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論文摘 要: 科學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)趨勢呈現(xiàn)出注重實(shí)驗(yàn)與理論的有機(jī)結(jié)合,以探究型實(shí)踐活動(dòng)為主,培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、動(dòng)手能力。然而,在現(xiàn)實(shí)的課程教學(xué)中,實(shí)驗(yàn)教學(xué)一直是一個(gè)薄弱環(huán)節(jié),導(dǎo)致學(xué)生重結(jié)果、輕過程,實(shí)驗(yàn)動(dòng)手率低,實(shí)驗(yàn)課教學(xué)效率不高。在新課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,教師應(yīng)采取與之相對應(yīng)的實(shí)施對策,以符合新課標(biāo)的要求。
隨著基礎(chǔ)教育改革的逐步深入與推廣,實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的主要目標(biāo)是構(gòu)建“以學(xué)生發(fā)展為本”,創(chuàng)設(shè)有利于引導(dǎo)學(xué)生探究性學(xué)習(xí)的課程實(shí)施環(huán)境,提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)、合作交流、分析和解決問題的能力。科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)既是實(shí)現(xiàn)科學(xué)教育目標(biāo)的基本手段,又是培養(yǎng)學(xué)生操作技能,發(fā)展非智力因素的主要途徑。本文擬從科學(xué)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容與形式及實(shí)際教學(xué)中的問題兩個(gè)方面,與同行一起探討實(shí)驗(yàn)教學(xué)的趨勢與實(shí)施對策。
一、科學(xué)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容與形式
不同時(shí)期的科學(xué)課程中實(shí)驗(yàn)的主要內(nèi)容與形式是分層次逐漸提高的。它們分別為學(xué)科知識(shí)+基本操作—學(xué)科知識(shí)+基本操作+生活知識(shí)—學(xué)科知識(shí)+基本操作+生活知識(shí)+生產(chǎn)和環(huán)境問題。實(shí)驗(yàn)的主要形式為演示實(shí)驗(yàn)+學(xué)生實(shí)驗(yàn)—演示實(shí)驗(yàn)+邊講邊實(shí)驗(yàn)+學(xué)生實(shí)驗(yàn)+家庭實(shí)驗(yàn)+設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)—編號(hào)實(shí)驗(yàn)+科學(xué)探究+實(shí)踐活動(dòng)+家庭實(shí)驗(yàn)+習(xí)題+模塊。
科學(xué)實(shí)驗(yàn)的作用和功能需要具體的內(nèi)容和形式來體現(xiàn),相應(yīng)于科學(xué)實(shí)驗(yàn)作用和功能的變化,其實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和形式也呈現(xiàn)出顯著的變化。
1.科學(xué)實(shí)驗(yàn)的趣味化、生活化、綠色化。
不言而喻,科學(xué)實(shí)驗(yàn)的趣味化可進(jìn)一步發(fā)揮實(shí)驗(yàn)的動(dòng)機(jī)功能,而貼近生活、體現(xiàn)社會(huì)熱點(diǎn)問題(如環(huán)保)的實(shí)驗(yàn)更有利于科學(xué)價(jià)值的體現(xiàn)、環(huán)保意識(shí)和社會(huì)責(zé)任感的培養(yǎng),同時(shí)也具有激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的作用。現(xiàn)行浙教版科學(xué)教材體系中,實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的趣味化、生活化、綠色化趨勢已非常明顯,但這些實(shí)驗(yàn)還多分布在選做實(shí)驗(yàn)和家庭實(shí)驗(yàn)等課外實(shí)驗(yàn)中,在新課標(biāo)課程中,這種趨勢已成為教科書實(shí)驗(yàn)改革的重要方面,這類實(shí)驗(yàn)不僅數(shù)量上明顯增多,而且內(nèi)容深度上顯著加大。
在實(shí)驗(yàn)的趣味化上表現(xiàn)出兩個(gè)顯著的特點(diǎn),一是趣味實(shí)驗(yàn)不僅出現(xiàn)在家庭實(shí)驗(yàn)一類的課外實(shí)驗(yàn)中,而且類似“彩色噴泉”這樣緊密配合學(xué)科教學(xué)內(nèi)容的趣味課堂實(shí)驗(yàn)也增加了。如“通過氣球體積的變化觀察氣球在水中的沉浮現(xiàn)象”、“用石蕊試液染制的花朵代替試紙檢驗(yàn)二氧化碳與水反應(yīng)生成的產(chǎn)物”等。這類實(shí)驗(yàn)在完成其呈現(xiàn)原理、概念等使命的同時(shí),用更引人注意的趣味化方式展現(xiàn)其魅力,融學(xué)科教學(xué)目標(biāo)與情感培養(yǎng)目標(biāo)為一體。二是更多地采用了可激發(fā)學(xué)生研究趣味活動(dòng)實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新設(shè)計(jì),如研究靜摩擦的“筷子提米實(shí)驗(yàn)”。隨著學(xué)生年齡的增長和知識(shí)的積累,實(shí)驗(yàn)本身的學(xué)科價(jià)值和潛能開發(fā)功能的作用逐步增強(qiáng),這正好與學(xué)生的心理、生理發(fā)展規(guī)律相符合。
實(shí)驗(yàn)生活化的體現(xiàn),一是實(shí)驗(yàn)內(nèi)容多采用來自平時(shí)生活中例子;二是用科學(xué)知識(shí)、技能探討的也大多是身邊的生活或社會(huì)實(shí)際問題。如“溶液酸堿度對頭發(fā)的影響”、“用塑料瓶,砂石等自制簡易凈水器”。
實(shí)驗(yàn)的綠色化最初是從師生健康角度關(guān)注實(shí)驗(yàn)環(huán)境的清潔,后來逐步與環(huán)境保護(hù)聯(lián)系起來,不僅教科書的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)體現(xiàn)了綠色化,而且要求學(xué)生就實(shí)驗(yàn)的綠色化進(jìn)行思考、討論,甚至研究、設(shè)計(jì)。不僅視角更大,力度更強(qiáng),而且其教學(xué)功能大大擴(kuò)展。
2.實(shí)驗(yàn)形式的多樣化和探究化。
實(shí)驗(yàn)的教學(xué)功能不僅與其內(nèi)容有關(guān),而且與實(shí)驗(yàn)的形式、呈現(xiàn)方式,甚至與實(shí)驗(yàn)在教學(xué)中出現(xiàn)的位置均有關(guān)系。如課內(nèi)實(shí)驗(yàn)、課外實(shí)驗(yàn)與家庭實(shí)驗(yàn),其功能與作用就不盡相同。又如物質(zhì)性質(zhì)的實(shí)驗(yàn),如果安排在相關(guān)性質(zhì)的介紹之后,這個(gè)實(shí)驗(yàn)就只是在驗(yàn)證事實(shí);如果安排在相關(guān)性質(zhì)介紹之前,并配以相應(yīng)的問題思考,就賦予了這個(gè)實(shí)驗(yàn)一定的探索性、啟發(fā)性;如果先提出問題,并要求學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)尋找答案,這個(gè)實(shí)驗(yàn)就具有了探究性,而探究程度的高低仍與實(shí)驗(yàn)的具體設(shè)計(jì)有關(guān)。
新課標(biāo)教科書提倡盡可能由學(xué)生動(dòng)手做實(shí)驗(yàn),沒有了演示實(shí)驗(yàn)和學(xué)生實(shí)驗(yàn)之分。在“科學(xué)探究”“實(shí)踐活動(dòng)”和習(xí)題中也安排了不少實(shí)驗(yàn)。這些實(shí)驗(yàn)分布于各章節(jié)之中,這種編排將實(shí)驗(yàn)由原先的附屬于各章節(jié)變成了與各章節(jié)平行的獨(dú)立內(nèi)容,顯著提升了實(shí)驗(yàn)在課程中的地位。新課標(biāo)不僅多用探索性和探究性兩類實(shí)驗(yàn),而且統(tǒng)籌考慮安排,使實(shí)驗(yàn)的探究程度循序漸進(jìn),隨著學(xué)習(xí)的深入和學(xué)生知識(shí)、技能積累的增多而逐步提高,使實(shí)驗(yàn)的探究性上了一個(gè)新的臺(tái)階。
二、實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問題與實(shí)施對策
隨著新課標(biāo)的實(shí)施,初中科學(xué)實(shí)驗(yàn)在課程中的地位、作用有了很大的變化和提高,但是從整體上看,“實(shí)驗(yàn)課教學(xué)效率不高”、“實(shí)驗(yàn)動(dòng)手率低”、“實(shí)驗(yàn)紙上談兵”、“觀看課件代替真實(shí)實(shí)驗(yàn)”等情況還普遍存在。同時(shí)教師對新課程中實(shí)驗(yàn)探究的實(shí)施也存在著認(rèn)識(shí)不到位、嫌麻煩等問題。究其原因,主要集中在四個(gè)方面:一是教學(xué)時(shí)間緊張,怕實(shí)驗(yàn)時(shí)間控制不好而影響教學(xué)進(jìn)度;二是學(xué)校的實(shí)驗(yàn)設(shè)備跟不上;三是教師還不能擺脫傳統(tǒng)的教學(xué)手段;四是沒有相應(yīng)的評價(jià)體系。
因此,新課程改革的一線教師應(yīng)摒棄傳統(tǒng)的理論講授與實(shí)驗(yàn)教學(xué)分開的教學(xué)方法,注重實(shí)驗(yàn)與理論的有機(jī)結(jié)合。教材中的多數(shù)實(shí)驗(yàn)屬于開放性、探究型,學(xué)生必須經(jīng)過實(shí)驗(yàn)才能得出結(jié)論,而且結(jié)論可能不唯一。教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生用“提出問題”“設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)”“分析與結(jié)論”和“實(shí)際應(yīng)用”等關(guān)鍵詞構(gòu)建“設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)”這個(gè)欄目的框架。在每個(gè)關(guān)鍵詞所涉及的內(nèi)容中又細(xì)化實(shí)驗(yàn)?zāi)康?。例如,在“分析與結(jié)論”這個(gè)關(guān)鍵詞中要常常強(qiáng)調(diào)“進(jìn)行描述”“制作圖像”“整理數(shù)據(jù)”“分析數(shù)據(jù)”“辨認(rèn)關(guān)系”“計(jì)算結(jié)果”“比較結(jié)果”“進(jìn)行推測”“作出解釋”“檢驗(yàn)假設(shè)”等,用具體的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容來培養(yǎng)學(xué)生在這些方面的技能。
在具體的實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中,教師可采取下列方法以供參考。
1.實(shí)驗(yàn)方案微型化。
所謂實(shí)驗(yàn)方案微型化,就是為了保持原教材的邏輯結(jié)構(gòu)體系,同時(shí)又體現(xiàn)課程標(biāo)準(zhǔn)的重點(diǎn),將實(shí)驗(yàn)方案簡化、精煉,安置在相關(guān)的科學(xué)概念、原理、定律等內(nèi)容附近,以欄目“小實(shí)驗(yàn)”的形式出現(xiàn)。雖然實(shí)驗(yàn)方案微型化了,但其教學(xué)功能仍定位在培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究的基本技能和對科學(xué)探究的本質(zhì)的理解之上。舉例如下。
實(shí)驗(yàn):聽力測試
可以通過一個(gè)簡單的實(shí)驗(yàn)測試你的聽力。實(shí)驗(yàn)材料是一角、五角、一元的硬幣。請實(shí)驗(yàn)合作者按照任意順序?qū)⑺鼈儚耐桓叨茸杂陕湎?。你閉眼仔細(xì)傾聽,能辨別出不同的硬幣發(fā)出的聲音嗎?
描述與推測:描述聲音的差別,分析引起聲音不同的因素是什么?
