科学探究实验的一般过程范文
时间:2023-10-26 17:56:35
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篇1
九年义务教育全日制《生物学课程标准(初中2011版)》课程目标对科学探究有非常明确的要求:“初步学会生物科学探究的一般方法,发展学生提出问题、作出假设、制订计划、实施计划、得出结论、表达和交流的科学探究能力;在科学探究中发展合作能力、实践能力和创新能力;初步具有生物学实验操作的基本技能、一定的科学探究和实践能力,养成科学思维的习惯;初步学会运用所学的生物学知识分析和解决某些生活、生产或社会实际问题。”由此可见生物学作为一门自然科学课程,科学探究教学具有非常重要的地位。
一、科学探究的内涵
科学探究通常涉及:提出问题、作出假设、制订计划、实施计划、得出结论、表达和交流。将科学探究引入义务教育阶段生物学课程内容,是为了促进学生学习方式的改变,使学生能主动地获取生物科学知识,体验科学过程,形成一定的科学探究能力和科学态度与价值观。因此,教师应积极提供机会让学生亲自尝试和实践科学探究,并将科学探究的内容尽可能渗透到各级主题内容的教学活动中。
二、科学探究教学的具体要求
课程标准要求科学探究式让学生模仿科学家的探索过程获取学习的成果,而不是让学生像科学家那样做研究;是让学生获取知识、领悟科学家的思想观念、领悟科学家研究自然界所用的方法,包括观察、测量、提出假设、进行实验、制作模型和交流等,而不是要求学生自己独创实验设计,当然学生能达到那样的高度更好。
(一)重视经典实验
经典实验是指在生物学发展史上具有重要影响的著名实验,是学习科学探究的范例。如普利斯特利研究光合作用的小白鼠实验等。对于生物学的经典实验,教师要先介绍实验背景及科学家的生平,了解实验当时社会的现状,以及人们对研究问题的认识。有条件的学校可以让学生再现实验的过程,重温经典。如巴斯德鹅颈瓶实验,教师先介绍巴斯德的生平,然后让学生讨论鹅颈瓶瓶口如何做成鹅颈的。这样既提高了学生的实验兴趣,又觉得科学探究不再是神秘的事情。
(二)重视技能规范化训练
科学探究的本质是基于对现象的观察,利用假设和理论进行各种逻辑思维等等,在这一思维过程中又往往表现出某些习惯性的思维方式或思维途径,所以教师要重视学生探究技能规范化训练,特别是观察、发现、提出问题、做出假设、推理、调查、实验设计、操作、收集和分析资料等技能、方法的训练和指导。例如,观察洋葱鳞片叶细胞时,因为学生没有做过临时装片,老师必须先做演示,教会学生做装片的科学方法。
(三)加强实验探究过程的一般管理
科学探究一般包括六个过程,提出问题、作出假设、制订计划、实施计划、得出结论、表达和交流。
1. 科学探究提出问题的重要性
本着提出问题比解决问题更重要的思想,教师要引导学生积极思考,从多角度提出问题,培养学生发散思维的能力。如科学探究实验“水影响种子的萌发吗?”中,引导学生思考“哪些因素还影响种子的萌发?如何证明”。
2. 学会制订科学的探究计划
“制订计划”是学生在进行科学探究活动时的难点所在,但很多老师都不舍得把时间花在让学生制订计划和设计实验上,而是让学生按照现成的步骤与方法做,或者按照老师的思路做,导致学生被动地做实验,很少去思考到底为什么要这样做,怎么做,因此在课堂教学中,让学生经历制订计划与设计实验的过程就显得特别必要。
(1)明确实验变量,设计对照实验
初中生物实验一般都是对照实验,控制单一变量是设计对照实验的第一原则。学生提出要探究的问题后,根据探究的已知条件和探究的目的进行猜想或假设。当猜想或假设一经提出,便能据辨明条件,明确实验的变量。如“光对影响鼠妇的分布吗”探究活动,是七年级学生接触到的第一个较容易的对照实验,但学生不知道变量怎样设计,这就需要教师的引导:本实验的可变因子是什么?(光)不变因子是什么?(温度、湿度、土壤等)实验的目的是什么?(光对鼠妇分布的影响)这样,学生了解了对照实验的基本方法。
(2)采用多种方法引导学生设计实验过程
①放手让学生思考。为了能使学生在设计出合适的实验方案,要大胆的让学生去做、去想、去讨论、去发现规律,理清思路,抓住制订探究计划的关键所在。如:“测定种子的发芽率” 重点引导学生讨论如何正确取样。
②教师为学生提供部分实验探究计划和方法步骤,以填空的方式完成。这样做可以让学生体验和领悟科学探究过程和方法,一般应用于难度较高的探究实验或者学生刚开始接触科学探究。如“探究光合作用的条件、原料和产物”,探究实验难度很大,以填空的形式出现,既完成了科学探究过程,又节约了时间。
(3)学生独立完成科学探究过程
①在每一次探究实验活动前,教师都要精心钻研教材,准备好探究活动中学生将要用的材料和工具,并组织学生也参与到材料的准备活动中来。
②科学探究教学强调学生的自主性,但并不排斥教师的指导。教师适时,有效的引导,可以把握方向,使学生真正从探究中有所收获,并使探究实践得到完善。
科学探究教学能更好的贯彻生物课是一门科学课的性质,让学生亲历提出问题、获取信息、寻找证据、检验假设、发现规律等过程,对于学生理性思维的习惯,形成积极的科学态度,发展终身学习的能力非常重要。
【参考文献】
篇2
关键词 生物 探究 实验教学
中图分类号:G633.91 文献标识码:A 文章编号:1002-7661(2016)07-0071-02
生物是一门以实验为基础的学科,演示实验、分组实验、探究实验几乎贯穿了整个生物的课堂教学,演示实验往往都是教师操作,学生观看;而分组实验又多是验证性实验,只有通过实施探究性实验教学,才有利于促进学生学习方式的改变,才有可能最大限度地调动学生的学习积极性,更有利于学生思维的开发。那么生物老师在课堂上如何适时适度地进行探究性实验教学呢?下面我结合近几年对探究性实验教学的探索,谈一下自己的体会。
一、首先运用各种可以成为榜样的例子,来激发学生探究生物科学知识的兴趣
俗话说,榜样的力量是无穷的。在新教材中,安排了一系列科学发现史,虽然只是简单地介绍了科学家们发现科学真知的过程,但故事当中,科学家们不畏艰难,持之以恒,用于探索的精神已深深打动了每一位学生,也就激发了学生对生物知识探究的兴趣。为学生开始进行探究实验提供原始动力,有了动力也就有了进行探究实验的方法和步骤,这样学生就会主动愿意去进行生物探究实验的学习,在学习中体验学习知识的乐趣,也进一步体验生物科学概念,生物原理的形成过程,使学生既学习了知识又培养了实际操作的能力。
