科学实验的特点范文
时间:2023-10-26 17:55:00
导语:如何才能写好一篇科学实验的特点,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文,供你借鉴。
篇1
关键词:实验教科书;化学实验;特点;内容选择;设计;陈述
一、化学实验内容选择的新特点
(一)化学实验的生活化
将“面向全体学生的化学”“面向公民的化学”这一新课程理念落实到化学教科书中,就要求化学教科书的内容要贴近生活、贴近社会,使学生学习“有用的化学”。作为化学教科书内容重要组成部分的化学实验,尤其要注意联系学生的生活实际和社会实际。这一方面可以提高学生的科学兴趣,使学生感到化学就在自己的身边,身边无处无化学;另一方面也可使学生在知道和理解化学知识的基础上,能够清楚所学的知识能用于做什么和怎么做;同时对化学的本质和价值,尤其是化学科学的“两重性”,有一个正确的认识。因此,通过化学实验来解释和解决日常生活和社会实际问题,对于拓展化学实验的功能,提高学生的科学素养,具有十分重要的意义和价值。
1.选取学生身边的化学物质作为实验药品
以学生身边常见的化学物质作为实验药品,可以使学生有一种亲切感,感到化学并不神秘,就在我们身边,这有利于调动学生的学习积极性和激发他们进行实验探究的兴趣。例如,“灼烧葡萄糖、砂糖和面粉”“蛋壳的性质实验”“食用油和洗洁精在水中的分散情况实验”“纯碱、肥皂水、石灰水、食盐水、蔗糖水的酸碱性实验”“蔗糖溶液的配制实验”等。这些实验所涉及的实验药品,都是学生身边常见的化学物质。
2.选取生活和社会中的化学现象作为实验内容
日常生活和社会生活中的很多化学现象都可以作为选取化学实验内容的素材,这些素材学生熟悉,内容丰富,易于选取。以这些素材为实验内容,对于学生注意身边的化学现象、解释身边的化学现象,利用身边的化学现象,更好地学以致用,具有重要作用。例如,“吸入与呼出气体的比较实验”“铁钉锈蚀实验”“食盐溶液、蔗糖溶液及水的凝固点的测量实验”“氢气流吹肥皂泡实验”“鸡蛋白性质实验”等。
3.选取与化学有关的社会问题作为实验内容
化学在给人类带来巨大福祉的同时,也出现了很多与化学有关的社会问题。这些问题关乎每一个社会成员,当然也应当是作为未来社会公民的学生所关注的内容。因此,选取这些问题为实验内容,对于学生形成从化学的视角来解释和解决现实中的与化学有关的生活和社会问题,具有重要作用。例如,“硫在空气中和氧气中燃烧及形成酸雨的实验”“污水净化实验”“小组协作完成当地土壤酸碱性测定的实验,提出土壤改良的建议或适宜的种植方案”“设计实验,探究农药、化肥对农作物或水生生物生长的影响”等。
(二)化学实验的趣味化
化学实验具有动机功能,可以激发学生的化学学习兴趣,这是人们的共识。但是过分强调“学科中心”的化学教科书,使化学实验的“学术化”倾向十分明显。国内外的各种调查显示,很多中学生对化学学习的兴趣正在明显降低,甚至一些学生放弃了化学学习。导致这一状况的原因是多方面的,但做了化学实验,是否就一定能够激发学生的化学学习兴趣的问题引起了人们的思考。因此,如何增加化学实验的趣味性,成了人们开始关注和研究的一个问题。为此,“课标”实验教科书中采取了“趣味实验”“家庭小实验”等新的化学实验形式。
所谓趣味实验是指以生动、鲜明、新奇的实验现象来引发学生兴趣的一类实验。例如上海教育出版社出版(以下简称“上教版”)的“课标”实验教科书中的“面粉爆炸实验”“用碘水检验马铃薯、芋头、面包等食物中淀粉的实验”等。所谓家庭小实验是指利用生活中的一些常见用品作为实验仪器和药品,由学生在家里独立完成的一类实验。这类实验仪器和药品相对易得,实验较为安全,操作并不复杂,但具有一定的创新性。人民教育出版社出版(以下简称“人教版”)的“课标”实验教科书中单独设计了“家庭小实验”栏目,选择了“自制简易净水器”“铅笔芯导电实验”“鸡蛋壳与醋精反应实验”等。
二、化学实验设计的新特点
(一)化学实验的探究化
在化学实验的设计上,以往的化学教科书过于强调实验对所认识的化学基本概念、基本规律和基本原理的验证,即使是“探索性实验”或“启发性实验”,也是照方抓药式的设计。这样的实验设计学生几乎不需要进行什么“探索”,只要按照实验步骤做下去,就可以得出结论,别说发挥实验的功能、促进科学素养的发展,就连学生最初的实验操作兴趣,也可能因为这样的设计而丧失殆尽。改变化学实验“照方抓药”式现状的关键,是加强化学实验的探究化设计。这对于更好地发挥化学实验的功能,发展学生的科学探究能力,促进学生科学素养主动、全面的发展,具有重要意义。
实验的探究化设计离不开实验方法论的指导。实验方法论是关于科学实验的一般过程和方法的理论,对所有的实验活动都具有指导作用。活动是运用方法的活动,方法是指导活动的方法,两者的关系如下页图所示。因此,化学实验的探究化设计,不仅要有利于学生通过实验来学习化学科学知识与技能,而且还要有利于学生体验科学过程和学习科学方法。
在实验方法论中,实验条件的控制方法是设计和实施探究性实验的最常用的一种方法。“实验,实际上是条件控制下的观察”“所有的实验,都是在条件控制下进行的”。[1]控制实验条件是实验这种探究活动最突出的一个特点。因此,要想对化学实验进行探究化设计,就必须运用“实验条件的控制”方法。所谓实验条件是指同特定实验对象相联系,并对其状态、性质和变化发生影响的诸因素的总和。中学化学实验所涉及的实验条件主要有化学药品,包括化学试剂的规格,化学药品的种类、状态(固态、液态或气态)、形状(块状、颗粒状或粉末状)、质量、体积和浓度等;化学实验仪器和装置,主要包括不同规格的化学实验仪器及其不同的安装方法;化学实验操作,主要包括点燃、加热、冷却、振荡、溶解、洗涤、过滤等化学实验操作,以及对电流、电压、时间和压强的控制等。所谓实验条件的控制,就是将影响实验对象的诸条件中的一个条件作为可变,其他条件保持不变,探究此条件的变化对实验结果的影响,以便找出最佳实验条件的一种科学方法。[2]正因为实验条件的控制对于探究性实验设计具有重要意义,因而在义务教育化学课程标准“发展科学探究能力”的“制定计划”要素中,明确要求学生要具有“控制实验条件的意识”。[3](10)为了反映和落实“课标”的思想,“课标”实验教科书中,运用实验条件的控制方法设计了大量富有创意的探究性实验。
实验过程与实验方法之间的关系图
例如,“人教版”教科书中的“溶液酸碱度对头发的影响”的实验。[4]该实验通过对头发在不同pH溶液中(其他条件不变,只改变溶液的pH)浸泡后拉断难易程度的比较,来讨论洗发液的选择问题。溶液的酸碱度对头发的影响,是一个生活中遇到的实际问题。以此为背景来学习溶液酸碱性的有关知识,可以创设真实的学习情景;将此课题设计成一个实验活动,使学生通过实验来进行探究,因而创设了一个良好的探究情景;此实验的设计体现了“实验条件的控制”方法,因而有助于学生体验科学过程,理解科学方法,培养他们的科学探究能力,提高他们的科学素养。
