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《科学课程标准》明确指出:科学的核心是探究。科学教学必须使学生积极体验科学探究的过程,增进对科学探究的理解并初步养成科学探究的习惯,从而培养其创新意识和实践能力,为学生的终身发展奠定基础,为社会的可持续发展提供支撑。基于此,作为科学教学重要手段之一的科学实验,理应由教师演示为主逐步向学生在教师的指导下进行实验探究的方向转化。本文主要从实验形式和方法上进行探讨。
一实验形式
1.模仿实验
《科学》教材为了培养学生的学习兴趣和动手能力,安排了许多演示实验,主要借助学校实验器材来完成,但是有些实验器材是学校特有的,只能由教师来演示或学生在实验室里操作,限制了学生自己动手多做实验的场所。
所以这类实验学生大多是被动的,有的学生为做实验而做实验,缺乏深度,不利于培养学生的创新能力。因此教师应有所改进。
2.简易家庭或生活型实验
做简易实验所需的一些实验器材主要来自生活中的物品,利用身边随处可见的材料进行实验,具有简便、直观等优点。利用日常生活用具做实验也是对演示实验或学生实验的改进,用身边熟悉的物品来代替一些特定的实验室器材,它的科学性和原理没变,实验效果也没变,反而会变得更好。如“自制净水器”,取一个可乐或雪碧塑料瓶,剪去瓶底,瓶口用带导管的单孔塞塞紧,将瓶子倒放,在瓶内由下向上依次分层放置洗净的棉花、纱布、活性炭、石沙、小卵石等,就制成了一个简易的净水器。这个实验加深了学生对水的净化和过滤的理解。又如铁的生锈和防护、炭黑制墨水、煅烧大理石、用易拉罐和醋制取氢气、石墨导电、自制汽水等,都能作为家庭实验让学生进行探究。
3.设计探究性实验
“探究的操作活动包括观察、提问、实验、比较、推理、概括、表达、运用及其他活动。探究是一种思维状态,即好奇心驱使的心理倾向。”“新课程强调的是学生对知识的建构与解读,强调的是学生问题意识、探究能力、解决问题的提升以及严谨、务实的科学态度的养成。而所有这些都必须要让学生亲身体验类似科学家探究的这样一种科学研究经历才能达成,新课程呼唤科学探究!”因此,将一些活动和验证性实验改为探索性实验,
并使学生亲身体验探究的过程,是实验功能得以发挥的
一种策略。
在探究“电流与电压、电阻的关系”时,学生按照教材提示的实验电路和控制变量的实验方法分别测出了在电压不变时,电流随着电阻的变化而变化的数据后,我就指导学生将在实验中测得的数据以函数图像的形式先画出来,然后根据函数图像的形状和学生在数学课上已经掌握的相关函数知识,学生很快就得出了“电压一定时,电流与电阻成反比”的结论。根据同样的方法,学生也很快得出了“在电阻一定时,电流与电压成正比”的结论。运用这种数学分析方法,学生很快就自主完成了“欧姆定律”知识的建构。
4.思考性实验
指不具体做实验,只进行思考,即在大脑中做实验,也即猜想实验。在实验方案设计前要给学生充足的时间猜想,让学生明白所要设计的这个实验的目的是什么,是为了说明什么问题。只有在有猜想的前提下进行方案设计,学生才会有的放矢,才会明白研究的主体。
二、实验教学的几点思考
1.让学生实验是一种快乐的体验
一般学生对实验都比较感兴趣,教师应抓住学生这种心理,充分利用,正确引导,让学生在实验中快乐地体验与学习。可以将一些看不到、摸不着的原理或规律亲自实践,将科学知识和实际生活联系在一起,这样既能玩得高兴,又能学到有用的科学知识。例如,为了判断树叶的蒸腾快慢,可设计把一棵带树叶的小树苗插进一只两端开口的矿泉水瓶上端开口内,并密封上端开口,把矿泉水瓶下端开口浸入水中,改变其他条件,我们可以根据水柱升高的多少判断叶的蒸腾快慢。因此,教师有必要经常演示一些实验,使学生看时感兴趣,课后能仿做,使学生有动手操作的体验,从而提高学生实验能力、动手能力、观察能力以及综合分析的能力。
2.让学生实验后学会总结和反思
实验后引导学生反思实验目的和原理、
实验步骤与方法、
实验现象和规律、实验的异同点、实验拓展与创新等。
让学生深入地反思在实验过程中观察到的现象、实
验条件和实验现象的变化,分析产生这个现象的原因,总结实验规律,掌握科学的测量方法,加深对物理知识和物理规律的理解和应用,增强分析判断能力。
例如,学生在测量小灯泡电阻时发现:加在灯泡两端的电压越高,灯越亮,计算出的电阻值也越大,为什么?