二、变验证性的分组实验为探究性实验,调动学生自主学习的兴趣,充分发挥生物学实验探究的能力
传统的生物实验一般是重结果、轻过程,重接受、轻参与的验证性实验,在一定程度上束缚了学生思维的开发,也减少了学生探索与发现知识的机会。若变换一个角度把适合研究探索的验证性实验上升为探究性实验,恢复生物探究性的本来面貌,学生自然而然地就有了学习的兴趣,也就有了强烈的探究欲望,有了探究的欲望,也就产生了探究的动力,就会在探究过程中不断发现问题,提出问题也就会挖空心思地想解决问题,这样学生就有机会设计出探究实验的方案,使探究过程不断趋向合理。在此过程中使学生充分体验探究性实验的魅力,真正由被动接受者上升为主动探究者。当然,在实际教学中,并不是所有的实验都适合学生来探究,我首先立足教材,结合我们本地的实际情况和学生的认知水平,有目的、有计划、有系统地选择本地区能够找到的实验材料,而且是学生能够进行动手操作的可行性实验让学生来探究。例如:在学习“环境对生物的影响”这一节时,有一个探究实验“光对鼠妇生活的影响”,因为这是学生学习初中生物遇到的第一个探究实验,为了顺利完成了课堂教学的某些知识目标,如适宜的生存环境等,实验前我有意让学生自己动手去找用来做探究实验的鼠妇(既我们当地叫的“西瓜虫”),学生很感兴趣,部分学生会在校园的花坛中找到鼠妇,有些躲在枯枝落叶底下,翻开那些杂物时,它们会很快爬走。通过这个亲身体验,“鼠妇适于生活在阴暗的环境中,光会影响鼠妇的生活”这个结论其实在寻找鼠妇的过程中学生稍加动脑已经可以得知了。然后让学生小组交流他们都是在什么地方找到鼠妇的?这也就为后面的实验提出问题埋下了伏笔,更为设计实验方案打下了基础,然后让学生自己选其他实验材料,并根据自己选的实验材料制定实验方案,然后在教师的指导下亲身体验实验的乐趣,最后让学生做出结论,解析实验事实等,所有这一切尽量由学生来完成。在此过程中学生不单单在做实验,也不单单在学习理论,而是两者有机地结合在一起,课堂气氛非常活跃,学生参与性强,突出了学生在教学中的主体地位,学生通过实验探究学到了科学知识,又经历了对科学形成过程的了解,进而掌握了科学的学习方法,培养了学生运用科学方法解决问题的能力。
三、启发学生对要探究的实验提出最要解决的问题,并根据所提的问题大胆做出假设,正确指导实验设计和计划实施,培养学生的创新思维能力
由于初中学生刚刚接触生物实验,虽然对要探究的实验很感兴趣,但苦于实际动手能力差,尽管有探究的欲望,但不知道从哪里做起,所以在教学中指导学生做出最佳实验方案是实验成功的首要条件之一,因此,在教学中我特别注意把握好以下几点:1.指导学生学习设计实验的一般方法。2.提供一个实验方案供学生参考一下,当然第一次做探究实验可以让学生按照老师设计好的方案进行探究,以后可以慢慢让学生自己设计实验方案,并验证假设的真伪。3.不同的实验小组很可能出现不同的实验现象,正确引导学生对不同的现象进行分析,并做出比较合理的解析,相互交流,从而得出结论性的解析。
四、优化“实验设计”
篇3
论文摘要:随着新课标课程的实施,课程改革也随之开始,生物开设开放性探究实验可以}i导学生积极参与科学探究的过程,转变传统的以讲授为主的教学方式和学生的以接受为主的学习方式,让学生参与教学当中,把学习变成人的主体性、能动性、独立性的不断生成、发展、提升的过程。在教学中实施开放性探究实验主要价值应体现培养学生科学探究方法和创新思维,发展学生的能力,养成尊重事实,探索真理的科学态度。
生物开放性探究实验应具有的特征:(1)自主性。开放性探究实验需要学生自己设计并完成实验,就要求学生熟悉教材内容,并能运用实验设计的原则方法和原理设计出合理的实验方案。并会观察实验现象、分析实验原理、解释实验原理、得出实验结果。这样,才能够最大限度地激发学生学习的兴趣和创造的潜能,也能充分体现学生学习的自主性,符合现代主体性教育理论的要求;(2)探究性。开放性探究实验不同于验证性实验,这使得实验中出现什么现象,学生不能直接从课本中找到答案,只能通过细心的观察和思考得出。正因为其步骤、过程的多样性,结论的非唯一性,对于开拓学生视野,养成求异思维品质,提高创新意识和实践能力是十分有效的;(3)开放性和灵活性。开放性探究实验对于所探究的问题,可以提出不同的假设;可以有不同的探究方法;可以有不同的材料用具;实验设计、操作的独立性,只要能够解决问题就行。开放性探究实验的意义在于:有利于培养学生的创新思维和创新能力。开放性探究实验注重探究式学习,这有利于学生体验科学探究的一般方法,养成科学探究的态度,学习科学探究的方法。
生物开放性探究实验教学的难点
(1)实验设计难。由于学生以前没有这样的经验,同时受学生年龄的限制,他们的思维往往有较大的局限性。因而,学生难以完成一个比较完整合理的实验设计方案。
(2)实验完成难。由于以往认识的偏差和条件的限制,对学生动手能力的培养不够,而且学生对实验仪器的认识和控制能力较差,因此,学生独立完成实验较难。
(3)实验分析难。限于学生的思维能力,学生独自分析实验结果、探索和思维获取结论。学生独自分析实验结果、得出正确结论比较困难。特别是对实验中某些条件的忽视或控制不好而造成的实验结果的偏差,难以得出合理的解释。
然而对于我校这样一些硬件设施较差的学校来说,可以采用简便的方法和现成的材料进行开放性探究实验,甚至可以根据自己学校的实际情况,结合课程教学,取消或增加一些开放性探究实验,针对生物开放性探究实验,学生有选择实验器材的余地,设计的实验方案和操作过程也多种多样性,这大大拓展了学生思维的空间,从而使学生的创新思维和创新能力不断提高;同时开放性探究实验也需要教师积极参与,这促进了相互交流,加深了师生友谊,达到教学相长从而有的放矢地开展素质教育。
生物开放性探究实验课的教学环节。科学探究通常包括通过实验来探究、通过调查来探究等不同形式。生物学实验教学在生物学教学中有着十分重要的地位,教师应积极提供机会,让学生亲自尝试和实验进行探究,并将其内容要求尽可能多地渗透到各主题内容的教学活动中去。以探究为本的生物学实验教学与一般意义上的探究是有区别的,也与科学家从事的科学探究有着明显的不同。中学生物学开放性探究实验是基于中学生物学实验前提下的,由教师给予学生指导的科学探究活动。在科学上,实验的结果、结论或许早就有了,但为什么还要组织学生去探究呢?因为要教会学生科学探究的一般方法,考察学生在实验过程中的操作表现,思维表现,学习能力表现等。开放性探究实验一般以小组合作开展,提倡“以问题为中心,自主探索,小组交流,重在发展”,它要求学生既要对所研究的课题开展学习活动,同时又要对实验过程开展学习活动。
