初中科学实验步骤范文
时间:2023-10-25 17:24:02
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篇1
初中科学课程内容丰富,涉及了物理、化学、生物等学科知识,而这些知识一般都是以实验的形式出现的,或者必须要通过实验才能掌握其中的原理和现象。可以说,实验是初中科学教学中不可或缺的重要组成部分。然而,目前实验教学受到时空、实验条件与教学方式等问题的制约,陷入低效的困境之中。现代信息技术的飞速发展,可以弥补传统实验教学缺陷,有利于建构初中科学实验高效课堂。
一、初中科学传统实验教学问题现状
(一)过程性问题多
实验一般分为前期准备、过程演示和实验结果等部分组成,在传统课堂上,实验的开展呈现的主要是前期准备情况和实验结果,过程演示环节比较薄弱,很多化学反应、物理现象是瞬间完成的,很难完整、详细的呈现出来。这样,实验过程就失去的应有的价值和意义,很多教师会放慢实验步骤,引导学生仔细观察,但是却也无法回避实验过程的问题。
(二)教学手段单一
传统科学实验课堂上,实验过程主要是教师演示,由学生观看,并且主要借助一些简单的实验仪器,让学生观察实验所用的器具,这种实验教学往往比较生硬,与其说是实验,不如说是实验器具展示课,基本上都是采取填鸭式教学,学生的主动性不强,缺乏参与意识。随着信息技术的发展,多媒体手段已经广泛应用于课堂,但是在实验课上却依然采取单一的实物演示、学生被动观看的方式,使得教学手段单一的局面依然存在。
二、利用信息技术建构初中科学高效实验课堂
(一)创设逼真有趣的教学情景
教学是需要一定情景的,学生置身知识具体应用现象之中,才能更好的感受到实验的无限乐趣,也才能快速的进入到实验状态之中。在初中科学课堂上,很多实验是可以具体实践的,但还有一些实验是较难在课堂上完成的,很多科学现象学生也无法直接观察,所以很难用传统实验器具体呈现,而利用视频材料播放,可以让学生置身其中,产生身临其境的美妙感受。如物质微粒结构、宇宙、星球的运动,船通过船闸的航行过程,静电的应用与防护等,可以运用现代信息技术展示,让学生对知识有初步的了解,这样不但能够开拓视野,而且也激发了学生的参与兴趣,使得很多无法在课堂上做出来的实验,能够通过逼真的情景再现。在科学实验中,教师也可以在实验开展之前,利用多媒体播放实验背景与应用情况,然后再引入具体实验,这样学生便会在具体情景之中,充分激发出学习兴趣和求知欲望,让实验更加轻松有效,学生也会更加重视。
(二)增强科学实验的可视效果
在初中科学教学中,实验演示主要是让学生观察到具体的实验步骤、过程中产生的现象、最后导致的结果等情况,可见实验演示是必须直观呈现在学生面前的,这样才能让学生带着思考,通过观察来进行分析,从而掌握实验现象背后的知识。传统实验的可视性较弱,一般实验条件简陋,教师实验过程不是每一名学生都能够清晰的观察到的,也就因为实验演示可见度低,影响科学教学质量。而运用现代信息技术,则能够有效避免这种不利情况的出现。如可用实物投影仪、视频实验播放的形式,让实验现象能够更清晰和细致的呈现。
例如,在讲授《电生磁》教学内容时,奥斯特实验、直线电流磁场及通电螺线管磁场的分布规律实验演示,实验缺乏清晰的可视效果,坐在前面的学生无法看清楚,后面的学生更无法观看,而且教师也无法拿给每一名学生看,这是条件不允许的,那么学生们实验学习效果就会大打折扣,实验也就失去了原有的作用。而借助视频录制的方式,在多媒体屏幕上播放,或者是用实物投影试验台同步呈现,那么实验就会清晰的展现在学生面前,教师的实验讲解也更加细致深入,会收到良好的实验教学效果。
(三)丰富科学实验教学的载体
教学实践证明,对于初中科学实验来说,现代信息技术可以打破传统实验课堂教学模式单一的不利局面,促使学生能够借助声音、图像等信息技术因素,可以弥补传统实验无趣的弊病,而且传统实验无法对那些微观的、空间的、地域的、假设的内容进行模拟,而用教学挂图方式呈现也不尽人意,具体的形象感较差,而这些问题都可以借助信息技术解决。在现代信息技术的支持下,可以让实验能够以更加生动多彩的方式呈现,也能够将实验步骤更加细腻的演示,现代信息技术能够整合网络资源,利用动态呈现的方式展示实验过程,让实验中关于大小、时空、速度方面的变换更好的呈现,揭示事物现象的本质和发展变化。
总之,在现代信息技术背景下,初中科学应与丰富多样的信息技术相结合,这样才能激发学生参与兴趣,使得原本复杂的实验问题简单化,动静结合的在屏幕上展示其过程、工作原理,促使学生能够打破时空限制,从而培养更强的创新意识,更好地树立学习科学知识信心。
参考文献:
篇2
关键词:初中科学课;实验教学;演示实验;探究实验;设计方案
科学课是初中基础教育的重要组成部分之一,新课程教学改革提出:科学课程要培养学生的创新意识和实践操作意识,使学生逐步领会科学本质,初步养成关注科学问题的习惯,形成科学的态度和价值取向。教师要在课堂教学过程中利用实验,将抽象的理论知识生动地展示给学生,帮助学生掌握解决问题的科学方法。演示性实验和探究性实验是当前初中科学课程最常见的两种实验手段,在实际教学过程中,我们发现当前如何就这两种实验模式开展高质量的科学课程教学这一问题,仍旧需要持续探讨。
一、当前初中科学实验课存在的问题
学生主体地位不够凸显是当前初中科学实验课最明显的一个问题。实验课上,教师忙碌地为学生演示实验,学生在下面吵做一团,感兴趣就听,不感兴趣就不听,不配合教学活动。学生在课堂上未有效地参与实验过程,实践操作技能和创新意识没有得到良好培养,实验教学失去了根本意义。
二、如何提升初中科学实验课教学质量
第一步:设问
问题是推动实验课程的根本动力,没有一个值得探究的问题,实验就没有开展的必要。在初中科学实验课程教学过程中,教师可以提出问题让学生探究,学生也可以自己发现问题展开探究。从本质上说,新课程教研改革提倡构建“教师主导,学生主体”的新型课堂模式,因此在设问环节,教师最好让学生自己思考,引导学生依据提示设计问题。
例如,在八年级《空气与生命》一章的教学过程中,当设计“空气”一节相关内容的实验活动时,教师可为学生布置观察任务:看一看课桌椅上的钉子,仔细观察,与同学们分享自己的发现。教师提示学生观察钉子,相当于给出大方向,学生稍加思考就会发现暴露在空气中的钉子会生锈,而钉入木头里的部分是不生锈的。教师再给学生10分钟讨论时间,让学生就原因展开交流,头脑风暴中学生可总结出不同的原因:可能是空气中氧气的原因,也可能是空气中水分的原因,又或许是木头材质的原因。这些原因并没有对错,学生可针对自己所猜测的原因进行探究,以证明自己的结论是否正确。
好的探究问题,对于推动实验课程顺利开展有着重要意义。之所以倡导学生主动提出实验问题,目的是为了培养学生的实验兴趣,促使学生在实践探究过程中享受到解决科学问题的成就感。实验课教学过程中,教师既要说,也不能说得太多。学生始终是探究主体,是课堂的主人,带着自己发现的问题进行实验,不仅可以调动学生参与探究的积极性,同时也方便学生在自己的知识体系和能力范围内设计实验步骤。
第二步:方案
学生在教师的提示下发现问题后,接下来要做的就是方案设计。方案设计在整个实验过程中起着至关重要的作用,有计划、有针对性、有步骤的方案对于优化实验过程、提高实验效率有着重要意义。正所谓“不打无把握之仗”,有效的方案设计对于指导实验活动具有决定性意义。很多教师在教学活动的开展中没有关注到方案对学生实验的重要意义,导致实验活动的无序性,耽误教学进度。
