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关键词:生活化;初中科学;实验教学
一、生活化实验教学的意义
初中科学实验教学对于科学教学来讲是必不可少的,农村地区学校由于实验器材不齐,但其周边环境中本身就有很多可利用的生物资源。开展“生活化”科学实验教学,一方面弥补了因设备不足给教学带来的困难,另一方面又充分利用了农村学校的资源优势,同时还有利于培养学生的观察能力、动手能力,提高和激发学生的学习动机。在社会主义的新农村中,大量的农业资源为初中科学实验的生活化实现奠定了坚实的基础。而且还可以利用农业资源就地取材。虽然材料简单但实验有趣,还培养了学生的观察能力及动手能力,激发了学生探索大自然的兴趣。
二、生活化实验教学的内容
(一)生活化实验观察
观察是生活化实验的基础。通过观察将所获得的信息进行科学的比较、分析、综合,才能将对事物现象的认识上升为理性认识。生活化实验观察,旨在探索和发现身边事物变化的规律,通过精心制定生活化观察实验的计划,以及及时有效的观察和强烈的求知探索欲,找出科学现象本质的所在,从而达到生活化实验观察的目标。例如在《植物多样化实验的观察》教学时,笔者首先要求每个学生在确保自身安全的前提下(因为农村野外有时也会存在一定的危险因素,因而强调安全极为重要)尽可能地采集多种多样的植物样本,并将采集回来的植物样本带到课堂;其次,在教学过程中,笔者引导学生进行课堂交流,认真分析和对比不同植物之间的特点,并结合所学的科学知识和日常实践经验将这些植物样本分类归纳;再次引导学生利用仪器(放大镜)对植物的叶片尽可能地进行细致入微的观察,并做好相关的观察记录;
最后,引导学生找出具有代表性的植物样本的叶片,并将其制成标本存放。
(二)生活化实验体验
生活化实验是新课程所倡导的学习方式之一,学生经过感受、体验、觉知、理解的过程来掌握学习。致力于良好情境的创设,不仅是开展生活化的科学实验的根本,同时更是物化科学实验开展的不竭动力,与此同时,生活化的科学实验离不开自主活动这一中心,因而在生活化的科学实验体验中,作为科学教师,必须始终践行新课改理念,始终坚持生本原则,引导学生主动积极地参与到生活化的实验体验中来,并在体验中将自身所学的知识与实践相结合,对科学现象进行有效的分析和总结,从而巩固学生在课堂所学的知识。
(三)生活化的科学实验的探究
通过对生活化的科学实验的探究有助于学生创新精神的培养和学习实践能力的提升,将学生在科学课堂中的主动积极性激发起来,将学生的主体性地位充分体现出来。在探究过程中,经常采用的方式是小组合作探究,以此更好地发现、分析和解决问题。例如笔者在《土壤的气体及酸碱成分》探究实验教学中,首先,让学生将课前预备好的各种实验材料,如黄土、黑土、肥土等;其次,引导学生以小组为单位,将不同的土壤置于不同的烧杯中溶解;再次,在溶解时,笔者提问:“烧杯中会冒出气体,这是为什么?这些气体是哪种气体?采用何种方法能对其成分进行检测?”等等如此之类的探究性问题,学生在教师的提醒下,开展探究性和针对性的试验;最后利用PH试纸,对各种土壤的酸碱度测出,并加以分析和比较,从而找出农作物在生长过程中与土壤的酸碱性存在哪些联系和区别。一堂课下来,不仅实现了生活化的探究实验,还帮助学生巩固了所学的知识,对于学生学习兴趣的激发具有十分重要的作用。
三、农村初中科学实验生活化的作用
在农村初中科学实验中开展生活化的实验,有助于激发学生的学习兴趣,探秘科学的奥秘。
一是对于生处农村的初中生,其不仅具有鲜明的时代气息,同时还具有城市学生不可能具备的农村生活实践,因而在农村初中科学实验教学中,采取生活化的实验教学,不仅与学生的实际相关而且能让学生动手、动脑,用眼观察科学,能让学生在活动中获得科学知识。
二是生活化的科学实验的开展,一切需要的实验材料基本能从生活中获得,因而开展生活化的科学实验,不仅是改进农村科学实验教学的重要举措,同时也是践行新课改的重要体现。尤其是在确保原理不变的前提下,还能利用生活用品替代某些特定的实验器材。这种因地制宜的实验设计,既弥补了农村学校实验器材不齐的缺陷,也符合农村学校的实际,将实验与生活紧密联系在一起,而且趣味十足,既帮助学生理解、掌握知识难点,又开拓了他们的思维、激发了学习兴趣,可谓一举多得。
例如,通过搓手发热的活动来感受摩擦生热;用盛水的玻璃杯代替凸透镜研究成像规律;用盛水的玻璃杯来代替三棱镜,观察太阳光的色散;用手将空杯子慢慢压入盛水的脸盆,让学生感受手掌受力的变化,从而体验物体排水量与浮力的关系等。
三是农村学校自然资源丰富,教师可好好利用这一优势,将自然物质的变化与书本知识结合起来,使教学贴近生活,实验贴近生活,那生活化教学一定会有意想不到的收获的。
四、结语
综上所述,农村学校实验器材配备不足,给初中科学实验课程教学带来极大困难。但农村学校具备有丰富的自然资源优势。
生活化的科学实验教学,不仅可以帮助解决农村学习器材设备不足的缺陷,还可充分利用其自身优势开展生活化实验教学、改进教学,使农村科学实验教学呈现新的面貌。
参考文献:
[1]刘巧妹,初中科学的生活化教学[J].科教文汇(下旬刊),2010.07
一、创设科学实验的情境
科学实验活动就是对于日常生活现象中的疑问进行自主探究的过程。因此,在小学科学实验教学中要注重创设科学实验的情境,使小学生身临其境,走进科学实验,这样才能真正体会到科学实验的乐趣。例如:在进行《测气温》的学习时,首先对学生进行分组,引导各个小组进行模拟实验探究,然后将温度计显示的早上、中午、晚上三个时间段的温度进行准确记录,最后教师引导学生进行小组讨论,进行总结,探究温度变化的影响因素。
二、教师要善于引а生进行想象拓展
在小学科学实验教学中,教师要善于引导学生进行想象拓展,抓住能够激发思维的问题组织教学,激发学生的认知欲望,让小学生主动参与,从各个角度进行体验,调动小学生进行想象、创新。例如:在讲解食物链的生产者、消费者以及分解者的关系时,可以列举学生熟悉的几种动物和植物,让学生想象它们之间的关系,在想象中激发创造力。
三、组织小学生进行课外观察实践活动
组织小学生进行课外观察实践活动,可以激发学生对于自然科学的学习兴趣,同时增强学生的实际动手操作能力。例如:在开展课外实践活动时,教师可以组织学生开展课外观察、实验、植物栽培、动物饲养、剪纸小制作以及科学小发明和自然科学知识竞赛等实践活动,引导小学生自主进行科学实验探究,学会记录实验数据,不断总结自己在科学研究中的成果,指导学生写自身的心得与体会,不断延伸书本上的内容。
四、与实际生活联系