生物开放性探究实验课的教学过程结构归纳为以下六个环节。
(1)背景下提出问题(2)假设(3)设计实验(包括实验a、b、c)(4)实施实验(包括实验a、b、c)(5)结论(6)表达交流。
以上六个环节可以解释如下:
(1)教师提供背景材料或学生从日常生活、生产实践或学习中发现与生物学相关的问题,并以书面或口头表述这些问题。描述已知科学知识与所发现问题的冲突所在。
(2)应用已掌握的知识,引导学生对问题的答案提出可能的设想,估计假设的可检验性。
(3)制定探究计划,提出实验步骤,列出所需要的实验材料与用具,选择控制变量,设计对照实验。
(4)实施计划,观察实验现象,收集实验数据,评价这些实验现象和数据的可靠性。
(5)描述实验现象,处理实验数据,得出合乎实验的解释,形成结论。
(6)撰写实验报告,口头或书面表达交流探究实验过程、结果和结论。显然,开展开放性探究实验从整体上应体现上述六个环节。
开放性探究实验应注意的问题:1、要重视实验的探究过程。教材或教师提供给学生的实验,是想让他们去领悟科学的思想、体验科学家研究自然界所用的科学方法。因此开放性探究实验中探究活动的教学过程具有创新教育意义,十分重要。在教学中要花大力气组织好在生物探究实验中学生的分工合作、交流讨论、分析总结。注意课堂内外实验的结合。教材安排的实验,通常要求在课内完成。但往往时间不够,要在课外时间才能完成,需要课前收集材料、处理材料;有的探究活动需要组织学生外出参观、访问、调查等。所有这些教师都要在学期教学计划中早有安排,真正做到开放性。2、要重视总结报告的撰写和交流。培养学生通过文字描述、数字表格、示意图、曲线等多种方式完成实验报告,通过摄影、摄像,使报告更生动形象。组织各种形式的交流活动,培养他们的合作学习的精神和语言表达能力,让他们体会到不同的实验方法,会有不同的实验结果,这也属于开放性的一个方面。学生的很多感受和体会也得到了交流,同时有利于学生形成正确的情感态度价值观。3、尊重、鼓励学生。在开放性探究实验中,学生会有各种想法,会提出种种问题,会得到各种不同的结论、甚至会是错误的结论。无论如何,教师都要应该尊重学生,爱护学生,善于发现他们的优点。当学生在实验中遇到困难,有消极、畏难的情绪时,教师应及时找学生谈心,鼓励他们不畏艰难。
通过生物开放性探究实验教学,学生有了充分想象和独立思考的空间,培养了学生主动探究科学知识的精神。学生的个性、独立性、协作性得到充分发展。学生的创新思维、创新能力不断提高,这才是真正意义上的创新教育和素质教育。通过开放性探究实验教学,我校学生学习生物学的兴趣大大增加,生物学成为他们最欢迎的学科。
参考文献
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【摘 要】本文简单介绍了探究性实验与验证性实验的区别,指出了在教学中如何设计探究性实验,以及在实践中的体会。
关键词 探究;实验;实践
探索未知是人类的本性,综观有史以来重要的发现都是由于人类对未知世界的不断探索而得到的。
一、验证性实验同探究性实验的不同之处
1.设计理念不同
验证性实验强调演示和证明科学内容的活动,知识和过程分离,与背景无关,只注重知识的结果,如事实、概念、理论,而不是获得知识的过程。验证性实验强调实验操作和观察等个别智力技能,强调如何快速高效地获得知识。
探究性实验教学在观念上认为实验学习同样也是一种探究过程。将学习置于探究的背景下,探究性实验是科学探究的简化再现。这种观念将探究性实验看成“这是一个问题”,“什么样的实验能回答这个问题”,“如何实施这个实验”,强调在探究过程中获得理解,知识和过程相统一。
2.实验目的不同
验证性实验是为了培养学生的实验操作、数据处理和计算技能,学生们检验一个已知的结果是正确的。探究性实验是通过实验来研究一个感兴趣的问题,激发学生的好奇心,培养科学探究能力。
3.实验模式不同
验证性实验通常采用“告知——验证——应用”的教学模式,学生们用实验来验证已学过的原理、概念或性质,实验只是起到巩固知识、加强学习效果的作用。
探究性实验按学生主体活动程度可分为教师引导探究和开放式探究两种模式。无论哪种模式均强调学生学习过程中主动的探索和创造,学生以一种近似科学家如何实验的方式学习,不再强调获得正确的结论为唯一目标,而是强调研究过程和对结论的解释。
4.科学情感和态度的培养效果不同
验证性实验是一个传递接受或者是刺激反应的过程,学生往往处于被动的接收地位;探究性实验开始于一个有刺激性的问题、引起关注的现象等,探究的过程受一个为了理解观察的事实或解决一个问题时的好奇心所驱动。由于探索结果是未知的,学生们的兴趣和积极性都会增强。
5.教师的作用不同
验证性实验教学中,教师作为一个主宰者、评论者;在探究性实验教学中,教师作为一个咨询者、服务者和提问者,教师在讨论和辩论时往往有意持不同意见,以引导和促进学生去创造发现。教师在探究性实验教学中会遇到更多的挑战,对教师的要求更高。
二、设计探究性实验的注意点
1.探究性实验的问题设计目的要明确,实验现象要明显,有一定的趣味性。
学生的学习的动力很大程度上来自于兴趣,一个好的实验引起学生的兴趣,让学生在实验中观察、思考,从而得到结论。
2.探究性实验的探究实验问题设计要有思考价值,要注意科学方法和思维方式的训练。
一个完整的科学探究过程包括发现问题、提出假说、设计实验并实施、分析现象和数据得出结论、运用结论解释问题等环节。而学生的探究活动往往是一个探究过程的部分或片段。探究问题的设计要结合具体的实验内容,从实验的现象出发引导学生最终得到实验的原理和结论,又不仅限于实验,在实验的内容上进行拓宽、延伸。在探究问题的设计中还要注意科学方法和思维方式的训练,如运用对比、猜想等方法。
3.实验要与实践联系紧密
在科学研究中,任何实验都是从实践中来,到实践中去。所以在设计实验时,必须把培养学生实验与实践相结合作为指导思想,也是同时培养学生从实际的例子建立物理模型的能力。
三、探究性实验的实施方式
探究性实验在实施过程中可采取多种方式来实施,由于一般准备的探究性实验的仪器数目不多,不可能全数配备,所以可以采用如下的操作步骤:
1.建立兴趣小组,培养“小研究员”
