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关键词:科学实验;培养;教育功能;实现
人才的培养要符合时展的要求,当今社会所需要的是实践性人才,创新性人才和适应性人才,因此,我们的教育也应该是注重于培养学生的创造性、创新性、实践性。但当今教育教学工作中出现了理论脱离实际的问题,其表现为学生只是注重课本知识,过多的关注解题思路,并不能够从实际问题中获取有效信息并解决问题。从我们的检验标准上来看学生是学到了知识,但是他们并没有真正获得处理实际问题的能力。面对这样的现状,为扭转局面,促进学生的全面发展,我国已经采取了一定的方法,就是改变原有的教育教学方法,实行科学实验教育。
一、科学实验的教育现状
改革开放以来,我国科学实验的教育已经有了空前的发展,现今,刘良华在《西南师大学报》中将我国的科学实验教育概括为四大家族,即学导式教学实验家族、目标教学实验家族、情境教学实验家族、创造教学实验家族。我国科学实验教育虽然取得了很大的成绩,但是与一些发达国家之间仍存在着很大的差距。我们要充分认识科学实验教育中的不足之处,比如在科学实验教育中因为缺少专业指导老师而不能有效的开展科学实验,诸如此类的问题有很多,要解决这些问题,首先要引导教师队伍转变观念,那就需要我们系统正确的认识到科学实验的诸多教育功能。
二、科学实验的教育功能
我国的科学实验教育推行以来,人们在亲身体会之后对科学实验的教育功能有了一定的了解,在物理、化学、生物等学科方面也进行了一些有关于实验教育功能的总结,但是很多总结过于零散,没有进行系统的概括,以下是对现今科学实验教育功能的系统阐述。
(一)科学实验可以培养学生的思维能力
通过科学实验培养学生分析和解决问题的能力。在学习过程当中,学生只有将理论与实践结合起来,形成的思维方式才是完整的、全面的,才能够对自然事物有一个全新的认识;同时,通过科学实验培养学生统筹兼顾的设计能力。一个科学实验的成功,不一定是使用了最好的实验仪器,而是将实验中的每个步骤都设计的科学合理,利用有限的科学仪器,使科学实验的结果达到空前的精度。并且在可以达到实验目的的前提下,尽量的降低对实验仪器的要求,这样可以节省一大笔实验投入。所以,在设计实验时,必须要树立一种成本、效益的意识,这也是衡量一个学生是否会做事的标准之一。
(二)科学实验可以培养学生的动手操作能力
科学实验是一种实践活动,是一个手脑并用的过程。在科学实验中,开放的研究内容需要我们自己动脑思考,利用实验仪器来获得大量的信息,然后再在这些信息中来筛选、分析和利用有效信息,达到学习目的。在这一过程中,不仅训练了我们的思维,还培养了学生的动手操作能力。在传统教学中,重“劳心”而轻“劳力”、重“思辨”而轻“实践”的思想比较严重,所以科学实验可以协调学生手脑的发展这一功能就显得更具有现实意义。
(三)科学实验可以培养学生的创新能力
现在我们所处的时代是一个竞争激烈的时代,只有不断创新,不断发展,才能立于不败之地。培养创新性人才是现在教育的一大热点,也是教育发展的一个方向。科学实验是培养学生创造能力和创新精神的一个重要方式。1.激发学生的好奇心与求知欲。好奇心和求知欲是学生获得知识的源泉,学生只有渴望获得知识,才能够不断地接受新的信息,才能够不断攀登科学的巅峰。在科学实验的进行过程中会伴随着五彩缤纷的实验现象和实验效果,这就很好的激发了学生对学习新知识的欲望,增强了学生探索学习的内部动机。教师在引导学生进行科学实验时,假如能够有效地使用教学策略,让学生自觉地观察、分析、总结和反思实验,达到科学实验的教育目的,这样不仅可以满足学生原有的学习需要,还可以促进学生进一步学习需要的产生。2.培养学生的创造能力与创新精神。布鲁纳认为,发现的兴奋感能发挥学生的智慧潜力,激发学生的内部动机。学生通过科学实验,亲自在大自然中“发现”科学规律,这种成就感是其他学习方式难以体验到的,它极有力地激发了学生主动探索自然、改造自然的热情,从而为发明、创造预备了条件。这样不但培养了学生的各种思维能力和合作能力,而且提高了学生的创造能力,同时也培养了学生的创新精神。
(四)科学实验可以培养学生严谨的科学态度
科学实验在培养学生科学态度中具有不可代替的作用。看学生是否具有科学态度,就要看他是否能够尊重事实,突破定式思维;是否能够一切从实际出发,具体问题具体分析;是否能够客观、全面的对科学实验做出合理的评价。1.培养学生尊重客观事实的科学态度。在进行科学实验时,会发现大部分学生都过分依赖于已学过的理论知识进行实验,完全不在乎已经改变了的实验条件,最终把实验结果的不准确归因于误差,而不进一步的进行研究分析。这样不仅削弱了科学实验的价值,而且可能会使学生失去一个重大科学发现的机会。长此以往,所培养出来的人也不具有创新精神,难以从事一些具有开创性的工作。因此,我们要在科学实验中帮助学生突破定式思维,尊重客观事实规律,勇于表达自己的所见、所思、所感。2.培养学生因时施宜的科学态度。在进行科学实验时,会发现大部分学生老是根据书本理论一步一步的往下做实验,不敢对书本内容有一点点的逾越。我们在科学实验中要培养学生因时施宜的科学态度,即就是在科学实验中引导学生在保证实验结果、结论准确的基础之上,发现并应用最便捷、简单的实验方法来达到实验目的,做到高效实验,从而节省一部分时间。3.培养学生积极反思的科学态度。一节成功的理论课程需要反思,一节失败的理论课程也需要进行更加深刻的反思,相同,一个成功的科学实验需要反思,一个失败的科学实验更需要进行认真的反思。科学实验中的反思还与理论课程的反思不同,它不仅需要对实验结果、结论进行反思,还需要对整个实验中的各个步骤进行反思,看看数据的来源是否可靠,科学实验现象是否不同,科学实验结果是否出入过大,在什么地方出现了什么样的问题,可以采取什么样的手段解决问题。
(五)科学实验可以培养学生的审美能力
科学实验之美揭示了实验领域的劳动过程及其结果所呈现出美的本质、人对科学的美感、科学艺术的特征等。科学实验之美一面是科学,一面是艺术,二者携手共建人类的科学思维与艺术思维的新思维方式。1.领略实验仪器之美,培养学生审美能力。科学实验仪器本身就拥有美感,从外形上来说,它们具有直线美、曲线美以及造型美,从质地上来说,大多数都是由玻璃制成的,给人以晶莹剔透的美感。在进行科学实验过程中,要引导学生充分感受科学实验仪器外形的美,再在使用科学实验仪器的过程当中感受它们的性能美,让学生加深对科学实验仪器的认识。2.感受实验变化之美,提高学生审美能力。科学实验展示出来的是一种动态的美。在科学实验进行过程当中,会带来视觉上的美感,让我们在享受美感的同时展开想象。在一些科学实验中,可以体会到颜色的骤变、物质的产生与消失、物态的变化,还可以体会到科学实验当中的发光、发热、发电、发声等现象。在丰富多彩的科学实验当中,不仅可以体会到大自然的神奇,还提高了学生的审美能力。
(六)科学实验是纠正“前概念
”的重要途径简单的说,“前概念”就是“前科学概念”,具体的来讲,“前概念”就是存在于人脑之中的非科学概念。在学生群体中,“前概念”的现象普遍存在,纠正“前概念”,就是要打破学生原有的认知体系,来引导学生形成新的认知体系,但这并非易事,然而科学实验教学可以最典型地概括呈现一般经验事实,克服学生片面经验的不足,并且由于其鲜明的针对性和直观性,完全可以根据学生头脑中的错误概念设计实验,从而使学生建立新的表象,形成新的正确概念。
三、科学实验教育功能的实现
(一)提高科学实验教育地位,实现科学实验教育功能
现在,在我们的学校教育中,科学实验课程的开设具有明显的附加特点。我们要将科学实验的教育列为基础教育课程,提高科学实验的教育地位。从小学开始进行科学实验教育,让学生从小就养成勤观察、勤动脑、勤动手的好习惯。另外,利用实验室开展丰富的第二课堂,开放实验室,放开学生的双手,放飞学生的想象,为学生的小制作、小实验、小发明提供广阔的空间,让学生从自己的小制作中不但培养了动手能力,而且体验到成功的欢乐和科学的魅力,学生利用自己设计的小实验解决了困惑。学生动手搞小制作和小发现,把美妙的幻想变成了现实,引领学生在化学世界里放飞梦想,从而为创造文明埋下了种子。[1]在中学物理、化学、生物等课程中,加大对实验课程考试的比重,但在此之前,我们应该先制定好科学实验考试的考察形式以及评分标准,以免走进误区。
