科學(xué)探究實驗的一般過程范文
時間:2023-10-26 17:56:35
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【關(guān)鍵詞】科學(xué)探究 內(nèi)涵 重現(xiàn) 技能 實驗變量 提出問題
九年義務(wù)教育全日制《生物學(xué)課程標準(初中2011版)》課程目標對科學(xué)探究有非常明確的要求:“初步學(xué)會生物科學(xué)探究的一般方法,發(fā)展學(xué)生提出問題、作出假設(shè)、制訂計劃、實施計劃、得出結(jié)論、表達和交流的科學(xué)探究能力;在科學(xué)探究中發(fā)展合作能力、實踐能力和創(chuàng)新能力;初步具有生物學(xué)實驗操作的基本技能、一定的科學(xué)探究和實踐能力,養(yǎng)成科學(xué)思維的習(xí)慣;初步學(xué)會運用所學(xué)的生物學(xué)知識分析和解決某些生活、生產(chǎn)或社會實際問題?!庇纱丝梢娚飳W(xué)作為一門自然科學(xué)課程,科學(xué)探究教學(xué)具有非常重要的地位。
一、科學(xué)探究的內(nèi)涵
科學(xué)探究通常涉及:提出問題、作出假設(shè)、制訂計劃、實施計劃、得出結(jié)論、表達和交流。將科學(xué)探究引入義務(wù)教育階段生物學(xué)課程內(nèi)容,是為了促進學(xué)生學(xué)習(xí)方式的改變,使學(xué)生能主動地獲取生物科學(xué)知識,體驗科學(xué)過程,形成一定的科學(xué)探究能力和科學(xué)態(tài)度與價值觀。因此,教師應(yīng)積極提供機會讓學(xué)生親自嘗試和實踐科學(xué)探究,并將科學(xué)探究的內(nèi)容盡可能滲透到各級主題內(nèi)容的教學(xué)活動中。
二、科學(xué)探究教學(xué)的具體要求
課程標準要求科學(xué)探究式讓學(xué)生模仿科學(xué)家的探索過程獲取學(xué)習(xí)的成果,而不是讓學(xué)生像科學(xué)家那樣做研究;是讓學(xué)生獲取知識、領(lǐng)悟科學(xué)家的思想觀念、領(lǐng)悟科學(xué)家研究自然界所用的方法,包括觀察、測量、提出假設(shè)、進行實驗、制作模型和交流等,而不是要求學(xué)生自己獨創(chuàng)實驗設(shè)計,當(dāng)然學(xué)生能達到那樣的高度更好。
(一)重視經(jīng)典實驗
經(jīng)典實驗是指在生物學(xué)發(fā)展史上具有重要影響的著名實驗,是學(xué)習(xí)科學(xué)探究的范例。如普利斯特利研究光合作用的小白鼠實驗等。對于生物學(xué)的經(jīng)典實驗,教師要先介紹實驗背景及科學(xué)家的生平,了解實驗當(dāng)時社會的現(xiàn)狀,以及人們對研究問題的認識。有條件的學(xué)??梢宰寣W(xué)生再現(xiàn)實驗的過程,重溫經(jīng)典。如巴斯德鵝頸瓶實驗,教師先介紹巴斯德的生平,然后讓學(xué)生討論鵝頸瓶瓶口如何做成鵝頸的。這樣既提高了學(xué)生的實驗興趣,又覺得科學(xué)探究不再是神秘的事情。
(二)重視技能規(guī)范化訓(xùn)練
科學(xué)探究的本質(zhì)是基于對現(xiàn)象的觀察,利用假設(shè)和理論進行各種邏輯思維等等,在這一思維過程中又往往表現(xiàn)出某些習(xí)慣性的思維方式或思維途徑,所以教師要重視學(xué)生探究技能規(guī)范化訓(xùn)練,特別是觀察、發(fā)現(xiàn)、提出問題、做出假設(shè)、推理、調(diào)查、實驗設(shè)計、操作、收集和分析資料等技能、方法的訓(xùn)練和指導(dǎo)。例如,觀察洋蔥鱗片葉細胞時,因為學(xué)生沒有做過臨時裝片,老師必須先做演示,教會學(xué)生做裝片的科學(xué)方法。