教师在科学实验教学中注重与小学生的实际生活联系,可以进一步培养学生的创造力。例如:学习“彩虹的出现”时,教师可以举浇花时有时会看到彩虹的例子。在课堂上,通过喷壶的喷洒,让学生进行现场观察。通过与实际生活相联系,拉近了小学生与自然科学的距离,为小学生进行光学知识的学习奠定基础。
五、 参观科技展馆
在科学实验教学中,除了引导小学生学习自然科学知识,还应该组织小学生定期去参观科技展览馆,进一步提升小学生对于科学文化知识的兴趣。通过参观科技展览馆,小学生能够学习和接触到最新的科技知识,拓展延伸书本上没有的知识,为日后的课堂学习奠定基础。例如:科技展览馆中关于航天科技的展览、造纸技术的展览以及动植物DNA 结构的展览,贴近课本知识又有具体的延伸。通过课堂的学习和课后的参观,进一步提升小学生对于自然科学实验的热情。
文献标识码:A
文章编号:1673-0992(2009)03-0015-01
摘要:“科学的原理起源于实验的世界”“知识应该从实验中来,实验是最好的老师”。初中科学课程标准指出:“教学中应重视观察和实验,使学生通过观察和实验来理解和掌握自然科学的概念、原理和规律”。初中科学教学中要注重实验的生活化设计,增强实验的生活气息:注重实验的情境性设计,保证实验的生动有趣:注重实验的探索性设计,提升实验的探究价值。目的是让学生在观察和实验中形成感性知识,激发学生的学习兴趣,训练学生的动手操作能力,培养学生的思维能力和创新精神。
关键词:初中科学 教学
一 注重实验的生活化设计,增强实验的生活气息
科学知识广泛深刻地渗透进个人和社会生活的各个方面。科学现象科学变化无时不在、无处不在。现代社会的文明进程与科学的发展息息相关,人们本身就生活在科学世界之中。因此。贴近生活、贴近社会,成为初中科学实验教学改革的出发点和落脚点。实验的生活化设计理念,已被越来越多的人认同,在实际教学中也被广泛地运用,让学生运用所学科学知识解决生活中间题的一种亲身体验,让学生实实在在地体会到科学知识与生活的紧密联系。
笔者认为,初中科学实验的生活化设计的教育价值至少有三点:一是使用身边随手可得的物品进行探究活动和各种科学实验,可以拉近科学学与生活的距离。让学生深切地感受到科学的真实性。感受到科学和社会、科学和日常生活的关系。二是由于这些物品本来的用途并不是进行科学实验,所以这种做法本身就是一种创新。我们不能把低成本实验仅仅看作解决设备不足问题的权宜之计。三是从学生的生活经验出发。引导学生进行科学实验。有利于激发学生的好奇心和学习兴趣。培养学生运用知识的能力。形成学生主动发现问题、思考问题、解决问题、发现问题的良好习惯,有利于迁移能力的培养。因而立足于学生生活经验,从学生和社会发展的需要出发,发挥学科自身优势,通过科学实验拉近学生与科学的科学间的距离,让学生体验到知识的实用性和价值性,贴近学生生活应成为初中科学实验教学的一种新的追求。
二 有效教学策略评价的有关描述
1、环境创设
环境创设包括氛围创设、情境创设、时间安排、组织形式等二级指标,涵盖了课堂环境要素中的心理环境、物理环境、时间环境、空间组织形式。合适的氛围、情境创设与教学媒体能激活学生的经验,诱发和激起学生提问与求知的欲望,引发学生自主、独立地发现问题、创生问题。使学生敢于提问与思考。给学生必要的自主学习时间,是落实学生自主学习的前提和必要条件。自学、小组合作、课堂交流、讨论、辩论等多种组织形式。能发展学生的情意,有效提高学生的课堂实用时间。良好的环境创设能支持开发学生经验、支持学生思考与再创造,支持学生参与活动,是有效课堂教学的重要特征。
2、培养学生思维能力
初中科学教材中设置的实验大多数为验证性实验,即通过实验的手段来验证某一科学概念和定律是否成立,这种传统的实验方法,对培养学生的创新思维能力是不够的。我们对教材中的演示实验和学生实验适当进行改造,变验证性实验为探索性实验。所谓探索性实验,是指利用已知的外加因素去干预研究对象,观察产生的结果,从中总结出规律的实验活动。教师积极引导,学生主动参与,在实验中寻找问题的答案。引导学生对新知识、新问题的探索。同时也有利于学生动手能力的训练和创造性思维的培养。
如在大气压强的实验中,取一个空的矿泉水瓶子,用适当温度的热水加热瓶壳后,立即盖紧瓶盖。随后用冷水淋瓶壳,只听略的一声,瓶壳瘪了。再做一次,当加热瓶壳后瓶子不加盖。用冷水淋后,瓶壳未变形。要求学生思考,从这两个实验中能说明什么道理?为什么一个瓶壳变形而另一个瓶壳不变形?是因为物体的热胀冷缩?还是因为?学生用所学的知识来解释这个现象,议论纷纷,各述其理。最后得到由于“瓶内外大气压强不相等而造成的”科学道理。学生的思维得到充分的调动,从观察得到的现象中去探索科学知识、寻求真理。
三、实验教学的特点和实施策略
1、实践性
要求学生通过亲身实践获得直接经验,掌握基本的科学研究方法,提高综合运用知识解决实际问题的能力。
2、开放性
学习空间是开放的。实验途径是开放的,实施过程是开放的,实验结论、实验评价是开放的。
3,主动性
从选择实验课题到进行实验课题方案设计、实施、评价,都要求学生自己完成。给学生主动选择实验内容的机会。教师主要起组织、指导和评估作用。
4、过程性
与注重结果的传统实验教学相比,开放性实验教学更注重实施过程及学生在这一过程中的自身体验与收获,
5、研究性
实验课题的实施过程类似科学研究的过程,但又不是通常意义上的研究,它强调以发展学生个性为目标,目的在于让学生学会基本的科学方法。并在实施过程中不断地发展自己的研究能力与创新能力。
6、组织形式
采用实验申请形式,要求学生填写开放性实验申请表,包括实验课题、实验人数、实验时间、实验设计方案、实验所需药品与器材,由科学课代表统计,报实验室,然后由实验室审批,统一安排,确定实验时间。再反馈给学生进行实施。
7、实施策略流程
(1)实验课题确定
实验室可根据学生的学习进度,推荐一些实验课题:学生也完全可以根据自己的兴趣以及实验能力,通过查阅资料另选实验课题。
(2)申请登记
学生根据自己的兴趣选择实验课题,并通过查阅资料,设计实验方案,同时组成小组人员,填写好开放性实验申请表,上交实验室。
(3)审批反馈
一、打破常规,创新思路,统筹安排
1、仪器汇总,讲明方法。
为了提高实验教学的效率,我们打破传统小学科学实验教学中边认识边应用实验器材的做法,采用实验器材汇总,集中讲述的方法,让学生明白和掌握各种实验器材的应用方法。我们把每册科学课本中需要学生掌握的实验器材进行汇总,在科学课上集中讲述应用方法。
2、实验归类,区别对待。
