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| 优化科学实验课的研究与实践 | |||||
| 作者：佚名 文章来源：松花江中学 康静芬 点击数： 更新时间：2005-05-17 | |||||
| P> 科学教育并不是要把每个孩子都培养成科学家，但科学教育注定要培养出科学家，培养出创新型的人才，全面培养学生的科学素养。在科学的历史长河中涌现的一些科学巨人诸如牛顿、爱因斯坦、爱迪生的孩提时代和我们的孩子一样对 大自然和科学充满好奇和兴趣，喜欢动手摆弄摆弄，在摆弄中体验成功和失败。而动手摆弄在科学教育中就是科学实验，优化科学实验课是《科学》教学成功的根本保证。实验以独特的直观性、形象性及新颖多变性大大激发了学生学习科学的兴趣。上好实验课有利于学生加深理解科学知识、提高学生的操作技能和培养学生科学探究的精神。但是，学校目前的实验课在实践过程中尚有待思考与探索。 一、科学实验课中存在的问题 l、学生在操作过程中注意力难以集中 随着课程改革的不断深入，各学校的实验装备越来越先进且齐全。无论是教师的演示实验还是学生的分组实验，几乎都能提供理想的实验环境，如果条件具备，准备充分，安排得当，理应有利于培养学生严谨、认真的科学实验态度，但事实并非完全如此。教师一提到上实验课，学生往往热情空前高涨，表现出很高的积极性。但是由于好奇，学生把注意力集中到各种实验器材上，许多学生急于观察、摆弄器材，甚至动手安装，弱化了教师讲解试验目的和介绍实验器材的效果，导致教师在讲台上讲解示范，学生在实验桌旁“议论纷纷”、“搬弄器材”。教师对学生实验中的安装技巧、注意事项，对记录的数据如何分析和处理等难以有效贯彻，大大降低了激师的引导作用。 2、学生实验效果不理想 由于学生对安装技巧、注意事项一知半解，导致实验过程手忙脚乱，进展缓慢。尤其是有关化学实验中的气体制取，更可能出现危机四伏现象。例如：在做“氧气制取和性质”实验中。有些学生在收集氧气前事先未把集气瓶灌满水后倒立于水槽中，使导管中导出的氧气白白浪费而集气瓶尚未集满；有些学生在集满氧气后不知道应及时盖上玻片拿出水槽，仍然倒立于水槽而不顾，忙于去收集下一瓶，导致集满氧气的瓶由于浮力增大而侧倒，最终也未能按要求收集到足够的氧气；在氧气收集结束后，忘记了先移导管后撒酒精灯而相反操作，导致冷水倒流而使试管炸裂；诸如桌上残余高锰酸钾颗粒……等问题不断涌现。在做有些电实验时，由于自我感觉良好未听清注意事项，电路连接费时较长，电表读数时草草了事，三次读数省成一次拼凑、编造完成，教师由于要全班巡视检查，难以对全体学生的操作和数据进行有效反馈，失去了对错误操作和错误数据进行纠正的机会，从而使部分科学实验课从跃跃欲试开始，匆匆忙忙结束，导致学生实验效果不理想。 二、掌握认知规律，利用多媒体手段辅助优化实验课教学 1、要掌握学生的认知规律。 从每学期结束时，对学生实验考核证明：学生面对做过的实验不熟悉，进而表现为神情紧张，不知从何做起。针对这些现象我们应认真分析学生的认知规律。人们认识事物的方式有两种，一种是：正确——巩固——正确，即人们一开始就获得正确信息，通过实践在头脑中得到强化和巩固，最后表现为正确的操作行为；另一种是：错误一纠正一正确，即人们一开始得到错误信息，通过实践对其中错误信息得到纠正，最终也表现为正确的行为方式。因此，在我们的教学过程中，充分利用挂图、投影、录像、课件等手段，组织学生观看针对性的实验示范操作以及典型的错误操作，让学生自己查找错误所在，通过这些方法使学生实验的正确率大大提高。利用这种手段同样可以起到优化实验效果的作用。 2、利用多媒体手段优化实验课的教学。 多媒体手段能使学生实验原理的讲述、实验器材的介绍和实验步骤的演示等阶段注意力高度集中。例如，在“磁场对通电导体存在力的作用”的实验中。利用实验投影的放大效果，实验现象的明显使全班各角落的同学不用伸长脖子也能观察到，避免了教师在讲台上演示实验时，因为后面的学生看不清而争先恐后地站着看热闹，会导致局面的混乱。值得指出的是，由于所有实验都存在着不同程度的误差，这种误差常常使实验检验的严肃性受到一定程度的损害。尤其是中小学实验里的许多仪器，都不是精密仪器，这使一些实验结论的可信度受到人们的怀疑，也使一些假说的实验受限制。所以刻意地用一些十分粗糙的仪器去研究一些精确的定量关系，其效果倒不如利用课件展示更理想。 