學(xué)生們通過學(xué)習(xí)聲音的傳播、音調(diào)、響度、音色、分貝等概念、頻率和人的聽覺關(guān)系等內(nèi)容;通過調(diào)查研究獲得證據(jù);通過研究聽覺實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù),完成有關(guān)的實(shí)驗(yàn)方案。
2.實(shí)驗(yàn)過程活動(dòng)化。
將科學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)與學(xué)生分小組進(jìn)行的探究活動(dòng)、調(diào)查、討論、辨別等有機(jī)結(jié)合,使得實(shí)驗(yàn)過程活動(dòng)化。這樣設(shè)計(jì)中學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)可以使課程標(biāo)準(zhǔn)所強(qiáng)調(diào)的重點(diǎn)能夠得到貫徹。為了讓學(xué)生感受科學(xué)與技術(shù)的真實(shí)世界,實(shí)驗(yàn)過程應(yīng)包含:活動(dòng)、實(shí)驗(yàn)、調(diào)查、討論、辨論、提出論點(diǎn)和質(zhì)疑等,使它們相互交織在整個(gè)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中。
活動(dòng)通常分為五個(gè)循環(huán)步驟:請你思考、請你做一做、反思與挑戰(zhàn)、科學(xué)在前進(jìn)、拓展練習(xí)。在循環(huán)步驟二中,一般融入相關(guān)的學(xué)生實(shí)驗(yàn)或教師的演示實(shí)驗(yàn)。以“家庭用電”為例。
活動(dòng)一:電流的形成(學(xué)生實(shí)驗(yàn):電路的連接)。
活動(dòng)二:電路連接(學(xué)生實(shí)驗(yàn):串聯(lián)與并聯(lián)電路)。
活動(dòng)三:火線與零線的鑒別(演示實(shí)驗(yàn):測電筆的使用)。
活動(dòng)四:保險(xiǎn)絲(學(xué)生實(shí)驗(yàn):保險(xiǎn)絲的作用)。
3.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容生活化。
新課標(biāo)認(rèn)為,科學(xué)不能脫離社會(huì),科學(xué)是社會(huì)的一部分。然而科學(xué)實(shí)驗(yàn)本身是非常具有學(xué)科特色的。如何將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和生活世界結(jié)合是體現(xiàn)新課標(biāo)精神的重要問題,因此實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)要表現(xiàn)出“實(shí)驗(yàn)內(nèi)容生活化”的特點(diǎn)。
教材中提出了許多與生活密切聯(lián)系、學(xué)生感興趣的、有意義的問題,在這些問題的導(dǎo)引下,學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)證據(jù)的收集、整理過程;學(xué)習(xí)對科學(xué)證據(jù)的獲得、解釋和評價(jià)的方法;探討科學(xué)證據(jù)的兩面性,即對人們生活、健康、環(huán)境等有利和不利的兩個(gè)方面,然后自己主動(dòng)提出問題,并在基于科學(xué)證據(jù)而不是個(gè)人感覺的基礎(chǔ)上作出相關(guān)的、恰當(dāng)?shù)臎Q策。學(xué)生親身參與各種科學(xué)探究活動(dòng)有利于他們逐步理解科學(xué)的力量和局限性,理解科學(xué)是一個(gè)不斷提出問題、收集與整理證據(jù)的過程,而不是掌握一系列現(xiàn)成答案的知識(shí)體系。從這個(gè)意義上來說,教材給予學(xué)生的經(jīng)歷,可以幫助他們獲得如何運(yùn)用科學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。
4.實(shí)驗(yàn)評價(jià)行為化。
通過實(shí)驗(yàn)過程中的行為表現(xiàn)來評價(jià)學(xué)生對科學(xué)內(nèi)容的理解是否具備各種探究的技能,是實(shí)驗(yàn)評價(jià)的重要特點(diǎn)。行為化的實(shí)驗(yàn)評價(jià)也是真實(shí)而公平的評價(jià)的具體表現(xiàn)。
評價(jià)學(xué)生的學(xué)科學(xué)習(xí)分為四個(gè)方面:檔案袋評價(jià)、知識(shí)評價(jià)、行為評價(jià)和技能評價(jià)。其中的行為評價(jià)主要是針對學(xué)生在“設(shè)計(jì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)”和“小實(shí)驗(yàn)”中的表現(xiàn)。行為評價(jià)主要包括以下內(nèi)容。
(1)是否遵守安全規(guī)則:嚴(yán)格遵守實(shí)驗(yàn)操作過程中的一系列安全規(guī)章制度。
(2)對實(shí)驗(yàn)技能的掌握:觀察、交流、預(yù)測、測量、解釋數(shù)據(jù)、使用數(shù)據(jù)、制作圖表、控制變量、歸納、推理、推導(dǎo)公式、構(gòu)建模型、操作性定義等。
(3)對概念和定理的理解:通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)過程使學(xué)生明確概念、定理建立的依據(jù),掌握其建立的方法,理解概念、定理的內(nèi)涵,理解相關(guān)概念之間的聯(lián)系和區(qū)別。
(4)分析和總結(jié):在遵循證據(jù)法則和運(yùn)用科學(xué)知識(shí)的基礎(chǔ)上,分析解釋和總結(jié)必須具有邏輯上的內(nèi)在一致性,通過批判性思考,合理地接受他人的質(zhì)疑,并進(jìn)行更改。
(5)情景的應(yīng)用:思考、討論與現(xiàn)實(shí)生活密切相關(guān)的問題并發(fā)表觀點(diǎn),評價(jià)學(xué)生運(yùn)用科學(xué)知識(shí)進(jìn)行生產(chǎn)、生活和對社會(huì)問題的看法的能力。
教師對學(xué)生學(xué)習(xí)的評價(jià)分為四個(gè)方面,并給出每個(gè)方面的比重,其中實(shí)驗(yàn)教學(xué)的比重最大,分別為實(shí)驗(yàn)室活動(dòng)和實(shí)驗(yàn)記錄、實(shí)驗(yàn)報(bào)告占40%;知識(shí)評價(jià)占30%;研究性學(xué)習(xí)成果的展示占20%;參加班級(jí)活動(dòng)占10%。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中對圖表、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容等的語言描述往往比實(shí)驗(yàn)結(jié)果更重要,學(xué)生參與討論和表現(xiàn)的過程也是教師評價(jià)學(xué)生的一個(gè)方面。
21世紀(jì)標(biāo)志著人類社會(huì)進(jìn)入了一個(gè)以信息、智力資源為重要因素的社會(huì)經(jīng)濟(jì)文化時(shí)代。培養(yǎng)公民的科學(xué)素養(yǎng)主要并不在于增加其知識(shí)和信息的容量,重要的是培養(yǎng)科學(xué)思維的方法,以及獲取知識(shí)和信息,并利用它們發(fā)現(xiàn)、分析和解決問題的能力。正如著名的科學(xué)家愛因斯坦所說:“科學(xué)不只是定理的收集和事實(shí)的羅列,它更是人類智慧伴隨著各種新思想和新概念的創(chuàng)造和結(jié)晶?!?/p>
科學(xué)發(fā)展的趨勢啟示我們應(yīng)該重新認(rèn)識(shí)和挖掘中學(xué)科學(xué)的教學(xué)功能,并且在新課程標(biāo)準(zhǔn)的指導(dǎo)下,設(shè)計(jì)與課程的三維目標(biāo)和科學(xué)探究內(nèi)容有機(jī)結(jié)合的科學(xué)實(shí)驗(yàn),從而使實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)和課程的實(shí)施能夠更好地體現(xiàn)和貫徹新課標(biāo)的精神。
參考文獻(xiàn):
【關(guān)鍵詞】策略實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)解題方法
【中圖分類號(hào)】G633.91 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089(2014)05-0155-01
實(shí)驗(yàn)在高考中是重中之重,在高考理綜新課標(biāo)卷生物試題中,總分90分值中實(shí)驗(yàn)經(jīng)常能達(dá)到20分左右的分值,實(shí)驗(yàn)題不僅占分比例大,而且經(jīng)常出現(xiàn)新的題型。不僅是高考的重點(diǎn)也是難點(diǎn),更是學(xué)生的失分點(diǎn)。新課標(biāo)卷更加注重學(xué)生實(shí)驗(yàn)原理及實(shí)驗(yàn)分析的考查,因此在高考復(fù)習(xí)中,不僅僅是多看實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、多做實(shí)驗(yàn)題就能達(dá)到,在課時(shí)不充足的情況下,如何提高實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)的效率還得有針對性的復(fù)習(xí)策略,進(jìn)行有的放矢的練習(xí),提高學(xué)生高考的得分率。
一、仔細(xì)閱讀分析考試說明中的實(shí)驗(yàn)考點(diǎn)和能力要求。
考試說明是復(fù)習(xí)的方向和目標(biāo),按照考試方向和目標(biāo)復(fù)習(xí),實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)才具有針對性。從實(shí)驗(yàn)考點(diǎn)方面看,高考生物實(shí)驗(yàn)考點(diǎn)包括以下四個(gè)方面內(nèi)容:一是考試說明中明確指出的課本18個(gè)生物實(shí)驗(yàn)內(nèi)容;二是課程標(biāo)準(zhǔn)中以探究生物學(xué)原理為主線的隱性實(shí)驗(yàn);三是教材中的生物科學(xué)史的六種科學(xué)實(shí)驗(yàn)方法;四是遺傳學(xué)中的相關(guān)遺傳實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。從實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?,考試說明也明確提出四點(diǎn):一是能獨(dú)立完成“生物知識(shí)內(nèi)容表”所列實(shí)驗(yàn)的能力。二是具備驗(yàn)證簡單生物學(xué)事實(shí)的能力,三是具有對一些生物學(xué)問題進(jìn)行初步探究的能力,四是能對簡單的實(shí)驗(yàn)方案的評價(jià)和修改的能力。
二、對考試說明中的教材實(shí)驗(yàn)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行歸納與分類,構(gòu)建實(shí)驗(yàn)知識(shí)網(wǎng)絡(luò)體系。
課中1個(gè)的實(shí)驗(yàn)(在選修1)以及生物科學(xué)史和遺傳學(xué)的相關(guān)實(shí)驗(yàn)原理??梢詺w納為6類:物質(zhì)分離鑒定類實(shí)驗(yàn)、顯微觀察類實(shí)驗(yàn)、對照實(shí)驗(yàn)與探究性實(shí)驗(yàn)、調(diào)查分析與實(shí)習(xí)實(shí)驗(yàn)、生物科學(xué)史中的科學(xué)實(shí)驗(yàn)方法、遺傳學(xué)中的相關(guān)遺傳實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。在平時(shí)復(fù)習(xí)中教師可以通過網(wǎng)絡(luò)尋找各個(gè)實(shí)驗(yàn)的知識(shí)點(diǎn)及注意事項(xiàng)展示給學(xué)生,這樣可以讓學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)的原理、方法、步驟、注意事項(xiàng)等知識(shí),有利于學(xué)生復(fù)習(xí)實(shí)驗(yàn)。
三、針對實(shí)驗(yàn)分類,進(jìn)行生物實(shí)驗(yàn)分類復(fù)習(xí)及解題方法指導(dǎo)。
實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)時(shí),要注意實(shí)驗(yàn)的區(qū)別、分類指導(dǎo),有針對性地各個(gè)擊破。這樣,有利于學(xué)生全面掌握生物實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí),提高復(fù)習(xí)效率。
⒈物質(zhì)分離鑒定類和顯微鏡觀察實(shí)驗(yàn)的復(fù)習(xí)。
在高考中,物質(zhì)的分離與鑒定實(shí)驗(yàn)考查的重點(diǎn)是幾種有機(jī)物鑒定的原理、方法、試劑、現(xiàn)象,色素提取方法,紙層析法等;其顯微鏡觀察類的能力上要求主要是:顯微鏡(高倍鏡)使用、裝片的制作、染色方法等,這類題目的題型在新課標(biāo)理綜卷中多以選擇題形式出現(xiàn)。
為了提高學(xué)生對相關(guān)實(shí)驗(yàn)題的解答能力,復(fù)習(xí)時(shí)要注意解決好幾個(gè)問題:第一,要讓學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)原理及實(shí)驗(yàn)操作步驟。第二,要使學(xué)生理解掌握每個(gè)實(shí)驗(yàn)的目的、原理、材料用具、實(shí)驗(yàn)的操作過程、注意事項(xiàng)、實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象及產(chǎn)生的原因、有關(guān)結(jié)論等;注意對不同實(shí)驗(yàn)涉及的相關(guān)知識(shí)進(jìn)行分類匯總。如哪些實(shí)驗(yàn)用到了顯微鏡,哪些實(shí)驗(yàn)用到了酒精,作用是什么,哪些實(shí)驗(yàn)用到了鹽酸,作用相同嗎等。第三,要作好幾個(gè)經(jīng)典實(shí)驗(yàn)的分析,并引導(dǎo)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)。
⒉對照實(shí)驗(yàn)與探究實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)類實(shí)驗(yàn)的復(fù)習(xí)。
在高考中,對照實(shí)驗(yàn)與探究類實(shí)驗(yàn)考查的重點(diǎn)是對照實(shí)驗(yàn)的變量處理、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理、假設(shè)、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)步驟、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的預(yù)期和分析以及得出相關(guān)結(jié)論、評價(jià)實(shí)驗(yàn)等六方面問題;其難點(diǎn)是上述實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的相關(guān)文字表達(dá)問題,題型多以實(shí)驗(yàn)探究設(shè)計(jì)為主。在做這樣的題目時(shí):我們要求學(xué)生在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟時(shí)要遵循以下原則:科學(xué)性原則、簡便性原則、單一變量原則、平行重復(fù)性原則。還有要熟練一些常用實(shí)驗(yàn)用語,如①分組編號(hào):選擇長勢相同、生理狀況相似健壯植株若干,隨機(jī)均分為n組,記為1、2、……或選擇體重相近、年齡及生理狀況性別相同的健康動(dòng)物若干,隨機(jī)均分為n組,記為甲、乙、……或取兩只相同試管,分別編號(hào)為A、B,各加入等量的某溶液。②對照處理:甲組加入適量的……(施加實(shí)驗(yàn)變量),乙組加入等量的……(如生理鹽水、蒸餾水等,或不做任何處理,即不施加實(shí)驗(yàn)變量)。③將以上各組置于相同且適宜環(huán)境(或條件)中培養(yǎng)(或靜置)相同的時(shí)間或一段時(shí)間后(或定時(shí))。④觀察、比較(各組顏色變化或情況、狀態(tài)等)測定(各組長度、溫度、高度、含量、時(shí)間等)記錄相關(guān)數(shù)據(jù)等。
⒊調(diào)查分析與實(shí)習(xí)類實(shí)驗(yàn)的復(fù)習(xí)。
調(diào)查類的實(shí)驗(yàn)題考查的重點(diǎn)多為調(diào)查對象、調(diào)查取樣方法、調(diào)查結(jié)果的數(shù)字統(tǒng)計(jì)與分析(如建立數(shù)學(xué)模型)等有關(guān)數(shù)學(xué)問題。題型多是調(diào)查方法、對調(diào)查結(jié)果以表格或坐標(biāo)圖形式的分析題。
由于教學(xué)上重視程度不夠,學(xué)生對調(diào)查的程序和方法掌握較差。因此,首先要結(jié)合教材中的某一個(gè)典型調(diào)查實(shí)驗(yàn),給學(xué)生提供一個(gè)完整的調(diào)查案例,案例要包括調(diào)查目的、調(diào)查對象、調(diào)查方法、調(diào)查結(jié)果分析、結(jié)論等。其次,要教學(xué)生用坐標(biāo)圖或表格記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果的方法。要結(jié)合案例引導(dǎo)學(xué)生從中掌握調(diào)查的基本程序和方法,將其轉(zhuǎn)化為學(xué)生的能力。