一般每个班级的人数较多,如果一起到实验室中进行实验,一名老师不可能顾及到所有的学生,最后顾此失彼。可以将学生分为若干实验小组,在实验前通过预先的学习研究培养出一两名小研究员。在实验中小研究员与其他学生观察实验中的现象,讨论实验中的问题。这样小研究员就起到了“以点带面”的作用,教师就可将主要精力放在引导学生探究实验上。
2.观察实验,提出疑问
在探究实验中,学生必然有很多的疑问和问题,把这些问题和疑问都记录在学生的实验记录本上,对于有思考价值的问题将其补充到试验问题中。对学生提出的简单问题,有小研究员与其他学生共同讨论解决,其他的问题由学生纪录,并由小研究员分配给学生分工进行研究。
4.讨论问题,查找资料
对于一些有难度的问题,让学生分工通过多种方式来寻找其解释。这时教师作为研究的指导者也可参与其中,主要是指导学生如何寻找,怎样收集有用的资料,并不是直接告诉学生结果。
5.解释疑问,重新提出新的问题
将学生所获得的资料进行收集整理,在此基础上进行归纳总结,从而解释实验中提出的问题。针对实验,学生还要在实验基础上提出新的问题。如在一次研究辉光球的实验中,有一个将日光灯管接触球壁可以发光的现象,有的学生观察仔细,他发现日光灯管还没有接触到球壁就已经有辉光了。从而提出了一个问题:这时日光灯管的能量从何而来?这时学生就会主动地去探究其中的原因。
6.提出新的实验设想,设计实验验证设想
对于新的问题学生可提出自己的设想,并设计相应的实验来验证自己的设想。比如上述的疑问,学生提出可能是电磁波来传递能量的,他想可以利用无线电接收装置来检验自己的想法。学生有了自己的实验设想,就可以鼓励学生利用现有的仪器来设计完整的实验方案验证自己的想法。无论实验成功失败都是他们自己动手获得的知识。
篇5
一、过于强化“明确实验目的”,抑制了学生对实验“意外”的探究兴趣
我们强调学生是教学的主体,但就课堂演示实验教学的一般情况而言,教师是实验的操作者,具有实验主体的主动性,学生是演示实验的观察者,具有观察主体的被动性,当教师在课堂上进行化学实验演示教学时,学生是否了解教师要做什么?学生自己应该做什么?看什么?这都需要教师以一定的实验目的来引导。
但目的的“定向”本身,有它的局限性,这是由于目的性太强,会削弱或抑制实验过程中学生对“意外”发现的探究。如研究水组成的电解实验,电解水时,两极生成的氢氧两种气体体积之比往往不恰是2:1,一般是氧气的体积少于理论值。由于实验目的的“定向”作用,使许多学生往往不能以科学的态度对待这一实验中的“意外”,根本不分析其中的原因,就得出“水是由氢氧两种元素组成,两种元素的原子个数之比是2:1。”的结论。
由于过于强化“明确实验目的”,使学生失去了对实验“意外”事件探究的机会,导致一些学生在实验中对实验的误差不作客观的分析,不作跟踪探究,任意修改测量数据,以迎合实验目的所指定的结论。实验过程应该有明确实验目的来引导,这是实验观察与一般感知的区别,但实验现象是丰富的、立体的,单层次、单侧面的实验目的必然会影响对整个实验完整性的把握,过于强化明确单一的实验目的,会使演示实验变得单调,缺乏探究性,学生也会因此感到实验演示索然无味,这将在很大程度上抑制了学生对科学探究的兴趣。因此,教学中应丰富和拓展实验目的的展次,引导学生从整个过程中去把握实验现象,重视实验的细节,使学生能以科学的态度对待实验中的“意外”,因为科技发展史上正是这些“意外”引起了科学家们探究的兴趣,并从中获得许多重大的科学发现。
二、过于强调实验的规范,忽视了实际操作的特殊性和灵活性
在实验教学中,强调实验操作的规范对于学生掌握实验技能、展示化学实验美和防止实验过程中发生意外事故等方面是非常重要的,但如果不从实际出发,强调的过死,也会给实验操作带来诸多的不便。如天平称物操作实验,按规范操作的规定应是“左物右盘放砝码”(笔者参阅的有关这方面内容的书中没有一本书不是这样规定的),笔者在教学中发现,由于我们教师在实验教学中对天平操作规范的再三强调,绝大部分学生对这一实验的操作是很“规范“的。然而,天平在实际使用中往往有两种情况:一是先放称量物后加砝码,称量物质的质量是未知的,如称量烧杯的质量,这种情况按“左物右盘放砝码”的规范进行操作,因为变动的是砝码的量,在右侧加砝码操作就比较方便;而另一种情况是先放砝码后加称量物,称量物质的质量是已知的,这种情况下砝码的量是固定的,变动的是称量物的量,如在配制溶液时,要称量一定质量的溶质,如果仍按“左物右盘放砝码”的这一规范进行操作,加溶质的量在左侧进行,这对于两人一组的学生实验在操作时就显得不太方便。笔者认为在这种情况下就未必一定要按“右盘砝码左放物”来进行操作。又如按一般的操作规范,使用胶头滴管时,胶头滴管是不允许接触试管内壁或与试管内溶液接触的,但如果在制Fe(OH)2白色沉淀时,却必须把滴管伸人试管内的液面下面,否则Fe(OH)2会被空气中的O2氧化成红褐色的Fe(OH)3而观察不到白色沉淀。笔者在指导学生实验时时有发现,一些学生就是因为没有把滴管伸人试管中的液体内,得不到白色的Fe(OH)2沉淀而导致实验失败,而此时的学生竟然还不清楚实验失败的原因究竟在哪里。
三、过于追求实验现象的直观性,忽视了实验设计思想的展示和创新
化学实验本身就具有鲜明、直观的特点,它不仅会给学生带来美的享受,而且能够激发和满足学生的好奇心和求知欲。但在实验教学的实践中,教师往往对课本上的演示实验采取简单的“拿来主义”,照方抓药,机械操作,片面追求实验中视觉感受,忽视了对实验过程中重要问题的关注和思考,不能有意识地创造一种探究的气氛,极大地削弱了实验教学的功能。
四、过于重视实验演示的操作过程,轻视了实验分析的思维过程
化学实验不仅仅是为了形成鲜明、直观的形象,更重要的是为了培养学生的思维能力和科学的思想方法,许多教师在演示实验教学中,就其实验及其操作过程来说没有什么不妥之处,但在演示实验完成之后,往往由于急于想用实验现象建立概念和归纳规律,没有充分揭示规律与现象之间的因果关系,导致规律的得出较为生硬而不自然。
如研究乙炔加成反应的实验,将电石气通人溴水时会冒白烟,退色后的溴水显酸性,教学中教师常常由此显著现象即得出电石气中含有PH3等杂质,乙炔与溴水的反应是加成反应的结论。但是,“冒白烟”、溴水退色“显酸性”就一定是杂质PH3所为而不是取代产物HBr所为吗?从思维角度而论,这显然是缺乏逻辑性和科学性,学生也就此会产生疑虑,会对实验结果似信非信。如果能充分挖掘这一实验中的教学因素,抓住这一实验现象进行分析,补充将用浓碱液与白磷制得的PH3通人溴水和纯乙炔通人溴水的两个实验,并将上述三个实验进行比较,从而得出乙炔与溴水反应主要是不显酸性的加成反应,在反应时“冒白烟”、溶液“显酸性”纯属电石气中的PH3等杂质所为,学生对乙炔的加成反应的实质就会有深刻的理解。