(三)加強實驗探究過程的一般管理
科學(xué)探究一般包括六個過程,提出問題、作出假設(shè)、制訂計劃、實施計劃、得出結(jié)論、表達和交流。
1. 科學(xué)探究提出問題的重要性
本著提出問題比解決問題更重要的思想,教師要引導(dǎo)學(xué)生積極思考,從多角度提出問題,培養(yǎng)學(xué)生發(fā)散思維的能力。如科學(xué)探究實驗“水影響種子的萌發(fā)嗎?”中,引導(dǎo)學(xué)生思考“哪些因素還影響種子的萌發(fā)?如何證明”。
2. 學(xué)會制訂科學(xué)的探究計劃
“制訂計劃”是學(xué)生在進行科學(xué)探究活動時的難點所在,但很多老師都不舍得把時間花在讓學(xué)生制訂計劃和設(shè)計實驗上,而是讓學(xué)生按照現(xiàn)成的步驟與方法做,或者按照老師的思路做,導(dǎo)致學(xué)生被動地做實驗,很少去思考到底為什么要這樣做,怎么做,因此在課堂教學(xué)中,讓學(xué)生經(jīng)歷制訂計劃與設(shè)計實驗的過程就顯得特別必要。
(1)明確實驗變量,設(shè)計對照實驗
初中生物實驗一般都是對照實驗,控制單一變量是設(shè)計對照實驗的第一原則。學(xué)生提出要探究的問題后,根據(jù)探究的已知條件和探究的目的進行猜想或假設(shè)。當(dāng)猜想或假設(shè)一經(jīng)提出,便能據(jù)辨明條件,明確實驗的變量。如“光對影響鼠婦的分布嗎”探究活動,是七年級學(xué)生接觸到的第一個較容易的對照實驗,但學(xué)生不知道變量怎樣設(shè)計,這就需要教師的引導(dǎo):本實驗的可變因子是什么?(光)不變因子是什么?(溫度、濕度、土壤等)實驗的目的是什么?(光對鼠婦分布的影響)這樣,學(xué)生了解了對照實驗的基本方法。
(2)采用多種方法引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計實驗過程
①放手讓學(xué)生思考。為了能使學(xué)生在設(shè)計出合適的實驗方案,要大膽的讓學(xué)生去做、去想、去討論、去發(fā)現(xiàn)規(guī)律,理清思路,抓住制訂探究計劃的關(guān)鍵所在。如:“測定種子的發(fā)芽率” 重點引導(dǎo)學(xué)生討論如何正確取樣。
②教師為學(xué)生提供部分實驗探究計劃和方法步驟,以填空的方式完成。這樣做可以讓學(xué)生體驗和領(lǐng)悟科學(xué)探究過程和方法,一般應(yīng)用于難度較高的探究實驗或者學(xué)生剛開始接觸科學(xué)探究。如“探究光合作用的條件、原料和產(chǎn)物”,探究實驗難度很大,以填空的形式出現(xiàn),既完成了科學(xué)探究過程,又節(jié)約了時間。
(3)學(xué)生獨立完成科學(xué)探究過程
①在每一次探究實驗活動前,教師都要精心鉆研教材,準備好探究活動中學(xué)生將要用的材料和工具,并組織學(xué)生也參與到材料的準備活動中來。
②科學(xué)探究教學(xué)強調(diào)學(xué)生的自主性,但并不排斥教師的指導(dǎo)。教師適時,有效的引導(dǎo),可以把握方向,使學(xué)生真正從探究中有所收獲,并使探究實踐得到完善。
科學(xué)探究教學(xué)能更好的貫徹生物課是一門科學(xué)課的性質(zhì),讓學(xué)生親歷提出問題、獲取信息、尋找證據(jù)、檢驗假設(shè)、發(fā)現(xiàn)規(guī)律等過程,對于學(xué)生理性思維的習(xí)慣,形成積極的科學(xué)態(tài)度,發(fā)展終身學(xué)習(xí)的能力非常重要。