⒋科學(xué)史中的科學(xué)實(shí)驗(yàn)方法復(fù)習(xí)。
在生物科學(xué)史中,有很多的經(jīng)典科學(xué)實(shí)驗(yàn)方法,復(fù)習(xí)時(shí)要闡明科學(xué)實(shí)驗(yàn)原理和方法,如分析細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu),讓學(xué)生掌握模型的建立、差速離心法和觀察法;說明光合作用的認(rèn)識(shí)過程,讓學(xué)生掌握同位素標(biāo)記法和掌握對照實(shí)驗(yàn)的方法;總結(jié)人類對遺傳物質(zhì)的探究過程,讓學(xué)生掌握類比推理法、同位素標(biāo)記法和模型的建立;分析孟德爾遺傳實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生掌握假說―演繹法;概述植物生長素的發(fā)現(xiàn)和作用,讓學(xué)生掌握對照實(shí)驗(yàn)的方法。
⒌遺傳學(xué)中的相關(guān)遺傳實(shí)驗(yàn)的復(fù)習(xí)。
進(jìn)行遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的專題復(fù)習(xí)時(shí),通過遺傳實(shí)驗(yàn)題目的歸類講解,如隱性性狀與顯性性狀的判斷、純合子與雜合子的判斷、控制某性狀有關(guān)的基因是在常染色體還是X染色體上等實(shí)驗(yàn)題讓學(xué)生知道一般的解題方法;要對課本中一些經(jīng)典實(shí)驗(yàn)如孟德爾雜交的實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行分析:如何選擇親本,分析雜交、測交、自交的原理、結(jié)果和規(guī)律,并應(yīng)用到實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中去。
在高三實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)教學(xué)實(shí)踐中,我體會(huì)到實(shí)驗(yàn)分類復(fù)習(xí)及解題方法的指導(dǎo)是提高復(fù)習(xí)教學(xué)質(zhì)量有效的措施。生物實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)主要在幫助學(xué)生理解實(shí)驗(yàn)原理,學(xué)會(huì)控制實(shí)驗(yàn)條件,掌握的實(shí)驗(yàn)方法和步驟,要在掌握課本實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,能設(shè)計(jì)簡單的實(shí)驗(yàn),從而達(dá)到提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)解題能力。
參考文獻(xiàn):
關(guān)鍵詞: 初中科學(xué) 科學(xué)實(shí)驗(yàn) 有效性探究
科學(xué)作為一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然學(xué)科,通過實(shí)驗(yàn)不僅能夠幫助學(xué)生更直觀地了解所學(xué)科學(xué)知識(shí),而且有利于培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、思維能力和探究能力。然而,傳統(tǒng)教學(xué)中,多數(shù)教師只是一味注重知識(shí)的灌輸,忽視了學(xué)生情感態(tài)度價(jià)值觀的培養(yǎng);教師的教學(xué)理念落后,科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法陳舊,在教學(xué)實(shí)踐中,仍舊采用演示實(shí)驗(yàn)和驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)等傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法;實(shí)驗(yàn)過程模式化,科學(xué)教師準(zhǔn)備好實(shí)驗(yàn)材料、儀器、試劑,學(xué)生在沒有預(yù)習(xí)不了解實(shí)驗(yàn)的情況下就進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室。實(shí)驗(yàn)教學(xué)的流程是一成不變的三部曲:教師講解示范――學(xué)生模仿實(shí)驗(yàn)――小結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。在做實(shí)驗(yàn)的過程中,教師只是講解示范,自導(dǎo)自演,很少引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行觀察,難以激發(fā)學(xué)生探究興趣,導(dǎo)致學(xué)生只是冷漠的旁觀者,并不注意觀察和記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,將課本結(jié)論視為真理,深信不疑,缺少科學(xué)實(shí)事求是和質(zhì)疑的精神,實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果不佳;學(xué)生缺少合作意識(shí)和合作能力,遇到問題只會(huì)求助教師,很少通過和他人的合作共同探究問題的答案。這些問題都導(dǎo)致學(xué)生對科學(xué)實(shí)驗(yàn)課失去興趣,難以實(shí)現(xiàn)科學(xué)課堂教學(xué)目標(biāo)??偟膩碚f,現(xiàn)階段科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)有效性不高。那么,如何讓科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)真正發(fā)揮作用呢?
一、轉(zhuǎn)變觀念,重視科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)
科學(xué)作為初中的一門基礎(chǔ)學(xué)科,不僅對實(shí)際生活應(yīng)用、提高學(xué)生基本素質(zhì)有幫助,而且對學(xué)生理解事物本質(zhì)、提高學(xué)生對事物的認(rèn)知有相當(dāng)大的幫助??茖W(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為科學(xué)教學(xué)的一個(gè)重要組成部分,能夠激發(fā)學(xué)生的探究欲望,幫助學(xué)生了解和掌握科學(xué)基礎(chǔ)知識(shí),或者通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)直接獲取科學(xué)基礎(chǔ)知識(shí),加深學(xué)生對科學(xué)知識(shí)、原理和規(guī)律的理解,有利于學(xué)生領(lǐng)悟探究科學(xué)知識(shí)的思路和方法,培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作的一些基本技能;有利于培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、思維能力、分析問題和解決問題的能力。因此,科學(xué)教師首先要轉(zhuǎn)變觀念,正確看待科學(xué)這一門課程,重視科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué),精心設(shè)計(jì)和準(zhǔn)備每一個(gè)實(shí)驗(yàn),激發(fā)學(xué)生的探究欲望,讓學(xué)生在科學(xué)實(shí)驗(yàn)中有所收獲,有所啟發(fā),而不是讓實(shí)驗(yàn)流于形式,可有可無。
二、做好課前預(yù)習(xí)和課前準(zhǔn)備,提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性
一切學(xué)習(xí)的前提就是做好課前預(yù)習(xí)。只有充分理解實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)過程和實(shí)驗(yàn)要素,才可以安全有效地實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)。課前預(yù)習(xí)不僅只是學(xué)生的需要,對于教育工作者也同樣重要。如何在教學(xué)前讓學(xué)生理解教學(xué)目的,了解注意事項(xiàng),提高學(xué)習(xí)興趣,成為課前預(yù)習(xí)的重中之重。
只有充分做好課前預(yù)習(xí)及課前準(zhǔn)備工作,才可以提高科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性,提升學(xué)生感知,提高實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確度,降低危險(xiǎn)性,從而全面有效地推進(jìn)初中科學(xué)教學(xué)進(jìn)程。因此,教育工作者通過課前準(zhǔn)備工作,通過提前工作提高有效性。學(xué)生可以通過課前預(yù)習(xí),充分理解實(shí)驗(yàn),不越位并提高操作準(zhǔn)確度,才可以降低實(shí)驗(yàn)危險(xiǎn)性,保證實(shí)驗(yàn)的有效性。
例如,在測量小燈泡功率實(shí)驗(yàn)前,一定要檢查小燈泡、開關(guān)、電池等儀器是否正常。因?yàn)橛行?shí)驗(yàn)儀器極易損壞,實(shí)驗(yàn)時(shí)出現(xiàn)問題,會(huì)使實(shí)驗(yàn)失去連續(xù)性,影響實(shí)驗(yàn)進(jìn)度,更談不上實(shí)驗(yàn)的有效性。
三、激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性
所謂一切主觀能動(dòng)性的初始就是興趣。科學(xué)傳奇人物――愛因斯坦說:“興趣是最好的老師。”可見,只有真正提高學(xué)習(xí)興趣,才可以認(rèn)真并深入地理解和應(yīng)用。
長期的教學(xué)實(shí)踐表明:很多教育工作者對課本的照本宣科往往會(huì)引起學(xué)生的反感,同樣很多課本原始的實(shí)驗(yàn)?zāi)P鸵驗(yàn)榭菰锓ξ恫⒉皇軐W(xué)生歡迎。如何把簡單的科學(xué)實(shí)驗(yàn)引向趣味性,是現(xiàn)今教育工作應(yīng)該重視的問題。
1.利用多媒體,提高實(shí)驗(yàn)可視度。
科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中經(jīng)常需要做一些演示實(shí)驗(yàn),給學(xué)生提供觀察的對象,培養(yǎng)學(xué)生有目的地進(jìn)行觀察的能力。然而,許多演示實(shí)驗(yàn)由于某些原因,不利于學(xué)生觀察,只有坐在前面的學(xué)生能夠觀察到,后排學(xué)生根本看不清楚,只能看看熱鬧,對實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)結(jié)果毫無概念。利用多媒體技術(shù)能夠重復(fù)再現(xiàn),調(diào)節(jié)大小遠(yuǎn)近、動(dòng)靜快慢,從而使科學(xué)實(shí)驗(yàn)更直觀形象,提高演示實(shí)驗(yàn)的可見度,也可以讓學(xué)生觀察到生活中不容易完成的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,增加學(xué)生的感性認(rèn)識(shí),加深學(xué)生對科學(xué)知識(shí)的理解。同時(shí),多媒體圖、聲、文的配合,不僅給學(xué)生帶來視聽的刺激,傳遞給學(xué)生大量教學(xué)信息,將抽象晦澀的知識(shí)變得淺顯易懂,而且讓學(xué)生獲得美好愉悅的感受,極大地調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。
例如,教學(xué)電壓、電流,很難通過實(shí)驗(yàn)演示讓學(xué)生理解這一抽象的知識(shí)點(diǎn),而利用多媒體技術(shù),向?qū)W生展現(xiàn)電荷定向移動(dòng)形成電流的過程和電流強(qiáng)度不同時(shí)的情景,同時(shí),將電壓和水壓、電流和水流進(jìn)行類比,使這一抽象概念變得形象可見,淺顯易懂,從而幫助學(xué)生理解和掌握這一知識(shí)點(diǎn)。
2.巧用材料,改進(jìn)實(shí)驗(yàn)。
科學(xué)實(shí)驗(yàn)中所需要的材料,大多是生活中不常見的,學(xué)生普遍感到陌生。把陌生的實(shí)驗(yàn)材料變成學(xué)生熟悉的日常生活中常見的材料,往往會(huì)達(dá)到意想不到的教學(xué)效果。
例如,做電路實(shí)驗(yàn):課本上以鎳鉻合金絲作為實(shí)驗(yàn)導(dǎo)體,我讓學(xué)生用自動(dòng)鉛筆芯和銅絲代替上述兩種材料,實(shí)驗(yàn)的結(jié)果和原來一樣。學(xué)生的生活中鉛筆芯和銅絲都是常常看到的,簡單易得,學(xué)生一方面可身臨其境,自己駕馭實(shí)驗(yàn),另一方面樹立“科學(xué)就在身邊,變廢為寶”的思想,增強(qiáng)對知識(shí)的理解及節(jié)約環(huán)保的意識(shí)。
3.提高演示實(shí)驗(yàn)的趣味性。
學(xué)生對科學(xué)課的演示實(shí)驗(yàn)和各種實(shí)驗(yàn)器材充滿興趣,但是如果學(xué)生在課前做過預(yù)習(xí),課堂上的演示實(shí)驗(yàn),必然就會(huì)讓學(xué)生失去驚奇感。如果教師提高實(shí)驗(yàn)的趣味性,讓實(shí)驗(yàn)于平淡中顯神奇,無疑會(huì)讓學(xué)生覺得耳目一新,不僅能夠更好地營造活躍的課堂氣氛,消除學(xué)生學(xué)習(xí)的恐懼和心理負(fù)擔(dān),而且能夠極大地激發(fā)學(xué)生的探究欲望,加深學(xué)生對科學(xué)知識(shí)原理的理解,為今后的科學(xué)知識(shí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
例如,在進(jìn)行探究黑匣子問題時(shí),教師可以在黑匣子中放入各種各樣的物品,讓學(xué)生根據(jù)一定的提示進(jìn)行猜測,一旦猜對,就把相應(yīng)的物品當(dāng)做獎(jiǎng)品送給學(xué)生。
再如,在“制取氧氣”的實(shí)驗(yàn)中,我讓每個(gè)小組派出代表進(jìn)行比賽。要求每一位參賽的選手,準(zhǔn)備二氧化錳、高錳酸鉀、過氧化氫等實(shí)驗(yàn)所需品,檢驗(yàn)操作過程中的每一個(gè)環(huán)節(jié),最后檢驗(yàn)集氣瓶中是否收集到氧氣和氧氣量的大小,對獲勝的學(xué)生和小組進(jìn)行獎(jiǎng)勵(lì)。通過競賽的形式,極大調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)和探究的熱情。
4.創(chuàng)造條件,提高學(xué)生動(dòng)手能力。
心理學(xué)家皮亞杰曾說:“要讓學(xué)生動(dòng)手做科學(xué),而不是用耳朵聽科學(xué)或用眼睛看科學(xué)?!弊寣W(xué)生親自動(dòng)手進(jìn)行實(shí)驗(yàn),不僅能夠讓學(xué)生獲得科學(xué)知識(shí),掌握運(yùn)用實(shí)驗(yàn)手段分析問題的基本技能,而且能夠培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)、求實(shí)的科學(xué)態(tài)度及良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣與操作技能。因此,教師要盡可能創(chuàng)造條件,讓每一位學(xué)生都有機(jī)會(huì)親自動(dòng)手參與實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生成為實(shí)驗(yàn)的主人。
例如,在探究“水的浮力”時(shí),我準(zhǔn)備好實(shí)驗(yàn)材料后,讓學(xué)生在教師的啟發(fā)和協(xié)助下完成剩下的實(shí)驗(yàn)步驟。比如,系鐵塊、把鐵塊進(jìn)入水中、記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)的推導(dǎo)和計(jì)算等。學(xué)生通過親身感受,能夠更好地理解“水越深的地方,物體受到的浮力越大”的觀點(diǎn)是錯(cuò)誤的。
再如,進(jìn)行“金屬與氧氣反應(yīng)”的實(shí)驗(yàn)時(shí),我讓兩位學(xué)生上講臺(tái)將鎂帶與銅絲加熱,當(dāng)看到鎂帶先燃燒,并發(fā)出耀眼的白光后,學(xué)生的注意力一下子被吸引住了,當(dāng)銅絲由紅色變?yōu)楹谏珪r(shí),學(xué)生們的好奇心被充分調(diào)動(dòng)了。實(shí)驗(yàn)后,兩位學(xué)生在教室走一圈,讓其他學(xué)生觀察,這兩位學(xué)生感到非常自豪。
三、結(jié)語
捷克教育家夸美紐斯曾提出:“尋找一種有效的教學(xué)方式,可以使教師教得更少,學(xué)生學(xué)得更多?!笨茖W(xué)作為一門自然學(xué)科,只有通過學(xué)生們一次次的動(dòng)手實(shí)驗(yàn),才可以真正理解掌握。因此,科學(xué)教師只有不斷加深對各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)的理解,明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?,精心設(shè)計(jì)課堂實(shí)驗(yàn),激發(fā)學(xué)生的探究興趣,不斷探索,總結(jié)經(jīng)驗(yàn),強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)效果,幫助學(xué)生獲得科學(xué)知識(shí),培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng),才可以增強(qiáng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性,借此達(dá)到提高科學(xué)學(xué)科整體教學(xué)質(zhì)量的目的。