篇6
关键词:科学实验 动手能力 想象 质疑
中图分类号:G632 文献标识码:A 文章编号:1672-8882(2014)01-095-02
美国《国家科学教育标准》明确提出,科学实验的主要方式是探究性学习:探究是一种多侧面的活动,需要做观察;需要提出问题;需要查阅书刊及其他信息源以便弄清楚什么情况已经是为人所知的东西;需要设计调研方案;需要根据实验来检验已经为人所知的东西;需要运用各种手段来搜集、分析和解读数据;需要提出答案、解释和预测;需要把研究结果告之于人。探究需要明确假设,需要运用判断思维和逻辑思维。由此可知:科学实验并不是简简单单地培养单一的动手能力。
我们知道:一个完整的科学实验一般要通过提出问题――设计实验――实验操作――结论收获几个阶段才能完成。下面我就从实验的这几个环节谈谈科学实验中其它能力的培养。
一、实验的第一过程:质疑能力的培养
在科学实验教学时,一般以学生熟悉的问题提出课题,这个问题可直接提出,也可通过一种现象间接引出,接着引导学生分析这个问题,并充分调动学生的想象力和创造性思维,使他们能创造性地提出一些解决问题的假设。这一阶段不仅要给学生留有足够的思考时间,还要采取讨论式的方法,给学生创造一个相互交流、集思广益的氛围。最后,通过筛选,得出解决问题的众多假设。就是这样一个科学有序的过程让学生在科学实验的第一过程中形成质疑能力的培养。
质疑是创新意识的潜能,是创新意识的萌芽。因此,当学生在质疑心的驱使下而提出各种古怪的问题或做出某些荒唐的事情时,作为教师,应该在认真调查的基础上给予鼓励,并引导学生提出问题给予指导。例如:我在教学“电产生热”一课时,要求学生用一根铁丝把一节电池的正负极连接起来,并摸一摸铁丝,手有什么感觉?这个实验本身效果不明显,可是有的学生的效果却很突出――手很烫,原来他是用了三节电池。虽然他与实验的要求不一致,但恰恰由于这一个不一致,使他发现了电热效果明显的一种方法。因此,这时教师切不可训斥否定学生,否则就把学生质疑思维的萌芽扼杀在摇篮里,教师应该大力表扬,并以此为契机进行启发,唤起创新意识:“除了增加电池,还有哪些办法也能使电热效果更明显呢?请你自己设计实验动手试试。”这时学生创新的意识则更强烈。正像“苏教版”科学(自然)教材主编徐康毅同志所说:“孩子能想别人没想过的,说别人没说过的,做别人没做过的,这是一种创新行为的表现,我们不仅不能批评,反而应大加称赞……”
二、实验的第二过程:设计能力的培养
在设计实验时,首先要将假设的众多因素摆出来,然后提出究竟与哪种因素有关,怎样才能验证一个假设是否正确。 这个提问是让学生思考,并说出实验的方法和采用这个方法的理由。这种表述很重要,它是将学生的内在思维过程用外部语言的形式展现出来,然后再产生设计思维。只有通过表述,才能知道这种方法对不对,合不合逻辑;只有通过表述,才可以促进学生设计思维能力的提高,也才有助于学生对实验原则的理解。
例如:我在教“彩虹的形成”这课时,需用三棱镜做太阳光的色散实验,因学校没有三棱镜,怎样上好这节课呢?学生也为此而感到失望,老师鼓励学生结合日常生活中的现象,想办法解决。没想到学生的点子还真多:有学生用笔筒吹肥皂水泡对着阳光,肥皂泡出现了各种颜色;有的学生带来了喷雾器,连续不断的喷雾出现了各种颜色;还有的学生摸索出这种方法:端来一盆水,水中放一块平面镜,放在阳光下,变换水中镜子的倾斜度,将阳光反射到一张白纸上,也出现了七种清晰的色光。没想到还有个学生带来了家里的“停电保”,充足了电来代替太阳光,也得到了同样的效果。这样让学生 自己想办法做实验,不仅克服了教师指导实验单一化,而且让学生也尝到了自行设计实验的甜头,学得特别来劲儿!
总之,教师应从根本上转变教学观念,大胆放手,敢于尝试,充分利用各种方法、途径,让学生自己去实践去设计,把培养学生的创新意识贯穿教学的全过程,来培养学生的设计能力。
三、实验的第三过程:探究能力的培养
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[关键词] 初中数学;数学实验;知行合一
数学实验是一个新兴事物,在百度中输入数学实验关键词会发现,其更多地指向以计算机技术为基础的大学数学实验,这意味着,在初中数学教学阶段,数学实验还没有得到广泛认识,更别说理解了. 但事实上,初中数学又蕴涵着丰富的数学实验内容,从基本的合情推理,到数学课堂上的数学活动,其实都有数学实验的影子. 有人这样界定数学实验的内涵:为获得某种数学理论,检验某个数学猜想,解决某类问题,实验者运用理性的手段,在数学思维活动的作用下,在特定的实验环境中进行探索、研究活动. 这样的界定指明了数字实验的基本含义,但对实验本身特点的描述不够充分. 笔者梳理其他相关资料后发现,数学实验具有实验特性,选择数学实验所需要的器材并以一定的步骤加以运用,也是数学实验的基本因子. 在这样的视角之下,数学实验既具有动手的含义,又具有动脑的要素,从而具有数学探究特征. 从这个角度讲,在初中数学教学中引入数学实验,应当是一件一举多得的事情.
需指明的是,数学实验作为一种操作性活动,其有利于数学知识与数学行为的巧妙结合,也有利于数学教学的知行合一.
初中数学实验的理论梳理
根据笔者对相关理论的梳理发现,在自然科学及自然学科的教学中,在新课程改革的背景之下,实验所充当的作用除了作为科学概念的背景之外,就是作为科学规律的探究的某一个环节存在. 事实上,数学与科学关系密切,很多科学家本身也是数学家,而大数学家欧拉也说,“数学这门科学需要观察,也需要实验,实验是科学研究的基本方法,数学也不例外. ”那么,在初中数学教学中,数学实验应当以什么样的形态出现在学生面前呢?笔者以为这首先是一个理论问题.
研究表明,数学实验的出现形式与科学探究中的形式并无质的区别,具体到数学探究的过程中,以数学实验为核心的课堂教学常常由如下几个部分组成.
第一步:创设情境,提出数学问题. 数学情境的作用自不必细说,数学情境对于数学问题的提出,其作用主要体现在情境对数学认知平衡的作用上. 研究表明,良好的数学情境可以让学生原有的认知平衡受到冲击,从而让学生产生问题意识. 一旦学生的问题经过语言或文字表达出来,那就成为一个有形的数学问题. 从数学探究的角度来看,适合学生解决的数学问题才是有意义的.