实验方案的设计,应详细考虑本次实验所需要的器材、实验所需要搜集的材料、实验步骤、实验中可能遇到的问题及解决办法、实验安全等问题。在探究“铁钉为什么会生锈”的实验活动中,教师应当指导学生设计严谨细致的实验方案:本次探究主要采用对比实验方法,猜想铁钉在拥有水和氧气的情况下会不会生锈,实验需要准备三个玻璃瓶、三枚铁钉、纯净水、植物油等器材,分别在三个玻璃瓶内放入水和铁钉、干燥剂和铁钉、植物油和铁钉,观察10天之后撰写实验报告。
在“铁钉为什么会生锈”实验方案设计上,教师应充分考虑时间问题,本次实验反应时间较长,因此要提前几天准备。在玻璃瓶中分别投放水、干燥剂、植物油的过程中,学生需要注意将瓶塞塞紧,确保外部空气无法与铁钉接触。还有,第一个瓶子里水是完全没入水面还是一半没入、一半暴露在空气中,学生是否在第三个瓶子里用纯净水将铁钉完全浸没再滴植物油等问题,教师都要在其设计的实验方案中查看。学生可以将自己的实验方案在黑板上进行展示,结合班级同学的评价和教师建议进行完善、改进。
在具体实验操作过程中,学生受知识水平和实验经验限制,会疏忽实验的具体执行问题,如果不提前设计好方案,等到实验过程中发现问题再去改正,就会耽误实验进度。方案设计过程中,教师要为学生提供可供参考的实验材料,帮助学生顺利完成方案设计。设计实验方案之前,教师可引导学生根据以往实验经验,回顾过去实验过程中出现的问题完善设计方案。
学生在尝试独立设计实验方案的过程中,需要反复查阅大量资料,从各个方面考虑实验过程中可能出现的问题及解决措施,在不断的质疑过程中,学生的科学探究能力和知识嫁接能力可以得到有效提高。
第三步:操作
确定实验方案之后,接下来就需要开展具体的操作活动。在实验类型选择上,当前初中科学课程多以演示性实验为主,忽略了学生在实验操作过程中主观能动性的发挥。探究性实验对于培养学生自主思维能力、科学探究精神具有重要意义,初中科学实验不应出现教师一个人唱独角戏的情况,学生应当是实验课堂的主人,教师要将实验课堂归还给学生,使学生在实际探究中掌握科学本质。
学生依据设计方案展开实验活动的过程中,教师要注意对学生进行实验安全的指导,初中七年级科学实验课上,学生做种子的萌生发芽、观察蜗牛与蚯蚓等实验时,需要用到酒精灯、稀硫酸、稀氢氧化钠溶液等化学器械和试剂。七年级学生刚刚接触实验,非常容易在探究过程中发生安全事故,如酒精灯的熄灭方式、稀硫酸试剂的使用等问题,教师都需要在学生操作过程中给予
关注。
当学生进行实验操作时,教师尤其需要注意关注学生实验报告的填写情况。很多教师和学生都不重视实验报告对于实验工作的重要性,这是不正确的。很多化学反应现象稍纵即逝,如果不做好记录工作,就不能保证实验顺利完成。有些学生等到实验都结束了才在报告上匆忙添上几笔,这无益于提升学生的探究能力。教师要指导学生观察实验过程中发生的每一个细微变化,并将其细致生动地记录下来。实验结束之后,学生要在教师的带领下对实验报告进行全面分析,探究每一个细小实验变化发生的背后所蕴藏的科学内涵。
初中科学实验课程要以探究活动为核心展开教学,实验过程中,教师应充分发挥学生的学习主体作用,让学生积极主动地参与到观察、操作、记录、反思等实验过程中去,亲身感知实验所产生的各种现象,提高获取科学知识的能力。学生学习动机的产生取决于其是否对所学内容感兴趣,提升初中科学实验课教学质量,教师还要从激发学生探究兴趣入手,尽量以学生喜闻乐见的方式组织实验活动,使学生在探究活动中体会到成就感,促使学生主动投入到实验活动中。学生的学习情况因个体差异表现出明显的个性化特征,初中科学实验课堂如何有效提升教学质量,仍旧需要教师根据学生实际情况,因地制宜、量体裁衣,做出策略性调整,促进教学质量的提升。
参考文献:
[1]陈建苗.初中科学教学中问题教育法的探究[J].新课程学习(学术教育),2010(6).
篇3
关键词:初中科学; 科学实验; 高效课堂; 优化教法
中图分类号:G633 文献标识码:A 文章编号:1006-3315(2012)05-021-002
科学离不开实验,初中科学更是以实验为基础的综合性学科,在初中科学教学中,实验教学不仅是重要的教学手段,也是重要的教学内容,它是教师提出问题、分析问题、解决问题的方法之一。作为科学教师,要立足于科学实验教学,借助科学实验,引领高效课堂;利用科学实验教学,推进素质教育进程,激发学生学习积极性,培养学生兴趣;优化实验教法,提高实验效率,培养学生创新思维能力和观察能力,那么,如何借助科学实验,引领高效课堂呢?笔者认为应该弄清以下几个方面的内容。
一、科学课程实验教学的意义
实践是检验真理的唯一标准,实践出真知,实践在科学教学中的具体体现就是实验教学,任何科学理论的提出必须要先经得起实验的检查,由此可见科学教学中实验教学的重要性。素质教育的提出,新一轮课改的实施,把学生的综合实践能力的培养提高到了一个前所未有的高度,而提高综合实践能力最直接的手段就是实验,实验教学也是新课程标准中知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观得以实现的重要方法之一。
实验教学是初中科学教学的重要手段,它在教学中发挥着巨大的作用,具体表现在以下四个方面:1.认识问题的功能,表现在通过科学实验理性地认识科学原理和科学概念,为学好科学课程提供了条件;2.发现问题的功能,表现在实验教学中,学生通过亲手操作实验,从中发现存在的问题,进而提出问题,展示交流;3.分析问题的功能,表现在实验教学为学习科学提供了方法论,它不仅是一种实践活动,也是解决科学问题的方法;4.激励学生的功能,表现在培养学生学习兴趣,强化学习动机,为课堂教学创设教学情境,培养学生观察能力、实践能力和自学能力。在具体的教学实践中,实验教学之所以如此的重要,是因为它发挥着其它教学手段无法比拟的优点。
1.实验教学直观易懂
实验教学在初中科学教学中不仅是教学的手段,也是教学的重要内容,好多的概念和理论都是通过实验提出的,科学教学离不开实验,实验不仅能增加学生的知识,锻炼学生的能力,而且能够调动学生学习的积极性,激发学生学习的兴趣,使学生获得了思维和能力的发展。科学课程有很多抽象的内容,学生难以理解透彻,利用实验教学的方法学生就很容易接受,例如,开水不响、响水不开的沸腾实验,密度大小的实验,铁丝在氧气中燃烧的试验等,让学生在轻松愉快的氛围中,直观形象地掌握自然科学知识。
2.实验教学操作性强
科学学科对于学生的动手能力有一定的要求,在教学中要注重学生的操作技能的培养,科学实验的操作性强,为学生动手能力的锻炼提供了一个平台,这种实际的操作能力,适应素质教育的要求,为学生今后走向社会,走向工作岗位奠定了基础,换句话说,实验教学是提高学生综合实践能力的最有效的途径之一。
3.实验教学激发兴趣
要使学生学好科学科目,就必须先使他们爱上科学,对科学感兴趣,而激发学生学习兴趣最好的方法就是科学实验,例如,往水中加入生石灰的清水变牛奶的实验,一下子就调动了学生的学习积极性,激发学习动力、培养学习兴趣,有利于变被动的要学生学为学生主动要学,把教学变为学生自主学习,能够发挥学生的主观能动性,激发其探索求知的欲望,提高课堂的教学效率。
二、优化实验教学的方法
初中科学教学中的实验教学的确有着其它教学手段无法超越的优越性,但是,在实际的操作中,科学教育工作者还要不断的钻研教材,研究新的教学方法,分析班级学生的学习情况,具体问题具体分析,因材施教,不断地优化实验教学的方法,以期让实验教学发挥更大的优势,在教学的实践中,笔者的具体做法如下。
1.改进教学方法,提高实验效果
在以往的教学实验中,往往是教师先设计好实验的步骤,为了节省器材或时间,实验只是教师或极少数同学的台上表演,其他同学只是观众,导致学生的积极性不能很好地调动,实验的效果无法充分地发挥出来。课堂上学生是学习的主人,教师的教是为了学生的学。所以,教师不如改变以往的教学方法,把试验的权利下放给学生,让学生分成小组,课前给学生实验的内容,让小组查阅资料,讨论一套实验的方法,设计好实演的步骤,课堂上操作实验,交流展示,讨论分析,最后教师再进行点拨,充分地调动学生的积极性,发挥学生的主观能动性,提高实验效果。