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科學(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新能力培養(yǎng)途徑創(chuàng)新是一個(gè)民族進(jìn)步的靈魂,是國家興旺發(fā)達(dá)的不竭動(dòng)力。這就要求我國在進(jìn)行素質(zhì)教育的時(shí)候,加大對學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng),進(jìn)行創(chuàng)新教育,培養(yǎng)一批高素質(zhì)的、具有創(chuàng)新精神的人才,以此來促進(jìn)我國的發(fā)展,為我國社會(huì)主義建設(shè)作出貢獻(xiàn)。目前,對學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)成為目前教育工作的主要課題,科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神、提高學(xué)生實(shí)踐能力的重要途徑。新課程改革提出:科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)要能夠以探究為學(xué),要能夠以實(shí)踐活動(dòng)為教學(xué)方式,實(shí)踐活動(dòng)是學(xué)生進(jìn)行探究的主要途徑。因此,科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)要能夠充分發(fā)揮培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力的重要作用。教師在科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)中,可以通過以下幾種措施來加強(qiáng)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。
一、創(chuàng)新教學(xué)內(nèi)容,激發(fā)學(xué)生的主觀能動(dòng)性
隨著我國科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展,新的技術(shù)層出不窮,但是我國科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容卻沒有跟上科技的發(fā)展水平,教學(xué)內(nèi)容更新速度較慢、難以滿足新課程改革的需要。這就需要在科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)中,講解一些最先進(jìn)的科學(xué)知識(shí)與實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,教師還可以增加一些新技術(shù)含量較高的實(shí)驗(yàn)活動(dòng),以此來使科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容與現(xiàn)代科學(xué)發(fā)展水平相適應(yīng)。教師在設(shè)計(jì)教學(xué)方案的時(shí)候,不一定要將所有的知識(shí)點(diǎn)都羅列出來,教師要學(xué)會(huì)適當(dāng)?shù)亓艚o學(xué)生一定的思考問題與設(shè)計(jì)創(chuàng)新的時(shí)間。在改革教學(xué)內(nèi)容的時(shí)候,教師要能夠遵循循序漸進(jìn)的原則,可以將驗(yàn)證型、演示型實(shí)驗(yàn)與綜合型、設(shè)計(jì)型、研究型實(shí)驗(yàn)融合到一起,在教學(xué)過程中根據(jù)學(xué)生的能力水平來逐步提高綜合型、設(shè)計(jì)型、研究型實(shí)驗(yàn)在教學(xué)內(nèi)容中的比重。教師在一些基礎(chǔ)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中要能夠注重講解基礎(chǔ)知識(shí)以及一些基本的操作技巧,要能夠?qū)W(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)思維訓(xùn)練。而在綜合性實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,教師要能夠?qū)⒔虒W(xué)中重點(diǎn)放在學(xué)生對知識(shí)的理解上,教師要能夠鼓勵(lì)學(xué)生提出問題,鼓勵(lì)學(xué)生獨(dú)立分析并解決問題,這樣才能夠激發(fā)學(xué)生的主觀能動(dòng)性,才能夠提高學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力與創(chuàng)新能力。在設(shè)計(jì)型和研究型實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,教師要能夠留個(gè)學(xué)生更多的空間,要能夠讓學(xué)生學(xué)會(huì)獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟,獨(dú)立進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作、獨(dú)立收集整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),最近總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。如果學(xué)生發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果與實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)不一致,可以再次進(jìn)行實(shí)驗(yàn),要能夠找到問題的根本所在。這能夠激發(fā)學(xué)生的主觀能動(dòng)性,有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神。
二、改革教學(xué)方法,發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)造性
目前,我國教學(xué)活動(dòng)中往往存在一種普遍的現(xiàn)象,那就是大都重視基礎(chǔ)理論知識(shí)的教育,而忽視實(shí)踐教育,這是由于學(xué)校長期受應(yīng)試教育的影響而造成的。教師在科學(xué)教學(xué)活動(dòng)中,要能夠引導(dǎo)學(xué)生逐步轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念,提高對學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)的重視。要想實(shí)現(xiàn)這一教學(xué)任務(wù),就必須創(chuàng)新教學(xué)方法。傳統(tǒng)的科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法就是教師在課堂教學(xué)活動(dòng)中先演示一遍實(shí)驗(yàn)過程,學(xué)生主要觀察;之后學(xué)生再按照教師的演示步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn),教師看到學(xué)生成功完成實(shí)驗(yàn),那么教學(xué)任務(wù)也就完成了。在這種教學(xué)方法中,學(xué)生完全處于一種被動(dòng)的狀態(tài),所進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)操作也都完全按照教師的示范步驟進(jìn)行,學(xué)生沒有設(shè)計(jì)創(chuàng)新的機(jī)會(huì),長期以往,學(xué)生就會(huì)喪失做實(shí)驗(yàn)的興趣。改革科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法,就是要能夠轉(zhuǎn)變學(xué)生在課堂活動(dòng)中的地位,要能夠樹立學(xué)生是課堂活動(dòng)主體的意識(shí),要能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。在基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中,學(xué)生可以在預(yù)習(xí)課本的時(shí)候,自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過程與實(shí)驗(yàn)辦法,并記錄下自己對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的預(yù)估情況。然后讓學(xué)生帶著自己的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案去進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作,學(xué)生在這一過程中,會(huì)養(yǎng)成獨(dú)立分析問題的習(xí)慣,會(huì)提高觀察能力,學(xué)生可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)情況來進(jìn)一步完善自己的設(shè)計(jì)方案,教師可以適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行指點(diǎn),這種教學(xué)方法能夠有效地激發(fā)學(xué)生的主觀能動(dòng)性,能夠發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)造性。在綜合型實(shí)驗(yàn)與設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)中,教師要能夠鼓勵(lì)學(xué)生大膽探索,鼓勵(lì)學(xué)生充分發(fā)揮創(chuàng)造性,這樣才能夠讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中發(fā)現(xiàn)自己的進(jìn)步之處,享受到成功的喜悅。教學(xué)方法的改革能夠促進(jìn)學(xué)生思維方式與學(xué)習(xí)方式的多元化,能夠提高學(xué)生對實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的重視,能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維與能力。
三、實(shí)驗(yàn)課程設(shè)計(jì),提高學(xué)生的創(chuàng)新能力
科學(xué)實(shí)驗(yàn)課程設(shè)計(jì),需要建立在綜合型實(shí)驗(yàn)與設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,涉及到多門學(xué)科的知識(shí),是一項(xiàng)綜合型的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。例如,教師可以將自然科學(xué)、人文科學(xué)等兩三門的知識(shí)融合到一起,可以將理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)結(jié)合起來。教師可以設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)題目,然后讓學(xué)生自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、自行進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作、自行進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理與分析,然后整合資料寫一份實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)報(bào)告。最后,教師可以召開專題實(shí)驗(yàn)討論會(huì),將學(xué)生的設(shè)計(jì)成果進(jìn)行展示。在這個(gè)過程中,學(xué)生都處于獨(dú)立思考問題、獨(dú)立解決問題的狀態(tài),這種活動(dòng)能夠增強(qiáng)學(xué)生對知識(shí)的理解與運(yùn)用,能夠提高學(xué)生的思維能力。實(shí)驗(yàn)課程設(shè)計(jì)活動(dòng)能夠有效地訓(xùn)練學(xué)生的科研思維能力,培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣,能夠培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度與學(xué)習(xí)作風(fēng),能夠有效地提高學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)與創(chuàng)新能力。在科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,教師要能夠合理控制實(shí)驗(yàn)課程設(shè)計(jì)的次數(shù),最好是一個(gè)學(xué)期舉行一次,教師可以根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力來逐步提高實(shí)驗(yàn)的難度。在這一過程中,學(xué)生的創(chuàng)新能力與創(chuàng)新思維得到了提升,這有利于科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn),有利于創(chuàng)新型人才培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。
參考文獻(xiàn):
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關(guān)鍵詞:探究性學(xué)習(xí)活動(dòng) 階段性策略 主動(dòng)性
化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)明確指出,活動(dòng)與探究是為了突出學(xué)生的實(shí)踐能力,充分發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主體性而設(shè)置的.教師要注意改進(jìn)傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué),精心設(shè)計(jì)各種探究性實(shí)驗(yàn),促使學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí),使他們逐步學(xué)會(huì)科學(xué)探究實(shí)驗(yàn)的一般方法.因此,活動(dòng)與探究要求學(xué)生和教師相互配合,這是突出學(xué)生主動(dòng)性的學(xué)習(xí)方法.在初中化學(xué)教學(xué)中,探究性學(xué)習(xí)活動(dòng)的各個(gè)階段都有相應(yīng)的策略.
下面結(jié)合自己的教學(xué)實(shí)踐談點(diǎn)體會(huì).
一、探究性學(xué)習(xí)活動(dòng)實(shí)施前的準(zhǔn)備
1.熟練的實(shí)驗(yàn)技能
探究性學(xué)習(xí)活動(dòng)的順利進(jìn)行依賴于扎實(shí)的基礎(chǔ),學(xué)生要熟練全面地掌握基本的科學(xué)實(shí)驗(yàn)操作方式和方法,同時(shí)必須具備嚴(yán)謹(jǐn)端正的科學(xué)態(tài)度,還必須具備動(dòng)手能力,在教師講解演示后,模仿總結(jié).完整的操作技能是學(xué)習(xí)化學(xué)的關(guān)鍵,也是探究性學(xué)習(xí)的基礎(chǔ).
2.觀察與分析
對于化學(xué)實(shí)驗(yàn)來講,通過觀察實(shí)驗(yàn)前物質(zhì)的氣味、狀態(tài)、顏色等,實(shí)驗(yàn)中物質(zhì)狀態(tài)、顏色的變化,還有實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的發(fā)光、發(fā)熱、溶解、凝固、聲音等現(xiàn)象,進(jìn)行對比,得出結(jié)論.分析實(shí)驗(yàn)前后變化產(chǎn)生的原因,分析區(qū)別物理變化和化學(xué)變化概念及本質(zhì)等.
3.引導(dǎo)主動(dòng)探究心理
活動(dòng)與探究的主體是學(xué)生,是為發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性而設(shè)置的.初中化學(xué)教案也把啟發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣、激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的自覺性和積極性當(dāng)做素質(zhì)教育的能力訓(xùn)練點(diǎn),并且初中化學(xué)的學(xué)習(xí)實(shí)踐只有一年,主要任務(wù)除了具備基本的操作技能外,就是培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣.
二、探究性學(xué)習(xí)活動(dòng)實(shí)施中的自主探究
探究性學(xué)習(xí)的一般過程是:問題提出—方案設(shè)計(jì)—實(shí)驗(yàn)探究—獨(dú)立思考—討論交流—結(jié)論匯總.