有些实验可以在实验室中进行,而有些实验则适合在室外进行;有些实验适合演示,而有些实验适合小组合作;有些实验可以用仪器完成,而有些实验则需要实地考察效果更好。为了让学生经历全部的实验,我们对每册科学课本中的实验进行了分类,哪些可以在实验室中进行?哪些在室外进行更为合适?在实验室中进行的实验,我们又进行了细化,哪些是老师演示实验,哪些是学生小组合作实验?室外进行的实验主要以活动范围的不同分为家庭类、社区类、大自然类等。针对不同的实验,我们采用合并课时,集中解决的方法进行。
3、打破顺序,灵活掌握
对实验进行了分类之后,在实际操作中,我们打破课本编排顺序,会根据时令或周围环境的变化,灵活安排各种实验的进行,最大限度地挖掘和利用现有资源。
二、拓宽路径,丰富内容,多元高效
为了解决小学科学实验教学中一些实验受实验资源和实验条件限制的问题,我们鼓励采用灵活多样的方式进行科学实验,在拓宽科学实验路径的同时,也就丰富了实验教学的内容,让实验教学有血有肉,而不是为实验而实验。
1.发挥校园功能,让“校园”成为学生钻研科学的乐园
为了有效进行科学实验教学,我们充分发挥学校功能,积极联系和组织学生参观科技馆,建立红领巾气象观察站、建立学校植物园和班级植物角、开放图书室,网络教室等形式,尽可能地丰富实验教学的内容,让孩子们在校园里感受实验的乐趣。
①科技馆里感受科技的魅力
我们积极与市科学技术协会取得联系,在他们的大力支持下,参观了市科技馆。在这里将书本上一些枯燥的知识变成了一个个活灵活现的现实。到今天为止这项活动还在进行,我们会分层分批地一直组织下去。
②美丽的植物园――学生天然的植物研究所
为了让学生认识周围的植物,爱护植物,维护绿化,增强爱校意识。我们组织建立了“学校植物园”,采用家校合作的方式,由学生自己管理。定期对植物进行观察,并从形态、特征、习性、生长繁殖期等方面进行记录。除此之外,还对学校及周边(公园)进行植物调查,目的是认识花卉植物的种类,熟记部分植物的名称并对其进行分类,并对获取的资料进行分类整理,撰写调查报告,并进行“植物会”。
③红领巾气象观察站
为激发小学生学习气象知识的热情,进一步丰富实验教学的内容,学校在楼顶东北角建立了“红领巾气象观察站”,组织学生用风向标和量雨器来测风、测雨。添置风向、风速计、温度湿度测量仪、量雨器、最高、最低温度计等设备,让孩子们在学习之余有了学气象知识的实践园地。
④开放图书室、网络教室
学生学习探究过程中,经常会碰到这样那样的问题,许多问题不是三言两语就能够解释清楚的,有许多问题老师自己也存在着疑问,而学生恰对这些问题最感兴趣。比如学习星空这一单元时,许多学生提出了“其他星系中有没有类似地球的星球存在?那里会不会有外星人?”等问题,这类问题单凭课本是没有办法解决的,但可以让学生走进图书室,同时还可以借助网络,让学生带着对宇宙的神秘向往自主搜索信息,激发学生探究科学的兴趣。
2.创建“家庭实验室”,让学生在家庭实验中感受快乐。
除了在课堂教学中的演示实验、小组实验外,还应根据教材内容的需要设计一些课外实验活动,让学生把科学实验带回家,在家中创建“家庭实验室”,在家里开展各种家庭小实验。家庭小实验是课堂实验的延伸和拓展,一些时空跨度大、周期性长的实验,特别适合以家庭为据点予以开展,如种植黄豆,种辣椒等,可以让学生在自家阳台上或院子里进行种植活动;饲养小动物,也是一个耗时较长的实验,这样的实验在家庭进行也是非常理想的一种方式,而且在这样的活动中,学生往往会有意外的发现和收获。同时家长跟孩子一起种植,一起实验,既锻炼了孩子的动手能力,又加强了亲子关系。
3.走进社区和自然,让社区和自然成为学生科学探究的实验室
随着学生年龄的增长,知识的积累,仅仅在课堂上学到的知识已经无法满足孩子探求世界的欲望。只要你细心观察、认真探究,你就会发现科学无处不在。
科学课程标准指出:“科学教学应当是开放的,培养学生的科学素养仅仅依靠课堂教学是不够的。”所以如何有效开展科学学科教学,提高学生探究能力,开放科学实验教学显得尤为必要和重要。科学的感性认识主要靠科学实验提供,重视科学实验是素质教育的重要标志。充分利用科学学科“以实验为基础”的基本特征,挖掘和开发科学实验在研究性学习中的功能,对于改变学生的学习方法,形成终身学习的能力具有重要的意义。精心设计实验,让学生通过亲自参加实验获得知识是搞好小学科学教学的关键。教学实践证明,实验设计的好坏直接关系到教学的成功与失败。
一、实验设计与教学要符合科学学科的特点
一切自然科学都来自实践,都是从科学实验和生产实践中总结发展起来的,小学科学也不例外。教师在教学时,要让学生充分感受到大自然的丰富多彩,培养学生探求自然知识的兴趣、爱好,增强学生学科学、用科学的能力。认识自然始于观察自然,让学生用观察的方法认识自然。
二、实验设计与教学要符合学生的认知规律
教学活动是教师教、学生学的双边活动,学生是学习的主体。教师在实验设计时要充分考虑学生的主体地位,让学生在学习过程中能够通过自己的观察、思考、实验得出结论,达到认识周围自然现象的目的。低年级学生年龄小,注意力不易集中,感知世界往往从兴趣出发,抓不住事物主要特征等特点。设计实验时要采取多种方式,调动他们的各种感官有意识地直接观察事物。
三、做准实验,激发学习兴趣
实验,是科学研究的基本方法之一。根据科学研究的目的,尽可能地排除外界的影响,突出主要因素并利用一些专门的仪器设备,人为地变革、控制或模拟研究对象,使某一些事物(或过程)发生或再现,从而去认识自然现象、自然性质、自然规律。对于小学科学课程中的实验是没有那么高深、系统、复杂,但小学实验同样遵循科学严谨,实事求是的态度。实验的准备、过程、结论是判断一节科学课,是否成功的标准。而实验过程、结论、评价是否准确,也直接影响到学生学习的兴趣,做准实验要做到以下几点:
1、实验前要分工明确、合理
在实验课上我们普遍采取小组合作的方式。通常按照学生不同的学习水平实行分层搭配,可是由于小组成员的综合水平参差不齐,起主导作用的都是少数几人,有的甚至就组长一个人,其他的学生基本上没有动手和发言的机会,常常会出现“权威至上”的小组长或带头人,其他学生的发现和思维也就变得可有可无。有的学生性格内向,同学们说的他们不一定能听懂,最终只能成为看客,从而减弱大部分学生对科学课以及实验的兴趣。而且小组成员之间没有合作好,直接影响实验结果的准确性,故实验前的小组划分要以水平相近为原则,同时还要坚持小组成员明确分工,不能越俎代庖,让学生人人参与到其中来,是激发学生学习兴趣的开始。
2、实验时要合理调控、引导