2.优化实验演示,增加可见度
科学课本上的实验很多,由于条件和时间的限制,不可能每一个实验都由学生来完成,很多的时候,实验的内容都是由教师做演示实验来完成的。但是,演示实验有个很大的弊端就是可见度低,所以,要提高演示实验的效率,就要增加它的可见度,笔者在教学实践中是这样做的。首先,充分利用现代化的教育手段,如投影仪、多媒体,对一些体积较小和不容易观察的科学实验,借助于多媒体进行放大,像镁条的燃烧,速度很快,可以借助于多媒体,把燃烧的整个过程分片段进行演示,学生可以很清楚地看清镁燃烧的火焰;其次,利用颜色的差异,提高对比度,增强可见度。比如,红色比较醒目,在做热胀冷缩的试验中,教师可以把透明的水中加入红色墨水,增强可见度,这样,试管加热的时候,学生可以很清楚地看到红色液体流出的现象,最后总结出热胀冷缩的原理。
3.拓展课外实验,丰富第二课堂
科学实验不仅是课内的,而且可以拓展到课外,课外实验就像是科学的第二课堂,教师充分利用好这个第二课堂,可以提高学生的兴趣,丰富教学的内容,节约课堂教学的时间,深化巩固课堂教学的内容,同时,也有利于提高学生的动手、动脑的能力。
拓展课外实验,丰富第二课堂,教师可以从以下三个方面入手:(1)把一些需要器材少的,反应时间长的,操作程序简单的实验放手给学生课外做,例如,植物的向光性,需要很长时间去观察,醋的挥发性,需要的器材很简单,这样既锻炼了学生的动手能力,也增加了学生的见识;(2)组织科学兴趣小组,或者科学驿站,每周定时举行活动,给所有爱好科学的学生提供一个互相学习、互相探讨的机会,同时也方便学生把所学的知识运用于实践,增强了知识的运用能力;(3)举办综合性实验竞赛,将知识性、趣味性、科学性融为一体,为初中科学高效课堂奠定基础。
三、以实验教学促进学生能力的发展
素质教育要求课堂教学要以促进学生综合素质的发展为前提,任何教学手段都要本着促进学生全面发展的原则,为学生的终身发展奠定基础,初中科学教师要优化教法,提高课堂教学效率,就要利用实验教学促进学生能力的全面发展。
1.培养学生的自学能力
科学实验教学充分的体现了新课标的精神和素质教育的要求,实验教学激发了学生主动参与的热情,培养了学生的自学能力,学生自己动手,自己去探索、研究、总结,就可以从实验中获得新的知识和能力,他们的思维得到了锻炼,而且还培养了实验探索的精神。在实验的过程中,学生通过实验发现问题,然后分析问题,最后又通过实验解决问题,他们结合所学的知识,归纳总结得出实验结论,掌握一种独立思索的自学能力。
2.提高学生的创新能力
实验教学把课堂的主动权还给了学生,学生有了自由发挥的空间,他们的兴趣更浓,创新动机更加强烈,很多时候学生们会给教师提供一些奇思妙想。例如,做压力试验的时候,一位学生就想到利用废旧的日光灯管做大气压力的实验,这样就可以利用身边废旧的器材,还有在做沸腾实验时,出于节约时间方面考虑,一位学生建议用醋做实验。由此可见,科学实验教学提高了学生的创新能力。
3.锻炼学生的实践能力
初中科学具有很强的实践性,抓住这一特点,教师要在教学过程中注重培养学生的动手实验能力,实验教学是学生课堂和课外的一种特殊习题,这种习题比较特殊,是学生理论与实践相结合的一条纽带。科学书本知识是为课外实践服务的,学生借助于实验来解决实际的问题,通过解决现实的问题来提高自己的实践能力。例如,学生调查周边的环境污染问题,找到污染的原因,搞清污染的源头,自己利用书本知识设计解决污染的方案,借此提高自己对书本知识的运用能力。
4.增强学生的合作能力
现在社会是一个高度协作的社会,要学会生存就要先学会合作,合作能力是一个现代社会优秀人才必须具备的素养,新课改也要求在教学中灌输小组合作的能力,而科学课程中的实验教学刚好满足了对学生合作能力的锻炼。在科学实验教学中,教师把学生分成四人一组,选出一个组长,由组长给每个组员安排相应的工作,小组成员协作在最短的时间里,最成功地完成教师布置的任务,这样就使学生懂得了只有小组成员相互配合,分工到位才能提高工作的效率。
由以上的几个方面可以证明,实验教学的方法不仅能够提高提高学生兴趣,激发学生的内在动力,而且能够促进学生全面素养的提高,是引领高效课堂的有效方法。
四、科学实验存在问题及对策
初中科学实验虽然越来越受到教育工作者的关注,但是,在教学中仍然面临着很多的问题,具体表现在以下几个方面:1.受应试教育的影响,很多的教师认为实验的操作过程浪费时间,吃力不讨好,他们只重视实验的结果而轻视过程,在教学中教师往往采用让学生背实验的方式,这样就忽视了学生的动手操作能力;2.有些学校对科学实验不够重视,投入不够,导致实验仪器配备不齐全,很多的实验无法有效地开展;3.在实验教学的过程中,教师忽视了学生的主体地位,把实验教学变成了一个人的表演,学生成了名副其实的观众,这样就无法发挥学生的主观能动性,调动不了学生的兴趣,失去了实验教学应有的优越性;4.多媒体对实验教学的冲击,利用多媒体教学可以更加直观、更加形象地了解实验的全过程,超越了时间和空间的限制,使教学更加高效。
针对以上问题,笔者经过多年的教学实践总结出了一套应对科学实验教学存在问题的对策:首先,学习先进的教学理论,完善自己的教育观念,注重在教学中体现学生主体地位。提倡素质教育,关注学生的全面素养的提升,摆脱应试教育思想的影响,充分地认识到科学实验教学的巨大作用;其次,向学校领导争取更多的科学实验投入资金,购买更多、更加先进的实验器材,满足新教材对实验的要求。同时,也可以发动学生收集一些简单的实验器材,例如,灯管、饮料瓶、蜡烛、针线、沙子、干电池等,为以后的实验积攒器材;再次,掌握现代教育手段,在实验教学中引入多媒体教学方式,认真研究实验教学和多媒体教学,找到二者的理想结合点,以达到实验教学中利用多媒体提高课堂教学效率的目的。
总之,实验教学既是科学教学过程中的重要教学环节,又是重要的教学手段,它是素质教育和新课改背景下行之有效的教学方法,作为一名初中科学教师,我们应该站在更高的角度,以全新的教学理念来武装自己,优化实验教学,提高课堂实验的有效性,让初中科学实验教学顺应时代的发展,成为引领高效课堂的翅膀,让初中科学教学走上一条高效发展的道路。
参考文献:
[1]刘莲萍.关于提高初中科学课堂教学有效性的思考[J].考试周刊,2009(20)
篇4
1.在初中科学实验中存在排斥现象
初中实验,由于受中考升学率的考核影响,呈现的大多是验证性的实验,对于多数学生的学习情绪调动不充分,课堂气氛凝固;由于实验结果没有悬念,所以也就缺乏创新,学生的探究精神被抹杀。再加上教师受传统的课堂实验的影响,教师实验的探究需求往往是面向成绩比较优秀的学生,成绩不是很好的学生往往只有靠边观察的份,初中科学实验存在着对差生排斥的现象。
2.在初中科学实验中存在歧视现象
由于教育理念和“应试”惯性,教师在实验的过程中时不时地流露出“恨铁不成钢”的情绪,例如在全体同学面前展示学习不好学生的实验或成绩,用歧视的语言和动作对待学习不好的学生;主要的实验操作总是叫成绩比较优秀的学生表演。诸此之类的行为是对成绩不理想的学生的一种歧视。
3.在初中科学实验中存在分类现象
现在的初中科学实验中,确实存在着许多的分类现象,例如男女生的分类、优差生的分类、亲近与疏远生的分类等等。笔者认为在科学实验教学改革中,教师首先要更新教学观念,以“全纳教育”思想洞悉新课程的核心价值,注重全体学生探究新知的经历和对获得新知的体验,实现结果和过程并重,使探究性实验面向全体学生,使每个学生都能参与实验、学会科学探究方法,培养科学素养。
