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以学生为主体的初中科学实验教学实践探索
素质教育(学生之友)
【摘 要】初中科学作为一门以实验为基础的课程,如何在实验教学中体现以学生为主体的理念,真正让学生通过科学实验体验探究活动的过程和方法,发展初步的科学探究能力,是初中科学实验教学应努力实践的。本文针对目前科学实验教学中的不足,从趣味实验、实验基本技能训练、改演示实验为分组实验、改验证性实验为探究性实验、实验角展示小组实验和落实发展性评价等六个方面的改进实践来探索以学生为主体的初中科学实验教学方法。
【关键词】初中科学;实验教学;实践探索
《中学科学课程标准》规定,科学课程将通过科学探究的学习方式,让学生体验科学探究活动的过程和方法,发展初步的科学探究能力。全面提高每一个学生的科学素养是科学课程的核心理念。要面向全体学生、立足学生发展、体现科学本质、突出科学探究、反映当代科学成果。科学的核心是探究,要让学生在学习科学课程时突出科学探究的学习方式,就需要向学生提供充分的科学探究的机会,让学生通过探究活动,体验探究过程,发展科学探究能力,增进对科学探究的理解。能让学生充分感受探究乐趣的就是科学课程的实验教学,让学生在观察和实验中形成感性知识,激发学生的学习兴趣,训练学生的动手操作能力,培养学生的思维能力和创新精神。
现在科学教师都已经认识到实验教学的重要性,实验开出率也大为提高,但总体而言实验教学还是过于注重对科学基本概念、基本原理的理解和验证。在一般的课堂教学中,教师已经能够注意到以学生为中心展开教学,但在实验教学中还是以教师为中心的理念在开展实验教学。我们应该清醒地认识到实验应该姓“生”,而不是姓“师”,所以教师在安排与设计实验时都应该从学生的实际和需要出发,体现以学生为主体,促进学生对科学的兴趣和科学探究能力的提高。为此,笔者做了如下几个方面的实践探索。
一、通过趣味实验培养学生对科学学科和科学实验的兴趣
科学学科会因为在中考中所占的比例较大而得到家长学生的高度重视,但也因为如此也会让学生对科学有畏惧感,如何在学生进入初中之时让他们正确认识科学学科,并产生对科学学科的兴趣,对学习科学是最为关键的。在七年级学生刚开始科学学习之时,除了向学生介绍科学学科的特点,更应用一系列的趣味实验来激发学生的求知欲,培养学生对科学的兴趣。如,烧不坏的毛巾、水变牛奶、喷雾作画等,并且通过教师准备实验材料让学生亲身参与一些趣味实验,如,自己会膨大的气球等。因为有了这些趣味实验会使学生在课后缠着教师要新的趣味实验,此时教师应明确告诉学生这些都是在初中科学中所涉及的知识,学好科学就可以自己来设计趣味实验,这就可以大大调动学生对科学的学习兴趣,激发学生的求知欲。兴趣和求知欲是学习科学最大的动力、也是做好实验的最大吸引力。当学生学习了相关知识之后,在老师的引导下自己设计趣味实验。例如,在学了气体的压强与流速关系的知识之后,引导学生用漏斗和乒乓球设计一个吹不掉的乒乓球的实验,并自己对实验作出解释;在学习了燃烧条件的知识之后,引导学生用白磷、热水和氧气设计一个在水中燃烧的实验和片纸不怕火烧的实验。通过这些趣味实验一方面让学生保持对科学持久兴趣,另一方面巩固了知识,提高了学生的动手能力和设计能力,最为重要的是这些趣味实验完全体现了实验的学生主体性。
二、加强实验基本操作的训练,提高学生的实验能力
仅有兴趣是做不好实验的,还需要有基本动手能力和实事求是、严谨、科学的实验态度作保证。因此,教育学生上好第一次科学实验课特别重要。这不仅对学生学好科学这门课是至关重要的,而且对学生建立实事求是、严谨、认真、科学的人生态度有重要意义。同时也使素质教育得到了较好地落实。从心理学上分析,初中学生带有稚气,好奇好动,注意力易分散,独立性较差。而科学实验课由学生独立完成或小组合作完成,这就要求学生自觉遵守纪律,集中精力,严格遵守一定的操作程序。因此,要通过上第一次实验课,使学生真正地懂得实验课的重要性及如何上好实验课,在学生的心里建立起正确完成实验的信念。在七年级要特别强调实验基本操作的训练。这期间上实验理论课,基本实验器材的认识与功能了解,如,烧杯、玻璃棒、试管、试管夹、停表、天平、显微镜、酒精灯、电流表、电压表等;做几个比较典型的基本实验,对这些器材让学生进行亲手操作。目的是让学生理解误差理论及有效数字的概念,学习处理数据的基本方法,熟悉实验教学的各个环节,练习常用仪器的使用及基本电路的连接,掌握基本测量的方法,让学生在练习过程中体会到不正确的使用方法所带来的后果,从内心深处接受要正确使用这些器材,更为重要的是为以后自己动手实验打下了扎实的基础。笔者充分安排学生集中练习一些器材的操作,教会学生正确的使用方法,同时让学生自由练习此时除了会出现安全问题的操作,经过1个多月的练习,学生基本掌握这些初中阶段常用器材的操作要领。
三、把演示实验改为学生分组实验,提高学生的实践能力