再如,“上教版”教科书中的“水与酒精混合后体积变化情况”的实验[5](59)。以往的设计通常只是用“50 mL酒精与50 mL水混合”,直接得出“微粒之间是有一定空隙的”的结论,缺乏探究性。为此,教科书在明确了要解决的实验问题后,引导学生先进行预测,使学生根据已有的生活经验和化学知识,对可能出现的情况,大胆地进行猜想与假设;运用“实验条件的控制方法”进行实验设计:体积不变,只改变物质的种类,即50 mL水分别与50 mL水、50 mL酒精混合;50 mL酒精分别与50 mL水和50 mL酒精混合;运用“观察”和“记录”等方法“收集证据”,运用“表格”的方法对证据进行处理;在加工事实和证据的基础上,引导学生对所探究的问题进行“解释”,并得出结论。通过这样的一个设计,学生既学到了化学知识与技能,同时,也学习了多种科学方法,使化学知识的学习与实验探究活动、科学探究能力的发展有机结合起来。
(二)化学实验的绿色化
从实验设计来看,“课标”实验教科书除了重视化学实验的探究化以外,还非常关注化学实验的绿色化,体现绿色化学思想。
化学实验的绿色化是指选取绿色化的原料、采用“原子经济性”的化学反应,从而获得绿色化产物的过程。所谓“原子经济性”,是指化学反应应该最大限度地利用原料分子中的每一个原子,使它们都结合到目标分子(产物)中去,从而达到零排放(即没有副反应、不生成副产物、不产生废弃物)。一个化学反应的原子经济性程度可以用“原子利用率”来衡量。100%的原子利用率,是化学实验绿色化设计所追求的理想目标。但是,在实际的化学反应中,在目前的状况下,很多化学反应很难达到100%的原子利用率,为此,非常有必要研究如何降低化学反应污染程度的问题。
例如,实验室制取氧气的反应,过去的教科书中通常是采用加热高锰酸钾或加热氯酸钾这两种方法来进行。KMnO4是通过焙烧MnO2和KOH制得K2MnO4,然后电解K2MnO4水溶液而制得;KClO3是通过电解NaCl溶液制得NaClO3,然后用NaClO3跟KCl反应而制得。在生产K2MnO4和KClO3的过程中,都要消耗大量的电能,工艺比较复杂,而且还有对环境有污染的副产物产生。为此,国外许多国家的教科书在制取氧气时,大多使用过氧化氢分解的方法。H2O2主要采用2—乙基蒽醌法,先氢化,再氧化而制得,生产过程中能耗少,成本也比较低,原料可以重复使用。过氧化氢分解反应除产生O2外,生成的副产品是对环境无污染的H2O。基于这一反应的绿色化特点,“人教版”教科书在介绍实验室制取氧气的方法时,选用了“过氧化氢分解”的反应。
三、化学实验陈述的新特点
化学实验内容的陈述应该准确无误,具有科学性。但是,保证科学性并不等于实验内容的陈述就一定要“学术化”,全部采用学术语言,用学术研究的口气来陈述中学化学实验内容。采用什么样的语言来陈述实验内容,实际上反映了不同的化学课程观。以学科为中心的化学课程观,必然要求“学术化”陈述;以学生发展为中心的化学课程观,必然要求“人性化”陈述。“课标”实验教科书,非常重视化学实验的人性化陈述。
(一)以人性化的实验探究情景导入实验
“景”指外界的景物,“情”指由外界的景物所激起的感情。情景是指能够激起人们情感的各种景物。基于建构主义的实验探究学习,特别强调和重视实验探究情景的创设。所谓实验探究情景是指能够激发学生的实验探究兴趣、形成良好探究氛围的情景。[6]实验探究情景的人性化,倡导在叙述实验步骤和实验方法之前,应以学生熟悉的生活经验、已有的化学知识、日常生活中的真实现象、社会发展中与化学有关的问题、重要的化学实验史实和科学技术发展的重大事件等作为实验探究情景,来导入实验探究活动。“课标”实验教科书在陈述化学实验内容时,非常重视创设人性化的实验探究情景。
例如,“上教版”教科书在引入“燃烧条件的探究”实验时,就设计了如下情景:“在日常生活中,燃烧现象屡见不鲜。你想过没有:发生燃烧的条件是什么?下面我们通过实验来探究这一问题。”这样的情景贴近学生的生活,很容易激发学生进行实验探究的积极性。
实验探究情景可以是问题情境,但并不是所有的问题情境都能成为实验探究情景。如“水是大家非常熟悉的物质,如果将同样体积的两杯水混合在一起,那么,混合后水的体积是否等于混合前两杯水的体积之和呢?”这是一个基于学生已有生活经验的问题情境,但不是一个实验探究情景。如果将这一问题改造成:“水和酒精是大家非常熟悉的两种物质,如果将同样体积的水和酒精混合在一起,那么,混合后的液体体积是否等于混合前水和酒精的体积之和呢?”这样的一个问题具有探究价值,可以成为实验探究情景。
(二)以人性化的称谓陈述实验内容
除重视创设人性化的实验探究情景以外,“课标”实验教科书还注意用人性化的称谓来陈述实验内容。在化学实验内容的陈述中,加进“第一人称”或“第二人称”,使用“请”字,可以使学生有一种亲切感,使他们感到化学实验内容不是“计算机程序”,只呈现操作的步骤,而是“拟人化”的一种交流,是实验内容与学生的一种互动。这样的呈现,显然在调动学生学习的主动性和积极性,尊重学生的人性,体现教师与学生、教科书与学生、实验内容与学生的相互平等上,比那种“板着面孔”“命令式”的学术化陈述,效果要好得多。
例如,“上教版”教科书在呈现“二氧化碳的性质实验”时,就作了如下的陈述。[5](41)
请预测图中两个实验的结果。
自己动手进行实验,或观察老师的演示实验,描述你所观察到的现象。
根据实验现象,你能得出什么结论?
由此你能否试着说明用二氧化碳灭火的原因。
在陈述之初,就“请”字当头,使学生有一种亲切感和相互尊重感;在陈述的过程中,两次用到第二人称“你”,使学生有一种平等交流的感觉;在第2条的陈述中,用的是“自己”,而不是“学生”;用的是“老师”,而不是“教师”,这样的称谓是将学生作为陈述主体的口气。因而,这样的陈述很容易拉近教师与学生、教科书与学生、实验内容与学生的距离,使学生在一种轻松、愉悦的心境下进行学习。
(三)注意观察与思考相结合
以往化学教科书在陈述化学实验时,通常只是叙述化学实验操作与观察的内容。例如,“把少量KClO3放在试管里加热几分钟,可以看到KClO3熔化后慢慢放出气泡。这时用带火星的木条插入试管口,观察发生的现象。”这样的陈述形式,容易使学生只注意实验的操作步骤和实验现象,不注意思考为什么这样操作、为什么会产生这样的实验现象,因而造成很多学生只是被动地“做”和“看”,而不是能动“思”和“想”。
人性化的化学实验陈述,就是要从促进学生科学素养的主动发展出发,使学生在积极、能动的思考中,来进行实验操作,来观察实验现象。“不仅要让学生知道要做什么和怎么做,还要让他们懂得为什么要这样做、为什么不那样做的道理和理论依据。还要注意培养他们把实验操作(动手)、实验观察(动感觉器官)、积极思考(动脑)三者有机地结合起来统一于实验实施的全过程中。这样将会有助于提高学生实验操作的主动性和自觉性,减少实验操作中的被动性和盲目性。”[7]为此,在义务教育化学课程标准“发展科学探究能力”的“进行实验”要素中,特别提出“在实验操作中注意观察和思考相结合”。[3](10)
“课标”实验教科书非常注意将与实验内容有关的思考性问题引入实验中,使学生在操作与观察中思考,在思考中操作与观察。例如,“上教版”教科书在呈现“空气中氧气含量的测定”实验时,就作了如下的陈述。[5](23)
【实验】
将集气瓶容积划分为5等份,并加以标记。
在带橡皮塞和导管的燃烧匙内装满红磷,将气体导气管上的止水夹夹紧,把燃烧匙内的红磷放在酒精灯外焰上点燃,并迅速深入集气瓶内,塞紧橡皮塞,观察到什么现象?