通过反思学生了解到:电压高,灯越亮,灯丝发光时温度也越高,从而使学生加深了对影响电阻大小的因素的理解,并找到了问题的
解决办法:多次测量(且电压变化尽量小一些)取平均值。
对类似实验,可进行联系与比较,引导学生反思实验的异同点,使学生容易掌握实验的本质,理解实验规律,巩固知识与技能。待学生做过“伏安法测电功率”实验后,可向学生提出以下问题引导学生反思:两实验根据的原理、电路图、共同用到的实验仪器、需要测量的相同物理量分别是什么?比较两实验操作方法有何不同?通过以上问题,鼓励学生大胆质疑,发表见解,展开讨论,分析对比,有效地培养了学生思维的深刻性和批判性。引导学生反思
实验拓展与创新,
有利于学生对知识点之间进行沟通,有利于学生深化知识,更有利于培养学生的创造性思维。
3.有效开发家庭小实验,扩大科学探究的功能
教学实践表明,家庭小实验的引入是课堂教学的延伸,是科学探究功能的扩大。它对激发学生兴趣、巩固知识技能、培养能力、开发智力起到积极作用。比如,在讲述铁生锈的条件时,提前一周布置学生完成这样一个家庭实验:把两只铁钉分别浸没在油和蒸馏水中(蒸馏水通过煮沸自来水得到),再取一支铁钉让其一半浸在水中,每天观察三只铁钉生锈情况,并做好记录。这节课上得生动活泼,而学生学得主动。再如,蜡烛燃烧的实验探究,把火柴棒放入火焰中,看哪一层最先变黑。学生发现由于火柴棒表面很粗糙,导致实验现象不是很明显,有些学生就提出可以用表面相对光滑的牙签代替火柴棒。通过实验验证,果真如此。在对未知领域的探索过程中,学生通过自己的实验操作和验证,积极地去思考,去探索,从中就会迸发出更多的智慧火花,而这些火花的积聚会形成创新意识,转化为创新能力。
另外还可开展课外实验活动,扩大科学探究的功能。课外实验活动以组织参观、进行社会调查等多种形式展开。如在学习燃烧和缓慢氧化时,课前布置学生到加油站、仓库、图书馆观察“严禁烟火”标志,到车站了解哪些物品严禁带上火车。通过这些活动使学生感到化学就在身边,化学与生产、生活、社会密切相关,在一定程度上增强了学生关心自然、关心社会的情感.
4.实验探究过程中应注意的问题
第一,不是个个实验都需要探究。
笔者认为验证性实验就不需要设计成探究性实验,因为没有必要,学生也没有这么多时间做实验。
第二,设计的探究实验要适应学生的思维能力。
第三,实验过程要学生之间、师生之间合作。
第四,允许学生在实验探究中失败。
教师可以将失败实验作为课堂生成资源,加以利用。
5.教师要对学生实验加强监督
在整个实验过程中,教师应对学生实验加强监督。实验前检查实验方案,实验中观察学生实验,适当参与和指导,实验后认真批改实验报告,分析实验效果。
以上是笔者从事初中科学实验教学的一点体会。新时期学生认知结构在不断变化,对教师要求也在提高,因此教师要不断更新知识,灵活改变实验教学方法,让学生对实验更感兴趣、更主动,这样,才会是愉快的教与学.