刚接触科学实验教学时,教师最容易犯的一个错误是喜欢打断学生的实验思路――再补充说明几点注意事项说明的。这样做容易打断实验的连续性,让本就好动、喜欢新奇事物的小学生没有继续坚持做实验的兴趣。有时习惯站在一旁看学生自己摆弄,不说也不做,这也不利于保持学生的兴趣,然而有经验的老师此时不会闲着,他们会很自然地融到学生的实验中,哪个小组材料少了及时给补上,出现意外时引导学生自行解决,让学生把新发现在第一时间记录下来,为接下来的汇报工作奠定基础。对做的好的小组给予积极评价,做的不够好的小组及时给予引导鼓励,让学生感受到自己所做没有白费,感受努力实验过程的开心,加强做实验的兴趣。
3、实验后要及时总结、评价
实验结束后除了学生进行汇报交流,教师还应该及时总结、评价。在关注各小组之间总体情况的同时,也对学生个体做出合理的评价,对于各小组的后进生,采用纵向评价,使每个学生每次实验后都能感受到自己的进步,避免长期只有个别成员受到青睐或者“一美遮全丑”“一人成功全组光荣”的现象发生,这样,不管是好的小组还是相对较“弱势”小组都有得到肯定的机会,学生学习科学课的热情、兴趣就会越来越高
四、做活实验,提高学习兴趣
科学来源于生活,又服务于生活。离开了生活,科学将是一片死海,没有生活的科学是没有魅力的科学。在教学中,要时时领导学生寻找“生活中的科学”、“身边的科学”。尤其是小学科学,在生活中都能找到其原型。若利用身边的材料去设计一些简单实验,寓教于乐,使比较抽象枯燥的知识变得生动而富有刺激性,从而调动学生的积极性,变被动学习为主动学习,提高学习科学课的兴趣。
【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。
首先,小学生科学实验能力并不是仅仅指一项科学实验技能,它是由实验观察能力、操作能力、分析处理数据能力和实验设计能力组成的一种综合能力,这几种能力相辅相成,缺一不可。所以提高小学生的实验能力并不是只提高一种能力,它需要多种能力均衡的发展。小学生对科学实验都具有热情、兴趣等特征。其次,学生对待科学学习的态度以及良好的知识能力和思维能力等都是能提高小学生提高科学实验能力击破点。在教学方法上依据小学生的学习特征运用多样化的指导和教学方法从具体的环节逐步入手,利用小学生对科学学习的热情,激发学生对科学实验进行探究、分析、讨论,从而鼓励学生克服在实验过程中遇到的种种困难,帮助他们逐渐建立自己解决问题的能力,在学生整体科学素质上提高其实验能力。然而,小学生科学实验能力的教学方法也要以培养学生实验基本功为出发点。实验基本功是学生科学实验能力的出发点和落脚点。根据学生实验操作的基本能力开展实验教学不仅密切配合科学课程的教学,而且势必对学生科学实验能力起到帮助和促进作用。
一、注重实验观察的指导
1.激发学生的观察兴趣
小学科学主要是以探究式学习为主的课程,所以观察实验对小学生学习科学课程具有重要的辅作用,并且要对问题对象进行实验操作一定离不开观察。小学生的观察能力并不等同于成年人,但是求知好奇却是小学生独有的特点。依据此特点,需要教师在科学课堂教学中能够极创造或使用生动的、新颖的,具有鲜明特点的感知物来吸引学生的注意力,这种求知好奇的兴趣往往会成为学生主动探究学习的激发点,甚至会在学生探究学习的过程中留下终生难忘的印象,激发他们潜在的探究科学问题的能力。
2.培养良好的观察习惯
活泼好动是小学生年龄阶段的特性,科学课堂也可以说是学生“集体活动”的课堂,它本身不像语文数学课堂那样严肃。正是因为科学课具有活动性的特点,从而导致许多小学生在观察的过程中很难集中注意力去细致地观察某一个对象。其他小朋友发出的声音或者一个小动作就可能学生转移注意力,使其他学生的注意力根本不在实验观察对象上,所以观察内容总是模棱两可,并不完整的。比如在小学科学《材料在水中的沉浮》一课中,有的实验小组实验成功,大家都激动得拍手大叫,转移了其他正在进行实验的学生的注意力。针对此现象,教师应该不断地提醒和鼓励学生不要被外界所打扰,坚持做好自己手中的实验。
科学实验的另一种情况也是在课堂中常见的。当学生看到空的小盒子没有沉入水中获得实验成功,但是他们并没有观察或者思考为何空盒子没有下沉的原因。针对此现象,教师应该在实验前向学生说明实验观察的目的以及让学生了解观察在实验中的重要性。也可以利用奖励机制,将进行实验的素材奖励给实验观察情况较好的学生或者小组,以便激励其他人在实验中进行仔细观察,更好地完成实验观察的任务。另外,也可以设立小组长管理,让组长去监督,督促其他成员,这种方法也会取得事半功倍的效果。
3.变化记录观察内容的形式
在记录观察内容方面大多数学生是被动的,老师让记什么学生就记什么或者有一部分学生出于某种原因不愿意去动笔甚至抵抗去记录实验结果。另一种现象就是每个同学都有记录单,但并不能即时地将观察结果记录下来。在课堂的观察记录中多数是以文字或数字进行记录,针对以上的情况,我们可以用简单的图画或符号来代替文字和数字。这样不但改变了老套的记录方式,同时也给学生带来新鲜感和快乐,图画和符号的使用也让实验记录过程减少了写字的烦琐和形式的枯燥无趣,让学生用自己喜欢的记录方式主动积极地将观察结果记录下来。
二、培养独立实验的能力
1.能够具有创新性思维
创新性的思维能力是在获取知识的过程中发展的,它的形成过程是漫长的,循环往复的,并不是一蹴而就的。其次,学生知识与经验的积累是形成其思维能力的前提。但以小学生的年龄阶段而言,他们创造性的思维能力还是处于较低水平,很难运用已有知识的框架带有创造性地去设计实验。即使小学生会出现创新性的想法,但在科学实验过程中也容易一闪而过,很快遗忘。在实验过程中,学生通常在分组讨论或自由议论时都会提出好的见解,但是当教师让他在全班再说一遍时,学生却不会说或者改变了以前的说法。这是在教师授课中经常碰到的情况。因此,在教学过程中教师应将学生的年龄特点与其思维能力相结合,去激发他们的创新性思维。对学生初步形成的创新性思维要及时地对其进行巩固、反复和运用,对其不断地强化,使这种思维结构在学生头脑中更加清晰和条理化,形成一种固有的能力,進而再进行设计实验的训练。这就要求教师要在教学中应该多加注重对学生进行强化性的训练。
2.能够独立地设计实验