待集气瓶冷却到室温后,把导管插入盛水的烧杯中,打开止水夹,又观察到什么现象?
【思考并和同学们讨论下列问题】
红磷在集气瓶中燃烧,消耗了什么气体?
红磷在集气瓶中未能全部燃烧,说明了什么?
集气瓶中剩余的气体是氧气吗?
打开止水夹,为什么集气瓶中能吸入约占集气瓶容积1/5的水?
你还能设计什么实验来测定空气中氧气的体积含量?
这样的实验陈述,使得学生在进行每一步实验操作时,都要认真思考教科书所提供的有关问题,都要仔细分析实验现象产生的原因,从而达到通过化学实验促进学生科学素养主动、全面发展的目的。
参考文献:
[1]陈耀亭,等.中学化学教学法[M].长春:吉林人民出版社,1984.16.
[2]陈耀亭.中学化学教学中的德育[M].长春:长春出版社,1991.79.
[3]中华人民共和国教育部.全日制义务教育化学课程标准(实验稿)[S].北京:北京师范大学出版社,2001.
[4]课程教材研究所化学课程教材研究开发中心.义务教育课程标准实验教科书·化学(九年级下册)[M].北京:人民教育出版社,2001.63—64.
[5]中学化学国家课程标准研制组.义务教育课程标准实验教科书·化学(九年级上册)[M].上海:上海教育出版社,2001.59,41,23.
篇2
关键词:微生物学实验;教学内容;教学方法;教学模式
中图分类号:G633.55 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)35-0249-02
微生物学是高等院校生物类专业一门重要的专业基础必修课,发酵工程、基因工程、细胞工程都是在微生物学的基础上形成和发展起来的。微生物学实验课程是一门操作技能很强的基础课程,其重要性不亚于其理论课程。该实验课程是将理论与实践相结合的桥梁与纽带,是培养学生理论联系实际的科学态度、树立创新意识、提高独立科研能力和素养的重要环节。传统的微生物学实验课程在教学方法、教学内容、课程考核等方面都存在弊端,因而对微生物学实验教学进行改革迫在眉睫。
一、该课程存在的主要问题
1.教学方法。在很多高校以往的实验教学活动中,教师通过讲授法进行教学,学生往往被动地、机械地按照教师的讲解、演示、实验注意事项等完成实验[1]。这种方法只发挥了教师的主导地位,忽略了学生的主体地位,使学生的主观能动性不能有效发挥,导致学生学习热情不高,缺乏思考的独立性。
2.教学内容。微生物学实验主要包含无菌技术、染色技术、纯培养技术、显微技术这四大技术[2]。传统的微生物学实验课程通常将这些实验技术分散在相对独立的实验单元中,各单元之间缺乏方法和内容的有机结合,不能有效地培养学生融会贯通,以联系性、全面性的思维去解决问题的能力。此外实验内容多采用验证式模式[3],该模式对于激发学生学习的积极性和主动性往往事倍功半,导致学生到了工作岗位缺乏独立工作的能力,不能将已学过的微生物学基本实验技能串联起来去设计实验方案和解决实际问题。
3.课程考核。由于实验课学时比理论课学时少,有相当一部分学生把实验课当作理论课的“附属课”,没有意识到实验课程对于微生物学科的重要性。实验课程的评分依据一般以学生课下完成的实验报告为主,造成学生只看重实验报告而轻视实验操作的不良后果[4]。此外微生物学实验多以小组为单位来进行,存在抄袭甚至篡改数据等现象,不利于培养学生动手能力和实事求是的科研品质。
二、项目研究目标
研究型高校一个重要任务是培养学生的思维和创新能力。基于此,开发新的实验教学模式、重组实验教学内容、最大程度地发挥实验教学在培养学生创新思维和创造能力中的作用将成为微生物学实验教学改革的主要方向。本教改项目在确保学生全面掌握微生物学实验基本操作技术和方法的基础上,实现学生学习方式的根本性转变,教师更多地发挥引导和服务的功能,将学习的主动权真正还给学生,最大限度地培养学生的科研能力。
三、项目研究内容和方法
研究型微生物学实验教学改革采用模拟科研课题的方式,将分散独立的实验课程内容串联成有着密切联系的整体,通过针对解决某一科学问题而展开实践和探索。
1.探索式研究。在这一层次上,首先由教师将一系列独立单元实验设计成围绕为解决某一模拟课题而展开的系列关联的实验环节;然后学生遵循框架式实验内容,在一定范围内自主选择实验对象,学习和掌握相关的实验技术和方法,并学会对不同实验结果进行分析比较;最后教师从总体上剖析模拟课题的目标与实验内容设计的思路,学生在反观已开展的实验设计的基础上探讨其他可行方案,从整体/系统的角度看待模拟课题,对实验课题如何入手、如何安排获得基本认识。
2.综合式研究。在这一层次上,教师围绕某一专题通过课堂集中讲述或提供实验技术录像的方式,分别阐述针对同一目的的不同技术方法,并设定不同的背景条件或者给予不同的实际样本。学生通过课堂讨论及辅助教学手段学习多种技术方法,对教师提供的一系列不同情况/样品进行自主选择适用方法并开展实践,并对结果进行比较分析。例如:以“微生物的生长和控制”为专题,对不同的微生物(原核、真核),不同的培养基质,不同的细胞浓度(极低、高浓度),围绕生长测定方法的选择和使用,半自主设计小型方案研究理化因素(pH、温度、碳氮源等)对微生物生长的影响,通过实验获得数据结果,初步掌握培养条件优化的方案。
3.设计式研究。在这一层次上,采用“学生自主实验”的开放式教学模式。学生通过前两个阶段的学习和实践,在开放式的教学平台上,分组开展独立课题研究,自主进行方案设计、内容安排、时间分配及相互配合完成整个过程,并获得结果进行分析讨论,提出改进或后续研究规划。例如:以“产特定目标产物的目的菌株的筛选”为研究课题,通过生境分析明确采样地点,自行采样,查找或自行设计快速检出方法,进行富集和选择培养,比较获取相对优良的产生菌株,并进行初步鉴定和简单的培养优化。这不仅可以提高学生对实验课的学习兴趣,更重要的是使他们获得一个真实的实验研究过程的锻炼。
4.改革课程考核评价体系。考核的内容不仅应包括对实验原理的理解和基础实验技能的掌握,还应包括分析和解决问题的能力、团队协作精神以及科学严谨的态度。因此实行实验过程与结果并重的考评方法对于培养学生良好的实验技能和求真务实的科学态度很有必要[4]。教师要加强对实验课程的管理和考核,要严格规范微生物学基本实验操作,除了在课堂上做好操作演示外,要随时指导纠正学生不正确的操作方法。对于一次实验课能够完成的基础性实验,指导教师应当场检查学生的实验完成情况和结果,发现问题当场指出,并评定课堂表现成绩,并要求学生当堂提交实验报告。教师将根据实验课堂表现和实验报告完成情况,给出每个单元实验的综合成绩,这样避免了学生对实验结果作假和抄袭实验报告的现象发生。对于需要多次实验才能完成的综合性和设计性实验,要求提供详细的原始记录、实验结果分析报告作为实验成绩考核的重要依据。
我们希望通过上述改革能够很好地解决微生物学实验教学存在的问题,提高学生的学习热情,培养学生的创新思维、实践动手能力、分析问题解决问题的能力,为培养能够适应社会发展的优秀人才做出贡献。
参考文献:
[1]刘志伟,屈年瑞,高大威.微生物学开放性实验的探索与研究[J].微生物学通报,2011,38(1):118-122.