二、主要概念的内涵
1.探究性实验
探究,就是探索研究。而探究性实验是在假设的指引下,探究科学结论形成和发展的过程,是学生作为知识的探索者和发现者,实现自主研究的过程。
现代建构主义理论认为:教学是教师的价值引导与学生自主建构的辨证统一过程。这意味着从为掌握知识而教,转变为长远发展而学:在教师引导下学生在交往互动中进行主动探索和自主建构,也意味着教师角色的转换――从知识的提供者变成学生学习活动的协作者、组织者、促进者、引导者。而探究式学习正是新课程倡导的主要学习方式,所以,教师如何进行有效地探究性实验教学成了必须研究的课题。
2.全纳教育理念
全纳教育是1994年6月10日在西班牙召开的“世界特殊需要教育大会”上通过的一项宣言中提出的一种新的教育理念和教育过程。它的主要观点就是我们的学校教育要“容纳所有学生,反对歧视排斥,促进积极参与,注重集体合作,满足不同需求,是一种没有排斥、没有歧视、没有分类的教育”。
尽管“全纳教育”是针对“残疾人的教育”而提出的观点,但是现在已经有人这样评价:“21世纪的教育是全纳教育思想指导下的教育。”我国正在进行素质教育和课程教学改革,素质教育的目的与全纳教育的目的实际上是一致的。素质教育要改变过去那种以考试分数为唯一指标的应试教育。这种应试教育就是一种排斥人、歧视人、筛选人的教育,这也是与全纳教育观点背道而驰的。因此,我们实施的素质教育无疑也为全纳教育提供了一种很好的条件。反过来,全纳教育的开展也会促进素质教育的进一步深入。
三、“全纳教育”思想指导下的探究性实验教学策略
科学探究是有意义又富有挑战性的。根据“全纳教育”的理念,我们在初中科学实验探究的设计和实施过程中,应该确定哪些作为探究内容,如何捕捉时机切入探究,如何引导学生设计探究方案,等等都值得每位教师思考。
(一)凸现“人权观”理念,形成问题情境、因势切入,使人人产生实验探究的欲望
根据“全纳教育”的思想,我们的初中科学实验教学中应该创造出一种“全纳”的氛围,在这种氛围中,每个人参与实验的权利都得到充分的保障,班级和同学要欢迎每一个人,每一个人都属于集体的一员。尤其是教师,要牢固树立接纳所有学生的思想,逐步创造条件,满足学生的各种不同的探究欲望。
1.设计问题情境,使学生人人参与探究,解决认知疑惑
“教育时机论”研究表明,学习中如果能有效地捕捉住探究契机,就能提高探究的有效度,从而获得最大教学效益。科学探究必须抓住学生的疑惑作为切入点,在立足教材中探究素材的基础上,尽量捕捉课堂上的生成资源,因势切入科学探究。
【案例1】 《浮力》的教学
在定量实验并记录如下表格中的数据后,让学生猜想影响浮力大小的物理量有哪些?
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根据表格数据,多数学生认为浮力大小与物块浸入液体的体积以及液体的密度有关。到此是否意味着就可以归纳出阿基米德定律了呢?答案为“不是”。因为物体的形状、质量、密度、浸入液体深度等因素都会干扰结果的得出,学生心中还有很多困惑。教师可利用“困惑”设置矛盾冲突,引导学生进一步进行实验探究。
①通过对比分析表格中1、2的数据,排除“物体体积”这一个因素
②通过对比分析表格中2、3的数据,排除“深度”这一个因素
③换用等体积的金属铜柱进行实验,对比实验2中的数据,排除“质量”因素
④用橡皮泥形变前后对比实验,从获取的数据中分析排除“形状”这一个因素
科学现象往往是错综复杂的,一个科学现象涉及多种因素,这些因素中既有与问题的本质相关联的量,也有无关联的量。以上案例就是利用学生认知上的疑惑,成为科学探究的良好切入点。
2.抓住意外问题及时生成,满足学生的探究需求
课堂是动态的课堂,科学实验的过程也是如此,教师要及时抓住在实验过程中的“意外问题”及时生成,在解决问题的同时以满足学生的探究欲望。
【案例2】 NaOH与H2SO4的中和反应
在学习“NaOH与H2SO4中和反应”时,需要滴加指示剂酚酞试液,学生都能理解酚酞试液的指示作用。可是有一位同学不经意提出“为什么要先向NaOH溶液内滴加酚酞试液,再滴加H2SO4溶液?可以将滴加酚酞试液与H2SO4溶液的顺序调换吗?”这个问题是一种意外。从知识角度看,只要能够说明NaOH能与H2SO4反应就可,是“次要”的问题,可以置之不理。可是笔者正是抓住了这个课堂意外切入探究,设置了问题“先滴加H2SO4溶液后滴加酚酞试液,酚酞试液不变色,是否能说明NaOH与H2SO4恰好完全反应?请设计实验加以说明。”学生根据酸、碱的通性设计了许多可行方案,真正体会了先加酚酞试液的意义。教学的追求是在最适合的时机,让学生们进入情境之中经历探究的乐趣。
(二)实践“教学观”理念,使人人掌握实验探究的方法
在我们初中科学实验教学中,教师应该根据“全纳教育”的教学观,精心设计实验,教给学生实验的方法。
1.挖掘问题实质,使学生在实验探究中学会变量的寻找和处理
“全纳教育”的课程教学观与我国课程改革的指导方针是一致的。课程教学改革的重点是更加关注从学生的经验出发,促进学生自己建构知识;课程是为了学生,而不是学生为课程而学习。所以初中科学实验教学首要考虑的是怎样使学生学会正确分析数据,掌握变量探究的思想和方法。
(1)通过学生的对话、交流,在实验探究过程中寻找变量。在学生的科学探究活动过程中,变量的寻找是一个非常重要的环节。对儿童心理认知的发展研究表明:儿童寻找变量的过程,一定是和他的生活经验相连接的。也就是说,当一个孩子或一个学生没有这部分生活经验的时候,他是没有办法去找寻出这些变量的。所以教师可以创设情景为学生“铺路搭桥”,学生透过情景,把沉淀在大脑深处的“已知”翻上来,实现生活与教材的对接。再与科学概念、科学知识的对接与融合中重新建构新的认知。
(2)通过教师的有效引导,在实验探究中正确处理变量。当学生找出了变量以后,就需要考虑分离变量,即排除无关变量,确立相关变量。实质上当学生分离的时候,需要有一个“筛子”来去伪存真。提供怎样的“筛子”,就是老师的教学策略和教学方法。当学生提出众多变量时,首要的任务是引导学生学会分类,这也是学生自主探究必不可缺的最重要的技能之一。分几类,怎么分,需要教师引导学生找出这些变量之间的相关性,即这些变量之间的内在联系,需要教师渗透探究策略和方法。比如选择正反两方面例子,有步骤地变化因素,选择反例,考虑不同的可能性,诱陷,推导错误结果等等。
2.鼓励人人参与,使学生学会选择实验装置和实验方法
实验能力是一种综合能力,其中实验设计的能力(其中实验装置和实验方法、步骤的选择是实验设计中的一个重要环节)是实验能力的核心,是知识与能力的桥梁。一个实验的设计是否科学、合理,是决定这个实验能否确保班级学生人人参与的关键。全纳教育主张在学校中要创造一种关注每一个人、加强合作、反对排斥和歧视人的氛围,并按照学生的不同个性和需求来进行教学,促进所有学生的参与,发挥学生的主动性和创造性,因此实验的设计尤为重要。当探究思路确定后,应当选择适当的实验材料、仪器和装置。教师应结合质疑、对比、实践等方法引导学生选择实验材料、仪器、装置的方法和依据。
(三)根据“价值观”理念,开放合作,使人人体验成功的乐趣
“全纳教育”主导的价值观之一是倡导集体合作观。通常,在我们的学校班级中,如果有学生在学习上产生了困难、往往被认为是学生个体的事,属于个人的问题,解决的办法也仅仅是关注他的个人问题。而“全纳教育”认为,在学校班级里,学生的学习或活动有困难或有问题,这不仅仅是他个人的问题,也是班级集体的问题,因此需要开展合作学习,以增加每个学生探究实验的成就感。由于每位学生都参与了实验设计和操作过程,在展示成果时神采飞扬,在评价别人方案时,说得头头是道。说明通过这样的方法,将“全纳教育”的理念运用于学生的探究实验教学,效果明显。