能够让学生独立地做实验是小学科学实验的最终目的。首先,科学实验一定包括设计实验方法、选择实验器材、安排实验步骤、分析实验数据信息以及解决实验问题等等。与此同时,也包括观察、制作、记录等这些简单的步骤。小学生能够熟练地、完整地做好一项实验,并不是简简单单地通过某一个实验就能够全面掌握的。它需要让学生围绕什么是实验、怎么做实验、有哪些实验方法等等几个问题来了解科学实验。达尔文曾说:“最有价值的知识是关于方法的知识。因此,教师应将训练学生如何设计实验和对不同实验应运用哪些方法贯穿于科学课堂教学的始终,在每次科学实验中针对某一方面或大多数学生会在实验中容易出现的问题、易错点进行反复的探究型训练。其次,教师要积极参与到学生设计实验过程和讨论中,及时纠正学生实验操作的错误,因材施教,使实验教学的目的得到真正的落实。不但要让学生学到设计实验时的思想和方法,而且要让学生学会如何选择适当的实验仪器。这样循环往复,日积月累,学生的实验设计思想和方法有了一定的基础,对于以后独立地设计科学实验,将是宝贵的经验财富。
3.能够独立分析解决问题
钱梦龙先生曾指出教学的过程是教师想方设法摆脱学生的过程。培养学生能够独立地解决和分析问题的前提是一定不要让学生产生对教师的依赖感,教师应当适当地“放手”,达到“不教”的目的,让学生在“错误”中成长。错误在实验中可以说是家常便饭,面对错误应让学生学会如果想到实验中可能有错,就要敢于接受错误、检查错误、分析判断、及时纠正。这也正是学生积极思维、理论联系实际解决问题的过程。然而,培养学生独立分析解决问题的能力,也需要教师给予学生充分思考、研究的时间,让学生在实验中亲身体会、感受分析问题的过程。在学生已经掌握了分析问题的一般过程以及相关方法、技巧的基础上,应该多鼓励他们积极主动地投入到实验活动的全过程之中,并留给他们足够的动手实践和独立思考的时间,从而促进学生分析解决问题能力的形成和发展。
三、形成严谨的科学态度
1.即时记录实验数据
在实验学科中,数据起着至关重要的作用,记录实验数据是实验的重要环节,它也是实验结果评价的依据。但由于学生没有严谨的科学态度和良好的实验习惯,小学科学实验记录实验数据这一环节往往会被忽略。其实可以通过记录实验数据来让学生形成好的实验习惯。在这方面,教师要用实验案例让学生意识到实验数据在实验中的重要性。客观真实是实验记录的灵魂,一定要要求学生实事求是地根据实验数据即时地、正确地记录在实验报告单中,有什么就写什么,怎么做的就怎么写。若实验数据有错误时,应让学生养成保留错误的依据,并对其进行分析。通过具体案例让学生明白实验数据是解释实验对象1发生变化的重要依据。
2.分析实验数据
分析实验数据,也是科学实验活动的重要环节。数据分析在科学实验教学中有助于学生寻找规律得出实验结论,也为实验结果提供了重要的实验依据。分析实验数据可以使实验结果变得更具说服力,更真实、更准确。学生在实验中往往会出现误差或错误,对错误的分析不具有科学性,通常会得出五花八门的结论导致实验失去了其真实性。因此,教师需要有意识地引导学生对实验数据的辨别。就分析的内容来看,可以是数据分析过程中具体方法的选择,也可以是整个数据分析的过程,辨别这些数据是否是有效的,是否可以排除。其次,是要留给学生们足够的分析时间和机会,多组织学生进行交流,互相探讨他们的见解等。教师可以通过提问的方式了解学生们分析的情况,及时检查并加以指导。
3.善于表达与交流
学生是否善于表达与交流,也是科学实验的重要环节之一。但在实际教学中很多教师往往忽略了这一环节,对表达和交流缺少应有的重视,大多数情况下是教师说学生听,这就忽略了孩子们表达与交流能力的培养。良好的表达能力取决于两大要素,一是头脑里要有“东西”;二是勤于练习和实践。在科学课堂中学生表达与交流能力,旨在让学生所思所想完整地表达出来,让学生想说,让学生会说。学生在表达与交流前,首先要对自己想要表达的东西在心里有一个完整的概述,对相关的实验内容或结论进行归纳、加工使其能够完整地说出来。作为教师,我们应鼓励每个学生说,给学生提供说的机会,让学生在课堂上畅所欲言。同时也要尊重学生,无论学生说的对或错,都应耐心地倾听。
关键词:科学探究 感受科学 主体发展 契机 融合 素养提升
实验是科学探究的基本方式,学生通过实验不断地体验着成功与失败,不断地认识自我、认识世界,不断地丰富和完善人格的内涵,获得身心和谐健康发展。《课程标准》明确要求“科学课程要从学生的认知特点和生活经验出发,让他们在熟悉的生活情景中感受科学的重要性,了解科学与日常生活的密切关系,逐步学会分析和解决与科学有关的一些简单的实际问题。”学生在家庭背景、年龄、性别、性格和个体发展水平等方面存在的个别差异,对教师的介入提出了较高的要求。教师介入学生实验的支持性策略主要包括以下几个方面。
一、强化学生主体发展,倡导自主探究
教师介入学生实验应秉持“强化学生主体发展,倡导自主发挥”的原则。教师的介入是要为学生实验创设更自由和谐的氛围,为学生的发展提供支持和保障。教师要通过介入实验,支持学生按自己的兴趣、需要和生活经验进行创造性的活动,按自己的意愿设计和生成新的实验方案。教师要鼓励学生自己解决实验中出现的突发问题,让学生在与环境、材料、同伴相互合作的过程中发展自己。同时,分组实验作为学生探究活动的基本形式,更应彰显自由、和谐和创造的“自主探究精神”。
案例:“杯子变热了”实验
交流实验发现。
师:谁来交流一下你们的发现。
生:我们发现蜡烛油都融化了。第一个先融化,然后是第二个、第三个……
生:因为给铜条加热,这一端温度高,然后热沿着铜条传到下一个孔,这里的温度变高了,所以就融化了。
生:从温度高的地方向温度低的地方传递。
师:加热点温度高,后面的部分温度低,然后热又传递到下一个温度较低的部位,其温度有升高的,只要有温差就会出现传递,就像是接力棒一样,依次传递。
实验的过程是不以教师的意志为转移的,原本的观察蜡油的融化现象变成了讨论热传递的方向问题,对教师的指导提出了更高的要求,推动了学生进一步思考实验本质的欲望。面对实验过程中出现的情况,教师通过和学生对话了解实验开展的过程,尊重学生的主体地位和“实验精神”,积极投入实验过程中“生成”的情境,鼓励和帮助学生自主设计、操作实验,享受快乐,体验成功。
二、仔细观察、梳理情景,寻找介入最佳契机
教师介入学生实验时应仔细观察、梳理,寻找最佳契机。学生在实验中常常会遇到困难和挫折。此时,教师一般会想方设法解决问题,使实验进行下去。但也有一些学生会放弃实验。教师要静观其变,留给学生自主解决问题的时间和空间,让学生在尝试中积累经验,学会正确对待困难和挫折。当然,一旦发现学生因实在无法实现自己的实验结论而即将放弃实验时,教师必须介入。
案例:“力在哪里”实验
通过前面几个我们感受力的活动,你发现力对物体的运动有什么影响?接下来马老师想让大家用玻璃球来研究一下力的作用。
1.大家看,现在这颗玻璃球在桌面上静止不动,你能用力让它动起来吗?
提问:谁来汇报一下你是怎样做的?
2.提问:现在我们已经会让静止的玻璃球动起来了,你能让滚动中的玻璃球滚得快一些、慢一些或拐弯吗?