参考文献
[1]魏君湖.如何引导学生进行实验后的反思[J].中学教学参考
一实验形式
1.模仿实验
《科学》教材为了培养学生的学习兴趣和动手能力,安排了许多演示实验,主要借助学校实验器材来完成,但是有些实验器材是学校特有的,只能由教师来演示或学生在实验室里操作,限制了学生自己动手多做实验的场所。
所以这类实验学生大多是被动的,有的学生为做实验而做实验,缺乏深度,不利于培养学生的创新能力。因此教师应有所改进。
2.简易家庭或生活型实验
做简易实验所需的一些实验器材主要来自生活中的物品,利用身边随处可见的材料进行实验,具有简便、直观等优点。利用日常生活用具做实验也是对演示实验或学生实验的改进,用身边熟悉的物品来代替一些特定的实验室器材,它的科学性和原理没变,实验效果也没变,反而会变得更好。如“自制净水器”,取一个可乐或雪碧塑料瓶,剪去瓶底,瓶口用带导管的单孔塞塞紧,将瓶子倒放,在瓶内由下向上依次分层放置洗净的棉花、纱布、活性炭、石沙、小卵石等,就制成了一个简易的净水器。这个实验加深了学生对水的净化和过滤的理解。又如铁的生锈和防护、炭黑制墨水、煅烧大理石、用易拉罐和醋制取氢气、石墨导电、自制汽水等,都能作为家庭实验让学生进行探究。
3.设计探究性实验
“探究的操作活动包括观察、提问、实验、比较、推理、概括、表达、运用及其他活动。探究是一种思维状态,即好奇心驱使的心理倾向。”“新课程强调的是学生对知识的建构与解读,强调的是学生问题意识、探究能力、解决问题的提升以及严谨、务实的科学态度的养成。而所有这些都必须要让学生亲身体验类似科学家探究的这样一种科学研究经历才能达成,新课程呼唤科学探究!”因此,将一些活动和验证性实验改为探索性实验,
并使学生亲身体验探究的过程,是实验功能得以发挥的
一种策略。
在探究“电流与电压、电阻的关系”时,学生按照教材提示的实验电路和控制变量的实验方法分别测出了在电压不变时,电流随着电阻的变化而变化的数据后,我就指导学生将在实验中测得的数据以函数图像的形式先画出来,然后根据函数图像的形状和学生在数学课上已经掌握的相关函数知识,学生很快就得出了“电压一定时,电流与电阻成反比”的结论。根据同样的方法,学生也很快得出了“在电阻一定时,电流与电压成正比”的结论。运用这种数学分析方法,学生很快就自主完成了“欧姆定律”知识的建构。
4.思考性实验
指不具体做实验,只进行思考,即在大脑中做实验,也即猜想实验。在实验方案设计前要给学生充足的时间猜想,让学生明白所要设计的这个实验的目的是什么,是为了说明什么问题。只有在有猜想的前提下进行方案设计,学生才会有的放矢,才会明白研究的主体。
二、实验教学的几点思考
1.让学生实验是一种快乐的体验
一般学生对实验都比较感兴趣,教师应抓住学生这种心理,充分利用,正确引导,让学生在实验中快乐地体验与学习。可以将一些看不到、摸不着的原理或规律亲自实践,将科学知识和实际生活联系在一起,这样既能玩得高兴,又能学到有用的科学知识。例如,为了判断树叶的蒸腾快慢,可设计把一棵带树叶的小树苗插进一只两端开口的矿泉水瓶上端开口内,并密封上端开口,把矿泉水瓶下端开口浸入水中,改变其他条件,我们可以根据水柱升高的多少判断叶的蒸腾快慢。因此,教师有必要经常演示一些实验,使学生看时感兴趣,课后能仿做,使学生有动手操作的体验,从而提高学生实验能力、动手能力、观察能力以及综合分析的能力。
2.让学生实验后学会总结和反思
实验后引导学生反思实验目的和原理、
实验步骤与方法、
实验现象和规律、实验的异同点、实验拓展与创新等。
让学生深入地反思在实验过程中观察到的现象、实
验条件和实验现象的变化,分析产生这个现象的原因,总结实验规律,掌握科学的测量方法,加深对物理知识和物理规律的理解和应用,增强分析判断能力。
例如,学生在测量小灯泡电阻时发现:加在灯泡两端的电压越高,灯越亮,计算出的电阻值也越大,为什么?