三、注重探究性实验能力的培养 探究实验模式是培养学生的创新能力及独立解决问题的能力的灵魂。如在教学《凸透镜》一课时，上课伊始，先向学生展示一张投影片，然后用投影仪的镜头，在天花板上投射出一幅倒立的图像。教室里出现了惊叹声，教师再适时提问：“这是怎么回事?你能说出其中的缘由吗?”创设的情境已激起了学生的学习兴趣，此问题的提出立即使学生产生了探究欲望。又如，在教学《电磁铁》一课时，教师首先出示电池一节，导线若干、铁钉一枚。提问：“谁能利用这些材料把老师粉笔盒中的大头针吸出来?”学生在此之前己学过磁铁，知道只有磁铁才能吸出大头灯来，而老师手中的材料却是电池、导线、铁钉。于是学生便对这些材料产生了浓厚的兴趣，有了强烈的探究欲望。爱因斯坦曾这样说过：“创造性地提出问题比解决问题更加重要”。教师首先要让学生主动地产生一种发现问题、提出问题的学习心理，并且让学生带着问题走向教材、走向自然、走向科学。进行探究性实验活动还要求学生自己提出问题，自己探索答案。比如在组织用所学知识探究液体密度测定的方法这一活动时，学生已有了诸如密度、压强、浮力知识的积累，既要设计方案又要考虑方案的优劣，而且，还要跟其他小组进行竞赛，学生注重的心理可想而知，有的在设计好用密度计测定后又补充了用自制的密度计去测，那么作为定量实验的问题(数据的准确性)就浮出水面。但我们如果省略了方案的设计以及鼓励他们动手探究全过程，则我们的学生不会尝试到成功，也不会体验到失败，不会知道照着书本上的程序做仍会遇到很多困难，包括材料的性质是否符合实验要求，也包括具体的操作细节是否有误差。在这样一个自己动手的全过程中，学生必然要思考、要选择、要寻找失败的原因，要克服各种困难。如此学到的原理，就不只是书本上的抽象定义，而是包含着自己亲身经历和真实体验的生活道理。这样免不了要走弯路，或做错事，但作为老师，不要怕学生走弯路。因为有时许多意外的收获都是弯路上得到的。注重探究性实验的过程，提倡“发现科学、研究科学”。听别人讲或看别人做是“学科学”，自己亲手做才是“发现科学、研究科学”，才是有新发现的前提，这是一个创新人才所应有的能力。 1、给予学生充分发展的时间和空间 探索科学需要勇气和毅力、更需要必要的时间和空间。在学习电流的测量后，我放手地布置了课外进行水果发电的探究作业，比一比看谁的设计与实验效果最佳，要求搜集资料、材料都必须小组合作自行解决，教师只对个别小组遇到的一些疑难问题进行点拨、鼓励。结果这项活动女同学的参与热情也很高，经过一个月左右的探究，在爱科学月的水果发电比赛中，本来我预料会有雷同事件的发生，但结果很多组的设计都很有个性和创意，而且还有详尽的说明，其中金某等3人组的男同学由于最有特色，受各位评委老师的一致好评获得了一等奖。他们获奖后感慨颇深，他们意犹未尽地说：“我们用水果发出的电不仅视觉效果(发光二极管的小灯亮起来了)，同时还可以感受听觉效果(发声)，而且持续的时间最长，这可是我们几个找了近20种水果研制出来的结晶!”这次活动真正激发了学生的探究热情，体现了以学生为主体的理念，让学生尝到了自己进行科学探究的乐趣和象科学家们那样献身科学的艰辛和勇气，这是书面或画面介绍所无法比拟的效果。 2．引导学生大胆地、多角度地进行实验方案的设计，大胆地对方案进行预测与实践。 传统的“照方抓药”式的实验步骤学生不是容易遗忘，就是由于不熟练而导致实验的失败。那么自己设计的方案而且是经过多方案论证比较出来的步骤难道还会出现头痛救头脚痛救脚的混乱局面?例如“物质的鉴别”实验，因为需要自己设计方案后再实验。本来以为这一实验可能会是考核备选实验中学生做得最糟糕的一个实验，没想到测试结果是：不但做得效果明显、动作利索，而且有些方案的可行性甚至连老师都没预测到的。事实证明，在今后的实验课教学中，要逐步体现学生的主体作用，给学生自由探索的时间和空间，尊重学生的创造性，同时给学生以必要的指点和启发，使学生的研究和探索有一定的方向，培养学生的探索、创新能力。 也许实验教学只是一种手段，培养学生的动手能力只是一个契机，但由此学生生成的东西却是很宽泛的，在这个过程中，学生的观察能力、思维能力、创造力以及科学态度、科学精神会随之而生。随着科学课程改革的不断深入，优化科学实验教学的步伐会越走越完善。 （责编 陈思久）
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