實驗教學的有效性
所謂一切主觀能動性的初始就是興趣。科學傳奇人物――愛因斯坦說:“興趣是最好的老師。”可見,只有真正提高學習興趣,才可以認真并深入地理解和應用。
長期的教學實踐表明:很多教育工作者對課本的照本宣科往往會引起學生的反感,同樣很多課本原始的實驗模型因為枯燥乏味并不受學生歡迎。如何把簡單的科學實驗引向趣味性,是現今教育工作應該重視的問題。
1.利用多媒體,提高實驗可視度。
科學實驗教學中經常需要做一些演示實驗,給學生提供觀察的對象,培養學生有目的地進行觀察的能力。然而,許多演示實驗由于某些原因,不利于學生觀察,只有坐在前面的學生能夠觀察到,后排學生根本看不清楚,只能看看熱鬧,對實驗步驟、實驗結果毫無概念。利用多媒體技術能夠重復再現,調節大小遠近、動靜快慢,從而使科學實驗更直觀形象,提高演示實驗的可見度,也可以讓學生觀察到生活中不容易完成的實驗現象,增加學生的感性認識,加深學生對科學知識的理解。同時,多媒體圖、聲、文的配合,不僅給學生帶來視聽的刺激,傳遞給學生大量教學信息,將抽象晦澀的知識變得淺顯易懂,而且讓學生獲得美好愉悅的感受,極大地調動學生的學習熱情。
例如,教學電壓、電流,很難通過實驗演示讓學生理解這一抽象的知識點,而利用多媒體技術,向學生展現電荷定向移動形成電流的過程和電流強度不同時的情景,同時,將電壓和水壓、電流和水流進行類比,使這一抽象概念變得形象可見,淺顯易懂,從而幫助學生理解和掌握這一知識點。
2.巧用材料,改進實驗。
科學實驗中所需要的材料,大多是生活中不常見的,學生普遍感到陌生。把陌生的實驗材料變成學生熟悉的日常生活中常見的材料,往往會達到意想不到的教學效果。
例如,做電路實驗:課本上以鎳鉻合金絲作為實驗導體,我讓學生用自動鉛筆芯和銅絲代替上述兩種材料,實驗的結果和原來一樣。學生的生活中鉛筆芯和銅絲都是常常看到的,簡單易得,學生一方面可身臨其境,自己駕馭實驗,另一方面樹立“科學就在身邊,變廢為寶”的思想,增強對知識的理解及節約環保的意識。
3.提高演示實驗的趣味性。
學生對科學課的演示實驗和各種實驗器材充滿興趣,但是如果學生在課前做過預習,課堂上的演示實驗,必然就會讓學生失去驚奇感。如果教師提高實驗的趣味性,讓實驗于平淡中顯神奇,無疑會讓學生覺得耳目一新,不僅能夠更好地營造活躍的課堂氣氛,消除學生學習的恐懼和心理負擔,而且能夠極大地激發學生的探究欲望,加深學生對科學知識原理的理解,為今后的科學知識打下堅實的基礎。
例如,在進行探究黑匣子問題時,教師可以在黑匣子中放入各種各樣的物品,讓學生根據一定的提示進行猜測,一旦猜對,就把相應的物品當做獎品送給學生。
再如,在“制取氧氣”的實驗中,我讓每個小組派出代表進行比賽。要求每一位參賽的選手,準備二氧化錳、高錳酸鉀、過氧化氫等實驗所需品,檢驗操作過程中的每一個環節,最后檢驗集氣瓶中是否收集到氧氣和氧氣量的大小,對獲勝的學生和小組進行獎勵。通過競賽的形式,極大調動學生學習和探究的熱情。
4.創造條件,提高學生動手能力。
心理學家皮亞杰曾說:“要讓學生動手做科學,而不是用耳朵聽科學或用眼睛看科學。”讓學生親自動手進行實驗,不僅能夠讓學生獲得科學知識,掌握運用實驗手段分析問題的基本技能,而且能夠培養嚴謹、求實的科學態度及良好的實驗習慣與操作技能。因此,教師要盡可能創造條件,讓每一位學生都有機會親自動手參與實驗,讓學生成為實驗的主人。