【參考文獻】
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關(guān)鍵詞 生物 探究 實驗教學(xué)
中圖分類號:G633.91 文獻標識碼:A 文章編號:1002-7661(2016)07-0071-02
生物是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科,演示實驗、分組實驗、探究實驗幾乎貫穿了整個生物的課堂教學(xué),演示實驗往往都是教師操作,學(xué)生觀看;而分組實驗又多是驗證性實驗,只有通過實施探究性實驗教學(xué),才有利于促進學(xué)生學(xué)習(xí)方式的改變,才有可能最大限度地調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,更有利于學(xué)生思維的開發(fā)。那么生物老師在課堂上如何適時適度地進行探究性實驗教學(xué)呢?下面我結(jié)合近幾年對探究性實驗教學(xué)的探索,談一下自己的體會。
一、首先運用各種可以成為榜樣的例子,來激發(fā)學(xué)生探究生物科學(xué)知識的興趣
俗話說,榜樣的力量是無窮的。在新教材中,安排了一系列科學(xué)發(fā)現(xiàn)史,雖然只是簡單地介紹了科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)科學(xué)真知的過程,但故事當(dāng)中,科學(xué)家們不畏艱難,持之以恒,用于探索的精神已深深打動了每一位學(xué)生,也就激發(fā)了學(xué)生對生物知識探究的興趣。為學(xué)生開始進行探究實驗提供原始動力,有了動力也就有了進行探究實驗的方法和步驟,這樣學(xué)生就會主動愿意去進行生物探究實驗的學(xué)習(xí),在學(xué)習(xí)中體驗學(xué)習(xí)知識的樂趣,也進一步體驗生物科學(xué)概念,生物原理的形成過程,使學(xué)生既學(xué)習(xí)了知識又培養(yǎng)了實際操作的能力。
二、變驗證性的分組實驗為探究性實驗,調(diào)動學(xué)生自主學(xué)習(xí)的興趣,充分發(fā)揮生物學(xué)實驗探究的能力
傳統(tǒng)的生物實驗一般是重結(jié)果、輕過程,重接受、輕參與的驗證性實驗,在一定程度上束縛了學(xué)生思維的開發(fā),也減少了學(xué)生探索與發(fā)現(xiàn)知識的機會。若變換一個角度把適合研究探索的驗證性實驗上升為探究性實驗,恢復(fù)生物探究性的本來面貌,學(xué)生自然而然地就有了學(xué)習(xí)的興趣,也就有了強烈的探究欲望,有了探究的欲望,也就產(chǎn)生了探究的動力,就會在探究過程中不斷發(fā)現(xiàn)問題,提出問題也就會挖空心思地想解決問題,這樣學(xué)生就有機會設(shè)計出探究實驗的方案,使探究過程不斷趨向合理。在此過程中使學(xué)生充分體驗探究性實驗的魅力,真正由被動接受者上升為主動探究者。當(dāng)然,在實際教學(xué)中,并不是所有的實驗都適合學(xué)生來探究,我首先立足教材,結(jié)合我們本地的實際情況和學(xué)生的認知水平,有目的、有計劃、有系統(tǒng)地選擇本地區(qū)能夠找到的實驗材料,而且是學(xué)生能夠進行動手操作的可行性實驗讓學(xué)生來探究。例如:在學(xué)習(xí)“環(huán)境對生物的影響”這一節(jié)時,有一個探究實驗“光對鼠婦生活的影響”,因為這是學(xué)生學(xué)習(xí)初中生物遇到的第一個探究實驗,為了順利完成了課堂教學(xué)的某些知識目標,如適宜的生存環(huán)境等,實驗前我有意讓學(xué)生自己動手去找用來做探究實驗的鼠婦(既我們當(dāng)?shù)亟械摹拔鞴舷x”),學(xué)生很感興趣,部分學(xué)生會在校園的花壇中找到鼠婦,有些躲在枯枝落葉底下,翻開那些雜物時,它們會很快爬走。