让学生通过亲身体会更好理解知识,提高学生的学习积极性,同时可以更好地培养学生的观察能力、实践能力。演示实验有教师的精心准备,一般现象比较明显,对学生的知识掌握帮助很大,但也有些问题存在,如限于设备的原因很多演示实验并不能让所有的学生都能观察清楚、有的演示实验时间较短需要学生注意力保持高度集中,一旦不注意就有可能没有一点收获、有些学生则会把注意点放在其他方面以一种看热闹的心态观察。把演示实验改为学生分组实验,可以集中学生的注意力,让学生观察更清楚,最为重要的可以提高学生的实践能力。例如,在研究金属与酸、金属与盐反应性质时,把演示实验改为学生分组实验,可以让学生亲身体会到金属与酸反应是有条件的、反应是有快慢的,体会到“曾青得铁化为铜”的神奇,感受我国劳动人民的智慧,更好地理解金属的性质,同时通过引导让学生总结出检验金属活动性的方法。
四、改验证性实验为探究性实验,提高学生的探究能力
结合学生实际情况,把一些验证性实验经过教师的适当调整后改为探究性实验,学生对探究性实验更有兴趣,积极性更高,对知识的掌握也更牢固。这要求教师做好两个选择:一是选择哪些验证性实验改为探究性实验。并不是所有的验证性实验都适合改成探究性实验的,如观察动物细胞和植物细胞等;二是对这些实验作什么样的调整。从验证性改为探究性并不只是把实验从新课后提前到新课前进行那么简单。需要根据实际如学生的知识储备、已有的经验和探究能力作出相应的调整,该简化的简化、该提供的信息完整提供,一定要让学生通过探究有所收获,不仅仅是知识的获得还有探究能力、动手能力、观察能力的提高等。如,绿叶在阳光下制造淀粉实验,在前面探究植物呼吸作用的基础上可以改为探究实验,在告诉学生让叶片与酒精共热可以褪去叶片的颜色,同时告知因为酒精是易燃物,所以不能直接在酒精灯上加热而改成水浴加热。在这些信息的基础上可以让学生进行探究,从实际情况来看学生的探究实验做得相当好,从步骤的设计到实验的操作到实验现象的记录到最后分析得出结论,比做验证性实验好得多,达到了更改的目的。
五、实验角展示小组实验(课外实验),提高学生的实际运用能力,发挥学生个性与特长
要让学生对科学学习有成就感除了在考试中取得好成绩,更重要的是让学生体会到学到的知识在实践中是有用的,即知识从实践中来更应回到实践中去。在学习相关科学知识之后,教师要引导学生对生活中的一些问题进行探究,并给学生提供展示探究过程和成果的机会。如在学习了浮力的相关知识之后,引导学生自制密度计并在教室实验角中进行展示;自制酸碱指示剂来测定生活中常见溶液的酸碱性;在《保护水资源》一节中,教师可以引导学生设计实验来探究家用洗涤用品对水质的影响。注意引导学生按照探究过程的一般方法来完成,让学生进一步感受实验方案的动态设计过程:即提出实验方案,确认试验方案,修改完善实验方案的过程。最后让学生小组合作完成整个探究实验(实验过程在教室实验角中来完成)。最后让学生总结实验,教师要花时间点出学生在实验过程中出现的问题,启发他们思考改进的方法,及时纠正错误。
六、落实发展性评价,提高学生的学习积极性
公正、公平、着眼于学生发展的发展性评价可以提高学生的学习积极性,最后的评价不应局限于实验报告或一些死记硬背知识测试结果,而就把评价内容贯穿于实验全过程。评价的对象既可以是对学生个体的,也可以是以小组为单位的,对一些个体可以完成的实验给予个体发展性评价,对以小组为单位完成的实验则给予小组发展性评价。评价的内容对验证性实验要从实验原理的理解、操作的规范性、现象与数据的合理性、数据处理及结论等方面来进行发展性评价;探究性实验则从提出问题和猜想及假设过程、查阅实验资料的过程、制定计划和设计实验过程、观察与实验和获取事实与依据的过程、检验与评价的过程、表达与交流的过程中运用发展性评价。对探究性实验由于采用小组发展性评价,就可以放开学生的手脚,让学生充分开动脑筋,借鉴教材但又不局限于教材,尝试各种可能的方法来使实验过程趋于最合理、实验结果达到最佳,这同时也可以解放教师,教师不需再详细介绍整个实验过程,而只要提供相应的材料、器材即可。评价的方法:个体评价采取学生自评加教师评的方式,小组评价则采取学生自评加小组内互评加教师评的方式进行。学生的自评和互评除了评价结果,最为重要的是要对实验中存在的问题进行反思,教师可以在学生自行反思的基础上对普遍存在的问题进行归类,提出解决问题的办法,帮助学生进步。同时,教师要根据学生的评价,发现问题并帮助学生解决问题以切实提高学生的评价能力,达到使教师、学生真正认同评价结果,同时不断校准自己与目标之间的差距,从而达到促进发展的目的。
从实践情况来看,以学生为主体的初中科学实验教学,一方面可以很好地解决科学知识从实验中来,又回到实践中去的理念,促使学生更好地掌握科学知识;更为重要的是让学生学会了科学探究的学习方法,体验了科学探究活动的过程和方法,发展了初步的科学探究能力,体现了全面提高每一个学生的科学素养是科学课程的核心理念。
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