例如,在探究“水的浮力”時,我準備好實驗材料后,讓學生在教師的啟發和協助下完成剩下的實驗步驟。比如,系鐵塊、把鐵塊進入水中、記錄實驗數據及數據的推導和計算等。學生通過親身感受,能夠更好地理解“水越深的地方,物體受到的浮力越大”的觀點是錯誤的。
再如,進行“金屬與氧氣反應”的實驗時,我讓兩位學生上講臺將鎂帶與銅絲加熱,當看到鎂帶先燃燒,并發出耀眼的白光后,學生的注意力一下子被吸引住了,當銅絲由紅色變為黑色時,學生們的好奇心被充分調動了。實驗后,兩位學生在教室走一圈,讓其他學生觀察,這兩位學生感到非常自豪。
三、結語
捷克教育家夸美紐斯曾提出:“尋找一種有效的教學方式,可以使教師教得更少,學生學得更多。”科學作為一門自然學科,只有通過學生們一次次的動手實驗,才可以真正理解掌握。因此,科學教師只有不斷加深對各項實驗的理解,明確實驗目的,精心設計課堂實驗,激發學生的探究興趣,不斷探索,總結經驗,強化實驗效果,幫助學生獲得科學知識,培養科學素養,才可以增強科學實驗教學的有效性,借此達到提高科學學科整體教學質量的目的。
參考文獻:
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關鍵詞:小學實驗;實驗習慣;實驗方法
可以說,實驗是進行探究活動的重要方式,而正確的實驗操作方法是保證探究活動順利展開的基本保證。作為小學三年級的科學教師,如果一開始沒有讓學生形成良好實驗習慣的意識,那日后不僅學生的實驗探究活動無法順利開展,而且對于實驗室的管理工作會帶來極大的困難。要使科學實驗成為科學探究的重要方式,前提是要使學生具備基本的科學實驗技能,懂得并且自覺遵守科學實驗原則,形成良好的實驗習慣。因此,要在教學中加強學生這方面的訓練,做好科學實驗技能和素養的培養,將這些基本技能和素養融入具體的科學實驗活動中,形成一定的實驗能力和習慣。
良好的實驗習慣應包括:遵守規則、正確使用儀器、規范的實驗操作、認真觀察并記錄實驗現象、如實完成實驗報告、注意節約材料和實驗安全等。我在教學中注意從科學態度、規范操作上給學生進行示范,對學生遵守實驗室規則提出嚴格要求,對如何觀察、記錄實驗現象、填寫實驗報告則加以具體指導。
一、嚴格要求學生遵守實驗室規則
俗話說,沒有規矩,不成方圓。學生進入實驗室前,教師應先告知學生應該遵守的一些規則。如:進入實驗室按指定座位就坐,并保持室內安靜,這就要求教師在學生第一次進入實驗室時給學生合理安排好座位。學生進入實驗室后,再告知學生實驗室的規章制度,一旦違規,將按制度進行相應的處理。如,未經教師許可,不得動用儀器或實驗材料,因違章操作損壞儀器者應當賠償。實驗完畢,實驗組長應組織學生協助教師清理儀器裝置,搞好清潔衛生,關好水源、電源。對于三年級的學生,一開始還沒有形成這些習慣,所以教師一定要反復訓練,加強監督,按要求完成的小組方可離開實驗室,讓每一小組在實驗前、實驗中及實驗后都逐漸養成良好的實驗習慣。
二、訓練和培養科學的實驗方法
科學的實驗方法的訓練和培養,對三年級的學生來說,需要有教師的指導。
1.規范的實驗操作
學生初學科學實驗基本操作時,我除了在課堂上演示規范的實驗操作讓學生模仿外,還將操作要點以“口訣”的方式介紹給學生。如,在《水和食用油的比較》這節課上,學生初次接觸膠頭滴管,我先通過展臺給學生示范,告訴學生膠頭滴管正確的使用方法,并用口訣告訴他們應“捏頭趕空氣、放手吸試劑、懸空滴液體、管口勿觸壁”。學生進行分組實驗時,教師應巡視,及時糾正學生不規范的操作步驟。
2.認真的觀察