(二)加大对科学实验的教育投入,实现科学实验的教育功能
我们科学实验教育开展不了的一个主要原因就是在学校教育中,能够用于科学实验教育的师资力量不足。在科学实验中,会用到各种各样的药品以及仪器,而有一部分仪器和药品价格比较高昂,学校无法承受。科学实验的教育与普通的理论教育不同,在科学实验教育中,不仅要引导学生学习理论知识,还需要在实验操作过程中观察和纠正学生的错误步骤及其动作。因此,在科学实验的教育中,我们不仅仅需要实验药品、实验仪器等硬件设施,还需要有专业的科学实验教育工作者来引导科学实验教育工作。可以断定,在完善了科学实验的硬件设施之后,一大批实验教育专业人员深入教学第一线之日,就将是科学实验教育更加兴旺之时。
(三)改革科学实验的教育内容,实现科学实验的教育功能
在我们现在的科学实验教育中,大多实验都是属于验证性实验,并且有些实验过于陈旧。在一定意义上对科学实验教育功能的发挥具有拘束性。所以,我们可以在物理、化学、生物等课本中改革一部分实验,将验证性实验改为探究性实验,或者在验证性实验后面附加一个探究性实验;将过于陈旧的实验内容进行变化,使之更加适应科学实验教育的规律,更加符合时代的发展要求。这样不仅可以达到教育目的,而且还可以使科学实验的教育功能更好地发挥出来。随着科学实验教育的推行,教育工作者们在科学实验的具体实践中越来越认识到科学实验的重要性。未来教育质量的提高将越来越依赖于科学实验的一系列方法以及模式的普遍应用,通过科学实验不仅可以丰富理论知识,而且可以开阔思维。
四、结论
通过分析了科学实验的重要性,意识到科学实验教育的重要性。在推动科学实验教育发展之前,首先要对科学实验的教育功能有一个系统的了解,进一步认识我国现在科学实验教育的现状以及存在的一些问题,就需要针对具体的问题采取相关的措施来解决问题,即就是要采取一些切实可行的办法来实现科学实验的教育功能,只有科学实验的教育功能得到充分发挥,才能使我国的科学实验教育再上一个台阶。通过对我国当前科学实验的教育现状进行分析,可以提出一些对策解决科学实验教育中存在的问题,其措施主要有提升科学实验的教育地位、加大对科学实验的教育投入、改革科学实验的教育内容。当然这些都是从国家政策的宏观角度来说的,具体要落实到全国各个学校,还需要全校师生的共同努力。
参考文献
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[2]蒋景华.科学实验与创新人才培养,实验室科学[J]2006.8
[3]李国俊.科学实验的价值实现[J]2003[4]代雪娇,朱团.论化学实验的教育功能[J]2011
在实际教学教学过程中,要保证实验的严谨性,但是在保证其严谨性的同时,也要让教学深入学生的内心,将所设立的实验可以在一定程度上让学生可以接受,所谓建立在学生能够接受的范围,也就是说将实验的难度降低一些,因为较高难度的实验会在学生动手操作的过程中,大大的增加了实验失败的几率,将实验难度降低能够让学生在实际操作的过程中更加能够懂得实验的原理与方法,同时也能加深学生对知识点的印象,因此更好将知识掌握。这样不但在选择实验的时候要学生可以接受,也可以保证实验的严谨性。比如说,在小学五年级加热冷水这节课,一般的老师都会利用密封透明塑料袋进行实验,这也是学校为实验准备的材料,但是这种塑料袋极容易在操作的过程中漏水,也不方便学生操作,在一定程度上也是给实验加大了难度,因此,在这节课中,老师可以在课前准备一些气球,在气球装水后在口处打结,这种简单的改变不仅简化了实验,同时也更方便学生操作,加大了实验的成功率。因此可以说,简化实验过程,降低实验难度能够将科学性与严谨性显现出来。
2利用多媒体技术进行辅助教学
随着科技的不断发展,计算机多媒体技术也被引进了学校当中,多媒体技术辅助教学能够让课堂更生动,学生能够直观的通过声音与图像来感受科学,在这一点上,能够让学生的科学实验更具科学性。与此同时,让教学与多媒体教学相连,在一定程度上,也保证了其严谨性,比如说,在一些科学知识的教学中,老师完全可以在课前准备教学课件,利用多媒体辅助教学来向学生展示科学现象。例如,在讲到声音形成与传播时,传统教学模式虽说也能将实验表达,但是会影响学生对实验过程的“吸收”,但是利用多媒体技术老师可以用真实的图像与声音向学生演示声音的传播,这样更能让学生对知识点牢固掌握,使实验更加具有严谨性。“兴趣是最好的老师”,学生对知识的态度完全取决于学生的学习兴趣,利用多媒体技术就能从根本上激发学生的学习兴趣,同时也能活跃课堂,增加老师与学生之间的交流,使实验更具科学性与严谨性,在一定程度上也能锻炼学生的想象力与创新能力,培养学生好的学习习惯,更加利于学生今后的发展。因此,利用多媒体技术辅助教学同样具有科学性与严谨性。
3改变传统教学模式
在小学科学实验的课堂上,老师一定要突破传统的教学方法,传统的老师在上面讲,学生在下面听已经不能满足现阶段学生的需要,这种教学模式不仅会让学生对学习失去兴趣,甚至还会产生厌学的状况,造成得不偿失的严重后果,这种情况也就影响着小学科学实验的科学性与严谨性,因为学生如果对学习失去兴趣,何谈实验的科学性与严谨性?因此,如何改变传统的教学模式也就成为了现阶段教育部门及学校老师的工作重点,目的也在于提高小学科学实验的科学性与严谨性,在科学实验过程中,老师要多为学生创造更多实践的机会,也就是说,多为学生准备实验材料,保证学生们都能够亲自动手进行实验,在学生实验过程中出现问题时,老师要及时的指正并指导学生进行实验,老师也要向学生多提出问题,比如说,在实验的过程中,老师要问学生。为什么会产生这种现象、出现了什么变化等等诸如此类的问题,让学生能够在实验过程中轻松的将知识掌握,在实验结束后要让学生将实验所得的数据记录,讨论学生之间的实验数据为什么出现不同,并针对产生的不同数据进行分析,让学生彻底了解实验的方法与原理,这样教学模式能够增加课堂气氛,让学生在一个轻松愉快的课堂中学习,同时,也提高了科学实验的科学性与严谨性。
4结语
一、小学科学实验设计的要求
(一)符合认知特点
小学阶段的儿童已经能够逐渐脱离游戏活动,转为学习活动为主。并开始接受正规的学校教育,所以在此阶段他们的认知特点也相比上学前有了明显变化。首先在感知觉方面:小学生在观察事物的时候已经由原来的观察事物表面转为更加注意事物的内在,这一点在比较高的年级学生中表现得较为明显,比如四、五、六年级的学生,但是他们距离对于事物本质的清晰认识还有一段距离,相比高年级学生,低年级的儿童还是更倾向于被事物的外在所吸引,比如新鲜事物的颜色、形状等等,此时的儿童还是以好奇心作为学习动力的主导;其次在小学生记忆力和注意力的认知发展方面:在此阶段的小学生的记忆力明显加强。主要原因在于,他们由原来的机械记忆转为理解记忆,对事物的认识不仅局限于外部,原来的无意识记忆为主导转变为有意识记忆,瞬时记忆和短时记忆能够逐渐变为长时记忆;最后是小学生的思维发展特点:小学生的思维由原来的具体想象思维逐渐转转变为逻辑抽象思维,这种转变多发生在四年级左右。既然了解了小学生的认知发展特点,我们对于小学科学的实验设计就有了抓手。他要以小学生的认知发展水平和特点为基础。顾及到每一年级孩子的认知特征因材施教。
(二)突出科学探究
小学生的年龄正处于容易对身边事物产生兴趣的时段。这也是因为孩子的性情还没有完全定下来,处于探索自己性情、兴趣的时候,所以我们看到很多孩子今天喜欢音乐,明天喜欢舞蹈,后天又忽然爱上了象棋,正因为有不断的动手探索的机会,他们才能够体会多彩的生活。所以在小学科学实验的设计上,必须要体现探究。实验不应该光是照搬已经印证了的定理规律,更多的应该是孩子们无法预测结果的探究实验。这样才能够激发起孩子们的好奇心和动手欲望。“做中学”教育改革的核心就是让儿童充分体验科学探究的过程。其实每一次的探究都是一个完整的循环过程。