结论:力可以使静止的玻璃球动起来,也可以使玻璃球动得更快些,还可以使玻璃球停下来。力还可以改变玻璃球运动的方向。
在这个案例中,教师通过观察发现实验操作员积极思考生活中常见现象,引导学生讨论和想象,使实验前期知识储备有了突破,保证了实验的顺利进行,充分体现了观察对教师介入的作用。
三、融合多种形式,发挥主导优势
教师介入学生实验应融合多种形式,发挥互补优势。只有灵活选用不同方法,才能有效提升学生科学素养水平,使学生获得成功体验,实现科学教学目的。
教师介入的方式可分为直接介入和间接介入。直接介入,指在不影响学生意愿的情况下,教师通过提示一个问题或建议,给出一个鼓励或参照,邀请一个同伴加入或营造一种气氛支持学生的实验探究行为。间接介入,指教师以同伴身份参与实验,潜移默化地影响学生的实验操作规范准确性以及严谨性,提高学生的实验操作素养。无论是直接介入还是间接介入,都要以不干扰学生实验为前提,以不破坏学生兴趣和实验的操作思路为原则,以让学生获得实验体验以及促进学生实验探究水平的提升和全面发展为目的,在一种自然的状态下进行。
教师介入的方式也可分为情感性鼓励和技艺性帮助。情感性鼓励,即在介入时侧重采用鼓励、融入、暗示、启发、建议和引导等方法。技艺性帮助主要包括示范、参与、帮助、指导和练习等。学生实验需要教师的情感性鼓励和技艺性帮助。
案例:自己动手设计滑轮组
制作滑轮组的几个同学坐在桌子边设计滑轮组方案,教师在一旁观察了许久,发现学生什么也没组装出来。有的孩子开始不耐烦了,流露出沮丧的情绪。这时,教师坐了下来。
教师说:“我帮你们设计滑轮组好吗?”学生立刻说:“好。”教师边示范边讲解,学生边听边模仿,不一会儿,滑轮组就设计好了,他们高兴地进行数据采集的实验探究。
几天后,学生又要设计难一点的滑轮组了,教师把学生的注意力引向一个正在默默地设计方案并实施的同学,并鼓励他们:“每个人都试一试,相信你们一定会成功的。”教师在旁边仔细观察,在碰到困难时给予帮助。果然不出所料,孩子们很快设计出几种很好的滑轮组方案。
从这个案例中,我们看到,由于学生对滑轮组的认识比较抽象,在设计方面难以实现自己的愿望。于是,教师通过技艺性帮助给同学们实验带来了很大的支持。但第二次实验时,教师更多的是鼓励学生摆脱依赖,大胆尝试,并将情感性鼓励和技艺性帮助有机结合,促进学生能力等各方面的发展。
当然,学生实验水平素养和体验并非与教师介入的频率和深度成正比。教师的过度介入往往会干扰、转移或替代儿童原来的活动意向,降低学生的自信心,挫伤他们的积极性。因此,教师介入学生科学实验活动采用以上灵活、有效的支持性策略,适度介入,使科学实验成为学生自主发展的有效载体。
参考文献
[1] 《小学科学课程标准(试行)》
[2] 《谈科学实验与小学科学实验教学》,曾宝骏。
[3] 《实验误差分析和数据处理》
关键词: 实验意外 有效生成 实践研究
一、问题的提出
实验是科学探究的重要手段。然而,科学探究之路并非总是一帆风顺,正如马克思所说:“在科学上没有平坦的大道,只有不畏劳苦沿着陡峭山路攀登的人,才有希望达到光辉的顶点。”虽然科学课堂上的探究过程看似简单,但是“艰难险阻”也难以避免。于是,为了引导学生,我们对课堂上的实验制定了详细的实验方案,但还是会有许多出人意料的事情发生。面对这些意外,有些教师手足无措,有些教师听之任之,有些教师则以最简单的方式将正确的结果“告诉”学生,这些做法我觉得都是不足取的。
《科学新课程标准》指出:“培养学生科学素养的重点不在于科学知识体系的传授,而在于通过引导学生亲身经历科学探究的过程,激发对科学的兴趣,形成科学的态度和科学探究能力。”这种“亲身经历”不仅包含“意中”,还包含“意外”。课堂上实验的“意外”本是非常重要的生成性课程资源。正如著名教育家叶澜所说:“课堂应是向未知方向挺进的旅程,随时都有可能发现意外的通道和美丽的图景,而不是一切都必须遵循固定线路而没有激情的行程。”就因为教师不敢面对而白白浪费,所以课堂失去了许多真情实意,学生也因之失去了获得更大收获的可能。面对“意外”,我们究竟应该怎么做才能化被动为主动,让课堂“因祸得福”呢?
无庸质疑,捕捉这种意外,合理取舍,提高课堂四十分钟的效率,选择有效的信息及时转化为新的课堂教学资源,调整预设的教学环节,进行生成性教学,构建动态的课堂,必将成为我们教育工作者当前的一个重要任务,使得科学教学在更和谐的氛围中更有效地进行。
二、实践研究的实施过程
(一)对实验产生“意外”原因的分析。
科学课上出现的有些实验现象是教师较难掌控的,而且受到不定因素影响又较多。诸如外界的环境因素变化、人为因素差异的影响,这些最终都会在实验中出现意料不到情况,导致难以得出正确的实验结论,从而使实验总结陷入困境。究其原因,主要有以下三类。
1.教师对实验准备不足。
随着时代的发展,学校对科学课的重视已经有了一定程度的提高。但是,某些任课老师对实验重要性不重视,认为实验可有可无,做实验还不如记实验。故而,即使是在上科学实验之前教师也只是草草备课。上课时,则把科学实验草率一做,有的甚至照本宣科连实验都免去不做。如《探究感应电流的大小与哪些因素有关》(科学八年级下册)的实验中,有些教师在研究中发现导线来回切割速度越大,电流表的指针偏转角度越小,从而得到“导线的切割速度越大,感应电流越小”这样一个错误结论。如果这时教师以学校电流表不准确为由加以搪塞,硬生生地把学生的实验结论,结果只能让学生不服、纳闷、迷惑。相反,如果教师静下心来从能量的角度加以分析,学生就会明白导线的切割速度越大感应电流应该越大。这时教师引导学生再实验再观察,不难发现原来是电流表指针显示电流需要一段时间的延后。那么,我们再将两次导线的切割间隙延长点,就观察到电流表指针摆动幅度增大,就会得到“切割速度越大,产生的感应电流越大”的正确结论。
2.教师缺乏做实验的严谨性和科学性。
科学实验的确定,必须是科学的,必须符合科学教育的规律。在整个实验中,教师都要严格遵守科学实验的科学性和严谨性。教师对于科学实验的严谨性和科学性非常重要,这种态度关系到实验的成败,甚至关系到师生的生命安全。科学实验步骤一般可分实验准备阶段、实验实施阶段、实验评价阶段。无论在哪一个环节出错,都会导致实验失败,正可谓“一着出错,满盘皆输”。如我在一节公开课上看到的某位教师用“稀盐酸和石灰石制取二氧化碳”的实验,便是在实验准备阶段缺乏科学实验严谨性和科学性,从而导致直接实验失败的一个典型例子。在这个实验中,教科书上有清楚的演示图片,图片中存储二氧化碳的容器是一个杯口完整的集气瓶,它的杯口能够和其上的玻璃片很好地贴合,防止气体外泄。而该教师则没有遵循实验的要求,在实验中采用烧杯来代替玻璃杯。而烧杯的杯口无法和玻璃片贴合,导致二氧化碳大量外泄,最终致使实验失败。这个实验归根到底是该教师在实验准备阶段的疏忽,而在实验实实施阶段由于没有遵守实验规则而引起的实验失败。这种例子很多,例如在熄灭酒精灯时直接用嘴巴吹灭,在使用玻璃棒进行搅拌时与烧杯壁相碰,在制取氢气时不进行验纯实验。这些小小的疏忽,可能造成大大的麻烦。