學生在初步觀察的過程中,要注重觀察的客觀性。必須養成實事求是的科學態度。在培養學生注重客觀性之前,教師首先必須明確,課堂上以學生生成的內容為立足點進行導引,而不是將學生朝著知識點生拉硬拽。如,學生在敘述食用油的特點時,往往會說到黏手,這時只需要規范他的語言,牽引到黏手上。對于油的透明,將圖案放在油杯杯底,以此用事實來說明透明的特點,由于有些油會略顯渾濁,學生也會提到有點透明這種說法,這都是非常客觀的描述,沒有必要去糾正。其次通過看、聞、摸等感官,讓學生注重知識的關聯,比如,由“看”這個動作可以聯想到“聞”“摸”“嘗”等方法,在此需要強調科學探究實驗中的安全事項,注重觀察的全面性。
3.客觀的記錄
在實驗過程中及結束后,學生要詳細地將實驗過程與結果記錄在實驗記錄本上。記錄的方法多種多樣,可以用數字、文字表格,也可以畫成圖。如,學生在觀察水和食用油滴在報紙、蠟光紙和玻璃片上的形狀時可以用畫圖的方式來記錄。
4.準確的匯報交流
在實驗結束后,通過匯報交流與總結,建立師生對話或生生對話。比如,當學生說到水和油進入紙中,可以及時地告訴他們是滲透或者浸潤,在學生描述性語言缺乏時,及時地幫助他們回憶一個準確的詞語,既可以矯正,又可以學習。又比如,個別學生在水和食用油滲透進入報紙的速度不好把握,在匯報時出現問題。此時,及時利用對抗質疑,讓學生針對這個現象進行匯報,教師只是一個聆聽者、學習者。注重當堂糾錯,及時矯正反饋。
0引言
合理的實驗設計和科學的實驗方法能夠帶領學生進入科學的殿堂,保持學生對科學實驗的興趣,教師在設計科學實驗步驟時,要充分考慮學生的接受能力,在講解科學實驗的基本內容時,要合理設置問題,并留有一定懸念,勾起學生的好奇心,激發學生的求知欲,將科學實驗教學模式從被動接受轉變為主動探究。
1轉變科學實驗教學理念,堅定實驗教學決心
科學是一門實踐性較強的學科,但目前初中科學實驗教學中存在題海戰術現象,“輕實驗,重理論”的現象普遍存在,科學實驗教學的前景著實堪憂。
1.1科學實驗重理論性
科學教材中的很多內容在設置上多以客觀題目出現,旨在考察學生的理論知識,即使不做科學實驗,老師只要讓學生記住結論,學生照樣能夠答題,導致師生誤以為科學實驗并不重要;由于教師授課大多數以科學實驗的理論知識為主,導致在課堂講解過程中沒有足夠的時間去細化實驗細節,解決一些實驗過程中的生成問題;有的學校老師讓學生課后自己動手實驗,這都體現了教師對科學實驗的不重視。
1.2缺乏足夠的科學實驗設備
進行科學實驗最關鍵的是實驗設備,很多學校對實驗整理歸類方面不夠重視,有時電教站配備給學校的實驗器材是重復的,真正學校里缺少的器材卻沒有及時補充,這就像巧婦難為無米之炊。加之有時實驗器材多次使用,導致實驗器材常常會出現老化、過期甚至是破損,無法繼續使用,這些現象嚴重影響了科學實驗的有效開展,即使教師想要進行有質量的科學實驗教學,也常常因此力不從心。
1.3學生對科學實驗的觀察和學習不夠細心
教師在開展科學實驗教學時,學生往往對實驗內容不夠重視,在實際動手操作環節不夠細心,對實驗過程和實驗現象的觀察不細致,久而久之,會造成學生的科學實驗水平下降,動手實踐能力較差。
綜上所述,無論是從學生的個人發展,還是從教師的個人成長來說,實驗教學都是十分重要的。學生通過切實有效的實驗活動,(1)能夠提高他們的動手能力;(2)能夠讓學生通過實驗現象了解事物的本質;(3)能夠培養學生的歸納總結能力,提高學生自身的科學素養。為此教師必須轉變教學理念,必要?r還要對實驗有所創新,讓學生在實驗中追本溯源,這樣才能讓學生有更大的收獲,這樣的課堂才更具品味。