(三)贴近真实生活
小学科学实验与科学实验应该是要有所区别的。不同之处就在于实验的复杂程度和难易程度上。小学科学实验的目标要小而实际。要强调的是科学家所做的科学实验与孩子们所做的科学实验没有本质上的不同,只有质量上的高低之分。小学实验既要内容贴近现实生活,又要实验材料简单易得。只有这样的实验设计才能够打动学生,真正调动孩子学习的热情和内在动力。让课堂贴近学生生活,让学生体验真实快乐,是教师的责任和选择,是信息时代的要求,也是学生发展需求的呼唤。教师要根据自己和学生的特长兴趣,设计出和谐有效的科学实验活动,提高新课标下科学课堂的有效性和高效性,进而向课堂高质迈进。
二、小学科学实验设计的措施
(一)科学实验设计的理想框架
科学实验的设计应该顾及到学生本身的知识结构水平,结合学生的固有概念进行教学。所以低年级学生的科学实验应该以基础性实验为主进行设计。要求学生能够熟练掌握基本技能操作就可以了;相比低年级的同学来讲,高年级的同学应该在熟练掌握基本技能的基础上,以科学、环境、技术为出发点让他们在实验的过程中体验探究,并充分感受科学的意义。
(二)科学实验的具体设计
①基本实验
基本实验属于科学实验的起步阶段,是将小学生能够接触到的科学领域内的基本仪器和设备展示在其面前,并要求学生能够认清基本材料、物品,掌握基本仪器的操作方法的过程。经过这个阶段的实验学习,学生需要准确的表述所做过的实验内容并了解实验目的,方法、步骤和结论,能记住和模仿老师的示范动作,并知道实验中的观察对象是什么,并用适当、准确的语言对实验对象进行描述和解释。
②基础实验
基础实验是在基本实验的基础上进行的。是对小学科学中个经典理论进行的印证实验部分。经过本阶段的学习,要求学生能够运用之前掌握的实验知识技能,表述实验原理、方法、步骤和操作注意事项及实验要点,除此还要求学生能够对简单的文字资料和图标进行说明、总结、概述。
③科学一社会一生活一环境实验
这个部分的实验内容是基于此前学生对于基本实验和基础实验已经有了很好的掌握,对于实验仪器的操作、实验对象的观察研究、实验结论的总结概述都有了很好的提升之后进行的重在充分考量科学一社会一生活一环境之间的关系,针对紧密围绕社会生活的健康、能源、材料的科学实验部分。进过本阶段的教学要求学生能够运用之前学过的知识,自行设计实验解决实际生活问题。在对实验材料的选择上能够做到节能,经济、环保;对实验对象的操作上能够做到,能够独立观察、分析、总结;在实验方法上能够选择多种不同的手段进行操作。
关键词:网络化教学 现实教学 科学实验
一、前言
新一轮基础教育课程改革是我国教育领域一场广泛深入的教育创新;是提升学生综合素质的有效途径,对于推进我国素质教育具有深刻的意义。教育信息化的飞速发展为解决新课程改革过程中出现的问题提供了一条有效的途径。基于教育信息化发展趋势和教学网络化的特点,本文从学校教育视野下的初中科学实验效果与新课程培养目标之间的现实差距分析出发,建构了新课标下初中科学实验课程网络化的教学模式,并做出了问题探讨。[1]
二、新课标下初中科学实验课程的问题分析
尽管目前我国对于科学素养还没有比较一致的表述,但是当将科学素养落实到科学实验课程中时,都比较一致的从知识与技能、过程与方法和情感态度价值观三个维度来进行具体描述。
知识与技能方面,要求掌握基本的实验方法、技能和基础知识,了解现代仪器在物质的组成、结构和性质研究中的应用,初步形成运用实验解决问题的能力;在过程与方法方面,要求了解实验探究的基本方法,提高科学探究能力;在情感、态度、价值观方面,要求培养创新精神,形成实事求是的科学态度,认识实验是学习科学知识、解决生产和生活中的实际问题的重要途径和方法。
教育改革的核心环节是课程改革,课程改革的核心环节是课堂教学,因此课堂教学的有效性将直接影响着新课程的改革。现实实验教学所达到的效果与课程改革所要实现的目标之间仍有一定的距离,主要表现为:1)在现实的实验教学中,教师依然无法摆脱理论教学和验证性实验的情况,与要求学生掌握基本的实验方法和技能以及提高科学探究能力的新课程实验目标之间的差距;2)在现实的实验教学中,教师过分注重强调实验结果,忽略了对学生实验过程的引导,使得学生无法真正感受实验的趣味,与激发学生学习科学的兴趣和培养学生创新精神的新课程实验目标之间的差距;3)现实实验教学由于受到学校教学经费的限制,部分学校出现实验课程不能正常开课的现象;4)实验课程课时、课堂容量的局限性使得现实实验教学无法更多地进行探究性实验。[2]
因此,本文尝试从改变教育教学内部组织和结构着手,提高教学效率来缩小现实实验教学效果与新课标培养目标之间的差距,促进新课程改革的全面实施。
三、新课标下初中科学实验课程网络化教学模式的建构
1.教学目标
新课标下初中科学实验课程网络化教学的主要目标是:(1)知识与技能层面,要求学生掌握科学实验的基础知识和基本技能;让学生了解科学与其他学科之间的联系;使学生能够综合运用相关知识和技能解决一些科学问题;(2)过程与方法层面,培养学生通过网络获取信息的能力;提高学生自主学习及协作探索的能力;培养学生敢于质疑、勤于思索的科学精神;(3)情感、态度与价值观层面,鼓励学生发现学习实验的兴趣,乐于探究物质变化的奥秘;让学生在宽松的网络环境下愉快地自主学习;正确认识网络不仅是娱乐的工具,更是辅助学习的工具。
2.教学过程
新课标下初中科学实验课程网络化教学过程主要分为三个模块:预习模块、实验模块和评价模块。
2.1预习模块
预习是实验成功的一个重要步骤,在网络化教学模式中,预习的途径主要有三个:书本知识、网络信息、虚拟实验。
针对不同性质的实验,学生可以根据自己的需要选择课本或网络信息作为预习的参考材料。虚拟实验包括虚拟实验室、虚拟实验点播室、虚拟实验信息栏。学生可以通过浏览虚拟实验信息栏了解教师的实验课程安排、最新的科技信息等,通过虚拟实验点播室自主选择各种实验视频或动画进行观看,再在虚拟实验室里进行虚拟实验操作。当学生进行模拟实验时,如果操作错误,计算机将提醒“操作错误”并模拟错误操作的结果,让学生看到错误操作带来的危害,认识到科学的严谨性;如果操作正确,计算机则给予奖励,显示鼓励学生的话语,激发学生学习的兴趣。[3]
虚拟实验阶段过后进入测试阶段,测试将结合游戏形式进行以提高学习过程的趣味性,激发学生的学习兴趣,学生在玩游戏的同时也可以了解自身对实验基础知识的掌握程度。学生在“虚拟实验”中的表现以及测试结果都将被计算机记录并储存在数据库中,成为日后学生互评和教师评价的有效数据。
2.2 实验模块
实验模块主要分为四个部分:实际操作、交流讨论、实验报告、提交新方案。首先,学生在通过测试阶段后进入实验室动手操作实验,并如实地记录实验现象及数据。接着,针对实验过程及实验结果中出现的各种现象,学生通过网络论坛或电子邮件与其他学生或教师进行讨论。然后,学生书写电子实验报告,同时也可以将疑问写于报告之中,以电子邮件形式发给教师。最后,学生可以根据对实验的讨论结果,向教师提出新的实验方案。教师在阅读后可以根据实际情况为学生提供实验设备,进行再次实验。
2.3 评价模块
新课标下初中科学实验课程网络化教学的评价主要包括:教师评价、学生自评和互评、家长评价。首先,通过每个学生在测试中的结果及在虚拟实验室的表现情况,教师可以很快地对学生的学习情况进行初步诊断,从而有助于教师在实际操作过程中对学生进行针对性的指导。同时教师也可以通过查看学生在预习阶段的一些评价数据,实际操作时的表现,实验报告的书写等方面对学生进行评价。其次,学生之间可以通过实验合作过程中的感受,网络论坛上讨论的积极性等方面对自己或其他同学进行评价。学生之间的互评以及自评,有利于增强学生之间的友谊以及学生对自身学习的反思。 [4]
参考文献:
[1] 余文森,康长运.论课程改革的意义[J].中国教育学刊,2003,11:16-21.