3.部分农村学校的实验设备落后。
农村学校的资金短缺,仪器和药品不更新,导致仪器破损或药品变质,实验设备无法跟上实验要求。例如胶头滴管、橡皮管老化,蒸馏水不纯,导线连接点断开,试剂变质,教师所需演示实验的器材不足,演示实验器材的多次轮番使用导致的药品污染,药品放置混乱,等等。如我一次在做《碱的个性》实验时,其中有一个活动题是要求在氯化铁中加入氢氧化钙,观察有什么变化。但是在上课做实验时却没有出现预期的效果,几乎看不出任何变化。我重做了一次,实验还不成功。由于课堂时间比较紧张,我只能向学生说明实验不成功。下课之后,我用排除法重做了几次实验,把酚酞试液涂滴入氢氧化钙溶液中,没有变色,终于找到了问题的症结,氢氧化钙已不显碱性。
(二)应对实验“意外”的几个方法。
实验意外的生成具有突发性、偶然性、不定性。所以,当产生意外时,教师可采用以下几个方法。
1.精“选”。
面对这些措不及防的意外事件,教师要随机把握时机,摸索意外事件的根源。这些意外事件可能与你的设计相悖,或者看似风马牛不相及。教师先不要立即打断学生的思维,应该聆听学生的初衷,然后确定是否与本节内容吻合,再选择去留。
2.问“抛”。
在开放而又真实的科学实验课堂里,学生的一些提问常常突如其来,有时会打断教师思路,甚至会使教师无言以对。遇到这种情况,教师应先估计问题的难易,如果在学生的能力之内,可以大胆地将问题再抛给学生,趁机摸一摸学生的底,让学生在自主研究探索的过程中自己解决、面对问题。教师也可乘机理清自己的思路,看看学生的这一提问是否还有挖掘的可能,这样才可以让学生有更深刻地认识与理解。
3.力“堵”。
学生固然是课堂活跃的基石,课堂所绽放出来的精彩是学生成功的重要成分,但不可忽略的是教师或学生的一个个意外并不都是课堂的精品,更多的是一些稚嫩浅显,甚至是搞坏课堂教学的赝品,直接影响课堂的教学效率。作为教师,在判定其不在有课堂价值的时候,应当机立断将之阻塞,不可拘泥于尊重学生的生成,而任由其发展,使教学走向歧途。
4.慎“疏”。
师之道:传道、授业、解惑。对于已经判断有实用价值的意外实验,教师应努力将实验的本质引导到课本上,与本堂课程的思路相吻合,使之成为教学的一个突破口、一个亮点,激起学生的探索热情、学习的激情,将课堂搞活。
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5.置“搁”。
既然是意外,就不是教师可以控制出现的先后顺序的,很多时候,都不能完全顺应师生共同衍生出来的教学流程。这使得有些实验的意外可能超前了,立刻穿去自然不合逻辑,否则课堂将流落成一块瓜皮,滑到哪里算哪里。此刻,教师应和善抚慰,先往后搁一搁,让学生耐心等待,待时机成熟再作探讨,保护起学生好学、好问的热情。
6.伸“延”。
偶时,师之不遇,切不可强装圣哲,囫囵吞枣,将之所授,此只能害人伤己,耽误育人。教师应放下架子,坦然面对学生,告之学生“知之为知之,不知为不知”的道理。教师应将意外实验的解释后延,或课后上网查阅资料,或与其他教师共同探讨,或待学生再长大些,让事实于之相授,这绝不会影响师生情感。
(三)捕捉实验“意外”,促进课堂有效生成。
下面,我就从教学实验的亲身经历和观摩的案例出发,从实际情况谈谈如何调控实验的“意外”,促进课堂的有效生成。
1.以“意外”激发学生兴趣。
俄国教育学家乌申斯基说:“没有丝毫兴趣的强制本身,将会扼杀学生探求真理的欲望。”而这些实验的意外也往往能瞬间吸引学生的眼球,在课堂上快速地进入学习状态,激发学生持久学习科学的兴趣,所以我们在教学中要紧紧抓住这一点。下面是某教师上《温度的测量》(七上)有关温度计的制作原理的教学过程。
案例一:七年级上的《温度的测量》中温度计的制作原理
器材:吸管、娃哈哈果奶饮料瓶、烧杯、热水。
师:温度计的制作原理是什么?
生:液体的热胀冷缩。
师:液体的热胀冷缩是怎样一个过程?你们想用实验来感受一下吗?
生:想!
师:请利用桌上的器材,自己动手做一个仪器来感受一下热胀冷缩。
学生动手做实验。
①先把吸管插入饮料瓶中(插入吸管后,由于毛细现象,吸管里出现了一小截液柱)。
②学生把果奶浸入热水。
学生:一会儿,大声说道:“下降了,下降了!”
教师非常着急(浸入热水后吸管的液柱怎么不升反而下降呢?和预设产生的结果相反了)
教师让大家继续观察。
生:大声说道:“上升了,上升了!”(出现转折)
师:请大家想一想为什么饮料先下降后上升?
学生产生极大地兴趣,讨论,但得不出好的解释。
教师引导学生得出结论:原来,当果奶刚浸入热水时,外层的塑料瓶首先受热胀大而增加瓶的容积,所以液柱下降;过一会儿,瓶内的果奶受热膨胀,液柱才上升。
通过对这意外问题的讨论,学生在产生兴趣的同时对物体的热胀冷缩的认识更加深刻了,不但没影响教学效果,而且在对实验产生浓厚兴趣的同时又得到了意外的收获。
2.正确引导意外事件,培养学生探索精神。。
许多科学创造发明是从意外情况中获得灵感的,我们在实验中,要像科学家那样,仔细地留意意外情况。教师研究意外情况,适时更改或增加教学内容,是培养学生科学兴趣、引发好奇心、引起问题、引发思考的生动有效的途径。如一位优秀教师在上《指南针为什么指南》一课中,为了让学生体验神奇的磁现象,设计了如下的教学过程:
案例二:八年级下的《指南针为什么指南》中的认识神奇的磁现象
当时,学生已经认识了磁铁有南北两极,探究中还发现了同名磁极相斥、异名磁极相吸的现象。
(师拿出一根没标明磁极的磁铁)问:用今天的知识你能帮助老师判断这块磁铁的磁极吗?
生:能!
师:谁来判断一下?
课代表自告奋勇地上来。
教师把手中的磁铁递给他,但是放手太快了,他没有拿住,磁铁掉在地上,断了。说来也凑巧,刚好从红白的中间断开。
生:老师,你的磁铁南北极分家了,一块只有南极,一块只有北极,哈哈……(其他学生也哄堂大笑起来)
教师(举起两块磁铁)磁铁断了以后,真的是南北分家吗?
学生有的点头,有摇头,有迷茫。
教师见学生的意见不统一,问:何不用实验来证明呢?
全班学生思考后,课代表提出了用指南针来判断的方法。
部分学生还是不相信,提出要用别的方法实验。学生讨论,得出方法:用线系在断磁铁的中间,等它静止后,果然又指南北了。
生:磁铁有点像蚯蚓,断了头长头,断了尾能长尾!
生:如果把磁铁再连接在一起,南极会变吗?
教师演示:小心地将断开处接近。
学生睁大眼睛看着,高兴地叫起来:老师,它们又吸在一起了!