[2]叶辉.微生物学实验教学改革与学生创新能力培养[J].实验室研究与探索,2004,23(2):58-59.
[3]季淼,叶明,杨柳,王颖.工科院校微生物学实验教学改革与实践[J].微生物学通报,2008,35(6):977-979.
[4]刘晓红,曾驰,缪礼鸿.微生物学实验课程教学改革探索[J].安徽农业科学,2012,40(14):8394-8396.
基金项目:江南大学2013年本科教学改革项目(JGB2013078)。
篇3
【关键词】研究性学习;课程管理;组织管理系统
【中图分类号】G546 【文章标识码】B 【文章编号】1326-3587(2013)01-0074-01
一、研究性学习课程组织实施的特点
“研究性学习”作为一门必修课列入我国普通高中的课程计划以来,学校在具体实施这门课程时,感到它和现有的学科教学有非常大的差异。这种差异,在教育观念、教学内容、课程流程、组织实施、管理评价、教师的作用和地位等方面全方位地表现出来。尤其是在我国关于学校意外事故防范和处理的法律尚不健全的情况下,面对一些行为自控能力比较差的学生,要完全放手让学生独立自主地开展研究性学习,不少校长、老师忧心忡忡,非常担心。这种担忧,使研究性学习的课程管理这一问题的重要性凸现出来,成为整个课程实施中首先必须关注和解决的问题。
整个课程流程基本上分为三个阶段,即选择课题、开展课题研究和结题展示,换种说法,即提出问题、分析和研究问题、解决问题。这种课程实施的流程与学科教学相比,有很多不同。
教学管理是学校管理者为完成教学任务、提高教学质量,运用一定的原理和方法,通过一系列特有的管理行为,组织、协调、指挥和控制教学工作,以求有效实现教学目标的过程。教育管理学中的这一定义界说几乎适用于所有的课程。但是采用什么样的方式和手段去管理课程和教学,则完全由每一门课程组织实施本身固有的特征所决定。上面所举的种种不同表明,研究性学习的开设对课程管理提出了新的要求:由静态管理到动态管理、由统一管理到分散管理、由直接管理到间接管理、由教师管理为主到依靠学生自我管理、由单纯的校内管理到校内外相结合全过程跟踪管理为主。原来服务于学科教学的那套常规管理,如果原封不动地用于管理研究性学习课程,则显得无能为力,很不适应,设立新的课程管理规范迫在眉睫。
二、研究性学习课程管理的组织管理系统
1.校长和学校课程开发领导小组。负责全面领导,制定课程实施方案,决定实施计划和相应步骤,协调各方面工作,组织多种教育力量,监控和评价课程和各类人员的工作,为学校开设课程提供各种保证。
在学校层面建立课程开发领导小组,是研究性学习和其他课程管理的一个不同点。研究性学习虽然作为国家课程列入普通高中课程计划,但是除了教育部颁布的《普通高中“研究性学习”实施指南(试行)》以外,这门课程没有大纲、没有教材,其组织实施主要靠学校结合本校情况,创造性地进行。因此组织实施研究性学习的过程,也是学校开发建设本校研究性学习课程的过程。这一任务单靠教研组、教导处很难承担,因此,学校有必要建立领导小组来组织和开展本校的课程开发工作。课程开发领导小组的成员主要由校内各部门负责人参加,同时也可聘请校外专家学者参加。
2.教导处、科研处、政教处或课程开发办公室。学校实施课程管理的职能部门,负责制定具体的课程实施进度计划和组织课程的日常运作,检查各年级的课程实施情况,收集相关资料和数据,发现问题及时向校长汇报并提出处理意见,对学生进行科研方法指导,聘请和组织校内外专家的讲座,把具体的工作要求布置给年级组。
学校现行管理的组织机构一般分教学、德育和科研三条线,各自呈单线垂直管理格局。各部门行使自己的职责,各自对自己的上级行政负责,横向间没有太多的联系。研究性学习则不同,它要求校内以教导处为主,各职能部门共同参与一门具体课程的管理。研究性学习课程围绕着现实世界各种真实的问题而展开,学生解决问题时需要学习知识,但目的不是为了学会知识,而是为了学会学习,为了培养学生的理解能力、创新精神和与人合作的能力等。这一课程目标已经远远超出知识、智育和智能训练的范畴,具有综合性、全面性的特点。因此,研究性学习的组织实施必然涉及学校各职能部门的工作,需要各方面相互配合,协同工作。
3.年级组。课程组织管理的重要环节,上承校长和学校课程管理职能部门,下接年级组内各班班主任和学科指导教师,在整个“研究性学习”中起着组织、协调和监控作用。它根据学校关于“研究性学习”的统一安排,具体落实本年级的学生课题研究计划,在课程实施的每个阶段,及时提出和布置对各阶段工作的具体要求,安排辅导报告,培训教师并检查督促其工作,及时发现和解决出现的问题以规范学生的研究活动等。
在研究性学习课程中,年级组则更多地直接介入课程教学的管理,如规定相对统一的课程进度,组织各种辅导报告,安排指导教师等,这是年级组工作和以往不同的地方。
4.班主任和指导教师。具体负责对学生的组织实施和管理指导工作,要求随时了解学生课题进展情况,帮助学生解决各种问题和困难,关注学生在课程实施中的态度和表现,调动学生投入课程的积极性,负责与家长沟通联系、通报情况等。
班主任和指导教师是带领学生开展课程学习的直接责任人。和学科教学不同的是,他们不仅要知道学生学到了什么,更要知道学生是怎么学会的,并帮助学生学会学习。也就是说,除了要了解学生通过一个阶段的学习最后是否达到研究性学习课程教学预定的目标以外,教师更要关注学生每次活动的具体情况,并给学生许多方法论和学习研究思路的指导。研究性学习改变了“教师不讲,就不是教学”的传统观念,将关注和监控学生的学习过程视为教师教学工作的当然的组成部分。
篇4
随着科学课程改革的日益发展,科学实验也随之有了较明显的变化,实验的种类日渐繁多,如由验证性实验向探究性实验和应用性实验的逐渐过渡,由定性实验向定量实验的逐渐转变,由课内实验向家庭实验、研究性实验的逐步扩大……在新的形势下科学实验报告应该如何书写呢?不同的年级阶段要求不同,高年级阶段学生要能够自主设计简单的实验报告或撰写科学小论文,不同的实验目的和要求不同,在实验报告的书写内容上应不必强求一致,该繁则繁,该简则简。
一、科学实验报告的书写。
一般情况下化学实验报告是根据实验步骤和顺序从六方面展开来写的:
1.实验名称:即本次实验所要达到的目标或目的是什么,使实验在明确的目的下进行,可避免学生无目的的忙碌。
2.实验日期和实验者:注明实验时间和实验者名字。这是很重要的实验资料,便于老师掌握学生的查找时进行核对。
3.实验器材:写出主要的仪器和药品,应分类罗列,不能遗漏。此项书写可以促使学生去思考仪器的用法和用途、药品的作用,从而有助于理解实验的原理和特点。需要注意的是,实验报告中应该有为完成实验所用试剂的浓度和仪器的规格。
4.实验步骤:根据具体的实验目的和原理来设计实验,写出主要的操作步骤,这是报告中比较重要的部分。此项可以使学生了解实验的全过程,明确每一步的目的,理解实验的设计原理,掌握实验的核心部分,养成科学的思维方法。在此项中还应写出实验的注意事项,以保证实验的顺利进行。
5.实验现象:正确如实地记录实验现象或数据,为表述准确应使用专业术语,尽量避免口语的出现。这是报告的主体部分,对实验现象进行记录,应要求学生即使得到的结果不理想,也不能修改,可以通过分析和讨论找出原因和解决的办法,养成实事求是和严谨的科学态度。
6.实验结论:对于所进行的操作和得到的相关现象运用已知的科学知识去分析和解释,得出结论。这是实验报告的关键所在,有助于学生将感性认识上升到理性认识,进一步理解和掌握科学知识。