[2] 杨小微.新课程实施中若干问题的反思[J].教育研究与实验,2007,4:20-23.
论文摘 要: 科学实验的教学趋势呈现出注重实验与理论的有机结合,以探究型实践活动为主,培养学生的学习能力、动手能力。然而,在现实的课程教学中,实验教学一直是一个薄弱环节,导致学生重结果、轻过程,实验动手率低,实验课教学效率不高。在新课程实验教学中,教师应采取与之相对应的实施对策,以符合新课标的要求。
随着基础教育改革的逐步深入与推广,实验教学改革的主要目标是构建“以学生发展为本”,创设有利于引导学生探究性学习的课程实施环境,提高学生自主学习、合作交流、分析和解决问题的能力。科学实验教学既是实现科学教育目标的基本手段,又是培养学生操作技能,发展非智力因素的主要途径。本文拟从科学实验的内容与形式及实际教学中的问题两个方面,与同行一起探讨实验教学的趋势与实施对策。
一、科学实验的内容与形式
不同时期的科学课程中实验的主要内容与形式是分层次逐渐提高的。它们分别为学科知识+基本操作—学科知识+基本操作+生活知识—学科知识+基本操作+生活知识+生产和环境问题。实验的主要形式为演示实验+学生实验—演示实验+边讲边实验+学生实验+家庭实验+设计实验—编号实验+科学探究+实践活动+家庭实验+习题+模块。
科学实验的作用和功能需要具体的内容和形式来体现,相应于科学实验作用和功能的变化,其实验内容和形式也呈现出显著的变化。
1.科学实验的趣味化、生活化、绿色化。
不言而喻,科学实验的趣味化可进一步发挥实验的动机功能,而贴近生活、体现社会热点问题(如环保)的实验更有利于科学价值的体现、环保意识和社会责任感的培养,同时也具有激发学生学习兴趣的作用。现行浙教版科学教材体系中,实验内容的趣味化、生活化、绿色化趋势已非常明显,但这些实验还多分布在选做实验和家庭实验等课外实验中,在新课标课程中,这种趋势已成为教科书实验改革的重要方面,这类实验不仅数量上明显增多,而且内容深度上显著加大。
在实验的趣味化上表现出两个显著的特点,一是趣味实验不仅出现在家庭实验一类的课外实验中,而且类似“彩色喷泉”这样紧密配合学科教学内容的趣味课堂实验也增加了。如“通过气球体积的变化观察气球在水中的沉浮现象”、“用石蕊试液染制的花朵代替试纸检验二氧化碳与水反应生成的产物”等。这类实验在完成其呈现原理、概念等使命的同时,用更引人注意的趣味化方式展现其魅力,融学科教学目标与情感培养目标为一体。二是更多地采用了可激发学生研究趣味活动实验的创新设计,如研究静摩擦的“筷子提米实验”。随着学生年龄的增长和知识的积累,实验本身的学科价值和潜能开发功能的作用逐步增强,这正好与学生的心理、生理发展规律相符合。
实验生活化的体现,一是实验内容多采用来自平时生活中例子;二是用科学知识、技能探讨的也大多是身边的生活或社会实际问题。如“溶液酸碱度对头发的影响”、“用塑料瓶,砂石等自制简易净水器”。
实验的绿色化最初是从师生健康角度关注实验环境的清洁,后来逐步与环境保护联系起来,不仅教科书的实验设计体现了绿色化,而且要求学生就实验的绿色化进行思考、讨论,甚至研究、设计。不仅视角更大,力度更强,而且其教学功能大大扩展。
2.实验形式的多样化和探究化。
实验的教学功能不仅与其内容有关,而且与实验的形式、呈现方式,甚至与实验在教学中出现的位置均有关系。如课内实验、课外实验与家庭实验,其功能与作用就不尽相同。又如物质性质的实验,如果安排在相关性质的介绍之后,这个实验就只是在验证事实;如果安排在相关性质介绍之前,并配以相应的问题思考,就赋予了这个实验一定的探索性、启发性;如果先提出问题,并要求学生通过实验寻找答案,这个实验就具有了探究性,而探究程度的高低仍与实验的具体设计有关。
新课标教科书提倡尽可能由学生动手做实验,没有了演示实验和学生实验之分。在“科学探究”“实践活动”和习题中也安排了不少实验。这些实验分布于各章节之中,这种编排将实验由原先的附属于各章节变成了与各章节平行的独立内容,显著提升了实验在课程中的地位。新课标不仅多用探索性和探究性两类实验,而且统筹考虑安排,使实验的探究程度循序渐进,随着学习的深入和学生知识、技能积累的增多而逐步提高,使实验的探究性上了一个新的台阶。
二、实验教学中存在的问题与实施对策
随着新课标的实施,初中科学实验在课程中的地位、作用有了很大的变化和提高,但是从整体上看,“实验课教学效率不高”、“实验动手率低”、“实验纸上谈兵”、“观看课件代替真实实验”等情况还普遍存在。同时教师对新课程中实验探究的实施也存在着认识不到位、嫌麻烦等问题。究其原因,主要集中在四个方面:一是教学时间紧张,怕实验时间控制不好而影响教学进度;二是学校的实验设备跟不上;三是教师还不能摆脱传统的教学手段;四是没有相应的评价体系。
因此,新课程改革的一线教师应摒弃传统的理论讲授与实验教学分开的教学方法,注重实验与理论的有机结合。教材中的多数实验属于开放性、探究型,学生必须经过实验才能得出结论,而且结论可能不唯一。教师应引导学生用“提出问题”“设计实验”“分析与结论”和“实际应用”等关键词构建“设计实验”这个栏目的框架。在每个关键词所涉及的内容中又细化实验目的。例如,在“分析与结论”这个关键词中要常常强调“进行描述”“制作图像”“整理数据”“分析数据”“辨认关系”“计算结果”“比较结果”“进行推测”“作出解释”“检验假设”等,用具体的实验内容来培养学生在这些方面的技能。
在具体的实验教学过程中,教师可采取下列方法以供参考。
1.实验方案微型化。
所谓实验方案微型化,就是为了保持原教材的逻辑结构体系,同时又体现课程标准的重点,将实验方案简化、精炼,安置在相关的科学概念、原理、定律等内容附近,以栏目“小实验”的形式出现。虽然实验方案微型化了,但其教学功能仍定位在培养学生科学探究的基本技能和对科学探究的本质的理解之上。举例如下。
实验:听力测试
可以通过一个简单的实验测试你的听力。实验材料是一角、五角、一元的硬币。请实验合作者按照任意顺序将它们从同一高度自由落下。你闭眼仔细倾听,能辨别出不同的硬币发出的声音吗?