獲取知識(shí)并不是探究性學(xué)習(xí)的最終目的,它的最終目的是主動(dòng)利用已經(jīng)獲得的知識(shí)作鋪墊,然后去發(fā)現(xiàn)和探索新知識(shí)、新技能,它的主要支撐是科學(xué)精神和科學(xué)態(tài)度,在此基礎(chǔ)上做到學(xué)、做、思、悟和用環(huán)環(huán)相扣的過程.因此,探究學(xué)習(xí)的范圍并不僅僅局限于課本,而應(yīng)該是現(xiàn)實(shí)生活中的問題.所以在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中提出的問題必須創(chuàng)立一個(gè)聯(lián)系現(xiàn)實(shí)生活的場景,如蠟燭燃燒實(shí)驗(yàn),這個(gè)問題的提出,可以聯(lián)系進(jìn)入久未開啟的菜窖人會(huì)暈倒這個(gè)情境.
有理論認(rèn)為,教材內(nèi)容與學(xué)生認(rèn)知的不統(tǒng)一,可以激發(fā)學(xué)生的思考,使得學(xué)生把目光轉(zhuǎn)向解決現(xiàn)實(shí)生活中的問題;方案設(shè)計(jì)是學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究能否得出正確結(jié)論的前提條件,所以方案的設(shè)計(jì)必須嚴(yán)密,有較強(qiáng)的邏輯性;實(shí)驗(yàn)探究綜合考慮學(xué)生的思考能力與動(dòng)手能力.
在剛剛步入化學(xué)學(xué)習(xí)的初始階段,必須盡快掌握實(shí)驗(yàn)探究的一般步驟,學(xué)生必須在學(xué)習(xí)過程中親身經(jīng)歷以及體驗(yàn)探究活動(dòng),在實(shí)驗(yàn)過程中熟悉問題的提出(來源)、對結(jié)果的預(yù)測與條件假設(shè)、策劃實(shí)驗(yàn)、動(dòng)手實(shí)驗(yàn)、收集情報(bào)、完成實(shí)驗(yàn)后給出解釋以及定論、對結(jié)論進(jìn)行反思與評價(jià)、再交流共同探索等一系列環(huán)節(jié).
在化學(xué)學(xué)習(xí)的深入階段,教師要指向明確地讓學(xué)生參與體驗(yàn)完整的探究實(shí)驗(yàn)過程,引導(dǎo)學(xué)生親自完成實(shí)驗(yàn)的一般步驟.活動(dòng)中包括的科學(xué)探究要素是可以增加或者減少的,在科學(xué)探究活動(dòng)中各要素出現(xiàn)的順序是可以改變的,探究活動(dòng)實(shí)驗(yàn)形式多種多樣,如調(diào)查、實(shí)驗(yàn)、收集資料等.在化學(xué)教學(xué)中,教師應(yīng)為學(xué)生自主發(fā)揮課堂內(nèi)外的科學(xué)實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)創(chuàng)造條件,營造氣氛,給予指導(dǎo).
三、探究性學(xué)習(xí)活動(dòng)實(shí)施后的反思與擴(kuò)展
儀器設(shè)備先進(jìn)性的程度和檔次的高低既是科研能力和學(xué)術(shù)水平的重要標(biāo)志,也是學(xué)校辦學(xué)水平的重要標(biāo)志。玉溪師范學(xué)院運(yùn)動(dòng)人體科學(xué)實(shí)驗(yàn)室共有儀器設(shè)備375臺(tái)(件)(實(shí)驗(yàn)室固定資產(chǎn)≥800.00元/臺(tái)(套)),總價(jià)值1,385,625.15萬元。學(xué)生人數(shù)多,一年的耗材費(fèi)用有限,因此有些實(shí)驗(yàn)暫時(shí)無法開展,即使開展也只作為演示實(shí)驗(yàn),學(xué)生親自動(dòng)手的機(jī)會(huì)少。因此,應(yīng)適當(dāng)增加儀器設(shè)備的耗材費(fèi),以增加學(xué)生動(dòng)手的機(jī)會(huì),滿足本科教育水平的基本要求,適應(yīng)學(xué)科發(fā)展。
2針對目前玉溪師范學(xué)院運(yùn)動(dòng)人體科學(xué)實(shí)驗(yàn)的對策分析
2.1改變教學(xué)觀念,重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)
實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革必須打破重理論教學(xué)輕實(shí)驗(yàn)教學(xué)的傳統(tǒng)觀念,改變實(shí)驗(yàn)教學(xué)的從屬地位。根據(jù)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)的自身規(guī)律和特點(diǎn),將分散在各學(xué)科中的實(shí)驗(yàn)課從理論課中獨(dú)立出來,統(tǒng)籌建立實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程,使運(yùn)動(dòng)人體科學(xué)實(shí)驗(yàn)課成為基于理論課基礎(chǔ)上的獨(dú)立的教學(xué)體系。將運(yùn)動(dòng)解剖學(xué)實(shí)驗(yàn)、運(yùn)動(dòng)生理學(xué)實(shí)驗(yàn)、體育保健學(xué)實(shí)驗(yàn)、推拿與按摩實(shí)驗(yàn)等進(jìn)行全面的整合打通,打破體育專業(yè)一直以來實(shí)驗(yàn)課依附于理論課教學(xué),實(shí)驗(yàn)課程零散、課時(shí)不集中,內(nèi)容交叉重疊,實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目缺乏層次要求的現(xiàn)象,將分散于各課程的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目或精簡、或新增、或合并重組、或重新設(shè)計(jì),整合成一門實(shí)驗(yàn)課程,獨(dú)立設(shè)立《運(yùn)動(dòng)人體科學(xué)實(shí)驗(yàn)》課程,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)的科學(xué)化和整體化設(shè)計(jì),建立運(yùn)動(dòng)人體科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系和管理體系。這樣既打破了各學(xué)科課程之間的壁壘,減少重復(fù)內(nèi)容,又提高了實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)地位。
2.2整合實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系
目前玉溪師范學(xué)院開設(shè)的運(yùn)動(dòng)人體科學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目內(nèi)容陳舊,實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)置不合理,演示性、驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)過多;單一學(xué)科性的實(shí)驗(yàn)多,綜合性、設(shè)計(jì)性的實(shí)驗(yàn)少;脫離了學(xué)生生活中的實(shí)際問題,與運(yùn)動(dòng)相關(guān)性較差,降低了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,不能適應(yīng)學(xué)科發(fā)展對實(shí)驗(yàn)教學(xué)的要求,不利于培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題的能力、實(shí)踐能力、創(chuàng)新思維能力和創(chuàng)造性設(shè)計(jì)能力,制約了教學(xué)質(zhì)量和人才培養(yǎng)的質(zhì)量。本著“務(wù)實(shí)創(chuàng)新、學(xué)有所獲、學(xué)能有用”的實(shí)踐應(yīng)用原則進(jìn)行實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容整合優(yōu)化,將分散于各分室的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目或精簡、或新增、或合并重組、或重新設(shè)計(jì)進(jìn)行整合為兩個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)K,即基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)和應(yīng)用性實(shí)驗(yàn)。每個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)K包括基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),其實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目由各分室精選組合而成,避免實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目重復(fù)交叉,課時(shí)浪費(fèi)在無畏的低層次循環(huán)中,從而節(jié)約實(shí)驗(yàn)成本。這既體現(xiàn)了運(yùn)動(dòng)人體科學(xué)實(shí)驗(yàn)的整體性和均衡性,又實(shí)現(xiàn)了教學(xué)的集約性,有利于培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)的能力、動(dòng)手能力、創(chuàng)造性思維能力和獨(dú)立工作的能力。
2.3改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式和理念
在高等院校的教學(xué)過程中,實(shí)驗(yàn)室是學(xué)校培養(yǎng)學(xué)生能力的主要場所。實(shí)驗(yàn)室教學(xué)在高等院校教育中的地位日益凸顯,重視實(shí)驗(yàn)教學(xué),有助于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和專業(yè)水平。目前,玉溪師范學(xué)院實(shí)驗(yàn)教學(xué)依附于理論教學(xué),先學(xué)理論再上實(shí)驗(yàn),采取的都是傳統(tǒng)的教學(xué)模式,即教師講解實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒃?、操作步驟;學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求,按照教師的講解機(jī)械被動(dòng)地參與程式化實(shí)驗(yàn)。這種教學(xué)模式使學(xué)生處于消極、被動(dòng)地位,實(shí)驗(yàn)積極性不高,更談不上創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。因此,必須積極探索改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法和手段,提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。(1)理論課上穿插講授實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。理論課與實(shí)驗(yàn)課是教學(xué)的組成部分,二者相輔相成,在有必要的情況下穿播講授實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。如肌肉的受力分析,知識(shí)點(diǎn)多、抽象,可通過多媒體教學(xué)模擬進(jìn)行。學(xué)生在理解實(shí)驗(yàn)原理和了解實(shí)驗(yàn)方法的基礎(chǔ)上,通過多媒體演示,看到了規(guī)范的實(shí)驗(yàn)操作過程,也看到正確的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,其實(shí)驗(yàn)的時(shí)間就可以縮短,實(shí)驗(yàn)效果更好[1]。(2)打破“封閉式”實(shí)驗(yàn)教學(xué),實(shí)施“開放式”實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系?!伴_放式”是給學(xué)生提供充分開放和自由地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的環(huán)境,既是時(shí)間和空間的開放,也是設(shè)備和項(xiàng)目的雙重開放。學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣和需求選做實(shí)驗(yàn),自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),使學(xué)生在寬松的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中掌握基本的實(shí)驗(yàn)方法,并逐步提高動(dòng)手能力和綜合運(yùn)用知識(shí)的能力和創(chuàng)新意識(shí),增強(qiáng)對學(xué)生實(shí)驗(yàn)課學(xué)習(xí)的興趣和信心[2]。只有開放實(shí)驗(yàn)室,才能保證學(xué)生有足夠的時(shí)間去探索和實(shí)踐。(3)實(shí)驗(yàn)與健身社團(tuán)掛鉤。將一些設(shè)計(jì)性、綜合性實(shí)驗(yàn)放到健身社團(tuán)完成。這種模式既保障了對基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能的培養(yǎng),又突出了實(shí)踐應(yīng)用。幫助學(xué)生聯(lián)系具體實(shí)例,發(fā)現(xiàn)、分析與解決全民健身、體育教學(xué)與運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練實(shí)踐中的問題,這樣既可增強(qiáng)吸引力和感染力,又能縮短學(xué)以致用的時(shí)間,是提高教學(xué)質(zhì)量、提升學(xué)生能力,培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣的有效途徑,并為后期的畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))奠定基礎(chǔ)[3]。
2.4完善考核機(jī)制