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关键词:初中科学;实验效果;兴趣引导
本文倡导利用日常器具做实验――实验室的课程资源不仅限于实验室的现有设备,学生身边的物品和器具也是重要的实验室资源。利用日常器具做实验,不但具有简便、直观等优点,而且有利于学生动手,发展学生的实验技能,培养学生的创新意识。因此,研究开发低成本实验,是基础科学教育改革的一个重要方向。
一、变废为宝,提升实验效果
低成本实验一方面通过利用生活中的廉价材料开展物理实验教学以解决或缓解实验器材短缺问题,满足经济落后国家或地区中学开展科学实验教学的需要;另一方面通过利用生活材料、物品或器具做物理实验,以提高学生对科学的学习兴趣、培养学生的动手能力和实践能力。在设计低成本实验中要体现三条原则:(1)制作材料低成本;(2)制作过程低成本;(3)教学演示低成本。
如在七年级上第三章第一节“地球的形状和内部结构”这一课的学习中,教师可以带领学生变废为宝,利用纸带做成地球的形状和铅笔,大家一起来感受地球的形状和两极特点,给学生讲解地球赤道稍微有些鼓,两极略扁的形状特点以及与地球自转的关系等。如在七上第四章第一节“物质的构成”中给学生准备针筒,用针筒抽取5毫升空气,前端用手指顶住,使其密封。用另一只手慢慢推活塞,你能将空气压缩到几毫升。步骤2:将5毫升的空气改为5毫升水(将水倒入小烧杯便于抽取),步骤同上,你能将水压缩到几毫升。对比过后,让学生亲身感受到气体的分子间空隙比固体和液体要大的特点。本实验既体现出实验器材简单方便又能给学生留下对抽象的微观世界不同状态下分子间距离特点深刻的印象。
二、兴趣引导,激发实验热情
教师在进行实验教学时,要根据学生的思维特征,利用实验激发学生的探究欲望,提升他们的动手实践和积极思考的本领。如进行探究压力的作用效果影响因素教学的时候,教师可以利用学生的好奇心做个令学生感觉咋一惊的实验。实验准备两只高脚杯、一根粗细均匀的木板和一把铁锤(见下图)。首先让学生预测铁锤用一定力敲木板,实验可能出现的现象。教师再通过实际演示操作后出现的现象,进而结合学生分析后得出结论,解释马戏团表演中的胸口碎大石原理。教学效果可想而知,通过教学使学生对知识的掌握上升到一定的理解水平,进而推动学生把所学的知识转化为实际应用能力,培养学生的观察能力。使得其以后可以更好地学习科学知识,同时也为学生乐于利用身边的简单物品设计低成本实验打下坚实的基础。
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三、巧妙应用生活常用物品进行试验
低成本实验也是一个可以利用生活物品代替某种实验器材的实验形式,它能够解决个别地区教学器材缺乏的困难,并能够在一定程度上节约实验的时间,同时能让更多学生感受动手实验的乐趣。如在能量转化专题内容或内燃机原理教学中,我们可以用一个常见食品外包装盒、一枚小铁钉和一个打火机的电子点火器,再往盒内滴几滴酒精盖上盒盖。然后用手充分摩擦外盒表面后,再按下电子点火器,就可制作出内燃机工作转化的实验效果,并且装置可以重复使用。这个实验的优点是器材很常见,在课堂上甚至每个同学都可以拥有一套这样的器材,并同时进行动手实验,而且实验成功率很高,实验效果明显、印象深刻,实验原理又包括多个教学知识点的应用,教学中起到一举多得的作用。
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四、简单实验,探究自然现象
美丽的彩虹是大家在雨后常见的,但是很少有学生会了解彩虹的形成原理,于是在学习光的反射和折射时,教师可以让学生自行准备好塑料瓶和一张白纸,带领学生将塑料瓶装满水,在阳光照射下观察白纸上呈现出的光带。反复地把塑料瓶及白纸的位置进行调整,一起探究分析形成彩虹的原因。这个实验所用的实验工具都是学生了解常用的物品,探究的也是常见的自然现象,通过这样的实验,可以提高科学实验的真实感,缩短生活与科学实验之间的距离,使学生了解学习源于生活,生活应用于学习的科学道理。
五、科学实验与生活息息相关
在实验中当学生已经明确了实验的方向,这个时候教师就应该引导鼓励学生设计低成本实验的情节和流程,为学生自行动手做出一个完美的铺垫。因此教师常可利用学生所学内容,让学生回到家中对一些较为常见的物品进行利用、设计、发明等。这样既可为学生在家中进行低成本实验做出完美的铺垫,又可利用这种动态化的教学,为学生带来视觉冲击,使得学生更好地理解低成本实验设计、应用。
初中科学课程中的低成本实验设计作为一种方便快捷的实验方式,不受时间和地点及材料的影响,学生想做就可以做。科学实验可以激发学生的好奇心理,推动他们的学习热情,这种实验方式只要教师运用得当,学生的科学学习就会得到长足的进步,对于他们以后的发展将产生积极的影响。
参考文献:
[1]郑蓉梅.开发奇妙的物理实验资源[M].北京师范大学出版社,2005.
[2]黄国雄.重新发现物理实验[M].高等教育出版社,2007.
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关键词:科学实验;环境教育;绿色化
初中科学实验包括学生分组实验、课堂演示实验和学生随堂实验。许多科学实验中蕴藏着环境教育的因素,也是直接影响环境质量的因素。例如氧气的制取与性质实验、检验SO2-2离子的实验等等。所以在科学实验教学中渗透环境教育就显得直观、生动,使学生在学习、掌握知识的过程中提高环境素养。在科学实验中主要通过以下三个环节来进行环境教育。
一、改进实验,加强环境教育
目前全国数以万计的高校、中学的化学实验室每天排放着各种各样的污染物,这样“聚沙成塔”的污染,成分复杂,累积效应强,而又容易被人忽视。因此在2000年举行的全国绿色化学工作会议上,专家呼吁应立即采取应对措施。其中一条提出各中学、高校应推广“微型化学实验”和“小量化学实验”。两者的优点是减少试剂用量,降低实验费用,降低实验排废量,减少环境污染,缩短实验时间,且安全可靠。
采取微型实验,减少药品用量。微型化学实验是在微型化的仪器装置中进行的化学实验,是一种新兴的实验方法。其特点是仪器微型小巧,所需试剂用量少、浓度低、反应快,减少了燃、爆、毒、腐蚀等危险性,污染显著减少。有一些实验我们根据实际需要,先用化学方程式从理论上计算出所需反应物的量,然后据此控制用量,从而达到节约药品、减少污染的目的。如硫在氧气中燃烧时,按常规实验,每次反应需要硫粉0.3-0.5克,反应后生成的二氧化硫为0.6~1克,而在微型实验中仅需硫粉为0.02克,反应后生成的二氧化硫为0.04克。这样不仅试剂用量少,而且排污量大大降低,对师生的健康有利,也使其对环境的污染降至最低。
改进实验设计,强化环境教育。一些有毒物质参加化学反应或生成的实验,长年来一直危害着教师和学生的身心健康。若将这类实验进行改进,使操作更合理有效,又能控制或避免排污量,提高环保意识,培养学生相应的素质,以适应现代文明之需要。例如磷、硫分别在氧气中的燃烧实验,可以改为:用一倒立的无底集气瓶,内装水或稀氢氧化钠溶液,用单孔橡皮塞、导气管与制取氧气装置相连接,用玻璃棒蘸取少量硫粉或红磷(也可以用微型燃烧匙取),在酒精灯上点燃后立即伸入倒立的无底集气瓶中,产生少量的有害物质大部分溶解在液体里,不仅现象明显,还控制了有害物质的排放量,而且还可以进行反复演示,加深印象,操作便捷,安全可靠。
充分运用多媒体实验教学,改进实验,加强环境教育。可将一些试剂耗量大、价格昂贵、毒性大、对环境污染严重且不易控制的化学实验采用计算机模拟实验,让学生在计算机上操作也能达到身临其境的效果,运用科学的手段来实现化学实验“零排放”、“零污染”,它将对化学实验绿色化,对环境保护、增强学生的环境保护意识起到了不可低估的作用。