通过反思学生了解到:电压高,灯越亮,灯丝发光时温度也越高,从而使学生加深了对影响电阻大小的因素的理解,并找到了问题的
解决办法:多次测量(且电压变化尽量小一些)取平均值。
对类似实验,可进行联系与比较,引导学生反思实验的异同点,使学生容易掌握实验的本质,理解实验规律,巩固知识与技能。待学生做过“伏安法测电功率”实验后,可向学生提出以下问题引导学生反思:两实验根据的原理、电路图、共同用到的实验仪器、需要测量的相同物理量分别是什么?比较两实验操作方法有何不同?通过以上问题,鼓励学生大胆质疑,发表见解,展开讨论,分析对比,有效地培养了学生思维的深刻性和批判性。引导学生反思
实验拓展与创新,
有利于学生对知识点之间进行沟通,有利于学生深化知识,更有利于培养学生的创造性思维。
3.有效开发家庭小实验,扩大科学探究的功能
教学实践表明,家庭小实验的引入是课堂教学的延伸,是科学探究功能的扩大。它对激发学生兴趣、巩固知识技能、培养能力、开发智力起到积极作用。比如,在讲述铁生锈的条件时,提前一周布置学生完成这样一个家庭实验:把两只铁钉分别浸没在油和蒸馏水中(蒸馏水通过煮沸自来水得到),再取一支铁钉让其一半浸在水中,每天观察三只铁钉生锈情况,并做好记录。这节课上得生动活泼,而学生学得主动。再如,蜡烛燃烧的实验探究,把火柴棒放入火焰中,看哪一层最先变黑。学生发现由于火柴棒表面很粗糙,导致实验现象不是很明显,有些学生就提出可以用表面相对光滑的牙签代替火柴棒。通过实验验证,果真如此。在对未知领域的探索过程中,学生通过自己的实验操作和验证,积极地去思考,去探索,从中就会迸发出更多的智慧火花,而这些火花的积聚会形成创新意识,转化为创新能力。
另外还可开展课外实验活动,扩大科学探究的功能。课外实验活动以组织参观、进行社会调查等多种形式展开。如在学习燃烧和缓慢氧化时,课前布置学生到加油站、仓库、图书馆观察“严禁烟火”标志,到车站了解哪些物品严禁带上火车。通过这些活动使学生感到化学就在身边,化学与生产、生活、社会密切相关,在一定程度上增强了学生关心自然、关心社会的情感.
4.实验探究过程中应注意的问题
第一,不是个个实验都需要探究。
笔者认为验证性实验就不需要设计成探究性实验,因为没有必要,学生也没有这么多时间做实验。
第二,设计的探究实验要适应学生的思维能力。
第三,实验过程要学生之间、师生之间合作。
第四,允许学生在实验探究中失败。
教师可以将失败实验作为课堂生成资源,加以利用。
5.教师要对学生实验加强监督
在整个实验过程中,教师应对学生实验加强监督。实验前检查实验方案,实验中观察学生实验,适当参与和指导,实验后认真批改实验报告,分析实验效果。
以上是笔者从事初中科学实验教学的一点体会。新时期学生认知结构在不断变化,对教师要求也在提高,因此教师要不断更新知识,灵活改变实验教学方法,让学生对实验更感兴趣、更主动,这样,才会是愉快的教与学.
参考文献
[1]魏君湖.如何引导学生进行实验后的反思[J].中学教学参考