二、在实验报告的书写过程中,应注意表达的方式方法。
教师应结合科学实验报告的特点指导学生书写。科学实验报告有如下特点:
1.以说明为主。即实验报告以说明为主,不用像记叙文一样进行生动细致的描写,更不用在说明过程中展开联想或比喻等,要避免主观感受的出现。
2.必须记实,资料客观。实验报告所使用的资料都应是通过实验所观察到的现象和所获得的数据。这些内容应是客观、真实、确切的,不允许有半点虚假。
3.尽量用图解辅助。
图解可以增加实验报告的表达能力,比如实验装置有时较复杂,光靠文字无法完全说明,如果使用图解辅助,加上文字注解,就可以一目了然;图解有时也可以省略繁琐的实验步骤的表达;对于非标准仪器的使用,则必须进行图解说明,使他人对本实验所用仪器能有一个感性认识。
4.表达准确简明。准确,就是按照实验的客观实际,选择合乎科学学科特点的最恰当的词句,科学地表达意思;简明,就是在说明问题时语言简洁明了,避免冗长的句子和啰嗦含糊的表达。教师可以利用书写表达方面的要求训练学生科学语言的表达能力,培养学生严谨的作风,提高科学素养。
三、科学实验报告的书写格式没有固定的要求,可以根据实验类型的不同而不同,教师应鼓励学生根据不同的实验类型设计不同形式的报告。
对于常见的验证性实验,由于实验内容较多且相互间无过多联系,一般可以采用表格形式。表格可以分成三大块:实验步骤、实验现象、结论。
也可以不采用上述表格形式,只需按照实验项目的顺序,罗列成条,完整表述即可。 近年来科学课出现了越来越多的探究性实验,这种类型的实验重在综合运用所学的科学知识与技能去解决一些实验问题,因此重点在实验的设计和评价上。实验内容较为单一,只围绕一个主题,但实验各环节联系紧密。这类科学实验的书写格式较为开放,可以采用表格式、罗列式或论文式等。
论文式实验报告要求以论文形式书写实验,除适用于以上实验类型外,更加适用于科学研究性学习的实验以及一些家庭和课外实验。这可以为撰写科学小论文打下一定的基础。教师对论文式实验报告应作细致的说明和指导。
论文式实验报告应包括:
(1)选择该项实验课题的原因。
(2)实验采用的方法。
(3)实验设计依据的原理。
(4)实验步骤和实验记录。
(5)实验结果及分析。
(6)实验结论。
(7)实验评价和改进。
(8)实验体会。
篇5
关键词:小学科学实验 操作技能 培养目标 三环教学法
从教育理论的角度来分析,小学生实验科学的培养目标体系主要包括三个方面的内容,一是知识接受能力的领域,二是情感认识与体验的领域,三是操作技能和方式的领域,这几个方面的有机统一才能不断提高小学生的科学试验的操作能力。
一 实验操作技能的结构能力目标
小学科学实验的结构能力目标的培养主要有三个层面的内容,其一是模仿,其二是定式,其三是定型。具体来看,模仿的基本含义就是,在课堂上,由老师做示范,学生充分了解实验的基本内容之后,按照老师的步骤和方法再跟着做一遍。模仿又可以分成两种类型,分别是局部模仿和整体模仿。这两个面在实践的过程中各有各的优点不足,要根据具体的实验要求采取适当的方式,以便达到最佳的效果。定式的涵义就是要在模仿的基本内容的基础上,将所有的实验动作连贯地完成,没有任何中断,都是通过学生自己的能力来完成的。定型的涵义就是当学生已经具有了独立操作实验器具的能力之后,又得到了进一步的加强训练和额外的学习,这就反复巩固了学生已经习得的实验技能,使实验操作的能力与水准都符合高水平的要求。这三个方面层层相连,缺一不可,每一层内容的实现都要以上一层的内容为基础。
二 科学实验中的“三环教学法”
小学科学实验课程的设置,为了是让学生从小就培养一种爱动脑和动手的实践能力。在大量的教学实践中,总结出一套非常有效的教学方式,这就是“三环教学法”。
“三环教学法”的主要内容就是要经过三个阶段的教学步骤,才能够最终实现教学的目的。三个过程分别是仿效模仿、独立定式、动力定型。这也就是将教学的培养目标进一步具体化和形象化了。“三环教学法”的层次水平依次是从低到高排列的,也体现了实践能力培养是一个循序渐进的过程。
在小学科学试验的操作技能的培养上,进行仿效模仿的时候,要格外重视观察点的选取。小学生的模仿能力一般都非常的强,如果教师不注重强调实验中的观察点在什么地方,就容易误导学生,出现南辕北辙的操作问题。所以在实验的教学中,首先要让学生充分了解实验中的基本仪器的名称、使用的方法、操作步骤、读数的方法,要让学生注意观察实验对象的主要特点,和在实验中的变化特点,并能够用恰当的语言来描述出实验的变化情况。在模仿阶段,学生的操作动作通常不灵活、不熟练,正确性和稳定性也都比较差,动作之间的协调性也比较差,动作系列的直觉性不强,也不善于将整个试验的过程贯穿为一个统一的整体。所以在模仿阶段,教师尽量让学生进行简单的操作,同时要重视基础知识的教学,多进行试验的示范试验,教师在进行实验的过程中要进行详细的讲解,操作的速度也不能太快。在模仿教学阶段要保证学生能够熟悉每一环节的具体操作要求。
培养小学生科学实验的操作能力的重要一个阶段是独立定式阶段,具体目标就是要让学生可以按照基本的实验步骤进行实验操作,同时可以根据实验的要求选取最适宜的仪器和器材,并能够自己动手组装仪器,合理安排实验仪器的布局,发现故障的时候可以及时地调试,有效解决相关的问题,并可以很好地完成整个实验过程。在独立定式阶段,教师要根据学生的具体行为情况采取最有效的教学措施,通常处于这一时期的学生的实验行为特点是,动作的速度有时快,有时慢,一些该连贯的地方会出现停顿的现象,但总体来说,比模仿阶段的动作更具备协调性,可以有意识地把分解动作贯穿为一个整体。所以教师就要适时地加强对学生认真细致观察实验现象、观察实验步骤的能力的培养,不断提高学生的实验分析与概括能力。
在小学科学实验动力定型的教学阶段,主要的培养目标就是进一步完善对组装好的仪器,科学准确熟练地调试和操作,连贯高效地完成整个实验过程,并可以提供较具规模的实验报告。这一时期学生实验的动作已经有了相当的灵敏性,正确性与稳定性也大大加强。动作之间的协调性得到了大幅度的提高,很少有多余的动作,动作的控制力得到了提高。这时学生的实验水平和技能与前两个阶段相比都明显增强,独立的实验能力已经形成。所以在这一阶段,教师要注意在实验的教学过程中要有意识地加强学生实验能力的不断强化性,使已经成型的实验能力得到巩固和发展。教师要不断探索新的实验领域,使之更贴近学生的现实生活,激发学生的创造性,及时宣传和表扬学生在实验中的新发明创造,鼓舞学生对科学实验的探索精神,并随时发现和纠正实验问题。
三 由扶到放,逐渐培养学生的操作技能
在小学生科学实验的培养过程中,必定要经历从简单到容易、由扶到放的过程,这也体现了学习的循序渐进的原则。以上论述的“三环教学法”就非常全面立体地展示了这种教学理念的核心与优势。这不仅可以运用到科学实验的教学中来,还可以运用到其他的学科教学中,具有“放之四海而皆准”的性质。“三环教学法”的教学过程主要是仿效模仿、独立定式、动力定型三个阶段,这三个阶段分别重视学生学习的不同侧面,也对学生的能力进行了全方位的培养,不仅可以让学生掌握扎实的科学试验的理论基础知识,还能让学生在反复的操作中更加熟悉实验的步骤与实验目的,潜移默化地提高了学生的科学试验的操作技能。
四 结束语
综上所述,在对小学生的科学实验能力进行培养的时候,要格外注重动手能力能力的锻炼,这就要基于以科学合理的培养目标为指导,切实在教学的每一环节都贯彻好“三环教学法”,还要逐渐将帮扶的教学方式转变为开放的教学模式,充分发挥学生自己的主观能动性,不断在教学实践中提高学生的动手实践能力。