第二步:作出数学猜想. 对于提出的数学问题,其答案可能是什么?一般来说需要经过学生的猜想过程. 猜想不是没有依据的瞎想,猜想是学生结合原有的认知经验,并对新问题进行可能性判断的过程. 猜想不一定正确,但一般来说猜想必须有依据. 有无依据,一般是衡量学生猜想质量的重要指标.
第三步:设计数学实验,验证数学猜想. 猜想是否正确,需通过证明. 一般来说,证明方式有两种:一种是数学推理,即通过已知的数学规律进行逻辑上的推理,其需要的是学生的逻辑思维,学生此时的加工对象是抽象的数(包括符号、公式等)与形;另一种是数学实验,数学实验也需要逻辑思维,但其表现往往是形象的数学实验,其往往需要形象思维超过抽象思维. 相比较而言,后者对于更多的初中生具有普适性,但在传统的数学教学情境下,数学实验因为需要的时间更长,因而常常为教师所放弃(当然也有可能是数学教师无运用意识).
第四步:进行数学实验,收集实验现象及数据. 根据设计的数学实验步骤,利用相应的器材(这里所说的器材不一定是有形的器材,与自然科学的探究不一样,数学实验中的器材更多的是相关计算机应用软件的使用)进行实验,观察现象并收集相关数据.
第五步:得出数学实验规律. 数学规律的得出依赖于实验的结果,利用数学知识进行规律分析.
第六步:对规律进行数学化. 上一步骤中得出的数学规律往往是经验性的,对于经验性的朴素数学规律进行数学化处理,使之变成科学的数学规律,是数学实验的最终步骤.
上述内容是一个完整的数学实验过程,其既类似于自然科学中的实验步骤,又具有明显的数学特征:其一,其面对的对象是数学的;其二,其过程中用到的是数学工具与数学思维;其三,其结果需要数学化.
初中数学实验的教学实践
在实际的数学教学中,数学实验的运用既具有普遍的共性,又与具体的数学内容相关. 一般来说,想要寻找一个精细且放之四海而皆准的数学实验模式,几乎不可能. 但在宏观步骤(如上)的指导之下,结合具体的数学内容去设计一个数学实验,那是可能的. 现以“勾股定理”的教学为例,谈谈笔者的探究过程.
勾股定理是初中数学的重点内容,其以什么样的形式出现在学生面前,关键在于教学重点的确定. 笔者认为,对于本内容的教学,探究的过程是重点,因此问题的提出相对就应简单一些. 笔者提出的问题是:中国数学研究有一个规律叫“勾三股四弦五”,它是什么意思呢?西方的古老数学中有一个数学家叫毕达哥拉斯,它有一项重要发现,是什么发现呢?通过古代中外两个殊途同归的数学研究引入课题,算是一种情境创设,可以吸引学生的兴趣,也可以激发学生的探究欲望.
在提出问题与猜想环节,笔者也没有花太多的时间,主要任务有二:其一,借助直角三角形,解释“勾三股四弦五”的含义;其二,介绍毕达哥拉斯的发现(具体可以参考教材,这里不赘述). 然后提出问题:是不是所有的直角三角形都满足这样的规律呢?
学生的猜想这时往往有困难,因为这个问题学生不具有猜想的知识基础,无论答案是“是”还是“不是”,往往只能是学生的无意识判断,不宜花费太多时间.
在设计实验与实验验证两个环节,数学实验的魅力可以得到充分彰显. 首先是实验的设计,学生面临的主要问题是:两条直角边的平方可以转换成什么?而学生的答案往往是:长度. 这个时候,学生很少想到面积. 于是,第一个数学实验往往不是利用面积来证明,而是利用纯粹的长度来证明. 笔者在实验中借助应用软件,可以相对精确地测出两条直角边和斜边的长度,然后求出它们的平方,并去检验其是否满足直角边的平方和等于斜边的平方这一关系. 有意思的是,学生还会下意识地在纸上画出一个直角三角形,然后利用刻度尺去测量. 笔者以为这也是有价值的,尽管其不精确,但实验思想却是正确的. 但就算是借助计算机软件,其关系也不是十分精确.
面对这样的困难,教师需要引导学生思考:测量和计算的方法,是纯粹的数学意义. 而某一条边的平方还具有几何意义!这样的引导,容易让学生想到正方形的面积,于是学生的思维就由测量计算转向寻找与三条边相关的面积关系――这是这一数学实验的核心所在. 传统数学教学中,为什么会想到用面积关系来证明勾股定理,这是难以突破的. 但在这样的实验过程中,基于学生原有的认知基础去进行引导,可以让学生产生一种恍然大悟的感觉,而这样的感觉恰恰会为后面的实验探究奠定基础.
至于后面的实验过程,同行们倒是比较熟悉,这里也不赘述,只是需要强调的是,实验的最后需要进行数学化. 因为学生得到的结果往往是经验化的表述,“一条直角边的平方,加上另一条直角边的平方,等于斜边的平方”是学生最容易产生的说法,而由其引导到最终的勾股定理过程不容忽视,这里要跟学生强调数学语言的简洁性.
到此,数学实验过程全部结束. 分析这段过程,发现其既与传统数学教学有重叠的地方,又有所不同,而不同之处,往往也是数学实验的关键之处
基于数学实验的初中数学教学
今天,我们认为数学是研究数与形,而数与形又是高度抽象的,因此,无论是教师还是学生,总认为抽象是数学的特征. 其实这一认识是片面的,尤其是对于初中数学教学而言,要充分展示其形象性,而形象性的重要手段就是数学实验.