目前,玉溪師范學(xué)院運(yùn)動(dòng)人體科學(xué)實(shí)驗(yàn)考核方式是將學(xué)生的實(shí)驗(yàn)成績按照一定的百分比,計(jì)算在理論課的總成績中,實(shí)驗(yàn)成績占總成績的20%;實(shí)驗(yàn)成績的評分方法即考勤占30%,實(shí)驗(yàn)報(bào)告占70%,這種形式不能對學(xué)生的實(shí)驗(yàn)綜合能力做全面和客觀的評價(jià)。建議:(1)對運(yùn)動(dòng)人體科學(xué)實(shí)驗(yàn)單獨(dú)設(shè)課。(2)以必修課程或必選課程形式推出,讓學(xué)生進(jìn)行選修,成績合格,記2學(xué)分;成績不合格,重修。(3)成績評定可參考考勤、實(shí)驗(yàn)的主動(dòng)性與參與性、合作精神、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)等方面綜合評定,以提高實(shí)驗(yàn)考核的真實(shí)性和科學(xué)性,使考核能夠客觀地反映學(xué)生的真實(shí)水平。具體標(biāo)準(zhǔn)為考勤(20%)、實(shí)驗(yàn)操作(20%)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告(30%)、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)(10%)、考試(20%)。
2.5加強(qiáng)學(xué)科建設(shè),改革實(shí)驗(yàn)室體制
在實(shí)驗(yàn)室體制改革實(shí)踐中,我們感到學(xué)科建設(shè)應(yīng)該應(yīng)該引起學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)的足夠重視。學(xué)科建設(shè)應(yīng)該引導(dǎo)和帶動(dòng)實(shí)驗(yàn)室體制的改革,而現(xiàn)狀不容樂觀。注重技術(shù)、運(yùn)動(dòng)隊(duì)訓(xùn)練,輕理論和實(shí)驗(yàn)課的思想還很嚴(yán)重。目前,玉溪師范學(xué)院運(yùn)動(dòng)人體科學(xué)實(shí)驗(yàn)室沒有專門的實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人,沒有專職實(shí)驗(yàn)員,實(shí)驗(yàn)課由上課老師自行安排完成;實(shí)驗(yàn)設(shè)備陳舊,好多實(shí)驗(yàn)無法完成。建議:(1)學(xué)校加大實(shí)驗(yàn)室資金支持,增加投入,改善實(shí)驗(yàn)場所和設(shè)備購置。(2)加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室管理和建設(shè),加強(qiáng)政策引導(dǎo),提高實(shí)驗(yàn)人員待遇。(3)加強(qiáng)學(xué)科隊(duì)伍建設(shè)。引進(jìn)高層次人才,有計(jì)劃地吸引博士、碩士等科研水平高的人才,充實(shí)教師隊(duì)伍,提高實(shí)驗(yàn)師資隊(duì)伍的整體水平。
3結(jié)語
一、假設(shè)與與假設(shè)驗(yàn)證原則
實(shí)驗(yàn)的第一個(gè)要素是“假設(shè)”;第一項(xiàng)原則是“假設(shè)驗(yàn)證原則”。
通常,科學(xué)探究起源于假設(shè)。假設(shè)亦稱假說,指用來說明某種現(xiàn)象但未經(jīng)證實(shí)的論題。假設(shè)一般分為三個(gè)步驟,即:提出假設(shè);作出預(yù)期(或推斷);驗(yàn)證假設(shè)。如果假設(shè)得到證實(shí),預(yù)期得以實(shí)現(xiàn),則假設(shè)或假說就可以轉(zhuǎn)化為科學(xué)理論,故假說是科學(xué)發(fā)展的基本形式。假設(shè)是科學(xué)發(fā)展的第一個(gè)要素。同理,假設(shè)驗(yàn)證是科學(xué)實(shí)驗(yàn)的必要環(huán)節(jié)和應(yīng)遵循的程序準(zhǔn)則,故假設(shè)驗(yàn)證是科學(xué)實(shí)驗(yàn)的第一項(xiàng)原則。
二、變量與單一變量原則
實(shí)驗(yàn)的第二個(gè)要素是“變量”,第二項(xiàng)原則是“單一變量原則”。
變量,亦稱因子,指實(shí)驗(yàn)操縱控制的特定因素或條件。按性質(zhì)不同,通常有以下兩類四種變量,即:1、自變量與因變量。自變量指實(shí)驗(yàn)中由實(shí)驗(yàn)者所操縱、給定的因素或條件;因變量指實(shí)驗(yàn)中由于自變量而引起的變化和結(jié)果,二者有因果關(guān)系。實(shí)驗(yàn)的目的在于捕獲解釋這種前因后果。2、無關(guān)變量與額外變量。無關(guān)變量,亦稱控制變量,指實(shí)驗(yàn)中除自變量以外的能影響實(shí)驗(yàn)變化和結(jié)果的因素或條件;額外變量,亦稱干擾變量,指實(shí)驗(yàn)中由于無關(guān)變量所引起的變化和結(jié)果。顯然,額外變量會(huì)對因變量起干擾作用。
單一變量原則,是處理科學(xué)探究實(shí)驗(yàn)中復(fù)雜變量關(guān)系的準(zhǔn)則之一。它有兩層意思:一是確?!皢我蛔兞俊钡膶?shí)驗(yàn)觀測;二是確保“單一變量”的操作規(guī)范。在初中科學(xué)探究實(shí)驗(yàn)中幾乎都涉及這一原則。
三、控制與平衡控制原則
實(shí)驗(yàn)的第三個(gè)要素是“控制”;第三項(xiàng)原則是“平衡控制原則”。
控制,是處理實(shí)驗(yàn)中變量關(guān)系的又一準(zhǔn)則,指實(shí)驗(yàn)要嚴(yán)格地操縱自變量,以獲取因變量;與此同時(shí),還要嚴(yán)格地均衡無關(guān)變量,以消除額外變量。一句話,通過實(shí)驗(yàn)控制,盡量消除實(shí)驗(yàn)誤差,以取得較為精確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
如果說“單一變量原則”主要是對無關(guān)變量和額外變量的控制而言,而這里的“平衡控制原則”,則主要是對無關(guān)變量與額外變量的控制而言。意思是說,實(shí)驗(yàn)中的無關(guān)變量的因素條件很難避免,只有設(shè)法平衡和抵消它們的影響。常用的方法有:單組實(shí)驗(yàn)法、等組實(shí)驗(yàn)法、輪組實(shí)驗(yàn)法。
四、對照與實(shí)驗(yàn)對照原則
實(shí)驗(yàn)的第四個(gè)要素是“對照”,第四項(xiàng)原則是“實(shí)驗(yàn)對照原則”。
對照是實(shí)驗(yàn)控制的有效手段之一,目的在于消除無關(guān)變量對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。實(shí)驗(yàn)對照原則是設(shè)計(jì)和實(shí)施實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)則之一。通過設(shè)置實(shí)驗(yàn)對照對比,既可排除無關(guān)變量的影響,又可增加實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可信度和說服力。
通常,一個(gè)實(shí)驗(yàn)總分為實(shí)驗(yàn)組和對照組。至于哪一個(gè)作為實(shí)驗(yàn)組,哪一個(gè)作為對照組,一般是隨機(jī)決定的。這樣,從理論上說,由于實(shí)驗(yàn)組與對照組的無關(guān)變量的影響是相等的、被平衡了的,故實(shí)驗(yàn)組與對照組兩者之差異,則可以認(rèn)定為是來自自變量的效果,這樣的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是可信的。實(shí)驗(yàn)對照可分為以下四種形式,即:1、空白對照;2、自身對照;3、條件對照;4、相互對照。
五、捕獲解釋和真實(shí)客觀原則
實(shí)驗(yàn)的第五個(gè)要素是“捕獲”和“解釋”,第五項(xiàng)原則是“客觀真實(shí)原則”。
觀察、實(shí)驗(yàn)的實(shí)質(zhì)即在于捕獲事實(shí)和解釋事實(shí)。捕獲,即捕捉、記錄實(shí)驗(yàn)中的事實(shí)、現(xiàn)象和數(shù)據(jù),用術(shù)語說,即捕捉記錄由自變量帶來的因變量。解釋,即論證、說明實(shí)驗(yàn)中的事實(shí)、現(xiàn)象、數(shù)據(jù),用術(shù)語說,即論證、說明實(shí)驗(yàn)中的自變量與因變量的因果關(guān)系,從而得出結(jié)論進(jìn)行討論。
真實(shí)客觀原則是科學(xué)實(shí)驗(yàn)所必須遵循的基本準(zhǔn)則,即實(shí)驗(yàn)中的捕獲、解釋一定要實(shí)事求是,一切從實(shí)際出發(fā),使獲取的材料(事實(shí)、現(xiàn)象、數(shù)據(jù))盡可能地反映客觀事物的本來面目,不能主觀臆造,不能憑空胡謅,不能片面武斷。所謂事實(shí),有兩類性質(zhì):一類是“客觀事實(shí)”,一類是“經(jīng)驗(yàn)事實(shí)”。實(shí)驗(yàn)即在于捕獲真實(shí)客觀的能反映客觀事物本來面目的經(jīng)驗(yàn)事實(shí),并加以合理的解釋。
六、實(shí)驗(yàn)與觀察的聯(lián)系與區(qū)別
實(shí)驗(yàn)離不開觀察。觀察是在自然條件下研究對象的方法,或者說觀察是在自然條件下對研究對象的事實(shí)現(xiàn)象進(jìn)行捕獲、解釋的方法。實(shí)驗(yàn)是在控制條件下研究對象的方法,通常包括觀察。觀察與實(shí)驗(yàn)在結(jié)構(gòu)要素和方法要素等方面既有聯(lián)系,有共同之處,又有區(qū)別和差異。其共同點(diǎn)為:都是有主體有目的有計(jì)劃的能動(dòng)活動(dòng);都要使用感官、儀器、設(shè)備等中介手段;都是研究對象的事實(shí)現(xiàn)象;都在于對研究對象進(jìn)行捕獲和解釋。其不同點(diǎn)為:1、觀察以不變革對象為特征,處于自然常態(tài)條件下;而實(shí)驗(yàn)以變革對象為特征,處于控制操縱條件下。2、觀察的方法控制變量比較直觀、簡單,觀測比較被動(dòng);而實(shí)驗(yàn)是使用假設(shè)、變量、控制、對照等中介手段,能使對象純化、強(qiáng)化,增進(jìn)了可觀測性和可重復(fù)性等。
關(guān)鍵詞:小學(xué)科學(xué);實(shí)驗(yàn)課;教學(xué)方法
隨著時(shí)代的不斷進(jìn)步,經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,社會(huì)之間的競爭局勢愈加激烈,人才成為現(xiàn)今嚴(yán)峻競爭局勢中提升競爭實(shí)力的關(guān)鍵,而教育是培養(yǎng)人才的主要途徑,但是由于傳統(tǒng)教育觀念與教學(xué)模式的落后性,不僅使教育事業(yè)的發(fā)展過于緩慢,跟不上時(shí)展的腳步,也無法滿足時(shí)代對人才的需求。小學(xué)科學(xué)是以實(shí)驗(yàn)的方式對小學(xué)生進(jìn)行科學(xué)知識(shí)與科學(xué)能力培養(yǎng)的一門學(xué)科,自從素質(zhì)教育實(shí)施以來,小學(xué)科學(xué)對學(xué)生素質(zhì)與能力培養(yǎng)的優(yōu)勢更受到了社會(huì)各界的廣泛關(guān)注。因此,跟隨素質(zhì)教育發(fā)展的腳步,以其發(fā)展規(guī)律為基本條件,對小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)方法進(jìn)行探索與完善,更能發(fā)揮小學(xué)科學(xué)的優(yōu)勢,強(qiáng)化對小學(xué)生科學(xué)知識(shí)與科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng),從而實(shí)現(xiàn)高效的小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)課。
一、實(shí)現(xiàn)小學(xué)科學(xué)高效實(shí)驗(yàn)課教學(xué)方法的重要意義
新課程改革以來,素質(zhì)教育在我國已經(jīng)全面實(shí)施,更加注重對學(xué)生綜合能力與綜合素質(zhì)的培養(yǎng)。小學(xué)科學(xué)是對小學(xué)生科學(xué)啟蒙與科學(xué)素養(yǎng)培養(yǎng)的主要學(xué)科,其以實(shí)驗(yàn)教學(xué)的方式作為課程教學(xué)的根本,更重視對小學(xué)生在親身感受下教學(xué)知識(shí)與能力的培養(yǎng)與強(qiáng)化,而對小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)方法的完善,不僅能滿足素質(zhì)教育的發(fā)展規(guī)律,也能夠使小學(xué)生在對科學(xué)的不斷探索中愛上科學(xué),發(fā)現(xiàn)科學(xué)與創(chuàng)造科學(xué),從而更加強(qiáng)化小學(xué)生的科學(xué)技能,豐富小學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng),使小學(xué)生的綜合素質(zhì)與綜合能力得到更好發(fā)展,為其成才之路奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
二、實(shí)現(xiàn)小學(xué)科學(xué)高效實(shí)驗(yàn)課教學(xué)方法的具體對策
1.培養(yǎng)學(xué)生對科學(xué)研究與學(xué)習(xí)的興趣
科學(xué)是一門比較復(fù)雜的自然學(xué)科,其知識(shí)理論的晦澀難懂,往往會(huì)使小學(xué)生望而卻步,而現(xiàn)今的科學(xué)教學(xué)多以實(shí)驗(yàn)課為主,以實(shí)驗(yàn)的方式將教學(xué)內(nèi)容中的重點(diǎn)進(jìn)行視覺、聽覺等感官的展示,使學(xué)生能夠通過抽象的科學(xué)現(xiàn)象理解教學(xué)知識(shí)的重點(diǎn),并有一定的記憶印象。但是在現(xiàn)今小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)過程中,小學(xué)生由于心智與思維的不成熟,經(jīng)常會(huì)被實(shí)驗(yàn)輔助用具等感興趣的事物所吸引,卻對自身的實(shí)驗(yàn)操作充滿盲目感,同時(shí),教師對小學(xué)生的興趣沒有正確引導(dǎo),缺乏對科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)與操作步驟不能明確,致使小學(xué)生對科學(xué)實(shí)驗(yàn)提不起興趣,甚至存在無法掌控的無力感以及厭煩感,大大降低了小學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣與積極性。因此,對實(shí)驗(yàn)課教學(xué)方法的改進(jìn),首先要以培養(yǎng)學(xué)生對科學(xué)研究與學(xué)習(xí)的興趣為前提。興趣是引導(dǎo)小學(xué)生關(guān)注與學(xué)習(xí)的主要?jiǎng)恿?,教師一定要對學(xué)生的興趣加以利用,在明確教學(xué)目標(biāo)與教學(xué)步驟的前提下,在實(shí)驗(yàn)的過程中處處對學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣進(jìn)行正確的引導(dǎo),從而培養(yǎng)小學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高科學(xué)實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)成效。