2創新科學實驗教學
2.1創設生活化的科學實驗教學,激發學生學習科學興趣
在七上《生物與非生物-觀察蝸牛的生物特征》這節課中,可讓學生用餐巾紙分別蘸取蔗糖溶液和米醋,相隔5厘米左右放在蝸牛的兩側,觀察蝸牛的行為,這樣既讓學生觀察到了實驗內容,激發了他們濃厚的學習興趣,又能通過對比得出蝸牛喜歡吃蔗糖溶液,從而引出蝸牛具有嗅覺和味覺。在七上《光和顏色》這節課中,講到了光的直線傳播在生活中有哪些應用,恰好上學期學校屏風處重新砌墻時工人師傅用到了激光校準儀,這時可將當時拍攝好的的照片放給學生看, 這能引起他們回憶,還能加深他們的直觀印象。如果教師能夠留意這些生活場景,這樣的例子數不勝數。
2.2充分利用學生身邊的器材破解學生學習中的難點
因為受到諸多因素的制約,所以短時間內將原有實驗設備進行整改的效果可能不太理想,所以建議教師鼓勵學生留心觀察生活中可用作科學實驗的材料,比如七上《光和顏色》這節課時,要研究光在氣體、液體、固體中分別是怎么傳播的,由于學校缺少有效的器材,可將平常學生所使用的激光筆作為光源,利用身邊的玻璃板、巧克力盒、清水、黑墨水作為器材,讓學生提供器材,使學生成為實驗的主體,使其體驗到科學實驗的樂趣,破解光學學習中的難點。在七上《物質的構成》這節課中,教材上用到了用芝麻和黃豆混合來模擬分子之間有空隙,由于芝麻和黃豆不是每戶家庭都必備的,可用大米和沙子對本實驗器材進行替代。這樣簡單又實用,也能夠進行器材回收。
2.3加強實驗創新,提高教學效果
以“液體壓強與流速關系”舉例說明,將原有實驗進行改進,實驗改進如圖1:先在水槽的兩側放兩只紙船,然后用灌滿水的針筒在兩紙船之間注水,可以看到,兩紙船相互靠近了,從而形象地說明了船不能靠得太近的道理。
關鍵詞:科學實驗教學;新穎;學習動機
中圖分類號:G630 文獻標識碼:A 文章編號:1003-2851(2013)-07-0232-02
所謂新穎,本意是指新生的帶芒的谷穗,現引申指新鮮而別致(據《高級漢語詞典》)。本文所指的科學實驗教學的新穎性取其新鮮之意。
新穎的事物可以引起學生的定向探究反射。明朝的教育家王陽明曾說過:“今教童子,必使其趨向鼓舞,中心喜悅,則其進自不能已。”要誘發學生的學習興趣,就是要激起這種受“鼓舞”而不能自已的求進體驗。教學內容與手段的不斷更新變化,可以不斷引起學生的探究意識,產生強烈的求知欲。[1]
科學是一門以實驗為基礎的自然科學,科學實驗教學是科學教學的重要組成部分。成功的實驗教學能激發學生學習科學的興趣,引導學生最大限度地發揮積極、創新的主體性,是實施和落實科學教學目的的有效保證。什么樣的實驗教學能成功激趣呢?筆者認為關鍵是兩個字:新穎。
對于科學實驗教學,從某種角度來看,有三個重要的要素,即:實驗教學參與者、實驗內容、實驗環境。這三個要素可以在不同層次,不同角度進行組合,從而產生實驗教學整體的新穎性。
下面將從三要素角度來探討科學實驗教學的新穎性問題。
一、從實驗教學參與者的角度探討實驗教學的新穎性
科學實驗教學的參與者指科學實驗操作者、指導者和所有觀察該實驗的人,一般是指教師和學生,但也有例外(比如:當教師在課堂上播放一段科學實驗錄像時,實驗的參與者除師生外還包括錄像中的操作員)。因此,從參與者的角度看,科學實驗教學的新穎性可以通過改變參與者各成分的主導性地位來體現。