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《新课程标准》对初中物理实验教学提出新的要求,本文从学生的认知规律和知识技能的形成规律出发,阐述我们在科学探究环节中容易忽略的问题及引导学生设计实验的方法,以培养学生实验设计能力及创新意识。
【关键词】
科学探究 引导 设计实验
一、科学探究的重要性
物理是一门以实验为基础的科学,科学探究是建立物理概念,得出物理规律的重要手段,《新课程标准》对初中物理教育教学提出了新的要求,学习重心从过分强调知识的传承和积累向知识的探究过程转化,从学生被动接受知识向主动获取知识转化,科学探究实验是现代素质教育的重要教学方式,又是学生的重要学习目标,学生通过实验思考,能有效地增强科学探究精神和思维能力所以,做好科学探究、重视实验设计是新课程标准的基础要求,也是提高教育教学质量的重要手段。
二、目前物理实验教学中存在的问题
现阶段,我们一些学校教育仍然存在着“以教师为中心的传统教学模式”只注重实验的结果,而忽略实验的过程和方法,教师预先讲解实验目的、器材、步骤,学生动手操作,仅仅是熟悉器材,被动地按照教师规定的程序进行操作来获取(书本)教师所要求得到的实验结果,这种实验方式学生没有经历自主设计实验,探究物理问题的过程,以致学生少了许多思考的空间。教师教起来省事,学生学起来了省事,长此以往便会形成照搬程序,机械实验的习惯,大脑中只机械跳动两个问题“人要我做什么”你要我怎么做学生的创造力无法萌芽,最后导致陷入“死循环”格局,这种方式是与新课程标准的要求相违背的,因此,在这种情况下,怎样引导学生设计实验,培养学生的创新意识,显得尤为重要。
三、解决办法
现场写真:在学完密度知识后,课堂上安排一个小活动,怎样测一个形状不规则的小石块的密度。仔细分析并不难,就是密度公式ρ=m/v的一个实际应用,这与已学过的速度的测量类似,我以为通过上学期的知识积累,这样的问题应该可以,解决但出乎意料的是许多同学对此束手无策,能够完整得出结果的同学寥寥无几。究其原因有如下几点:1.学生对公式还不熟悉,学生未能真正理解公式的含义及应用,利用公式可以解决什么问题2.理论与实践脱节,学生缺乏一种思维,不能从物理生活联系起来3.学生不知道怎样设计实验。
针对这种情况,我在多年的教学中,在引导学生设计实验方面做了一些尝试,来帮助学生找到设计实验的思路和方法,在此谈谈我的一点粗略的看法。
第一、以演示实验为基础,为实验设计作好铺垫培养学生基础实验能力。
学生的实验能力的形成和发展是循序渐进、日积月累的。因此,在新课教学中,教师要重视演示实验的内容教学,每一个实验都要让学生明确实验的目的,原理和方法,实验所控制的条件。根据实验原理,选择所需的器材及这些器材的使用方法,操作步骤、注意事项、数据处理和实验结论分析等,并让学生明确实验目的和原理是每一个实验的核心,后面的设计都是围绕实验目的展开,它的重要好比我们人体的心脏,没有实验的原理就没有后面的实验设计。如果在课堂上长期坚持灌输实验设计的思想,学生的科学实验素养才能得到锻炼和提高。
第二、以学生实验为载体培养学生创新设计能力
1.创设问题情境,合理猜测,为设计实验埋下伏笔
在探究活动开始,设置与探究内容相关的情景,能激发学生求知欲并根据所提供的情景对问题形成猜想和假设。
以“伏安法测电阻”为例
在设计实验以前,可先提出一个问题
师:已知一个导体两端的电压为2V,通过它的电流为0.5A,那么它的电阻是什么?
生:根据R=U/I=2V/0.5A=4欧姆
师:这公式能解决什么问题(学生讨论)
生:那只要知道一段导体两端的电压和通过它的电流,就可以求出它的电阻。
师:很好,那么我手里有一根铁丝,你能知道它的电阻是多少吗?这样通过一个相关问题的导入,再让学生去寻找铁丝的电阻不会显得太突兀,有水到渠成之感,也能让学生从中得到启示,为后面实验设计环节减小一定的阻力。
2.依据实验原理,设计实验方案,充分放手,体会实验设计全过程
现在的科学探究性实验,要求学生能根据自己的猜想与假设设计实验,这种能力不是学生与生倶来的,而是要经过后天培养的,根据题目要求需测定什么物理量,要求验证,探究什么规律这是实验的目的,是实验设计的出发点,实验目的明确后,应用所学知识,广泛联系,回忆原有实验,做过的习题和基本方法等,看该物理量或物理规律在哪些内容中出现过,与哪些物理量有直接的联系,一般都能从中找到解决问题的途径。
现在课堂教学中,常出现两种极端,一种是放任不管,让学生完全独立,自己探究,这样会使学生不知道从哪入手,无所适从。另一种是遇到困难就回到原来的老路上去,什么问题都替学生解决,包办。出现哪一种情况都不利于培养学生的探究技能,不能保证探究活动的顺利完成。设计实验是整个探究活动的基础,是能否顺利完成探究实验的保证,对于一些简单的验证实验,我们可以放手让学生去做,而对于实验设计难度较大,学生能力较低,不能独立设计出实验方案时,就需要教师的指导,指导的力度依据实验难度而定。教师可以预先设计几个问题,利用问题一步步地让学生讨论朝目标奋进,这样不致于一棍子把学生打死,也可以让学生体会到成功的喜悦,避免了实验的盲目性,学生的实验设计思维也会得到训练。
例如要测量一个小灯泡(2.5V,0.3A)在额定条件下消耗的功率,我们可以通过以下的问题来逐步实现设计。
(1)这个实验的目的是什么?(首先要明确实验目的,这就是要测量小灯泡的额定功率,这个目的往往就是实验的题目,一般是比较明显的)
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【关键词】高中化学;探究实验;思路能力
自04年9月宁夏,广东,海南,山东四个地区的高中新课程实施以来,我国其他各省也开始进入新课程实验。探究实验也开始步入高中化学教学课堂中。所谓的探究实验,是指在“教师为主导,学生为主体”的前提下,让学生或独立或组成小组对莫一化学问题提出猜想进行假设,然后进行方案设计,应用实验验证,进而得出结果,并对结论进行一系列的思考评价的学习模式。
一、探究实验的操作程序
探究实验实际是进行科学探究的过程,其实际的操作程序如图:
图一 探究实验的操作程序
(一)提出问题
一般而言,学生在实际生活中遇到的难题,及学生在化学过程中产生的疑问都能引发学生提出问题,进行探究。因此,化学教学过程中,教师要跟就学生的实际情况,选择具有代表性的,具有实际操作性的问题让学生进行探究实验。
(二)猜想假设
通常在教师提出问题后会引发学生的疑惑,好奇,困惑,进而引发学生的探究心理,促进学生自觉自发的收集资料,与同学讨论,并通过设计实验提出某种假设。
(三)设计方案
教师可让学生根据自己的假设进行方案设计,在方案设计前,进行小组间的讨论,保证方案设计的合理性,还可以培养学生的思维能力,让学生养成动脑思考的好习惯,同时,还培养了学生与人合作交流的科学素养。
(四)验证试验
在教学过程中,教师要引导学生进行观察思考,通过设计方案的实践,进行验证试验,并叫试验得出的数据记录下来。
(五)得出结论与思考评价
学生进行验证试验后,教师要引导学生对所得的结论进行思考和评价,让学生学会用报告的形式进行实验的总结。报告内容要报括实验的对象,目的,步骤,方法,结论,评价等。
二、探究实验在高中化学教学中的应用
(一)高中化学实验探究的问题