2.利用多媒體輔助教學(xué)工具,給予小學(xué)生直觀的科學(xué)體驗(yàn)
現(xiàn)今科學(xué)實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)中,有很多的科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究是無法在課堂上完成的,這不僅是由于教學(xué)實(shí)驗(yàn)資源的不足,也有其實(shí)驗(yàn)自身的限制影響所導(dǎo)致的無法進(jìn)行,這種情況并不利于小學(xué)生對科學(xué)的研究與挖掘。目前網(wǎng)絡(luò)受科技創(chuàng)新的影響也趨于發(fā)達(dá),其科學(xué)研究的信息資源也非常豐富,因此,對多媒體輔助教學(xué)的運(yùn)用,能夠彌補(bǔ)教學(xué)實(shí)驗(yàn)資源的不足,完成對大型科學(xué)實(shí)驗(yàn)的展示,給予小學(xué)生更為直觀與生動(dòng)的科學(xué)體驗(yàn),從而提高科學(xué)實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)成效。
3.運(yùn)用科學(xué)知識(shí)解讀實(shí)際生活中的科學(xué)奧妙
生活是科學(xué)的來源,而科學(xué)是提高生活質(zhì)量的必備因素,他們的關(guān)系非常密切,因此,實(shí)現(xiàn)科學(xué)知識(shí)與實(shí)際生活的有機(jī)結(jié)合,才能使學(xué)生充滿熟悉感與探索科學(xué)的動(dòng)力,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,使學(xué)生不僅能夠在生活中對科學(xué)知識(shí)做到積累,也能使其運(yùn)用科學(xué)知識(shí)解讀生活中的科學(xué)奧妙,做到對自身科學(xué)知識(shí)與科學(xué)素養(yǎng)的強(qiáng)化。
4.合理運(yùn)用評價(jià)功能,培養(yǎng)學(xué)生的自信心
評價(jià)是給予小學(xué)生鼓勵(lì),建立小學(xué)生自信心的一支強(qiáng)心劑,也是毀滅小學(xué)生科學(xué)探索勇氣的巨大阻力,小學(xué)生正處于發(fā)展時(shí)期,對任何事物都是持有探索的態(tài)度而建立認(rèn)知的意識(shí),教師的鼓勵(lì)評價(jià),正是推動(dòng)其探索能力與認(rèn)知發(fā)展的良好助力。因此,教師一定要合理運(yùn)用評價(jià)功能,給予學(xué)生鼓勵(lì)性的評價(jià),培養(yǎng)學(xué)生的自信心,使其能夠積極地探索科學(xué)的奧妙,提高學(xué)習(xí)效率與學(xué)習(xí)積極性。
總之,對實(shí)現(xiàn)小學(xué)科學(xué)高效實(shí)驗(yàn)課教學(xué)方法的研究,能夠完善小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)中的不足,提高小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)的質(zhì)量,有助于小學(xué)生良好的成長與發(fā)展。
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文章編號(hào): 10056629(2012)4000304 中圖分類號(hào): G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: B
1 對化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)重要性的認(rèn)識(shí)
化學(xué)是一門重要的基礎(chǔ)科學(xué),雖然和物理學(xué)、生物學(xué)、天文學(xué)等學(xué)科的視角和研究方法不盡相同,但它們之間實(shí)際上是相通的。例如,核酸化學(xué)的研究促成了分子生物學(xué)的誕生;地球、月球和其他天體化學(xué)成分中化學(xué)元素分布規(guī)律的研究及星際空間簡單化合物的發(fā)現(xiàn),為地球化學(xué)和宇宙化學(xué)的誕生提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。這類互相滲透又互相促進(jìn)的事例,不勝枚舉。由此說明,為了全面培育現(xiàn)代公民的科學(xué)素質(zhì),化學(xué)教育不可或缺。
化學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)性科學(xué)。通過在原子分子水平上對物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和變化的研究,化學(xué)促進(jìn)了人們對物質(zhì)世界形成和發(fā)展的認(rèn)識(shí);基于對物質(zhì)構(gòu)成及穩(wěn)定性等的了解,化學(xué)實(shí)現(xiàn)了對組成和結(jié)構(gòu)極其復(fù)雜的天然產(chǎn)物的人工合成,使得某些源于動(dòng)植物的珍貴資源,可以由簡單易得的化學(xué)原料進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn),人造橡膠、胰島素和青蒿素等的全合成僅僅是其中的個(gè)例。合成自然界原來不存在的新物質(zhì),則是化學(xué)所獨(dú)有的特色。所有這些成就,都源自出于化學(xué)家的實(shí)驗(yàn)室工作。此外,和其他基礎(chǔ)科學(xué)相比,化學(xué)更注重物質(zhì)的個(gè)性,個(gè)性的發(fā)現(xiàn)、識(shí)別和鑒定已成為實(shí)驗(yàn)化學(xué)家的主要工作。雖然近年來理論化學(xué)方法得到了長足地進(jìn)步,但是所得結(jié)論仍然需要通過精心設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證,從而說明了化學(xué)仍然是一門實(shí)驗(yàn)性科學(xué)。這就確定了化學(xué)實(shí)驗(yàn)在化學(xué)教育和教學(xué)中不可替代的地位。
既然對理論推導(dǎo)或科學(xué)假設(shè)的驗(yàn)證,通常由科學(xué)實(shí)驗(yàn)來完成,那么為什么又要承認(rèn)科學(xué)實(shí)驗(yàn)所得結(jié)論都具有不同程度的不確定性,而且把這種認(rèn)識(shí)視為科學(xué)素養(yǎng)的最重要內(nèi)涵?茲以化學(xué)為例,物質(zhì)的性質(zhì),不僅決定于它固有的組成和結(jié)構(gòu),還要受到所處環(huán)境(包括物理環(huán)境和化學(xué)環(huán)境)的影響。試以大家都熟悉的水為例,水的沸點(diǎn)依氣壓而變,同時(shí)也和溶解于其中的溶質(zhì)的數(shù)量和性質(zhì)有關(guān);水在通常情況下是一種滅火劑,但是在遇到赤熱的炭或金屬鈉、鎂時(shí),反而會(huì)因?yàn)榉纸猱a(chǎn)生氫而助燃。這些現(xiàn)象說明,只有在能夠影響它的眾多因素可以固定或忽略不計(jì)時(shí),對物質(zhì)性質(zhì)的描述才是確定的。而對某些因素的固定或忽略,就可以成為科學(xué)結(jié)論具有不確定性的原因。如果用數(shù)學(xué)語言來表述,那就是“物質(zhì)體系的性質(zhì)是多因素的函數(shù)?!?/p>
以上的表述可以借助初等代數(shù)中的不定方程來闡明。利用一個(gè)類似于像x+y=8的方程,就可以得到上面的結(jié)論。因?yàn)橐蠼膺@個(gè)方程中的x,只有以下幾種可能,即:① y有固定值;②已知x和y之間的“關(guān)系”;③假設(shè)或已知在給定條件下,y可以忽略不計(jì)。顯然,①和②意味著增加了一個(gè)方程,不定方程已經(jīng)轉(zhuǎn)變?yōu)檎?guī)的二元一次聯(lián)立方程,只有③才是符合求解不定方程的一種情況,顯然③所要求的前提條件本身就包含著不確定性。對于影響因素很多的化學(xué)反應(yīng)體系,基于產(chǎn)物所作出的結(jié)論,是在嚴(yán)格控制多項(xiàng)條件下得到的,其中也包括若干被認(rèn)為可以忽略的因素(如很多實(shí)驗(yàn)是在對大氣開放的條件下進(jìn)行的,而大氣對實(shí)驗(yàn)的影響一般認(rèn)為是可以忽略的,但是并不都有嚴(yán)格的實(shí)驗(yàn)證明),參照上面介紹的那個(gè)不定方程,讀者應(yīng)當(dāng)很容易發(fā)現(xiàn)科學(xué)實(shí)驗(yàn)和它的相似之處。綜上所述,科學(xué)實(shí)驗(yàn)的結(jié)論(或由此推出的理論)一定存在著不確定性,就是不言而喻的了。所以,發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)論或科學(xué)理論的不確定性,并設(shè)法減少或去除不確定性的探究性思維和實(shí)踐,是一切科學(xué)活動(dòng)的核心內(nèi)容,也是科學(xué)的魅力所在!絕對正確的唯一答案,可能只存在于目前的習(xí)題、考題和競賽題之中,它著重于已知的,其實(shí)并不完全的科學(xué)知識(shí),因而難以起到幫助學(xué)生真正懂得什么是科學(xué)的作用。
2 化學(xué)實(shí)驗(yàn)體系三要素
一個(gè)化學(xué)實(shí)驗(yàn),不論是演示實(shí)驗(yàn)還是教學(xué)實(shí)驗(yàn),都 可以歸納為:作為實(shí)驗(yàn)對象的物質(zhì)體系(若目的在于探究化學(xué)變化過程,也可以稱作化學(xué)體系);適當(dāng)?shù)膬x器裝置和必要的安全措施;合理的實(shí)驗(yàn)步驟和規(guī)范的操作技術(shù)等三個(gè)方面。雖然三者不可或缺,但是從學(xué)科教育的角度來看,它們的重要性并不是等同的,而是依次遞減的。只要認(rèn)真分析一下,就可以認(rèn)同這個(gè)看法。既然化學(xué)的研究對象是化學(xué)物質(zhì),學(xué)習(xí)或探究的目標(biāo)決定了化學(xué)體系的選定(如考慮試劑易得且反應(yīng)具有典型性;影響反應(yīng)過程的因素較少或容易控制等。對于中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)來說,還要著重考慮實(shí)驗(yàn)者安全和是否具備處理廢液等所需條件等);化學(xué)體系選定之后,使用什么樣的儀器裝置也就大致確定了;實(shí)驗(yàn)步驟決定于所選定的化學(xué)體系和儀器裝置,如何安全地、有序地完成實(shí)驗(yàn),決定了實(shí)驗(yàn)者操作技術(shù)的規(guī)范程度。只有這樣來認(rèn)識(shí)化學(xué)教學(xué)實(shí)驗(yàn),才能真正體現(xiàn)出為什么化學(xué)仍然是一門實(shí)驗(yàn)性科學(xué),和為什么學(xué)習(xí)化學(xué)一定離不開實(shí)驗(yàn)。也才能夠做到通過化學(xué)實(shí)驗(yàn)(包括演示和教學(xué)實(shí)驗(yàn)、探究性實(shí)驗(yàn)活動(dòng))培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神和科學(xué)作風(fēng)。
不必諱言的是,現(xiàn)在的化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,因?yàn)閷?shí)驗(yàn)體系來自教材或教參,使得實(shí)施時(shí)往往把注意力放在第二、第三兩個(gè)方面,化學(xué)體系的選擇反而成為次要甚至被忽略,于是除去通過實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蚣由顚δ硞€(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的印象外,學(xué)生受到的教育僅僅側(cè)重于某種儀器裝置的認(rèn)識(shí)和基本操作訓(xùn)練帶來的科學(xué)作風(fēng)培育?;瘜W(xué)學(xué)科本身教育的缺位,是很多老師認(rèn)為黑板上“做實(shí)驗(yàn)”也并無不可的原因之一,也是中考高考試題中出現(xiàn)花樣翻新的種種實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)的誘因之一。
3 實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革要從實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)開始
對實(shí)驗(yàn)在化學(xué)教學(xué)中作用的評價(jià)雖然未必相同,化學(xué)實(shí)驗(yàn)的重要性在化學(xué)教育界卻早已達(dá)成共識(shí),可是近年來化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量不高已成為一個(gè)無容諱言的問題。雖然課程內(nèi)容變化和應(yīng)試壓力的影響、化學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)較少、實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)不足以及缺少實(shí)驗(yàn)室輔助人員等問題確系客觀存在,但是實(shí)驗(yàn)教學(xué)改進(jìn)方向不明、教學(xué)價(jià)值模糊,以至于師生對化學(xué)實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)熱情明顯衰退,則是一個(gè)更為基本的原因。為此,新頒布的初中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)中,不僅明確規(guī)定了8個(gè)必須完成的基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn),并且把化學(xué)實(shí)驗(yàn)定為進(jìn)行科學(xué)探究的重要方式。這是我們思考并實(shí)踐化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的依據(jù)。