教师再用指南针判别南北极。
这是个典型的实验意外,教师在教学设计时根本就没有预料到这样事情的发生,但凭借教学机智捕捉到这个“意外”,找到了开启学生创造性思维的“金钥匙”,及时进行课堂调控,掀起了课堂教学。
3.巧设意外事件,创造课堂生成性资源。
演示实验一般是教师做,学生观察,有些教师在实验前精心准备,确保实验的万无一失,这是教师教学细致严谨的好习惯,无可非议。但如果每次的实验都是一帆风顺的话,课堂中就缺少了跌宕起伏的经历,学生实验的兴趣就会衰退,慢慢地学生就会沦落为纯粹的观察者、旁观者,而忘了自己也是实验的参观者。如果偶而来次“意外”,则能起到激发学生的有意注意,使学生增强感受力,促进思维活动,加强理解和记忆。如《氧气的制取和性质研究》(八年级下),该实验中有这样一个要求:在实验结束前应先将导管移出水面,然后撤去酒精灯。学生动手实验,常有先撤去酒精灯,由于撤酒精灯和移导管相隔时间很短,水也不会马上倒流入试管,所以学生就不会太重视这个操作规则。为此,我在演示时,故意先撤了酒精灯而不移导管,结果水慢慢流入试管,“啪”的一声,试管破裂,学生惊愕。我趁机提问:“是什么原因造成试管破裂的?如何操作才正确?”学生均能答出。我通过这个“失败”,增加了学生的记忆,达到了教学目的。再如《电生磁》(科学八年级下),如果在演示奥斯特实验中,来个通电后小磁铁不转动,学生就会陷入深思,难道书上错了,我就问:“是书上错了,还是其他原因?”学生议论纷纷作出各种猜测:“可能是小磁铁的问题,它没有磁性?可能是小磁针放置的位置问题?可能是电流太小的缘故?”我再来一次成功的奥斯特实验,讲解奥斯特实验的要求。这样做学生对奥斯特实验的理解和记忆比成功的奥斯特实验效果要好得多。可见,演示实验失败并非都是坏事,只要教师利用好这些“失败”,引导学生分析问题,鼓励学生参与解决问题,最后在全班同学合作中使实验获得成功,使实验的效果更好。在分析问题,解决问题的过程中,教师应让学生感受到科学本来就是不断尝试失败,在失败中不断获得教训,这样一个曲折的探究过程。
4.利用实验意外,引导学生由“经验”上升到“体验”。
在科学的课堂中,由于学生对已有的知识有定性的思维的判断力和课前的预习,这些使得教师在做演示实验时,有些学生已经知道了实验的结论,所以有些学生是带着已知的答案来看老师做实验的。如果出现实验的意外,必然对其已形成的结论产生巨大的冲击。此时如果教师在出现意外时适当地加以引导,必然使学生由“经验”上升到“体验”。如我在上八年级上《大气压》一课中的覆杯实验中,设计了如下的教学过程。
案例三:八年级上《大气压》一课中的覆杯实验
师:大气压究竟是否真的存在呢?老师给大家表演一个小魔术,请你注意观察。
师:老师把杯倒过来,拿开手,请你预测一下,纸片会怎么样?
生:掉下来。
师:请你猜测一下,老师把杯子装满水,盖上纸片再倒过来,纸片将会怎样?
生1:掉下来。
生2:不会掉下来。
演示时由于红片太薄,导致漏气,第一次纸片掉落。
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学生哄堂大笑。
师:为什么纸片掉落?
生1:水没灌满,漏气。
生2:水太重了。
生3:漏气了导致杯内压强太大。
教师表扬学生,灌满水再做,成功。
师:老师把杯口朝向同学、自己和其它方向,你猜纸片会不会掉下来。
生1:会。
生2:不会。
师:你有什么疑问吗?
生:纸片为什么没有掉下来?
师:是啊,纸片为什么没有掉下来呢?哪个同学能帮助她解答吗?
生:因为杯子内是真空。
师:可杯子内有水啊,水可是有重力的。
生:因为大气压托住了纸片。
师:对,在纸片的下方除了空气并没有其它物质,说明是大气压向上托住了纸片。
师:可是为什么当我把杯口朝向侧面,纸片也没掉下来呢?
生:因为侧面也有大气压。
师:对,可见大气压强也是向各个方向都有的。在前面我们学到哪种物质也有这样的性质?
生:液体。
师:是的,液体的内部向各个方向都有压强。
我在教学过程中让学生认知失调,使学生保持高涨的求知心态。多年的教学实践,让我认识到唤起学生学习需求感的因素有很多:课程内容的科学性,知识应用的广泛性,教师语言的形象生动性,等等。但此处我让学生从熟悉的生活现象中有新的发现,而且这发现是以认识事物发展变化和学生认识上已知与未知间的矛盾为契机的,这就再次激起学生对大气压强的好奇,使学生在整节课中始终处在想学、愿学的心态之中。
(四)捕捉实验“意外”教学应注意的几个问题。
1.要有一定的科学素养。
实施捕捉实验“意外”的教学是通过教师引导,师生共同讨论,在实验中发现新的问题。因此,这对师生的要求都比较高,首先学生要有一定的知识基础、思维能力和实验操作技能。其次教师要精心设计教程善于引导,并具有一定的教学机智,否则会延误时间或探索失败,影响教学进度。
2.要动态设计教学环节。
进行捕捉实验“意外”的教学时,一般在课内完成或者在较短的时间内完成。为了能在课堂上进行有效的探索活动,教师要对实验方案尽可能进行充分的预测,精心设计探索过程的每个环节,全程参与、巡视、指导实验过程,以便了解学生实验探索中的典型,为展示点评做好谁备。
3.“意外”的教学要适时适度。
学生个体间的多元差异,为课堂预设提供了更大的空间。认识了解学生的多元差异,揣摩学生个性特质,捕捉个体情感体验、个体认知结构、生活经历积累等差异设计问题,让学生自由地、充分地、全面地调动自己心中的语言储备,调动自己心中的生活积累,捕捉实验“意外”的教学目的,培养学生优秀的思维品质,帮助学生在学习过程中认识、理解、掌握科学的基本概念和规律。教师捕捉实验“意外”的教学要适时适度。教师应该对学生“意想不到”的提问和回答给予积极的反馈和点拨,去粗取精,使某些有益的“意外事件”不因为教师的不敏感而丢失。
三、对实践效果的初步分析
教师平时在上课时应适当地捕捉实验“意外”,和学生一起在实验中讨论“意外”,对此我深有所获。
(一)有助于突破教材的重点、难点。
在实验的“意外”的设计捕捉中,教材的重点、不易解答的难点都是我们捕捉的重点对象。它的形成很大一部分是建立在学生认识模糊,似懂非懂的基础上。它使得学生对原有知识能产生争议,在辩论途中让学生充分证实自己的观点,加深对自己观点的认识。最后,教师应给予指向性的引导,统一认识,突破这些重点、难点。
(二)学生的合作和竞争意识得到加强。
通过优势互补,建立学习共同体,强化教师主导作用的有效发挥,在共同参与中达到相互依赖、相互合作、共同负责、协同发展的目的。意外生成的不定性,促使学生在学习过程中必须相互辩驳、相互竞争、优势互补,达到深化知识,共同提高的目的,如此可让学生的合作意识和竞争意识得到充分的体现。
(三)学生上课的兴趣提高。
为了了解学生是否喜欢上这样的课,我对班中45位学生作了问卷调查,结果如下:
由以上表格可以明显看出,学生对上这样的课兴趣大大增强。
四、结语
“科学是实践性很强的课程,应着重培养学生的科学实践能力,而培养这种能力的主要途径也应该是科学实践”。自主、合作、探究的学习方式特别强调问题在学生学习活动中的重要作用。对偶然的“意外”,教师要勇敢地面对和正确地引导,这能让学生获得远远大于一帆风顺的实验收获:意志将更加坚强,思维将更加严密,体验将更加丰富,对知识的掌握也将更加牢固。从这种意义上说,课堂因“意外”而精彩。
捕捉课堂中实验的“意外”,内涵丰富深邃,捕之不竭。捕捉课堂中实验的“意外”是一门很深的学问,需要我们在实践教学中更努力捕捉、开发,在教学实践中更深入地探究、延展。
参考文献:
[1]科学(7―9年级)课程标准.
[2]给教师的建议.
[3]杨士军.从中考实验操作考试中反思科学实验教学.
[4]陈永远.动态生成:让课堂焕发生命活力.