参考文献:
[1]钱光仙.以中考实验操作考查为抓手努力提高学生的科学素养[J].中小学实验与装备,2008(6)
篇6
关键词: 科学实验教学 发展趋势 实施对策
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:
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论文摘要 初中科学实验教学是培养自主、创新人才的重要途径,要实现这一目标,就需要实验课教师充分地认识到现有教学模式、内容、方法的不足。改进实验课教学方法。本文围绕这个主题,从实验的内容、仪器和设备、教学的方法入手,提出了新课程背景下初中科学实验教学改革的若干思考。
1 新课程改革的科学实验与原教材实验的对比
(1)新课标教材无论从实验的内容、呈现形式,还是对实验的要求上,都有了很大的变化。科学实验改革的主要方向是由验证性实验向探究性实验的转变。
(2)新课程中的实验和以老教材中的实验有很多不同之处:第一,比以往更注重从生活中寻找资源进行实验,从身边的事物中理解科学。第二,注重科学知识的应用,让学生把学到的知识应用于生活,利用学习的知识处理生产、生活中的遇到的问题。第三,改变以往的实验课模式,更加注重让学生自己动脑思考如何设计实验。第四,更加注重学生的主导地位,让学生自己通过动手实验,从实验的现象中总结、归纳出新的知识,激励他们探究的兴趣。
(3)新课程注重培养学生的探究精神,让学生体会探究的过程,通过学生的自主学习,提出自己的方案,强化了实验方案的设计、注重实验中出现的误差以及对误差的处理分析等等。
2 初中科学实验教学的现状
随着新课程改革的进一步深化,我们国家不少专家学者和广大科学教师对中学科学实验的重要性的认识逐步加深,科学教学改革也正在紧密锣鼓地进行着。但到目前为止,我国科学实验教学的现状还是不容乐观的。(1)学校和教师受传统教育的影响,普遍存在着重理论轻实验的思想 不少中学学校的教师对科学实验重视不够,而且实验教学的效果也不理想。有的老师甚至认为学生不会动手做实验不要紧,只要会动笔考实验就行。由此而引发了“做实验不如讲实验”,“讲实验不如背实验”的荒谬理论。(2)实验教学模式僵化,科学实验教学的基本原则没有得到充分的体现,教学方式呆板。以上实验教学的现状,不符合素质教育的要求,对于学生各种能力尤其是创新能力的培养收效甚微,必须予以改革。
3 实验教学的改革措施
3.1 实验课教师观念的改革
以往的教师总是按照教材按部就班地把实验的原理、方法、步骤、仪器使用、数据记录、数据处理等等,认为这样的教学效果很好。其实不然,学生在这个过程中失去了自主思考的机会,限制了学生的思维。所以这种教学观念应该予以改革。
在实验课中,教师应该作为一个引导者,应该学会将学习的任务逐步转交给学生,最终在有效的引导下,学生能学会自己进行实验和探究。这个过程比较复杂,需要有耐心。同时要有精心的设计,又要保持自然,不能让学生觉得很“做作”。可能在很长的时间内,教师要向学生要求学生必须掌握的各种行为,如提出问题、操作技巧、自我反思、合作交流、倾听别人的意见、良好地表达自己的看法等,直到学生展现出他们独立的实验能力为止。学生在进行实验的过程中,教师要与各小组进行交流,听听学生的问题与想法,适时地评价学生的实验过程。必要时教师可以把学生集中起来,通过讨论、示范、演讲等形式让学生获得更多的信息,进而逐步达成共识。
3.2 教学方法的改革
教师面对的是活生生的学生,科学实验教学本身就是创造性工作。新课程的实施,又为教师创造性工作提供了更加广阔的舞台。信息瞬息万变,要求教师学会批判、选择、加工,现有的科学实验理论与方法不能照搬,必须经过教师个性化加工,才能适合自己的学生。实验课教师应该依据课程标准的要求,确定教学目标,设计实验方案,使之适合学生的心理特点和认知特点;善于与学生共同创造实验的方案,为学生提供讨论、质疑、探究、合作、交流的机会;善于引导学生创新与实践。新课程需要创造型的教师;创造良好的教学环境,创造新型教育理念,创造性使用教学资源。我们要在教学的内容和方法进行改革。围绕培养学生的综合实验能力、实践能力和创新思维能力,规划设计新的课程体系、实验内容和实验方法。根据教学目的的侧重点不同,可把普通科学实验按基本型实验、提高型实验、研究创新型实验三大模块进行建设。
3.3 培养学生做课外科学实验的习惯,促进实验教学有效性的改革
目前有很多中学的实验室紧张,管理人员紧缺,实验教师也配备不足,导致很多实验不能正常开设。这势必会影响到中学的实验教学,挫伤学生学习科学的积极性,导致科学教学效果下降。因此,可通过学生做课外科学实验的方法来弥补其不足。但学生做课外实验的习惯并不是天生固有的,需要培养、逐渐养成的。要培养学生这种习惯成功与否的关键是取决于指导老师的方法,具体是:对学生要做好动员工作,与学生家长也要沟通到位,还要取得社会的信任,而最重要的是提供的实验素材一定要科学合理,能激发起学生的兴趣。一旦学生养成了做课外实验的兴趣,就可以进一步提高他们对科学的学习兴趣,实验操作能力、自主学习能力等。同时,学习方法也会得到改进。这对培养学生今后的自主创新能力,提高科学素养,有着深远的意义和广阔的前景。
3.4 科学实验课教学资源的改革
科学实验需要利用教科处以外的资源。除了充分地利用学校内的实验设施、图书馆资料等实验资源以外,还要寻求更多实验资源的帮助。(1)发挥校外科研人员对实验课的指导作用。(2)重视利用校外自然物质资源。(3)通过多种媒体获取丰富的实验资源。特别值得一提的是,仅仅通过互联网,人们就几乎可以获得大部分想要的信息。当然,因特网只是众多媒体中的一种,只要有心,总是可以得到有用的实验资源的。
3.5 实验教师自身素质和培训体系的改革
战斗在教育第一线上的教师是实施教育的直接参与者,作为一名中学教师不仅应具备一定的学历、资历,同时还要具有广博的科学知识,具有设计、改进、自制教具的科研实践能力;不仅能讲好理论知识,而且还要善于运用科学实验培养学生良好的实验能力和实验技能。所以,每一位教师要通过不断的学习充实自己,提高自己的知识水平和实验教学能力。通过学习,不断地更新、完善已有的知识结构,既要学有所长,又要广泛涉猎;既要精通一门学科,又要研究相邻学科;既要有理论家分析、综合、雄辩之才,又要有艺术家想象、概括、表演之才。同时各地区教育部门应组织力量定期对在职的科学教师进行培训。其他教育教学方面的培训在部分地区已经开展,但针对科学实验教学的相对较少。可以针对科学教师在设计实验、实验操作技巧、改进实验等方面进行培训,还可以通过举行各级研讨会,给广大教师提供交流与探讨的机会,相互促进。
4 总结
要完成改革老式的实验教学理念,就要注重实验教学的内容、方法等,注重它们之间的联系,进而全面提高学生的实验能力。要想有效地改革,首先,我们要从观念上改革,认识现有观念的局限性。改变传统的思维、教学内容和教学方式,构建和思考问题要有整体观念。其次,应该以培养高素质,全面发展的人才为目的,代替过去只强调智育发展的质量观。在改革中,要始终以学生为主体,充分发挥学生主观能动的作用,把整个实验教学过程看成是教师引导、师生合作共同探究的过程。
参考文献
[1]田明丽.基于现代教学论的普通物理实验教学模式[j].物理实验,2000,20(12):22-23.