描述与推测:描述声音的差别,分析引起声音不同的因素是什么?
学生们通过学习声音的传播、音调、响度、音色、分贝等概念、频率和人的听觉关系等内容;通过调查研究获得证据;通过研究听觉实验的数据,完成有关的实验方案。
2.实验过程活动化。
将科学实验的教学与学生分小组进行的探究活动、调查、讨论、辨别等有机结合,使得实验过程活动化。这样设计中学科学实验可以使课程标准所强调的重点能够得到贯彻。为了让学生感受科学与技术的真实世界,实验过程应包含:活动、实验、调查、讨论、辨论、提出论点和质疑等,使它们相互交织在整个实验活动中。
活动通常分为五个循环步骤:请你思考、请你做一做、反思与挑战、科学在前进、拓展练习。在循环步骤二中,一般融入相关的学生实验或教师的演示实验。以“家庭用电”为例。
活动一:电流的形成(学生实验:电路的连接)。
活动二:电路连接(学生实验:串联与并联电路)。
活动三:火线与零线的鉴别(演示实验:测电笔的使用)。
活动四:保险丝(学生实验:保险丝的作用)。
3.实验内容生活化。
新课标认为,科学不能脱离社会,科学是社会的一部分。然而科学实验本身是非常具有学科特色的。如何将实验内容和生活世界结合是体现新课标精神的重要问题,因此实验设计要表现出“实验内容生活化”的特点。
教材中提出了许多与生活密切联系、学生感兴趣的、有意义的问题,在这些问题的导引下,学生经历科学证据的收集、整理过程;学习对科学证据的获得、解释和评价的方法;探讨科学证据的两面性,即对人们生活、健康、环境等有利和不利的两个方面,然后自己主动提出问题,并在基于科学证据而不是个人感觉的基础上作出相关的、恰当的决策。学生亲身参与各种科学探究活动有利于他们逐步理解科学的力量和局限性,理解科学是一个不断提出问题、收集与整理证据的过程,而不是掌握一系列现成答案的知识体系。从这个意义上来说,教材给予学生的经历,可以帮助他们获得如何运用科学知识解决实际问题的能力。
4.实验评价行为化。
通过实验过程中的行为表现来评价学生对科学内容的理解是否具备各种探究的技能,是实验评价的重要特点。行为化的实验评价也是真实而公平的评价的具体表现。
评价学生的学科学习分为四个方面:档案袋评价、知识评价、行为评价和技能评价。其中的行为评价主要是针对学生在“设计科学实验”和“小实验”中的表现。行为评价主要包括以下内容。
(1)是否遵守安全规则:严格遵守实验操作过程中的一系列安全规章制度。
(2)对实验技能的掌握:观察、交流、预测、测量、解释数据、使用数据、制作图表、控制变量、归纳、推理、推导公式、构建模型、操作性定义等。
(3)对概念和定理的理解:通过实验现象和实验过程使学生明确概念、定理建立的依据,掌握其建立的方法,理解概念、定理的内涵,理解相关概念之间的联系和区别。
(4)分析和总结:在遵循证据法则和运用科学知识的基础上,分析解释和总结必须具有逻辑上的内在一致性,通过批判性思考,合理地接受他人的质疑,并进行更改。
(5)情景的应用:思考、讨论与现实生活密切相关的问题并发表观点,评价学生运用科学知识进行生产、生活和对社会问题的看法的能力。
教师对学生学习的评价分为四个方面,并给出每个方面的比重,其中实验教学的比重最大,分别为实验室活动和实验记录、实验报告占40%;知识评价占30%;研究性学习成果的展示占20%;参加班级活动占10%。学生在实验活动中对图表、实验步骤、实验内容等的语言描述往往比实验结果更重要,学生参与讨论和表现的过程也是教师评价学生的一个方面。
21世纪标志着人类社会进入了一个以信息、智力资源为重要因素的社会经济文化时代。培养公民的科学素养主要并不在于增加其知识和信息的容量,重要的是培养科学思维的方法,以及获取知识和信息,并利用它们发现、分析和解决问题的能力。正如著名的科学家爱因斯坦所说:“科学不只是定理的收集和事实的罗列,它更是人类智慧伴随着各种新思想和新概念的创造和结晶。”
科学发展的趋势启示我们应该重新认识和挖掘中学科学的教学功能,并且在新课程标准的指导下,设计与课程的三维目标和科学探究内容有机结合的科学实验,从而使实验的设计和课程的实施能够更好地体现和贯彻新课标的精神。
参考文献:
【关键词】小学科学;小实验;教学方法
小学科学是一门充满了生活乐趣的课程,在进行教学的时候,合理的教学实验是离不开的。小学科学涉及的实验众多,教师在进行实验设计的时候,需要充分考虑到需要的实验材料以及实验的过程,掌握科学小实验的操作过程,这样才能够合理地进行科学教学。教师要培养学生科学实验的意识和能力,让学生能够亲自动手设计实验,提高对科学的认识。
一、选择合适的实验材料,提高学生兴趣
1.根据情境需要选择实验材料 在小学科学教学的时候,教师选择的实验材料应该具有很强的典型性和代表性,能够将需要讲述的知识清晰地展示出来,提高课堂实验的教学效果。在选择材料的时候,可以根据教学情境的需要选择材料。在不同的课堂教学的时候,需要设计的实验也是不同,这就需要教师掌握好课堂教学的情境,提前做好准备工作。例如在进行《相貌各异的我们》科学教学的时候,教师就要依据教学情境选择合适的材料。教师可以给每个小组的同学准备带有磁性的拼图和铁皮展板,然后给学生描述一下心中的好心人的相貌,让学生能够根据自己的想象进行拼图。这种科学小实验将学生的学习兴趣一下子就调动起来了,让学生充满了学习的欲望。
2.依据实验内容选择实验材料 在进行科学小实验的时候,教师要充分考虑到实验的内容,依据实验的内容选择合适的实验材料。选择的实验材料要起到良好的作用,不但要吸引同学的注意力,还要能够让学生将学习的重点放在学习中,而不会过分被实验材料吸引。小学科学的实验多种多样,不同的实验需要的实验材料也是不同的,这就需要教师能够清楚地知道每种实验的实验过程,做好充足的实验材料准备。
例如在进行《小苏打和白醋的变化》教学的时候,教师就要给学生提供适量的小苏打和白醋,让学生对这两种物品有清楚的认识。然后对这两种物质的特性有清楚的观察了解。教师不同的实验过程就会导致不同的教学效果。若是教师直接给学生展示白醋和小苏打,学生只是记住了这两种物质,并不能进行深入的探究。若是教师给出一种白色的粉末和一种透明的液体,让学生根据仔细的观察猜测这两种物质是什么,学生的兴趣一下子就被调动起来,更好地投入到教学中去。
二、进行开放的科学实验,掌握科学方法
小学科学的实验和生活都非常接近,因此教师在进行教学的时候也要进行开放性的教学实验,让学生能够将科学和生活紧密联系起来,从而提高实验的效果。例如在进行《摆》这一课学习的时候,教师通常都是按照教学的要求,告诉同学们伽利略发现了摆的秘密,然后摆动和什么因素有关系,再次让学生举例说出生活中摆的应用。这种教学模式中,学生都是按照教师的思路在学习,将思维固定住了,不利于科学的实验探究。因此在进行教学的时候,教师可以首先给同学们提供秒表、钩码、细线、支架等实验材料,让学生利用现有的器材进行随意的组装,学生在进行组装的过程中实际就已经对钟摆有了一定的认识。然后教师再次询问同学们,钟摆的摆动频率和哪些因素有关系呢?同学们主动的进行科学实验,然后就会大胆地假设。教师再次鼓励同学们对自己的假设进行科学的论证,让学生能够主动地探究出摆的性质规律。最后教师再补充伽利略在摆的发现和利用中发挥的重要作用,从而提高学生的感性认识。这种探究性的教学方法能够极大提高学生的积极性,让学生充满了学习的兴趣,更好地投入到科学的实验过程中。
随着科学技术的发展,课堂的局限性逐渐被打破,越来越多的教师将科学的教学场所转移到了生活实践中,非常重注学生的能力和意识的培养,让学生能够在良好的环境中体会大自然。学校要鼓励教师进行校内外结合、室内外结合,让教师带领着学生在大自然中认识果实、花、叶、土壤、石头、鱼塘,从而提高学生感受自然的能力。
三、鼓励小组合作的实验,提高团队能力