在研究物質(zhì)世界時(shí),化學(xué)學(xué)科著重于物質(zhì)的個(gè)性,通常以物質(zhì)的組成結(jié)構(gòu)和性質(zhì)為切入點(diǎn)。因此探索現(xiàn)有物質(zhì)和設(shè)想中的新物質(zhì)的合成方法(包括分離、提純和鑒定)便成為化學(xué)所獨(dú)有的研究課題。特定物質(zhì)合成與分析方法的積累和不斷更新,使得化學(xué)合成與分析方法成為化學(xué)中最重要的基本文獻(xiàn)?;瘜W(xué)教學(xué)中的實(shí)驗(yàn)(包括演示實(shí)驗(yàn)和學(xué)生實(shí)驗(yàn)),無不來源于此。這種情況和中醫(yī)驗(yàn)方匯編對中醫(yī)教學(xué)的作用非常相似。一般情況下,醫(yī)者在設(shè)計(jì)和制定處方時(shí),驗(yàn)方通常起著基本框架的作用。但是在實(shí)際用于診治時(shí),通常要求根據(jù)患者的癥狀、體質(zhì)、甚至當(dāng)?shù)禺?dāng)時(shí)的氣候等,對驗(yàn)方內(nèi)藥劑及其配比進(jìn)行適當(dāng)?shù)卦鰷p,亦即力求更加符合患者的“個(gè)性”。能否做到恰如其分,和醫(yī)者對每味中藥以及組合成方劑后綜合藥性的了解程度密切相關(guān)。所以只會(huì)照方抓藥和只能熟記大量驗(yàn)方的人,不可能視為合格的醫(yī)生。與此相似,只會(huì)按照實(shí)驗(yàn)講義按部就班地進(jìn)行實(shí)驗(yàn),沒有明確的探究目標(biāo),不能主動(dòng)地把觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和化學(xué)基本概念相聯(lián)系,從而使自己對化學(xué)的理解得到深化(即通過實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)化學(xué)和化學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)性科學(xué)等理念的落實(shí)),即使操作很規(guī)范,實(shí)驗(yàn)過程很順利,也不能認(rèn)為是一次高質(zhì)量的科學(xué)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)。因?yàn)閮H僅按照實(shí)驗(yàn)講義規(guī)定的方法和步驟完成的實(shí)驗(yàn)活動(dòng),如果只能落實(shí)于所謂“動(dòng)手能力”(即使對科學(xué)習(xí)慣的養(yǎng)成有利,也需要進(jìn)行有針對性地提示和指導(dǎo))的訓(xùn)練,就不是一次完整的化學(xué)教學(xué)實(shí)驗(yàn)活動(dòng),在化學(xué)學(xué)科教育方面存在著明顯的疏漏。這種疏漏將使得化學(xué)教學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)效果難以達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)。那種類似于操作工或?qū)嶒?yàn)員的訓(xùn)練方式和目標(biāo),用于培育科學(xué)素養(yǎng)為主要任務(wù)的中學(xué)生,并不能夠真正引發(fā)學(xué)生對科學(xué)的興趣和有助于提高他們的探究性學(xué)習(xí)的能力。
筆者認(rèn)為實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革要從實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)開始。首先應(yīng)當(dāng)明確該實(shí)驗(yàn)的目的和采用的處理方法和步驟,以及事后檢查是否達(dá)到預(yù)期目標(biāo)的方法。要求的方面和程度應(yīng)當(dāng)根據(jù)所選擇的化學(xué)實(shí)驗(yàn)體系、實(shí)驗(yàn)方法和步驟來確定,更要依據(jù)學(xué)生的實(shí)際水平(包括學(xué)科知識(shí)和從事科學(xué)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的經(jīng)驗(yàn)兩個(gè)方面)來制定,這點(diǎn)在化學(xué)啟蒙階段尤為重要,不可要求過高。但是如果只要求粗讀一遍實(shí)驗(yàn)講義及所附報(bào)告格式,學(xué)生便會(huì)把注意力集中于如何從書本或課堂筆記中尋找將要填入報(bào)告空欄中的“答案”,而不會(huì)結(jié)合實(shí)驗(yàn)的目的和步驟進(jìn)行思考和設(shè)定自己關(guān)注的重點(diǎn)(即希望通過實(shí)驗(yàn)探究的某個(gè)方面,包括化學(xué)學(xué)科內(nèi)容、操作方式或步驟等)。雖然驗(yàn)證某些原理或化學(xué)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)依然是初等化學(xué)實(shí)驗(yàn)選材時(shí)的重點(diǎn),可是從實(shí)驗(yàn)教學(xué)來說,實(shí)驗(yàn)過程中對化學(xué)現(xiàn)象的觀察、思考、推理和聯(lián)想則更為重要。后者對學(xué)習(xí)興趣的萌發(fā)、探究能力的提高和科學(xué)精神的培育,遠(yuǎn)比結(jié)論的再次被證明和相關(guān)知識(shí)點(diǎn)記憶牢固程度的加深來得重要。如果不能認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn),或者仍然 不能擺脫歷年的中考高考試題可能產(chǎn)生的困擾,化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革就不能順利地推進(jìn)。黑板上“做實(shí)驗(yàn)”、紙上畫儀器裝置圖、以及著力于某些基本操作的訓(xùn)練和競賽來代替化學(xué)實(shí)驗(yàn)的做法,仍然會(huì)大行其道。
應(yīng)當(dāng)怎樣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的預(yù)習(xí)?試從初中課程標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的8個(gè)必做實(shí)驗(yàn)中首先選擇“粗鹽中難溶性雜質(zhì)的去除”為例闡明筆者的想法。
“粗鹽提純”是一個(gè)傳統(tǒng)的基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn),新的初中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)推薦的必做實(shí)驗(yàn)(粗鹽中難溶性雜質(zhì)的去除)只相當(dāng)于原來的“粗鹽提純”實(shí)驗(yàn)的前半部(可能考慮到目前有些學(xué)校實(shí)驗(yàn)設(shè)備較差和學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作熟練程度較低的實(shí)際情況)。如果只要求除去難溶性雜質(zhì),而不要求得到純“鹽”,可以選擇的體系很多,只要組分中同時(shí)包含可溶性物質(zhì)和不溶性物質(zhì)就可以入選,未必一定要用粗鹽。當(dāng)實(shí)驗(yàn)條件具備時(shí),我認(rèn)為還是完成粗鹽提純實(shí)驗(yàn)的全過程為好,因?yàn)橥ㄟ^實(shí)驗(yàn)可以學(xué)到更多的東西。
實(shí)驗(yàn)原理簡介:粗鹽提純實(shí)驗(yàn)的物質(zhì)體系為同時(shí)混有難溶性和可溶性雜質(zhì)(此處的雜質(zhì)并非一定指廢棄物,系針對純粹氯化鈉而言)的固體氯化鈉。實(shí)驗(yàn)?zāi)康脑谟谝罁?jù)氯化鈉和雜質(zhì)在水中溶解度的差別使之分離并獲得純凈的氯化鈉晶體。雖然難溶性和可溶性雜質(zhì)的去除都以溶解度差別為依據(jù),但是前者基于可溶和難溶;后者基于溫度對氯化鈉在水中溶解度的影響遠(yuǎn)低于粗鹽中所含可溶性雜質(zhì)(如鈣、鎂、鉀、鐵等的氯化物;硫酸鹽及硝酸鹽等)所體現(xiàn)的差別,二者并不相同。為了簡便實(shí)用,通常采用兩次分離操作。難溶性雜質(zhì)的分離采用簡單的過濾分離法方案[此外還有離心分離法、抽濾分離法、傾析(decantation)法、以及類似于化工廠常用的壓濾法(filter press)可供選擇],易溶性雜質(zhì)的分離則采用結(jié)晶分離方案來完成。
第一次過濾除去的是粒徑大于濾紙孔的難溶性雜質(zhì),而不是溶于水中的分子和離子(也包括能夠穿過濾紙孔的膠體微粒)。水并不是唯一可用的溶劑,對目標(biāo)物質(zhì)和雜質(zhì)具有不同的溶解性才是選擇的依據(jù)。第二次過濾是為了把濾液蒸發(fā)后得到的氯化鈉晶體從殘余的母液中分離出來。結(jié)晶法分離基于在同一溫度下,溶液中所含物質(zhì)到達(dá)飽和濃度的先后次序的不同。以溫度對溶解度影響的不同為依據(jù)的體系,只有少數(shù)的特例,其中以氯化鈉最為典型。當(dāng)溶液中氯化鈉的含量遠(yuǎn)高于其他可溶性物質(zhì)時(shí),過程則更容易控制。以至于工藝條件相當(dāng)粗放的海水曬鹽法已經(jīng)成為海鹽生產(chǎn)的主要途徑。
簡單的驗(yàn)純方法:結(jié)晶分離法的實(shí)現(xiàn),取決于一個(gè)基本原理,那就是在形成結(jié)晶時(shí),晶體中不包含母液中的其他成分和溶劑分子(水合物中的水應(yīng)計(jì)入水合離子,少數(shù)因離子半徑相近晶格相同的物質(zhì)可以形成類似于固溶體的晶體除外),這種性質(zhì)和晶體結(jié)構(gòu)的規(guī)整性和組成微粒的密堆積特性有關(guān)。因此結(jié)晶法不僅用于分離,而且廣泛地用于提純(并發(fā)展為重結(jié)晶法和分級(jí)結(jié)晶法等)。所以可以把晶體中是否含有溶劑(此處為水),作為初步驗(yàn)純的方法之一。晶態(tài)物質(zhì)因晶格不同,外形隨之有所不同,但是同一純凈物的晶體,大小可以各異,基本形狀卻大致相同。水晶是最為常見的一例(此外還有大家熟悉的五水硫酸銅和鉀鋁明礬等)。用放大鏡或顯微鏡觀察食鹽晶體就可以見到同樣的情形(例如面角不變),所以觀察和比較晶體外形也可以作為一種簡單的驗(yàn)純方法。
實(shí)驗(yàn)體系的特點(diǎn):這是學(xué)生初次接觸到的化學(xué)實(shí)驗(yàn),選擇大家所熟悉的食鹽(粗鹽)作為實(shí)驗(yàn)體系,不僅因?yàn)閮r(jià)廉易得,提純過程比較簡單,而且效果明顯。有助于學(xué)生對所涉及的提純方法、步驟和用到的基本操作留下比較深刻的印象。對于化學(xué)中所要求的“純”,也能夠有所體驗(yàn)和認(rèn)識(shí)。
此處的“純”包括兩重含義,即外觀和內(nèi)涵兩個(gè)方面。由混有有色雜質(zhì)的粗鹽到晶瑩剔透的氯化鈉晶體;由和多種無色物質(zhì)共存,到組成單一的純物質(zhì)。實(shí)驗(yàn)者可以觀察到氯化鈉的“真面目”,從而對它作出精確地描述。其次,因?yàn)槁然c的溶解度和溫度關(guān)系不大,通過控制結(jié)晶條件,分離效率很高,一般不需要進(jìn)行重結(jié)晶,對于初學(xué)者的實(shí)驗(yàn)技巧和操作熟練程度要求較低。
對實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)完成情況的自我檢查:既然實(shí)驗(yàn)的目的是粗鹽提純,那么最后應(yīng)當(dāng)從產(chǎn)物純凈情況和收率兩個(gè)方面進(jìn)行自我檢查和評價(jià)?;诔醯然瘜W(xué)的要求,建議增加驗(yàn)純和觀察所得氯化鈉晶體(外形和晶體內(nèi)是否含有水)兩個(gè)方面的探究內(nèi)容,并引導(dǎo)學(xué)生思考有關(guān)物理變化與化學(xué)變化、物理性質(zhì)與化學(xué)性質(zhì)、純凈物等概念在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用。
實(shí)驗(yàn)后可供思考的問題:請根據(jù)學(xué)生情況進(jìn)行選擇,可以采用學(xué)生自行研討和探究的方式,也可以采取教師邊提問邊講解的方式,還可以選擇直接講解的方式。
(1)本實(shí)驗(yàn)要想除去的雜質(zhì)具有什么特點(diǎn),實(shí)驗(yàn)中建議采用的方法依據(jù)了什么原理?
(2)在實(shí)驗(yàn)過程中,要經(jīng)過兩次過濾,一次是為了除去不溶性雜質(zhì),另一次是為了把純凈氯化鈉固體從母液中分離出來。完成兩次過濾時(shí),都要對濾紙上的濾出物用少量蒸餾水淋洗。這是為什么?它們的目的相同 嗎?(一次是為了除去濾出物上沾附的食鹽溶液;一次是為了除去食鹽晶體上沾附的可溶性雜質(zhì)。)
(3)去除粗鹽中所含不溶性雜質(zhì)的方法,除了這個(gè)實(shí)驗(yàn)用的過濾法外,還有其他方法可用嗎?(還可以用離心法和傾析法,這些在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中都是常見的方法。)
(4)所得氯化鈉晶體中會(huì)有水存在嗎?如何證明你的結(jié)論?(加熱前后保持恒重;加熱時(shí)上方的表玻璃上無水汽;碾碎后無水跡等,也都是實(shí)驗(yàn)中常用的方法。)
(5)假如粗鹽中含有可溶性有色物質(zhì),現(xiàn)在用的方法也一定有效嗎?(建議由學(xué)生自己探究,實(shí)驗(yàn)方法基本相同,更能體現(xiàn)化學(xué)的特點(diǎn)和科學(xué)精神的教育。)
(6)殘液是否一定是廢棄物?(進(jìn)行化學(xué)和環(huán)保、資源相關(guān)聯(lián)的教育。)
4 實(shí)驗(yàn)實(shí)施方案建議
方案1:把這個(gè)實(shí)驗(yàn)放在學(xué)習(xí)過溶液和溶解度的有關(guān)知識(shí)之后進(jìn)行。可以更好地鞏固所學(xué)的知識(shí),使得溶解度概念在實(shí)驗(yàn)中得到切實(shí)地應(yīng)用,而且還可以擴(kuò)展到對結(jié)晶過程、提純過程中的縝密思考及采取的有效步驟(如對濾出物的淋洗)的初步認(rèn)識(shí)以及對產(chǎn)物的檢驗(yàn)等方面,都是在課堂上和書本上很難直接學(xué)到或體驗(yàn)到的,有助于三維教育目標(biāo)的落實(shí)。
預(yù)習(xí)要求除閱讀實(shí)驗(yàn)講義中的基本操作與實(shí)驗(yàn)步驟外,還要求對溶液和溶解度概念、溶解度與溫度的關(guān)系圖進(jìn)行復(fù)習(xí)。并嘗試回答教師事先設(shè)定的幾個(gè)問題(由教師根據(jù)學(xué)生情況自己擬定,應(yīng)包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮痛笾虏襟E,每個(gè)步驟希望達(dá)到的目的,氯化鈉的溶解度和溫度的關(guān)系有何特點(diǎn)等)
建議在學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告中增加以下項(xiàng)目:驗(yàn)純結(jié)果;氯化鈉的收率;實(shí)驗(yàn)過程中得失之處的反思。
方案2:把這個(gè)實(shí)驗(yàn)分成兩個(gè),一個(gè)以學(xué)習(xí)過濾操作為主,可以放在學(xué)期之初。另一個(gè)放在學(xué)習(xí)了溶液和溶解度有關(guān)課程之后,著重于探究如何從溶有粗鹽的混濁液的濾液獲取純凈的氯化鈉晶體。其他建議請參照方案1,不再贅述。
參考文獻(xiàn):
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