二、注重实验过程,把环境教育落到实处
实验教学可以使学生通过表象增强直观的感性认识,进而能培养学生观察、描述、分析问题和解决问题的能力。从实验教学过程中落实环保行为可从实验目的、原理、步骤等多方面展开。
科学实验中,要求学生做到基本操作正确而且规范化,使学生在药品的取用、物质的称量、液体的量取和转移、物质的加热,玻璃仪器的洗涤、液体的过滤等做到动作准确、操作熟练、运用灵活。若将药品规定了用量和浓度,既方便施教,又方便操作,更易让学生接受、观察和记忆。从而培养学生严谨的实验态度和科学的实验方法,同时节省药品,减少污染。
许多学生不明确为什么要严格控制试剂用量。例如在检验SO2-2离子的实验中,学生往往加入较多的BaCl2溶液。事先应向学生们简要介绍钡化合物中毒性最大的是易溶于水的BaCl2,水体中含钡最高允许浓度,为1.0mg/L,过量的BaCl2溶液转入废液,会造成潜在的水质污染、土壤污染。并且讲述硫酸钡是溶解度很小的不溶性盐,加入少量的BaCl2就可观察到不溶于稀硝酸的白色沉淀。这样既节约了试剂用量,达到了实验效果,又减少了环境的污染。
三、及时、妥善处理实验废弃物,实现实验绿色化
培养学生严谨的实验态度和科学的实验方法,并正确引导学生妥善处理化学实验的废弃物,这既提高了学生的实验能力,又提高了学生的综合素质。同时增强了实验本身的科学性,为实验的规范化,绿色化奠定了基础,也有利于树立学生自觉的环境保护意识,为减少环境污染提供了重要保证。特别是化学部分的科学实验中要产生大量的废弃物,如不及时处理随意排放,久而久之,不仅对环境造成污染,而且会淡化学生的环境意识,养成不良习惯。科学实验废物主要有三类:废渣、废液、废气。废渣的处理一般较麻烦,能够回收的直接回收,不能回收的进行掩埋、焚烧处理。而且初中科学实验生成物是纯固体的较少,大多混在其他液体中成为废液。而对于废液和废气来说种类比较繁多,性质比较复杂,下面将对这两类废物进行分类处理。
由于在实验过程中所产生的废液其组成经常变化,所以我们处理前必须充分了解废液的性质,分别处理。在处理中应考虑尽量加入量少而无害易处理的药品,减少和防止再生有害废液的排放,认真考虑一些贵重药品的回收问题,对一些用量较大的有机溶剂,也应尽量回收利用,再焚烧其残渣与实验过程中沾有的有害物质的滤纸,包药纸等废弃物焚烧后一起做深埋处理。这样对实验废弃物进行无害化处理既可培养学生良好的实验习惯,又使学生学到实际应用技术,还可节约资源,变废为宝,化害为利。
目前有很大一部分师生没有意识到化学实验中尾气处理这一问题的重要性,普遍认为有些气体如CO2、N2、CH4、H2等无毒,因此,就无须进行尾气处理,殊不知温室效应正是因为CO2、CH4等气体的超量排放所造成的恶果。有些人甚至对―些直接对人体有害的气体如HCI、SO2等的排放也等闲视之,认为这类气体在实验中排放量小,不会造成多大污染,在实验室中习惯把尾气甩入通风橱,这种做法也是不正确的,一样会造成环境污染。
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关键词: 科学实验复习的方法 科学实验复习的建议
按照考纲的要求,教材中的实验是复习的重点。由于初中学生掌握知识需要领会、巩固和应用这三个基本环节,复习属于巩固的过程,再加上初中学生“易遗忘、不懂得深层理解”的学习特点,本人结合实践谈谈对科学实验复习的方法的分析和研究,并且提出几点可行性的建议。
一、实验复习的方法
俗话说“一个先生一个法”,假如复习方法得当,往往事半功倍。由于初中科学实验内容具有“多而浅”的特点,也使得复习方法具有多样性,本人认为采用下列复习方法效果是比较好的。
1.系统复习法进行复习
这个方法具有普遍性,在阶段性复习的第一轮时比较适用,主要以复习课的方式进行。复习时教师可以打破实验的编排程序,根据内容整理出提纲,并确定重点。
2.练习法
复习简单的实验时,因为经常练习或者学生对实验中的基本概念、原理、操作方法等已十分了解,且应用起来有较容易,在这种情况下就可以通过练习的方式来复习。复习时,可根据考纲要求,选择代表性的题目,以实现查漏补缺。采用这种方式复习时,要防止搞题海战术,造成不必要的时间浪费。比如这样的知识点就可用练习法快速复习:
(2006年温州市)下列实验操作规范的是(B)
3.实验重现法
由于电教设备的普及,大大提高了教与学的效率。实验资料表明:学生听视觉结合记忆的效果可达83%。因而,要提高学生的课堂记忆效果,必须充分发挥学生视听感觉器官的功能,而媒体设备恰具有这一功能。而对于实验复习课,利于媒体设备能在短时间内把实验步骤、操作注意事项、实验过程再次呈现,优化复习效果。比如“电学”部分就可以通过这种方式来复习。通过这种形象记忆,可使学生对所学过的知识深刻领会,轻松实现温故而知新。
4.类比归纳法
在实验的复习中应注意对知识进行系统的类比和归纳,以、灵活把握、举一反三。比如复习一下实验时:氢气、氧气、二氧化碳三种气体实验室制备装置的比较;实验室制备氧气操作中的“两个先后”与氢气还原氧化铜操作中“两个先后”的比较;伏安法测电功率、电能表法测电功率方法的比较等都可以用这种方法。比较法的适当运用,能产生“是在比中清,非在比中明”的特殊效果。
通过以上几种复习方法,多数学生能系统地掌握初中阶段的实验基础知识和基本操作技能,而且能熟练地应用这些知识来解释生活中某些现象及进行一些简单的操作。
二、实验复习的建议
教学过程是由老师和学生共同完成的,其中学生主观的努力起着决定性作用。因此,在复习过程中教师除了在复习方式方法上下功夫而外,还需想方设法调动学生的学习积极性,以达到最佳的复习效果。因此,本人提几点关于实验复习的几点要求和建议。
1.学生的自主复习要做在课前
复习课最大的忌讳是“老师牵着学生的鼻子走”。初中学生大部分不可能在一节课内都神贯注地听讲,有些重点也许就在学生走神的时候被遗漏了,从而使得复习效率降低。而防止此类情况发生的最佳方法就是学生复习做在课前。在复习课前,教师应该有所要求,比如要求学生针对实验“用了什么方法”、“在怎样的条件下”、“观察到什么现象”、“是怎样分析的”、“得出什么结论”、“与以前实验有何异同”等问题进行预结,并以填空的形式整理成实验笔记。在完成上述铺垫工作的基础上,带着问题来听复习课,即可着力扫清实验知识结构中的“盲点”,弥补知识上的不足。
2.学生会研究,会总结
实验题型有很多种,从考试内容上看,可分为仪器使用题、基本操作题、实验设计题、实验探究题等。这些学生总结起来并不难,但对于解题思路、注意事项、巧妙应用等就要求学生针对个人的解题特点不断地在练习过程中加以总结归纳就存在一定的难度,那么教师的在方法上的指导就显得尤为重要:比如,解题步骤通常是:①看清题目的条件,找出关键的词或句做上标记;②分析清实验过程出现现象的变化过程;③建立合理的解题模型。
3.加强师生、生生交流
复习过程中,教师还要善于和学生进行交流。比如,有些成绩的较好的同学,在复习过程中会有担心别人超过自己的顾虑,从而保持“保守”的姿态,如此,容易影响同学间的关系,不利于复习气氛的形成。教师可以走到学生中间去,不仅可以在学习方法上的指导,而且可以进行思想上的沟通,帮助学生形成良好的互助学习氛围以及正确的竞争意识。
总之,在初中科学实验中,蕴含着许多科学方法,教师既不能忽视它,也不能唯方法讲方法,要时时做有心人,把握时机,把方法渗透到教学活动中,恰当点拨,就能不断提高学生的科学探究能力。
参考资料:
[1]范金凤.怎样进行初中物理总复习[J].教书育人,2003,(11).