新课标非常注重学生团队合作能力培养,教师在进行科学实验的时候,也要鼓励学生进行小组合作讨论,让学生在合作中增强对知识的理解。小组分组的过程中,教师要掌握一定的规律,保持每个小组的实力相差不多,小组内部的成员各有特点。小组成员之间要有一定的差异性,每个学生都能够在小组中发挥重要的作用。小组实验的时候,教师要做好监督和引导作用,帮助小组克服重要的障碍,让小组能够顺利地完成科学实验。在小组工作的时候,每个成员都要互相体谅,互相帮助,将集体主义发挥出来,让同学们认识到小组合作的重要性。在完成小组实验之后,每个小组的成员要进行知识的交流和补充,在分享中进行提高,从而加深对科学实验的认识。例如在进行“导体和非导体”学习的时候,同学们要根据自己的实验目标,选择合适的实验材料。每个小组中都要有操作员、监督员、记录员、材料管理员、汇报员等,让小组的实验能够顺利地进行。
【关键词】初中科学 实验 思维能力
随着新的课程标准的实施,实际的教学活动中更加注重对学生的自主思考能力和动手能力的培养。初中科学是以实验为基础的学科,实验教学是初中科学教学的一个重要部分,对于提高学生的动手精神、培养思维能力具有重要的意义。因此,在初中科学的教学过程中,如何运用实验来更好地培养学生的思维能力成为我们需要思考的一个问题。
一、初中科学实验类型
(一)模仿实验
模仿实验是指教师一边讲授理论知识,一边进行实验操作,学生在边听边看的过程中,根据教师的示范来进行模仿实验。这一般是针对刚刚开始接受科学学习、接触科学实验的同学而采用的方法。例如,在讲“影响蒸发快慢的因素”时,教师可准备两个相同的量杯,将少量的水放在宽敞的量杯里,一只量杯用酒精灯在杯底加热,另一只放常温下,让学生比较哪个杯子的水蒸发得快,最后让学生也参与其中,可以将其中一只量杯放太阳底下,另一只放在实验室里,比较水的蒸发速度,根据这两次实验来总结影响蒸发速度的其中一个因素。
(二)分段实验
分段实验简单来讲就是把一个完整的实验分为几个部分,一部分一部分的逐步完成。这样有利于教师逐步引导学生进行思考,培养学生的思维能力,增强实验的效果,达到学习的目的。例如,讲到细胞的分裂、生长和分化这一节时,教师首先要把细胞分裂以及生长、分化各个阶段的形态做好样片,课堂上,可以根据讲课的进程,通过问答引导等形式,利用显微镜等辅助教学设施分别展示出细胞的各个时期的形态,学生可以在观察的同时,理解子细胞与母细胞的关系,进而了解整个细胞。
(三) 独立实验
独立实验是指在教师的引导下,由学生独立进行实验操作,通过对实验过程的观察和分析,最终得出结论。这是最能锻炼学生能力的一种实验类型,因此教师应该尽可能地为学生创造实验环境,让学生独立进行实验操作。例如,在教授光的反射和折射这一课题时,可提前让学生每人准备一面小镜子、一个透明杯子和一根铅笔。课堂上让学生拿出自己准备的镜子,让阳光照耀在镜面上,这时光会反射在墙上或者黑板上,利用这一现象教师可直接引入“光的反射”这一定义。
二、科学实验教学的发展方向
(一)多进行探究性实验
实验从某种意义上来说是一个创造和创新的过程,通过实验我们会有很多意想不到的发现,世界上大多数的发现和发明成果都是通过实验获得的。在初中生物实验的教学过程中,教师要改变实验的教学方法,多设置一些探究性实验,增强学生的探究能力,培养学生的思维能力。
(二)注重实验过程
初中科学实验教学的目的并不是让学生取得研究成果,而是培养学生的实践精神和思维能力,因此实验最重要的不是结果而是过程。教师在让学生进行科学实验的时候,不能强调实验的结果,而是要让学生在实验的过程中尽情发挥才能,体验学习的乐趣,强化对理论知识的记忆,增强学习效果。
(三)优化教学评估方式,重视实验教学
要优化当前的教学评估方式,把实验教学纳入考核的内容中去,同时也要对学生的实验能力进行考核,使教师和学生都更加重视实验教学和实验学习,认识到实验对培养学生思维能力的积极作用。
三、实验对学生思维能力的培养
(一)实验对学生形象思维能力的培养
形象思维,又被称作直感思维,主要是指人脑通过对客观形象的直观感受,凭借想象和创新来塑造新的事物形象,揭示事物的本质。在初中科学中,实验教学有利于学生通过对实验现象和实验结果的观察和分析,更好地理解和认识一些抽象的概念和原理,推测出实验的本质,这对培养学生的形象思维能力、提高学习效果和效率具有非常积极的作用。在课堂上,教师可以通过一些演示实验使学生加深对课本知识的了解,并在现有的条件下尽量为学生创造更多自己动手操作实验的机会,促进学生形象思维能力的提高。
(二)实验对学生创造性思维能力的培养
在实验教学中,教师应在可能的条件下,让学生根据所学的知识,自己设计实验并提出问题,然后依靠自己的力量得出结论,促进创造性思维能力的提高。同时,针对实验过程中出现的一些意外情况,不要完全依赖于老师的指导,要尽量自己查阅一些资料或同学间进行交流讨论,找到问题的所在,然后通过一系列的探讨和研究找到解决问题的方法。这样不仅能够使学生加深对所学知识的认识和理解,还能够促使学生灵活运用所学的知识,提高分析问题的能力,培养学生的创造性思维能力。
(三)实验对学生发散性思维能力的培养
发散性思维,又被称作扩散性思维或求异思维,它主要是从不同的角度、用不同的方法来进行设想,探寻多种答案,并最终圆满解决问题。在初中科学中,通过实验可以充分发挥学生的想象力,可以使学生通过对某一实验现象的观察联想到其他一些相关的现象,比较两个现象之间的异同点,加深对知识的认识和理解,强化记忆,提高学习的效率,促进对学生发散性思维能力的培养。
(四)实验对学生逆向思维能力的培养
逆向思维简单来讲就是对已经认定的事实或观点,反过来进行思考的一种思维方式。在初中实验中,一般是通过某一种结论来进行实验活动,观察所产生的现象。但是我们可以反过来进行思考,让学生通过某一种实验现象,自己进行分析和总结,培养学生的逆向思维能力。
总结:实验教学的主要目的是“学以致用”,让学生在实验的过程中直观地了解科学现象,增加对课本知识的了解和认识,巩固和深化记忆。通过实验教学和学习,能够提高学生学习的积极性和热情,促进学生的自觉主动思考,进而提高学生的思维能力。因此,在初中科学中要重视实验的功能,利用实验促进教学效率和学习效率的提高。
关键词:实验教学 开放性 探究 创新
在初中科学教学中,实验占有十分重要的地位。通过科学实验不仅可以帮助我们加深对有关理论知识的掌握和理解,而且还可以帮助我们培养和提高学生观察能力、实验动手能力、分析能力、思维能力和实践能力,更是激发学生探索科学兴趣和创新精神的切入点;同时也能让学生养成实事求是、严肃认真的科学态度。新课程改革的一方面就是通过科学实验,让学生越来越清醒地认识到每一种发明和创造都是来自实验和实践,改进科学实验教学有利于学生积极主动地参与探究、发现问题、解决问题、开展交流合作学习的新方式。下面是我在科学实验教学方面所做的一些探讨。
一、要树立“开放性”的科学实验教学思想
要更好地体现学生科学学习过程中的主动性,发挥他们的潜力,首先必须有一个“开放性”的环境,这个环境应该是民主的、平等的、和谐的,学生可以大胆地进行各种尝试,充分自由地发表自己的见解,这个环境来自于教师教学观念的转变,有了环境的开放,还须有实验材料、实验方法等“开放性”。以前的初中科学教材采用的实验材料、实验方法是几十年不变的,有代表性的、实验现象明显的案例,如果一贯如此,无疑很大程度上扼杀了学生的创新思维。在新的课改形式下,教师可以改变验证性实验为探究性实验,鼓励学生应用求异思维,采用不同的材料和方法,让学生的思维在实验过程中也不断地“开放”起来。
例如七年级科学《制作洋葱表皮细胞装片》实验,用显微镜观察装片,以往上这节实验课时,学生总会产生很多困难与疑问,我都要一个一个辅导,而现在我是让学生从接受性学习改成自主体验学习,用自主思维引领学习实践和学习过程。首先观看操作示范录像,产生初步印象,当学生操作遇到麻烦、困难、不会或不懂时,先让他们思考克服的办法,如观察别人怎么做,边看课本说明边尝试,自行摸索最后才请教同学求助老师等等。如果发现奇异现象,思考怎样去探索原因,寻求答案,解决问题。如果在实验中有新发现、新想法、新看法,改进创新,及时与同学和老师进行交流,进一步通过实验,争取有所成果。