篇8
小学科学实验教学应立足于生活经验为基础,在素质教育的大前提下,将小学科学实验教学从传统的教学模式中解放出来,体现出自主互助的教学目的,从而有效利用科学实验的教学作用,提高小学生的实验探究能力,培养小学生的创新能力,对小学生的全面综合发展有着重要的意义。
一、小学科学实验教学生活化
(一)科学实验教学课堂生活化
小学生在小学学习阶段,具备着好奇心强、接受能力高的性格特点,在小学阶段开设小学科学实验教学课程,可以有效地提高小学生的实践探究能力。鉴于小学科学实验教学课程对小学生素质教育的重要性,应当在贴近小学生学习方法的基础上,积极地拉近科学与小学生的距离,同时要了解和掌握小学生展现出来的学习习惯和年龄特点,从而设计出符合小学生生活的科学实验。要时刻注重小学生的参与过程,要积极地利用情境教学方法,创设出一种良好的学习氛围,尽量贴近小学生的生活环境,以此提高小学生学习兴趣,激发小学生的思维逻辑,使得课堂教学更加的生活化。例如在对动植物的观察教学中,我们教师可以从小学生的生活周边着手,选取贴近小学生的蚕宝宝作为主要观察对象,我们教师对小学生讲解蚕宝宝从卵中孵化的主要过程,然后介绍养殖的注意事项,接着在班级里设立科学实验角。让小学生自主地参与到蚕宝宝成长的过程中,从而真正体现科学实验教学的目的。
(二)科学实验教材的生活化
科学实验离不开探究材料的有力支持,在小学科学实验教学的过程中,教师可以选取生活中的实验材料,来完成教学活动,这样一方面提高了小学生参与实验的兴趣,另一方面贴近生活的教材操作起来比较便捷,获取的渠道较多。比如在“声音”的实验教学活动中,教师事先对学生们讲解声音产生的基本原理,并通过对音叉的实验教学,让小学生们寻找生活周边可以产生声音的材料,这时,教师可以先带头选择小学生们必备的“直尺”来作为实验器材,从而激发小学生的思维创新,这样使得小学生的参与性被极大地调动起来,加深了小学生的教学记忆力,提高了教学质量。
(三)加强课外活动
课外活动是实践教学中重要一部分环节,小学科学实验教学不能局限在课堂教学中,还应当积极地拓展教学环境,将科学实验的教学范围扩展到课堂教学外,利用教学课堂外部环境中的优势特长,提高小学科学教学的质量和效果。科学实验就在人们的生活中,在人们的身边,只有积极地将学校、家庭、社会三方面有效的结合,架立起一道连接的桥梁,将科学实验课堂教学充斥在小学生的生活中,满足小学生对科学知识的需求。种凤仙花是一种有效的课外实验活动,当我们引导小学生参与到凤仙花的种植过程里,小学生一方面掌握到了种植植物的具体方法,学到了实际的科学知识,另一方面参与到劳动中,体会到了劳动的乐趣。
二、优化教学模式
(一)情境模式
情境教学模式对提高小学生的学习兴趣极为的有用,对科学实验教学的顺利开展有着关键性的作用。在教学制度深化改革的背景下,传统的教学模式已经无法满足学生的综合素质发展要求,利用情境教学模式,创设生活化的科学实验教学情境,让小学生近距离地接触到科学,并逐步对科学产生兴趣。
(二)信息技术的利用
随着经济的快速发展,使得科学技术的革新速度越来越快,多媒体教学应用在小学教学活动中,有效地将单一的文本教学转变为直观形象的音频教学,提高了教学活动的趣味性,有着吸引小学生学习兴趣的积极作用。小学科学实验教学的教学内容虽然较为基础和通俗化,但还是存在科学严肃性的特点,对小学生学习兴趣的提高作用较低。鉴于此,利用信息技术多媒体科技,将所要实验教学的科学,转化为有趣的图文教学,加人适当的音频材料,极大地提高了小学生的学习兴趣,增强了学习积极性。比如对常见的岩石的讲解,单一的文字和图片讲解,并不能提高小学生的学习兴趣,反而会因为枯燥乏味的学习过程,影响小学生的学习积极性,因此,适当地搜集符合小学生性格特点以及学习能力的视频资料,配合我们老师的基础讲解,加深小学生的学习兴趣和知识记忆点。在对植物的繁殖传播过程的教学活动中,我们教师同样也可以采用相同的方法。
(三)强化自主互助能力与合作探究能力的培养
我们教师可以对小学生分组,建立不同的学习小组,组员人数控制在6人以内,引导小组成员积极地参与到科学实验中,鼓励小组成员互助合作完成科学实验项目,并逐步在小组内开展组内竞争,提高小学生的学习兴趣,营造一个良好的学习氛围。在此要注意的是,科学教师在对学生分组的时候,要注重男女性别的搭配,避免出现多个女生或者多个男生的情况,同时教师要深入了解小学生之间学习能力以及性格特点的差异性,做好优化组合工作,使得组合发挥最大优势,从而逐步提高小学生的合作互助能力以及自主探究能力。
篇9
关键词:科学实验课;教学情境;多元化
在如今社会竞争日益激烈的环境之下,培养学生的动手能力,不仅仅是科学实验课教育改革的需要,更是引领学生亲近自然、走进生活,加强他们对社会实践的探索以及激发他们学习兴趣的重要方法。
初中科学实验课一方面要注重对学生科学素养方面的培养,同时还要注意提升学生的创新思维。科学实验教学最终的目的不仅仅是简单地传达知识,更要让学生养成良好的实践习惯,让他们端正科学态度,领会科学精神,从而全面熟练地运用所学的科学知识。
一、目前的初中科学实验课还存在着某些方面的不足
目前,初中实验课教学存在的不足主要体现在以下几个方面:
1.实验步骤操作不规范,实验仪器设备选取出现差错。长此以往,容易消磨学生对科学实验课的兴趣,使他们在上科学实验课时习惯旁观而缺乏参与性。
2.由于科学实验课的教师主要是依靠板书或静态示意图来讲解实验原理,大大降低了教师的示范学生实验操作的效果。同时,由于某些学生上课时注意力分散,在实验操作过程中胡乱摆弄仪器设备,最终造成仪器损坏而无法实验的后果。
3.在目前所开设的科学实验课中,验证性及测定性实验所占的比例极大,而探究性及设计性的实验少之又少,无法引起学生的好奇心。同时,这种设定对于学生实验探究和创新能力的培养也产生了一定的影响。
4.某些教师在学生做完实验后不对学生的实验结果加以认真分析,学生难以察觉到自己操作上的失误,因此,也没法弥补自己的不足。同时,由于某些教师实验操作的步骤不规范,不能很好地指导学生进行科学实验,从而造成学生实验操作技能的缺乏。
二、如何弥足初中科学实验课的不足
1.充分利用实验教学的特点,激发学生的学习热情,调动学生的思维积极性
教师可以通过创设实验教学情境,把枯燥乏味的教学内容转化成令学生耳目一新的创新模式,充分调动学生创新思维的积极性,激发他们的求知欲和好奇心,引导他们自觉追求新知识,令他们不知不觉中步入到探究科学实验的活动中去。同时,在科学实验教学中,教师还要让学生明确探究实验的内容和方向,适当地对他们的学习目标进行强化。此外,为了让学生养成自发探索和自主学习的习惯,科学实验课在实验的取材上可以尽量贴近学生的实际生活,以便于他们就地取材进行科学实验操作。