通過這個親身體驗,“鼠婦適于生活在陰暗的環(huán)境中,光會影響鼠婦的生活”這個結(jié)論其實在尋找鼠婦的過程中學(xué)生稍加動腦已經(jīng)可以得知了。然后讓學(xué)生小組交流他們都是在什么地方找到鼠婦的?這也就為后面的實驗提出問題埋下了伏筆,更為設(shè)計實驗方案打下了基礎(chǔ),然后讓學(xué)生自己選其他實驗材料,并根據(jù)自己選的實驗材料制定實驗方案,然后在教師的指導(dǎo)下親身體驗實驗的樂趣,最后讓學(xué)生做出結(jié)論,解析實驗事實等,所有這一切盡量由學(xué)生來完成。在此過程中學(xué)生不單單在做實驗,也不單單在學(xué)習(xí)理論,而是兩者有機地結(jié)合在一起,課堂氣氛非?;钴S,學(xué)生參與性強,突出了學(xué)生在教學(xué)中的主體地位,學(xué)生通過實驗探究學(xué)到了科學(xué)知識,又經(jīng)歷了對科學(xué)形成過程的了解,進而掌握了科學(xué)的學(xué)習(xí)方法,培養(yǎng)了學(xué)生運用科學(xué)方法解決問題的能力。
三、啟發(fā)學(xué)生對要探究的實驗提出最要解決的問題,并根據(jù)所提的問題大膽做出假設(shè),正確指導(dǎo)實驗設(shè)計和計劃實施,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力
由于初中學(xué)生剛剛接觸生物實驗,雖然對要探究的實驗很感興趣,但苦于實際動手能力差,盡管有探究的欲望,但不知道從哪里做起,所以在教學(xué)中指導(dǎo)學(xué)生做出最佳實驗方案是實驗成功的首要條件之一,因此,在教學(xué)中我特別注意把握好以下幾點:1.指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)設(shè)計實驗的一般方法。2.提供一個實驗方案供學(xué)生參考一下,當(dāng)然第一次做探究實驗可以讓學(xué)生按照老師設(shè)計好的方案進行探究,以后可以慢慢讓學(xué)生自己設(shè)計實驗方案,并驗證假設(shè)的真?zhèn)巍?.不同的實驗小組很可能出現(xiàn)不同的實驗現(xiàn)象,正確引導(dǎo)學(xué)生對不同的現(xiàn)象進行分析,并做出比較合理的解析,相互交流,從而得出結(jié)論性的解析。
四、優(yōu)化“實驗設(shè)計”
篇3
論文摘要:隨著新課標課程的實施,課程改革也隨之開始,生物開設(shè)開放性探究實驗可以}i導(dǎo)學(xué)生積極參與科學(xué)探究的過程,轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的以講授為主的教學(xué)方式和學(xué)生的以接受為主的學(xué)習(xí)方式,讓學(xué)生參與教學(xué)當(dāng)中,把學(xué)習(xí)變成人的主體性、能動性、獨立性的不斷生成、發(fā)展、提升的過程。在教學(xué)中實施開放性探究實驗主要價值應(yīng)體現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究方法和創(chuàng)新思維,發(fā)展學(xué)生的能力,養(yǎng)成尊重事實,探索真理的科學(xué)態(tài)度。