在整堂教学实验课中,学生们完成了学习内容,经历了学习过程,通过自主学习、体验式学习,相互交流合作,帮助优化了学习效果。比如试验了多种方式去除装片中的气泡,比较了染色与不染色的区别,在调节焦距观察时,发现洋葱表皮并不是一层细胞,而是有几层细胞,以往在对光、调节通光孔、物镜转换上出现常见问题,现在都由学生通过主动思维,个人探究,合作学习解决这些问题,以往一些学生等待老师帮忙代替操作的现象少了,甚至不见了。
二、使学生正确理解“探究”
倡导探究性学习方式,是新课程教育理念之意,在科学实验教学中渗透探究思维,让学生体验科学家的探究实验过程,而不是急于得出一个科学结论,有利于探究精神的培养。但一听到“探究”,似乎就是让学生自己发现问题、提出问题、作出假设、设计实验方案、进行实验、得出结论,然而,我们的学生关于探究是怎样进行的都还不知道,你让他们怎么进行探究呢?所以在教学中,教师还得多指导,即放手之前要做好前奏,因此探究的进行要循序渐进。教师在引导学生进行探究实验时,掌握各个探究活动要求达到的目标侧重点,如在“探究光合作用的原料需要什么”,重点让学生体验探究的一般过程,是“提出问题,作出假设,制定实验方案,进行实验,分析、得出结论,并且知道什么是对照实验”。又如“探究种子萌发的条件”,教学中侧重对照实验的设计和变量的控制,使学生理解怎样去设计多个变量的实验,真正掌握控制变量法和对照实验的设计。所以探究不一定是对整个实验的探究,可以是对某一部分的探究。让学生正确看待“探究”,消除对探究实验、解答科学探究题的恐惧心理。
三、重视科学演示实验,做到开齐开好
演示实验是初中科学实验教学的一个重要组成部分,它具有现象鲜明、直观、明了等特点,离开了演示实验的铺垫,科学教材中的部分概念、原理及规律就显得苍白无力,犹如空中楼阁。
例如,初中科学教材中在讲叙茎的输导作用时,就设置了一个非常简单便行的演示实验:取两枝生长健壮的植物枝条,把它们插入盛有红色墨水的锥形瓶中,放到阳光下照射2~3小时后取下,可以看到叶脉变红了,说明茎具有输导水分以及溶解在水中的无机盐的作用。如果用小刀把枝条纵向劈开,就可以看到枝条中只有树皮与髓之间的木质部变红了。由此可以证实红墨水是通过木质部向上运输的。接着再引导学生来分析木质部的结构特点:木质部中主要由木纤维和导管两部分构成,并且木纤维部分上下不相通,只有导管是上下相通的管道。至此可以引导学生得出结论:茎输导水分与无机盐是通过木质部中的导管来完成的,而且由下向上输送。这样既可以为前面所讲的导管具有输导水分与无机盐的作用得以验证,也可以为后面学生对“树怕伤皮,不怕空心”的理解作铺垫。可以想象出来,如果我们在讲解“茎的输导作用”时不设置这个演示实验,单靠自己的一张嘴,学生手中的一支笔,加上死记硬背这些单调的枯燥无味的知识点能让学生清晰地理解茎的输导作用吗?
可见,巧妙地设计一个演示实验可以为学生的理解、记忆扫除障碍,同时提高了学生对科学学习的兴趣,引导他们通过科学探究实验去理解科学知识,进一步消除对探究实验的恐惧心理,提升他们主动探究科学知识的欲望。
四、在科学实验设计中,让学生亲自体验创新
在以往的实验教学中,实验内容、过程往往是验证性的,学生根据教材提供的实验原理、材料、实验步骤,按部就班地进行操作,这仅是增加了学生的感性认识,动手不动脑。要使学生真正地投入实验,从实验中学到知识、理解知识,还得让他们做自己实践的实验,验证自己的想法,这样给学生以思考空间,更能培养学生的创新能力。学生实验是学生学习活动的一个不可缺少的重要组成部分。新课改倡导学生的学习方式为“自主、合作与探究”,而学生分组实验正是这种学习方式的一个具体体现,也是落实“双基”的一个重要环节。在学生实验中,学生的观察能力,合作、探究能力,分析问题、解决问题的思维能力,以及动手操作技能都得到了锻炼与提高。试想一想,有哪一种学习方式能比学生亲自动手、动脑、及亲身体验、感受所留下的印象更深刻呢?在教学中教师应该努力为学生创设宽松自由的学习环境,为他们创设亲身实践、动手操作、亲身感受与体会,自主合作与探究的学习氛围。让学生真正体会到学习的乐趣、分享合作学习的快乐,感知科学探究的成功感与自豪感。真正地感到:我也能行,我很棒!唯有如此,他们才能扬起学习与生活的风帆,勇敢地去搏击科学的惊涛骇浪,去征服一个个科学的险峰……如果在我们的引领之下,学生感受到了自己在进步、在发展、在一步步走向成功,学习不就成了一件快乐的事了吗?
例如在探究科学教材中《绿色植物在光下制造淀粉》的实验中,让学生亲自参与实验设计。在实验中学生质疑:光是不是绿色植物制造淀粉的必要条件,教师引导学生分析作出假设;接着学生分组,以实验“绿色植物制造淀粉”中所学的方法和知识为基础设计实验方案。实验方案设计是探究实验教学中的重要环节也是难点,涉及到相关的基础知识和基础方法。如需要了解淀粉的鉴定方法,叶片中的色素去除方法,对照实验的设置和变量控制等知识这就需要教师在学生开始设计之前,进行相关知识的复习或知识介绍做好铺垫,在分组设计过程中各个小组各抒己见,组员彼此合作、相互启发,各小组都能较好地解决色素的溶解,检验淀粉和设计对照实验等问题,各小组设计实验方案过程中,提出了各种各样的实施方案,通过讨论指出各种方案的共性以及可行性,鼓励学生在课后继续探究实验,完成探究实验过程,体验成功感,体验学习的快乐。
在新课程教学理念下,需要我们教师不断地去研究实验教学的新模式,创设民主、平等、和谐的学习环境,激发学生的探究意识,培养学生探究实验能力,让学生从实验过程中体验成功感,体验学习的快乐,最终走向主动学习、探究、合作交流,一起在知识的海洋中成长。
参考文献:
1.麻晓春等.《探究教学的思考与实践》.浙江科学技术出版社,2003年7月
2.项红专等.《初中科学探究活动设计》.浙江大学出版社,2003年7月
3.李志芹.《小学科学(自然)探究性实验教学研究》.省略
4.李鑫祥.《化学课堂教学与创新教育》.省略
[关键词] 国检机遇 农村小学 科学实验
今年,我们紧抓“两基”国检这一机遇,大力加强教育技术装备水平,尤其是小学科学实验室的配备极大地满足了农村小学课改形势下实验教学的需要,告别了过去靠“演讲”和“演示”教学、靠“看图”和“想象”学习的尴尬的实验教学阶段。那么,在新的形势下,怎样才能让这些科学实验装备更好地发挥作用呢?根据小学生生理心理特点和农村小学的特点,我认为应着力解决好以下几个问题。
一、解决好谋选材料的问题。
“材料引起学习,材料引起活动”。材料很容易引起学生的心理期望,教师为学生提供合适的、有结构的学具材料是学生开展科学实验活动的基础和关键。虽然现在农村小学科学实验室所配备的材料很齐全,但有些材料我们的教师对其使用方法及用途都还不熟悉,这应该引起科学教师的注意,在使用上要切忌盲目,不管何种科学实验,都需要教师事先考虑到,提供的材料能否让学生有效操作。要选配好材料,注意发挥材料的最大效益。
⒈灵活组合,合理运用。
实验教学能否成功、效果能否达到,不仅仅取决于实验材料是否充足,还取决于实验材料选择是否科学,搭配是否精当。实验材料选择科学、搭配精当,学生操作起来得心应手,观察方便,现象明显,实验效果就好。在教学实践中我们会发现,如果我们在准备实验器材时打破常规思维,常常可以使材料更简洁有效,看起来简单,但是用起来却更有意义。一盆水,一个软木塞、一个小铁块,这样一组材料学生会有什么结论?学生会说铁块沉下去,软木塞浮上来,材料结构的简单,使他们很难形成规律性的认识。如果是另一组材料一盆水、同样形状大小的木块、铁、塑料、胶木,学生又会有什么结论?因为材料间的丰富对比性,将揭示一个规律:同样大小的东西,重的下沉,轻的浮着。那么,是不是材料的结构越复杂越好呢?不是的!