按照實驗操作者的不同,科學實驗可分為演示實驗和學生實驗。演示實驗是由教師進行表演和示范操作,并引導學生進行觀察和思維的實驗。學生實驗是由學生親自動手做的實驗,它是培養學生實驗技能和能力,養成科學態度和學習科學方法的重要的教學形式。[2]一般情況下,新課引出的性質實驗都安排為演示實驗,而學生實驗則安排在章節結束后,用于復習鞏固所學內容。這樣的安排有一定的合理性,但不能一成不變。負責的教師都會課前經過認真的準備,在演示時按先前設計好的步驟逐一展示,領著學生觀察現象,然后順利地得出結論。這看起來似乎很有效:實驗現象明顯,學生提起了興趣,而且得到了該得到的結論。但仔細想想:實驗是誰設計的?誰在選擇實驗條件的控制?誰迫切地希望實驗順利?實驗成功后誰最開心?關于實驗展開的一系列問題的答案竟然都是老師,而不是實驗教學最中心的主體——學生,這難道不是最大的問題嗎?如果總是照搬教材并由教師“壟斷”著演示實驗,那么學生的實驗能動性將得不到很好的體現。盡管有的實驗現象也能激起學生興趣,但那是低水平階段的,是短暫的、盲目的,只能成為“有趣”。時間一長,甚至剛下課,這種短暫興趣便會煙消云散。只有在學生自己的實踐中鍛煉發展起來的有趣才能成為樂趣,或更進一步成為志趣——高水平的興趣。我們的可以做的嘗試是改變某些演示實驗的操作者,讓學生來完成整個實驗操作或其中的一部分。當然教師要充分考慮好以下問題:本實驗讓學生做是否足夠安全,是分成幾組學生實驗還是派代表上去做,代表是隨機點還是輪流或指定,等等。然后,要有一定的提前時間讓學生預習,在學生實驗操作中及時做出積極反饋和指導。另一方面,在學生實驗中,教師也不是觀旁者或監督員,而是實驗教學的主導者,應該積極主動地進行觀察和指導學生的實驗工作,巡行于各學生處觀察其操作是否規范,觀察現象是否認真,是否如實記錄數據。如果出現大部分學生都存在困難的操作,教師可以再次充當操作者的身份,對該步驟進行演示。
教師和學生在特定實驗中的角色反串有時會起到意想不到的效果。
二、從實驗內容的角度探討實驗教學的新穎性
科學實驗內容包括科學實驗對象(即科學實驗過程中被實驗者變革的物質對象)和科學實驗手段。“根據科學實驗的目的和實驗認識層次上的不同要求,又可把科學實驗手段劃分為:科學實驗的基本科學手段和科學實驗的現代化科學手段兩大類型。”[3]前者通常是指科學實驗儀器、工具和設備;后者主要是指質普法、熒光法、吸收光度法、放射科學分析法等等一些新的實驗手段和分析技術。
1.從實驗對象上增加新穎性
實驗對象一般都是以已知的面貌出現的,比如要驗證O2的氧化性時,教師會提供碳、硫、鐵;要學習稀硫酸的性質時,教師會準備好銅片、鋅、氧化銅等物質。
有時不告知某一實驗對象會起到設置懸念的效果。在初三進入實驗復習階段后,我設計了一節實驗探究課:請同學們幫我鑒定一瓶掉了標簽的白色粉末(只知道是一種純凈物)。當時我提供了PH試紙、蒸餾水、鑒別物質常用的酸、堿、鹽以及常用玻璃儀器等物質。面對這種一無所知的“白粉”,學生的第一反應是不知從何下手。但幾秒鐘的沉思后,有人打破了僵局:“先測測酸堿性!”仿佛是一語道破了天機,學生的思維一下打開了。“先用蒸餾水試試溶解性,取溶液做性質實驗。”“分別檢驗陰離子和陽離子。”平時學的科學實驗相關知識一點一點都用起來了,爭先恐后地。我按學生提出的點子,征求了各步先后順序的大致安排,逐一請不同的學生上講臺操作、驗證,并一起得出結論。學生體會到自己的設想與實驗的差異,當最終推出這種物質中含有Ba2+和Cl-時,很多學生都興奮地說:“是氯化鋇”。
2.從科學實驗手段上增加新穎性