生物開放性探究實驗應(yīng)具有的特征:(1)自主性。開放性探究實驗需要學(xué)生自己設(shè)計并完成實驗,就要求學(xué)生熟悉教材內(nèi)容,并能運用實驗設(shè)計的原則方法和原理設(shè)計出合理的實驗方案。并會觀察實驗現(xiàn)象、分析實驗原理、解釋實驗原理、得出實驗結(jié)果。這樣,才能夠最大限度地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和創(chuàng)造的潛能,也能充分體現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性,符合現(xiàn)代主體性教育理論的要求;(2)探究性。開放性探究實驗不同于驗證性實驗,這使得實驗中出現(xiàn)什么現(xiàn)象,學(xué)生不能直接從課本中找到答案,只能通過細心的觀察和思考得出。正因為其步驟、過程的多樣性,結(jié)論的非唯一性,對于開拓學(xué)生視野,養(yǎng)成求異思維品質(zhì),提高創(chuàng)新意識和實踐能力是十分有效的;(3)開放性和靈活性。開放性探究實驗對于所探究的問題,可以提出不同的假設(shè);可以有不同的探究方法;可以有不同的材料用具;實驗設(shè)計、操作的獨立性,只要能夠解決問題就行。開放性探究實驗的意義在于:有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力。開放性探究實驗注重探究式學(xué)習(xí),這有利于學(xué)生體驗科學(xué)探究的一般方法,養(yǎng)成科學(xué)探究的態(tài)度,學(xué)習(xí)科學(xué)探究的方法。
生物開放性探究實驗教學(xué)的難點
(1)實驗設(shè)計難。由于學(xué)生以前沒有這樣的經(jīng)驗,同時受學(xué)生年齡的限制,他們的思維往往有較大的局限性。因而,學(xué)生難以完成一個比較完整合理的實驗設(shè)計方案。
(2)實驗完成難。由于以往認識的偏差和條件的限制,對學(xué)生動手能力的培養(yǎng)不夠,而且學(xué)生對實驗儀器的認識和控制能力較差,因此,學(xué)生獨立完成實驗較難。
(3)實驗分析難。限于學(xué)生的思維能力,學(xué)生獨自分析實驗結(jié)果、探索和思維獲取結(jié)論。學(xué)生獨自分析實驗結(jié)果、得出正確結(jié)論比較困難。特別是對實驗中某些條件的忽視或控制不好而造成的實驗結(jié)果的偏差,難以得出合理的解釋。
然而對于我校這樣一些硬件設(shè)施較差的學(xué)校來說,可以采用簡便的方法和現(xiàn)成的材料進行開放性探究實驗,甚至可以根據(jù)自己學(xué)校的實際情況,結(jié)合課程教學(xué),取消或增加一些開放性探究實驗,針對生物開放性探究實驗,學(xué)生有選擇實驗器材的余地,設(shè)計的實驗方案和操作過程也多種多樣性,這大大拓展了學(xué)生思維的空間,從而使學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力不斷提高;同時開放性探究實驗也需要教師積極參與,這促進了相互交流,加深了師生友誼,達到教學(xué)相長從而有的放矢地開展素質(zhì)教育。
生物開放性探究實驗課的教學(xué)環(huán)節(jié)??茖W(xué)探究通常包括通過實驗來探究、通過調(diào)查來探究等不同形式。生物學(xué)實驗教學(xué)在生物學(xué)教學(xué)中有著十分重要的地位,教師應(yīng)積極提供機會,讓學(xué)生親自嘗試和實驗進行探究,并將其內(nèi)容要求盡可能多地滲透到各主題內(nèi)容的教學(xué)活動中去。以探究為本的生物學(xué)實驗教學(xué)與一般意義上的探究是有區(qū)別的,也與科學(xué)家從事的科學(xué)探究有著明顯的不同。