究竟选什么材料最合适,还需要教师预先亲自操作,尽可能减少课堂上可能出现的无效操作。如六年级“比较铁与铁锈磁性”的科学实验中,如果不把铁锈刮下来,生有铁锈的铁钉是一定会与磁铁相吸的,那生锈的铁钉也就失去了科学实验的意义。
2.把握时机,分层呈现。
小学生的探究是在教师指导下进行的,使用的材料会随着探究活动的推进或探究内容的转变而变化。农村小学生对许多实验仪器和材料有着强烈的好奇心,如果过早发送探究材料,会分散学生的注意力,造成活动要求和研究内容不明确,盲目探究的现象。因此,把握好材料的呈现方式和时机,也就是调控了课堂的节奏,掌握了课堂的结构,提高了探究的有效性。例如在研究“沉浮和大小、轻重”的关系时,因为每组材料之间都有极强的先后逻辑顺序,因此材料就必须分阶段发放,才能提高材料使用的有效性。学生猜测物体是沉还是浮可能与物体的大小和轻重有关后,教师应给出第一组材料:木块、石头、泡沫塑料、回形针、牙签、橡皮泥、胡萝卜、蜡烛,学生通过实验比较发现与自己猜测不相符的结果 —— 沉浮与物体的大小、轻重可能没有关系,这就与经验产生冲突。那么是不是这样?教师再提供另一组特殊材料:大小相同的铁块、铝块、塑料块、木块、黏土块,实验获得了新的进展 —— 轻的易浮重的易沉。第三次则提供重量相同,大小不同的物体:铝块、橡皮泥、萝卜块、木块、泡沫塑料块,结果发现在轻重相同的情况下,大的容易浮、小的容易沉。这样分三次呈现,顺应了学生的思维方法,以材料来指引探究,有序而有效。
3.介绍器材,提高功效。
由于农村学生知识面的限制,介绍科学实验器材是必不可少的一步,而且是指导学生进行科学实验操作的关键一步。学生得到材料只关注于观察器材,研究器材,容易冲淡探究主题,造成学习目标偏移,浪费教学时间。教师应在课前将要使用到的器材及用法集中给学生进行讲解和演示,使学生在探究活动中熟练使用器材,提高探究活动的时效性。
二、解决好实验空间的问题。
虽然现在实验室的配备基本能满足各年级科学实验教学的需要,但毕竟一所学校只有一个实验室,我们应充分发挥农村学校的空间优势,适时地根据实际教学情况,把实验场所搬出实验室、搬到田间地头、搬到学生自己的家里。
1.农村学校的周围有丰富的动植物资源,能为学生科学学习提供很好的学习资源。如“种子和非种子植物”这部分内容的教学,就可以采取课外和课堂相结合的方式,发动学生到家里的菜地中广泛收集各类植物的果实,然后带到课堂中观察,采用浸泡、解剖、尝味等实验方法来丰富、增进、完整学生对果实的认识。
2.农村学生的家庭周围一般比较开阔,能为养殖动物、种植植物提供合适的场所。如在教学《观察植物根的生长》一课的时候,就可以让学生在家里自己做实验,看看种子萌发先长什么,再长什么,植物的根向哪里生长,根的生长速度怎么样。根有哪些作用,种子是怎样变成幼苗的,植物茎的作用和怎样开花结果的等。学生通过自己亲自选材,亲自种植,并把每天的生长都记录下来,从而了解了植物的生长过程,通过实验,使学生获得植物生长变化的数据。
3.农村学生的生活环境,也使教师可以非常方便地随时带领学生到野外观察各种动植物、采集标本等,如我们在教学“动物分类”的课时,可预先布置学生们亲自喂养家禽家畜和一些可爱的小动物,仔细观察它们吃东西的样子、及食物类别、生活习性等,并且可以学习小组为单位让学生开展采集昆虫标本竞赛,以增强学生学习的趣味性。
4.还可以结合本地具体实际,调整有关内容,使学生在生活中更加直观地感受科学现象,获得更广阔的科学知识。比如将《花、果实和种子》这一教学内容中的“花”这部分内容调整到本地花开比较集中的4月下旬,带领学生到田野中,放飞在花的海洋里,观察各种各样植物的花等,学生借助已有的知识经验,相互启迪、相互补充,可以收到意想不到的效果。
三、解决好实验操作规范化的问题。
科学课的实验活动大部分学生都是很感兴趣的,实验教学的可操作性、实验现象的丰富多彩深深吸引着学生,学生对科学的热情也均来源于此。但在实际教学中,我发现学生对实验的兴趣却只是因好玩而引发,有时课堂上看似热闹,人人在动手,但是最后竟还不清楚开展实验要解决的问题是什么。甚至还会因兴趣过浓出现争做实验的现象,造成一定的安全隐患。因此,必须解决好实验操作规范化的问题
1.科学实验方案要规范化。
新课标指出:“科学实验一般应掌握由简单到复杂、由教师扶着走到逐步放开、由模仿到半独立再到独立的过程逐步进行。要给学生一个由生疏到熟悉的过程,不要求一步到位。”因此,教师要制定科学实验方案,加强对科学实验步骤的指导。做实验前,只有给学生提出做该实验的目的是什么,任务是什么,才能使他们注意力集中到所要做的事上,才能使他们深入细致地去观察去做。
2.科学实验操作要规范化。
首先要明确实验操作过程。做实验每个学生都喜欢,但由于小学生尤其是低年级的学生,观察事物时常是杂乱无章的,缺乏系统性和目的性,观察时受兴趣和情绪的影响很大,有时常常偏离观察的主要目标。农村的学生更是这样,他们往往是在好奇心的驱使下盲目乱动,做了这一步不知下一步该做什么,颠倒操作过程,少做漏做,导致实验失败,所以在实验前就要明确操作过程。如教学《简单的电路》这课时,我们先让学生自由讨论,尝试用一个灯泡、一个小灯座、2根导线、1个电池盒和1节电池要怎样连接起来才能组成电路。设计操作过程,然后汇报,其余学生讨论补充。还可以把影响实验的关键步骤和注意点先写在黑板上,作为实验的操作规程或注意事项,从而避免实验的盲目性。
其次要明确观察任务。教师要提醒学生动用一切感觉器官去全面观察和感知。运用眼、耳、口、鼻、手等感觉器官去观察和感知实验过程中形态、特征和声、光、色、味、温度等变化情况,时刻提醒学生注意观察和感知每一个微小的地方,每一个细小的变化。以《观察植物的种子》为例,课前要收集各种植物的种子,仔细观察它们的外形有什么不同,不同的植物种子,它们的形状、大小、颜色各不相同。