[2]钱莉.浅谈初中物理实验的复习[J].黔南民族师范学院学报,2003,(03)
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关键词:观察和实验;科学发展观;能力培养
初中科学是一门以观察和实验为主要教学手段的科目,它的主要任务是帮助学生认识一些自然的现象和科学的发展规律,树立正确的科学发展观。在我国的九年义务教育初中科学教学大纲中有提及这方面的内容,说初中科学教育应当以观察和实验作为基础,老师应当通过大量的案例和实验,使学生对科学事实形成正确的认识,这种认识是学生学习科学发展规律的必要基础,观察和实验对于提高学生的观察力和实验能力,培养实事求是、刻苦努力的科学态度,培养学习兴趣都有着很重要的促进作用,老师在实际教学中要大大加强观察和演示实验,这样才能使学生更好地学习科学文化知识。
一、初中科学演示实验对学生的重要性
学生学习成绩的好坏主要由学生的自身思维和学习兴趣所决定,而初中科学演示实验的教学方法不但能很好地培养学生的学习兴趣,更能拓展学生的思考和观察能力。初中生的年龄一般在十四至十六岁,他们的思维大都在最开始的由形象思维到逻辑和抽象思维的转变阶段,在很多情况下依靠自己的习惯和认知去分析判断事物,不能很好地从科学事实上判断事物的本质,很多人在某些时候产生的第六感便是由于对科学事实的认知不足而导致的。中学生在初始阶段的思维特点是对一切新生的事物都有很大的好奇心,特别是对自然界中的现象和规律的探索欲望。
但是,虽然有强烈的好奇心,但缺少一定的耐心和探索深度,对一些自然规律的认识仅仅停留在表面,无法触摸到事情的本质,此时,老师便应该在课程教学中不失时机地进行科学引导,通过演示实验的教学方法来满足和开拓学生的好奇心,从而培养出对自然现象的兴趣和奉献科学的精神。例如在课堂实践教学中,学习有关大气压强的知识,问怎样利用大气压强使鸡蛋自己掉到瓶子里?怎么样让鸡蛋自己从瓶子里吐出来?演示过程是这样的:首先把一块浸了酒精的棉花点燃,放进瓶子里,把煮熟的鸡蛋剥了壳放在瓶口,一会儿火焰熄灭,瓶子冷却,里面气压变小,大气压就会把鸡蛋压进去。把瓶子倒过来,鸡蛋在瓶口,在瓶子外面用热水浇,几分钟后里面的空气经过受热而膨胀,就把鸡蛋从瓶子里吐出来了。在老师的生动讲解和及时引导下,学生不但明白了这个实验的原理和操作过程,也对大气压强的学习产生了浓厚的兴趣。在这堂有趣而生动的课程上,学生精力旺盛,注意力集中,得到了前所未有的收获。
注重培养学生的学习兴趣和实践操作能力,对于教学工作来说是非常重要的。爱因斯坦曾说:“兴趣是最好的老师。”从心理学角度来说,兴趣能使人更加专心致志,从而提高工作和学习效率。从记忆角度来说,人类大脑中的左右脑分工不同,记忆力也不同,对于生动形象的事物有着更好的记忆能力,因此,自然现象和自然规律应当以演示实验的方式授予学生。
二、对演示实验创造技法的探索
著名的瑞士儿童心理学家皮亚杰曾旗帜鲜明地提出内因和外因相互作用的发展观,即心理发展是主体与客体相互作用的结果。主客体相互作用主要有以下三点:(1)在心理的形成与发展中,主体和客体之间是相互联系、相互制约的关系,即两者相互依存,缺一不可。(2)主体和客体之间存在着相互转化的互动关系。(3)主体和客体的相互作用受个体主观能动性的调节。心理发展过程是主体自我选择、自我调节的主动建构过程。因此,演示实验对于学生学好自然科学是非常重要的。以下几种试验方法非常值得学习:
1.对比法
顾名思义,对比法就是通过对事物与事物之间进行对比,使操作者心理上产生强烈的差异感,从而达到增强记忆力的方法。
例如在化学试验中为了证实氧气的密度大于空气的密度而设计对比试验,实验的器材是:(1)已经装满氧气盖上玻璃片的集气瓶两个;(2)木条一根;(3)火柴;(4)酒精灯;实验的演示步骤是:(1)取一瓶收集满氧气的集气瓶A,将瓶口向上,移去玻璃片,经过一段时间后,将带火星的木条伸入瓶中;(2)另取一瓶收集满氧气的集气瓶B,将瓶口向下,移去玻璃片,隔相同的时间后,将带火星的木条伸入瓶中。通过对比观察实验的现象得到的现象是:A中带火星的小木条复燃,B中带火星的小木条不会复燃。由此可以得到结论A中由于氧气的密度比较大,瓶中氧气浓度足够使小木条复燃,而B中由于氧气密度大而在集气瓶倒置时氧气大量散出,因此带火星的小木条不会复燃。在这个实验中,通过对比A和B中带火星小木条的复燃情况使我们对氧气的性质和特点熟记于心。
2.强化法
强化法也是非常容易理解和使用的,在实验中把一些关键因素加以加强和放大,或是对一些非关键因素减少描述,从而使要研究的东西得到凸显来达到加强记忆力的方式。在使用这种方法时,应先了解什么属于关键因素,什么属于非关键因素,分析他们的特点,然后通过凸显或者降低的技法来达到强化的目的。例如通过证实物体受到的浮力等于物体自身所受的重力的实验。
“曹冲称象”的故事流传至今,最为人称道的是曹冲采用的方法,在古时候没有大型的称重仪器,于是他便把船上的大象换成石头,而其他条件保持不变,使两次的效果(船体浸入水中的深度)相同,于是得出大象的重就等于石头的重。大象在船上时,大象和船的总重等于船受到的浮力;把大象换成石头,石头和船的总重等于船受到的浮力;船上放大象和船上放石头,船排开水的体积相同,船受到的浮力相同,所以石头和大象的重量相同,此方法便证实了漂浮在液面上的物体受到的浮力等于物体自身的重力。其中通过减少一些工具(非关键因素)而凸显出物体的浮力和自身所受的重力(关键因素)来达到强化的目的。
3.扩展法
在实际教学时,由于受教材和实验工具的影响,老师在演示实验中采用单一的、习惯性的思维模式进行演示实验无法发挥更大的作用和影响力,因此需要扩展试验结构和模式来达到目的。例如,运用下面的小实验来证明大气压强的存在:
首先是准备工作:玻璃杯1个,细长瓶颈的玻璃瓶1个,一定量的水,然后开始向瓶子里注满水,将玻璃杯倒扣在瓶口上,把玻璃杯与瓶子一起倒置过来,将玻璃杯搁置在水平实验台上。这个时候老师应当引导学生思考:水会从玻璃杯里溢出来吗?这时向上提一下瓶子,当瓶口离开玻璃杯中的水面时,瓶子中的水又会流入杯子里一些,当玻璃杯中的水淹没瓶口,瓶子里的水就会停止流出。此时我们会发现当瓶口在玻璃杯中水面的上方时,瓶子里的水就会流入玻璃杯里,只要瓶口低于玻璃杯口边缘的高度,玻璃杯里的水就不会倒满;出现这种现象的原因就是倒置装满水的瓶子时,水会流入玻璃杯里,玻璃杯里的水淹没瓶口时,水会从瓶中流出,瓶内气体的压强会小于大气中的压强。当瓶内气体的压强与瓶内水柱的压强与大气中的压强相等时,瓶中的水停止流动;而当瓶口离开玻璃杯中的水面时,空气从瓶口流入瓶内,瓶中的水会再次流出,当玻璃杯内的水再次把瓶口淹没,此时,瓶中的水不再流动。
通过对上述扩展实验的具体分析,有效地提高了学生的观察和思考能力。
4.模拟法
模拟法也是比较常用的演示实验方法之一,它主要适用于一些无法通过直观的感知或者一般性实验而得到结果的现象的研究,按照原型的主要特点,通过用人们所熟悉的、具有代表性的实验材料来达到认识了解现象的本质规律的目的。例如设计实验来证明液体压强与流速的关系:
对于液体压强与流速的关系,一般的学生相对比较陌生,因此老师可以通过模拟的方法来进行演示实验,加深学生的记忆。操作步骤是:首先将集满深色水的气球跟一些粗细规格不同、有竖直小侧管的玻璃管连接起来,竖直的管口要向上放置。气球膜产生的压力对水产生的压力使气球内的水由玻璃管内流出,此时产生的现象是:水在每个侧管中上升位置的高低有所不同,玻璃管较粗端侧管中的水面升得相对较高,而玻璃管较细处升得较低,得到的实验现象是管道细的地方比在管道粗的地方液体的压强小,而在同一管道中,管道细的地方液体流速大,管道粗的地方液体流速小。由此实验证实:液体流速大处压强小,液体流速小处压强大。此次实验通过模拟的方法不仅满足了学生的好奇心,也使学生更容易接受和理解。科学研究中最基础的方法便是模拟法,它在实际教学中备受师生的青睐。这种实验方法不但激发了学生的兴趣,开拓了学生的设计思路,还能更好地帮助老师突破教学难点。
现代科学知识的范围较广,它不仅包含静态的科学现象与发展规律,还概述了动态的科学知识以及这个过程中累积起来的科学探索方法和思维等。演示实验不但能使学生集中注意力,认真学习,还能培养学生的观察力和动手操作能力,使学生的兴趣大大提高。因此,演示实验是帮助学生学习科学知识、了解科学原理的重要途径。
参考文献:
[1]胡云芳.初中科学演示实验教学有效性的实践研究[J].金色年华:下,2011(11).