在高中化学实验探究的问题主要包括:①策略性问题。即教师可以引导学生对高中化学教学中一些难点,重点进行研究。②理论性问题。在化学教学中正常的讲述常常不能让学生掌握知识,而需要掌握实验理论,实验原理和实验仪器才能让学生深入了解,因此教师可以引导学生进行探究性实验。③实事性问题。在化学教学通常与日常生活中的一些实际现象相关联,教师可通过引导学生研究此类问题激发学生学习化学的兴趣。
(二)高中化学探究实验的类型
高中的化学探究实验一般包括:①操作性实验。这类实验是指通过具体的实践操作让学生数学各种实验仪器的操作方法,进而起到巩固所学知识的效果。②知识性实验。这类实验是指让学生用已经学过的知识来巩固新知识,促进学生吸收消化新知识。③能力性实验。能力性实验一般是以培养学生的动手,动眼,思维,想象等能力为主的探究性实验。④创新演示性实验。这类实验是指在原有知识的基础上进行改进实验,并对这样实验现象做出解释,进而让学生更加深刻的理解知识。
(三)学生针对探究问题进行预期
根据已学知识,学生可以思维处理所提出的问题,并积极收集相关的材料。并对提出的问题合理的进行预期。
(四)引导学生如何进行假设并设计实验方案
在化学教学中教师应引导学生进行问题的假设并设计实验的方案,具体环节有:①组织学生对所提问题的相关内容进行预习,让学生有个初步的了解。②对实验的目的要明确。③教师引导学生进行假设。④人员的分工要明确。⑤预算好实验时间。⑥进行实验步骤的设计。教师要对学生的设计方案进行检查,帮助学生完善自身设计,进而提高学生的设计实验能力。
(五)通过实验验证假设
教师必须严格监督学生在实验过程中做好实验的数据及现象。同时,若是在实验过程中学生的操作步骤出现错误,教师必须及时纠正。在探究实验中,由于学生思考方法不同,采用的解决问题的策略和路径也会有所不同,应多鼓励学生进行合作学习,并通过集体力量让学生接受到不同的信息,同学之间互相学习,有效的完成习得。
(六)进行假设
评价是探究实验中重要的环节,评价不仅是对实验内容的评价,同时也是对整个实验过程的深入分析。在对探究实验进行评价时,从学生的提问开始,对实验过程的每一步进行评价。主要有三种评价:①教师对学生的评价。这种评价要求教师具有良好的沟通能力,评价能力及教学能力,能准确的找出学生在探究实验中存在的不足。②学生互评。学生之间相互评价能反应出评价的多元化,学生可以通过相互评价补充教师没有评价到的,进而获得更多的知识。③自我评价。学生进行自我评价是表现学生在实验中努力及学生取得进步的重要手段。
三、结束语
探究实验是化学课堂中有目的探索事物客观规律的活动,通过实验,可以使相关的结论更具有说服力,因此在高中教学中要加强探究实验在化学课堂中的应用,让学生在实际操作中更好的学习化学知识,提高学生动手动脑的能力,为学生未来的发展打下坚实的基础。
【参考文献】
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[2]刘女兢.“启发―探究”式教学在高中化学实验教学中的应用[D].湖南师范大学,2012.
[3]王川.关于我国中学化学教学增加定量型实验的研究[D].四川师范大学,2012.
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一、改变物理实验教学观念,充分调动学生参与实验的积极性
在应试教育的模式下,传统的高中物理实验课缺乏活力,学生只是机械地完成预定的实验步骤、采编数据,学生的主体地位远没有得到重视,因而缺乏主动探究的热情。这与新课标提到的要“让学生积极参与,乐于探究,勇于实验,勤于思考”的理念相差甚远,收不到物理实验应有的效果。因此,在高中物理实验课中除了要发挥教师的主导作用,更要突出学生的主体地位,鼓励学生积极主动地参与实验,多给学生提供自主的时间和空间,并鼓励他们按照自己的思路进行实验设计和操作,只有这样,才能充分调动学生的科学探究热情,收到较好的实验效果。
二、注重探究性实验的教学,不断培养学生的创新能力
创新能力是一个学生最重要最可贵的素质,而物理实验课是学以致用的最直接的平台,因此,培养学生的创新能力是物理实验的基本目标之一。要做好这一点,积极开展探究性实验教学就是很好的途径。探究性物理实验作为物理实验的一种形式,作为学生的一种积极主动的认知手段,既有别于一般的测定性实验,又有别于传统的验证实验,其目的在于使学生获得物理实验研究方法的训练。开展探究性实验的教学,能够使学生在探索发现的过程中,发展理性的、批判的思想方法,体验学者研究的苦衷和愉悦,培养发现、探索能力,提高科学素养。
三、充分应用多媒体辅助实验教学,加强物理实验的教学效果
多媒体技术可以迅速改变实验条件和物理参数,在较短的时间内向学生提供大量、具体、生动的教学信息,创设不同的物理情境,因而能很好地激发学生学习的兴趣和探究的欲望。有些在一般条件下无法做到的实验也可以由多媒体技术进行模拟。例如原子物理中的α粒子散射实验,就可以利用多媒体制作实验的动画,使学生清晰地观察到α粒子散射的过程,加深对α粒子散射实验的认识,进而为后继的核式结构做好铺垫。
四、高中物理实验教学的改进措施
1.改变当前的物理实验教学中的模仿模式。
针对当前物理实验教学中演示模式的问题,作者认为应该将学生事先知道实验结果和步骤的模范实验过程,变为探索性质的实验。具体的操作步骤是,给学生设定一个教材中的实验,让学生来自己设计实验步骤,实验工具 通过这种模式,学生首先可以巩固和掌握自己已经学过的知识,并能极大的促进学生的动手能力和创新能力。通过对亲身的实验探索,比教师填鸭式的说教效果会好很多,而且学生也会对理论的记忆和掌握更加深刻。
2.让物理实验走出实验室,走出教材。
教材中拟定的实验必定是少数的,而更多的实验来自于课外。物理教师在给学生安排足够的实验课程之外,还要鼓励学生进行课外实验创新活动,鼓励他们在课外中发现问题,解决问题。如作者在讲自由落体的时候,给学生布置了一个作业,让学生们分成几个小组,设计一个让生鸡蛋从五楼掉下来而不摔破的实践,但是要求所用到的实验器材(学生自选)不能超过鸡蛋的质量。
3.多为学生设定一些开发式的实验。
教师可以通过选择一些小的探索性课题,让学生动手进行理论推导,并相应设计实验步骤来进行验证。当然,由于高中生的知识水平有限,动手能力也还不足,因此,这样的方式对于他们来说,确实有一些困难。这时候,物理教师可以给予指导,包括为学生限定实验器材,让学生能够将重心放在某个理论重点之上;或者提示学生该课题所能用到的实验原理,让学生根据实验的原理来自行往下推导,并设计实验步骤。
五、认识实验教学内容的教育功能,强化学生实验探究能力的培养
物理实验对学生学习掌握探究自然规律、研究自然科学的方法 , 形成科学求实的态度 , 提高科学的素养是很好的教育平台 , 但不同的实验内容对学生能力的培养有着不相同的功能 , 如高中物理实验中的技能训练型实验、测定性实验、验证性实验、探究性实验等 , 在教学中的要求和功能则不同 , 教学中应从实验的内在价值出发 , 有所侧重的培养学生六种能力,为此,在实验教学中要走出每一个实验都必须按照科学探究的过程进行的误区 , 科学有效的确定实验教学的目标。技能训练型实验主要是训练学生掌握基本物理仪器调整、使用方法及其注意的事项 , 主要突出使用仪器的规范化训练 , 使学生正确的应用仪器进行测量、观察和读数。培养学生学会看仪器说明书并学会使用仪器的能力。