2.将多媒体等先进的教学手段与传统的教学方法有机结合,提高科学实验课的教学质量
充分利用多媒体技术生动形象的特点,启发学生的思维,增强他们的注意力,有助于他们展开联想并培养他们的自学能力。同时,将多媒体技术与科学实验课充分结合,还能有效地优化课堂的结构和教学信息的传递路径,并扩大教学信息量的传输,提升教学的质量。
通过多媒体实验教学,一方面能够生动并细致地将原有的实验教学进展下去;另一方面还能弥补学生不能动手操作的不足,增加学生的理解能力。
3.以学生为本,把自主探讨的权利交给学生,让他们养成独立思考的习惯
在科学实验课的教学过程中,教师要将自己看成是全班研讨中的一员,充分体现民主化,尽量把自己摆在与学生平等的位置上,让学生敢于讲出内心真实的想法,再针对其中的问题向其他学生征求看法,做到让学生拥有自主探讨的权利。教师在研讨过程中,应注意把全班讨论、小组讨论以及个人讨论结合起来,给学生足够的独立思考和讨论争论的时间,避免他们为揣摩教师心理而顺从教师愿望回答问题,营造良好规范的班级研讨氛围。
4.综合考虑学生各个方面的素质和能力
关注学生能力和素质的提高以及他们在学习和科学实验过程中所表现出来的科学精神态度,符合新课程标准大纲对学生学习评价的基本要求。因此,为了激发初中生学习的积极性,提高他们对加大自身能力培养的重视,教师在对学生进行科学实验教学评价时,应当综合考虑学生在各个方面的素质和能力。
期末考评时,把初中生在科学实验教学中的各种表现作为基础,让各个小组成员之间进行互相评价和自我评价,以提高学生的自我反思能力,促进学生的学习进步。
初中科学实验教学,不仅能提高学生分析问题和解决问题的能力,还有助于培养他们的学习习惯,激发他们的学习兴趣以及自主探索研究问题的意识。同时,初中科学实验教学通过多媒体教学与传统教学相结合,在一定程度上改变了教师传统的教学方法,对教学结构的优化和学生创新思维的培养都起着重要的作用。此外,通过初中科学实验教学,让每个学生都参与到科学实验活动之中,大大地提升了他们的社会实践能力。
参考文献:
[1]高双凤.在实验教学中培养学生的创新能力[J].山西广播电视大学学报,2001,(04):45-46.
篇10
一、确定实验科目的基本要求
(1)事先告知实验目的
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。因此,确定实验的目的对于学生上好实验课是至关重要的,它能让学生明白该实验是为了研究什么而设置的。
(2)理解实验操作过程
每个学生理解能力不一样,实验的成功与否,主要取决于学生对实验中的重点、难点操作的把握程度,以及对实验现象的分析,总结。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。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,所以在实验前就要理解操作过程。
(3)布置实验观察任务
只有让学生明确了实验前的观察任务,才能在实验过程中取得良好效果。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。
(4)推测实验结果的运用
从现象到分析比较、得出实验结论,是一个以具体到抽象的思维过程,是思维从感性到理性的质的飞跃,只有完成了这个飞跃,才算真正得到了知识。如《磁铁》单元,首先让学生明白地球上具有一种特殊的力,和电一样,磁也是人看不到也感觉不到的,可是它的影响力却处处可见。当我们看到磁铁能把带铁的东西吸起来,我们就知道磁铁有吸引铁的性质,所以我们就把磁铁的这种特性叫做磁性。磁性有强弱,磁铁上磁力最强的部分叫磁极,磁铁有两个磁极,我们把磁铁用细线悬挂起来,等到它静止时,磁极分别指向南方和北方,我们把指北的磁极叫北极,指南的磁极叫南极。然后提示:古代的指南针就是根据磁铁的这一特性发明的。
二、想方设法拓展实验时空
小学科学实践课的实验场所不局限于学校的实验室,实验教师应该根据学校实际情况,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、搬到商店、搬到社区、搬到儿童娱乐场所等。
学校周围有丰富的课程资源,根据实验科目的需要,教师可以充分调动学生的积极性“本山取土”进行实验原材料的选择。如我在做《拓印树皮》时,实验材料需要纸、笔和树木,于是我就安排学生上课时去学校内的美化树身上获取实验素材,同时还安排学生观察树上的蚂蚁、蜗牛、蜘蛛等小动物的活动情况。
三、让学生亲临科学实验的乐境
科学实验兴趣的培养,一是要让学生亲身经历典型活动:如《空中跳动的乒乓球》实验,首先让学生思考:吹风机朝上方,对着乒乓球吹风,你认为乒乓球会被吹走吗?学生各抒己见。然后我让他们看实验演示:我用一只手握住吹风机,另一只手将球放在吹风机的上方。开动冷风和热风分别吹动乒乓球。结果乒乓球,没有被吹走,而是浮在空中跳动。最后说明:无论开动冷风和热风吹风机朝上对着乒乓球吹,由于力的平衡作用,上方的乒乓球不会被吹走,而是浮在空中跳动。学生发现实验这么有趣,学习兴趣自然会逐日加深。
二是要在活动中充分发挥学生的主体作用,发挥他们的主动性和能动性。科学实验应该让学生充分参与,提高学生学习的兴趣。实验教师既要充分利用实验室的器材,又要充分发挥环境在小学科学教学方面的优势。
(1)寓安全和玩乐于学习实践中
要充分利用实验室的资源开展一些生动有趣的科学实验。如《观察金鱼的身体》、《声音是怎样产生的》、《水和食用油的比较》《设计制作一个雨量器》等这些具有小制作、小实验性质的实验课时,就应该给学生充分的时间进行实验,在无危险时,尽情地实验,痛快地玩耍,学中玩,玩中学,取得事半功倍的效果。
(2)让学生在生存环境中积累知识
我们的学生生活的环境,既有实验的劣势——实验器材不足,也有实验的优势——天然教学资源。学校的周围有丰富的资源,能为学生科学学习提供很好的学习资源;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;农村的空气清新、天空清朗,能为学生观察天文和气象学习提供很好的条件;农村学校的周围一般是山川、田野或河流,教师可以非常方便地取到一些土壤材料,可随时带领学生到野外观察各种动植物、地貌等。
四、尽心尽力造就学生自主探究能力
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