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[3]孙秀尧.提高初中科学实验教学有效性的策略[J].新课程研究:教师教育,2010(8).
[4]刘成坤.改进演示实验教学提高学生实验能力[J].化学教育,2001,22(4).
[5]董剑雨.初中科学实验有效性教学的探究[J].素质教育论坛:下半月,2010(2).
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一、科学实验可以充分体现以实验为基础的科学教学观
科学是以实验为基础的学科,科学实验为学生提供了最自主能动的实践活动形式,为学生创造了在亲身经历和体验中获得知识与技能、激发兴趣、培养科学精神的生动的学习情境。因此,在新的教育理念之下,我们应重新思考和理解“以实验为基础”的含义。
1.实验为基础的“实验”应该具有四种含义:即实验是探究活动、是实验方法论、是实验事实、是实验史实。动手做实验只是实验的一方面,运用实验方法论、实验事实和实验史实同样是体现以实验为基础。
2.科学实验可以实现以上目标,同时科学实验能够贯穿于科学教学的始终。我们可以看到,新教材中正是通过“活动与探究”、“观察与思考”、“联想与启示”、“拓展视野”、“练习与实践”等栏目来体现以实验为基础的教学观。新课程中对实验内容的选择注重实验探究活动,如对化学物质组成的实验探究,对化学物质性质的实验探究,对化学物质变化的实验探究。新教材在精选实验探究活动的同时,注重选择有利于学生学习实验方法的有关内容,并通过大量的实验活动为学生提供尽可能多的实验事实,以发挥实验事实在学生学习科学中的重要作用。
同时,结合科学实验探究对学生进行科学实验科学史的教育,体验科学实验史对培养学生科学态度、科学情感、科学精神及科学价值观方面的作用。 二、科学实验可以发展学生科学探究能力
在以往初中科学教学中,我们更多地重视科学实验在激发学生的学习兴趣和培养实验操作技能方面的重要作用,这是无可厚非的。但坦率的说仅仅这样是不够的,科学实验是进行科学探究的重要方式,是学生学习科学、实现科学探究的重要途径,通过科学实验不仅可以增进学生对科学探究的理解,而且能够发展学生的科学探究能力。在实验探究过程中,学生可以形成基本的科学实验技能,发展实验能力;反过来,科学实验技能和能力又是学生学习科学和顺利进行探究活动的基础和保证。
义务教育阶段通过实验改变学生的学习方式,旨在培养学生的自主探究能力,它涉及提出问题、猜想与假设、制定计划、进行实验、收集证据、理解与结论、反思与评价、表达与交流等要素,使学生了解和学习科学研究的一般方法。学生通过亲身经历和体验科学探究活动,激发学习科学的兴趣,增进对科学的情感,理解科学的本质,初步形成科学探究能力。
科学教师需要不断从生产、生活实际中挖掘素材,研究开发适合于探究学习的科学实验,充分发挥科学实验的探究功能。
三、科学实验可以让学生学习基本的实验技能
我们深知,学生具备基本的科学实验技能是学习科学和进行探究活动的基础和保证。重视科学探究,转变学习方式并不是忽视基础,我们可以看到,在科学新课程中,明确要求学生遵守科学实验室的规则,初步形成良好的实验工作习惯,同时对实验技能提出具体如下要求:
(1)能进行药品的取用、简单仪器的使用和连接、加热等基本的实验操作。
(2)能在教师指导下根据实验目的选择实验药品和仪器,并能安全操作。
(3)初步学会配制一定溶质质量分数的溶液。
(4)初步学会根据某些性质检验和区分一些常见的物质。
(5)初步学习使用过滤、蒸发的方法对混合物进行分离。
篇10
关键词:探究性学习;初中科学;实验教学
一、教师无法处理探究实验中所遇到的错误结论
某初中科学教师在省优质课(水的密度)比赛中,设计了小组探究性学习活动。其教学活动过程如下:
教师请学生利用量筒和天平,准确量取20ml水,并称其质量。实验后,各组报告实验数据,教师记录在表格上。多数学生的数据是20g左右,教师解释为“实验误差”;而其中两组学生的数据分别是9.98g和9.95g,教师在经过一段时间斟酌后,解释为“你们两组的实验误差太大了一点”。
从这个例子中我们不难看出,这两组学生所得的数据与正确答案之间存在着很大的距离,很明显不能用误差来解释,有可能是由于学生读题错误等原因造成的,后来学生也说是因为没有看清量筒的量程所造成的。而前面提到的这位教师遇到这种情况时却不知所措,直接解释为误差。
其实,探究过程本身允许错误的产生,产生错误之后,学生要寻找其中的问题,从而得出正确的结论,这样所得到的结论也会更加为学生熟记。遇到这种情况,个人建议教师可以选取这两组的其中一组与其他正确的小组进行实验过程的比较,相信很快就能找到答案。在这个过程中,教师要及时表扬结论错误小组勇于提出不同意见。这样不仅能保护错误小组的自信心,同时也符合科学发展的规律。
二、教师代替学生进行探究
某堂介绍土壤的课上有一个环节,希望学生通过探究实验探究不同土壤的透气性和保水性的区别。教师的本意是希望学生自己设计实验,但是在开展实验的过程中,教师怕学生不理解如何实验,先是告诉学生土壤的保水性和透气性是两个对立的性质,土壤的透气性好,相对的,它的保水性就差,两种性质只要验证其中的一项就可以了。接着教师又告诉学生用准备好的仪器可以进行实验室土壤保水性的检测。在这以后学生们才开始所谓的“探究性实验”。
探究性学习作为一种与接受式学习相对应的学习方式,它更强调的是参与和过程、平等与合作、鼓励与创新,是培养学生创新精神和实践能力的有效途径。在探究性学习中,教师是活动的组织者、引领者和伙伴。要尊重学生,让学生自己去探究,不能代替学生去想、去探究、去总结。在教师的呵护下,学生就好像温室里的花朵,经不起风吹雨打,永远学不会真正的探究。
三、教师没有完全理解探究性学习的含义
在某次教师教学技能比赛中,一位教师上关于质量守恒的课,课堂中教师为了得出质量守恒定律让学生进行探究实验,教师给予学生仪器,让学生自己去设计方案验证质量守恒定律。在实验的过程中,教师作为学生的伙伴一起参与讨论设计实验方案。实验结束之后,教师让小组派代表发言。前几个小组都顺利得出了结论并阐述了自己小组的实验设计方案,但是接下来有一个小组却说质量是不守恒的,他们小组得出“反应后总质量变轻了”的结论。当他们阐述完自己的实验设计后,教师直接说他们的结论错了。这位教师一开始的探究进行得非常好,和学生相处融洽,但是当不正确的结论出来时,教师直接告诉学生是错误的,违背了探究的本意。这位教师所组织的活动只能说是验证性的实验,设计实验验证质量守恒定律。
科学教育中所说的科学探究是指学生经历与科学家相似的探究过程,为获取知识、领悟科学的思想观念、学习和掌握方法而进行的各种活动。真正的探究是要靠学生自己去发现问题、解决问题,最后获得知识,正如科学家是在不断的错误中最终建立了正确的科学理论。
作为初中科学教师,我们要转变传统教学观念,采用恰当的教学方式。在学生实践能力的培养方面,我们要注意增加学生的操作环节,突出学生的主体性,减少教师的演示和协助;在学生创造力的培养方面,我们要注意实验过程尽量具有开放性,而实验步骤具有多样性,不拘泥于标准的答案,允许错误的出现。探究性学习既是学习内容,又是一种重要的学习方式,在科学教育中有着举足轻重的地位。只有正确把握探究性学习,才能使科学教育的质量更上一层楼。
参考文献:
[1]张亦飞,陈秉初.科学探究性学习的课堂教学评价标准[J].教育科学研究,2004,(04).
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