基于中學教學條件的限制,對科學實驗手段上增加新穎性的實際操作可以從改變實驗儀器方面著手。一種方法是購置、使用一些新鮮的儀器。另一種方法是把日常生活中常能見到的器具“移植”到科學實驗中來,比如用針筒做二氧化碳和氫氧化鈉反應的容器;用“娃哈哈”瓶做氫氧爆炸容器等。也可以利用常見的科學儀器,進行組裝后以新的形式出現。這些創新不僅能彌補原有儀器的缺陷,同時能帶給學生新鮮感,并成為引導學生創新的最好實例。
初中科學八年級上第二章、第二節是“大氣壓與人類生活”,教材中安排了一個演示實驗。實驗是用帶橡皮球的玻璃罐吸皮膚,我備課時發現教學中會存在一定的困難:如何解釋大氣壓與人體內部的氣壓不同,并且學生的注意力會分散。我從實驗裝置上進行了如下改進。把人體用一個彩色氣球代替,氣球吸進玻璃罐的程度很深入,并且學生也容易分析球內的氣壓與外界的大氣壓之間的差異。同時我還用集氣瓶來代替撥火罐實驗,現象明顯。本實驗的改進引起了學生的很大興趣,讓他們感覺到學以致用的可行性和有效性。實驗如下圖:
三、從實驗環境的角度探討實驗教學的新穎性
學生的學習環境有校內環境和校外環境之分。
1.從校園外部環境設置科學實驗教學的新穎性
一般的教學都發生在校內,所以發生在校園外的實驗教學本身就帶上了新穎性。這方面的落實,新教材上一些家庭小實驗的增設提供了有效的材料,比如冰袋的制作等。然而,不可否定的事實是,絕大多數的中學生家中不會備有科學藥品和儀器,學校在這方面也無力滿足每個學生的需求。
那么,是不是就只能放棄呢?答案當然是否定的,我們可以設計一些學生用家里的日用品就能完成的、安全有趣的實驗。比如結合碳酸鈣的性質實驗及學生對雞蛋殼成分的了解,可以布置這樣的家庭小實驗:雞蛋放入醋中,放置一天,用手去感覺外殼的變化。甚至有條件讓家長買來大河蚌,把里面的珍珠取出來可以與醋反應。
2.從校園內部環境設置科學實驗教學的新穎性
發生在校園內部的科學實驗教學環境可以按時間段分為科學課堂內的環境和課外活動的環境。
科學課堂內可以結合教學實際需要營造不同氛圍:利用多媒體的靈活性、強表現性、高容量等優點激發學生學習科學的興趣;利用精心設計的實驗問題促進學生深入淺出地思考問題;要求學生獨立思考或是通過合作學習等等。在種種不同形式的教學環境創設中,要注意的一點是:我們不是要營造安靜或活潑熱鬧的表面環境,我們要的是能激發學生學習能動性的環境。
課外活動中,也存在創設科學實驗教學情景的可能。在一次“珍愛生命——遠離艾滋”主題班會上,為了形象地表示艾滋病在其有效的傳播途徑中的傳播速度,我讓學生做了一個實驗:20位學生將20杯水(其中一杯含酚酞,象征艾滋病患者)互相摻和,幾個來回后逐杯滴加NaOH溶液,變紅的象征已染上艾滋病。實驗簡單,結果卻深入人心,學生震撼很大,收到了較好的實驗效果。
科學教學的基本特征是以實驗為基礎,實驗教學在中學科學教學中起著極為重要的作用。實驗不僅僅是一種為學生提供感性認識的直觀手段,還是激發學生科學學習的興趣,培養學生探究意識和創新精神的有效途徑和方法。實驗教學的新穎性是實驗教學發揮作用的關鍵。本文僅結合作者的教學實踐,提出了科學實驗教學新穎性的思考角度,同時力求探討判斷實驗新穎性的依據。事實上要做到實驗教學的新穎性本身就需要創新,這是一個復雜而艱巨的課題,有待于在今后的教學工作中不斷摸索和完善。
參考文獻
[1]萬云英.學校教育心理學(第一版)[M].北京:人民教育出版社,2000.
[2]劉知新,何少華,畢華林.科學課程論(第一版)[M].南寧:廣西教育出版社,1998.