中學(xué)生物學(xué)開放性探究實驗是基于中學(xué)生物學(xué)實驗前提下的,由教師給予學(xué)生指導(dǎo)的科學(xué)探究活動。在科學(xué)上,實驗的結(jié)果、結(jié)論或許早就有了,但為什么還要組織學(xué)生去探究呢?因為要教會學(xué)生科學(xué)探究的一般方法,考察學(xué)生在實驗過程中的操作表現(xiàn),思維表現(xiàn),學(xué)習(xí)能力表現(xiàn)等。開放性探究實驗一般以小組合作開展,提倡“以問題為中心,自主探索,小組交流,重在發(fā)展”,它要求學(xué)生既要對所研究的課題開展學(xué)習(xí)活動,同時又要對實驗過程開展學(xué)習(xí)活動。
生物開放性探究實驗課的教學(xué)過程結(jié)構(gòu)歸納為以下六個環(huán)節(jié)。
(1)背景下提出問題(2)假設(shè)(3)設(shè)計實驗(包括實驗a、b、c)(4)實施實驗(包括實驗a、b、c)(5)結(jié)論(6)表達交流。
以上六個環(huán)節(jié)可以解釋如下:
(1)教師提供背景材料或?qū)W生從日常生活、生產(chǎn)實踐或?qū)W習(xí)中發(fā)現(xiàn)與生物學(xué)相關(guān)的問題,并以書面或口頭表述這些問題。描述已知科學(xué)知識與所發(fā)現(xiàn)問題的沖突所在。
(2)應(yīng)用已掌握的知識,引導(dǎo)學(xué)生對問題的答案提出可能的設(shè)想,估計假設(shè)的可檢驗性。
(3)制定探究計劃,提出實驗步驟,列出所需要的實驗材料與用具,選擇控制變量,設(shè)計對照實驗。
(4)實施計劃,觀察實驗現(xiàn)象,收集實驗數(shù)據(jù),評價這些實驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù)的可靠性。
(5)描述實驗現(xiàn)象,處理實驗數(shù)據(jù),得出合乎實驗的解釋,形成結(jié)論。
(6)撰寫實驗報告,口頭或書面表達交流探究實驗過程、結(jié)果和結(jié)論。顯然,開展開放性探究實驗從整體上應(yīng)體現(xiàn)上述六個環(huán)節(jié)。
開放性探究實驗應(yīng)注意的問題:1、要重視實驗的探究過程。教材或教師提供給學(xué)生的實驗,是想讓他們?nèi)ヮI(lǐng)悟科學(xué)的思想、體驗科學(xué)家研究自然界所用的科學(xué)方法。因此開放性探究實驗中探究活動的教學(xué)過程具有創(chuàng)新教育意義,十分重要。在教學(xué)中要花大力氣組織好在生物探究實驗中學(xué)生的分工合作、交流討論、分析總結(jié)。注意課堂內(nèi)外實驗的結(jié)合。教材安排的實驗,通常要求在課內(nèi)完成。但往往時間不夠,要在課外時間才能完成,需要課前收集材料、處理材料;有的探究活動需要組織學(xué)生外出參觀、訪問、調(diào)查等。所有這些教師都要在學(xué)期教學(xué)計劃中早有安排,真正做到開放性。2、要重視總結(jié)報告的撰寫和交流。培養(yǎng)學(xué)生通過文字描述、數(shù)字表格、示意圖、曲線等多種方式完成實驗報告,通過攝影、攝像,使報告更生動形象。組織各種形式的交流活動,培養(yǎng)他們的合作學(xué)習(xí)的精神和語言表達能力,讓他們體會到不同的實驗方法,會有不同的實驗結(jié)果,這也屬于開放性的一個方面。學(xué)生的很多感受和體會也得到了交流,同時有利于學(xué)生形成正確的情感態(tài)度價值觀。3、尊重、鼓勵學(xué)生。在開放性探究實驗中,學(xué)生會有各種想法,會提出種種問題,會得到各種不同的結(jié)論、甚至?xí)清e誤的結(jié)論。無論如何,教師都要應(yīng)該尊重學(xué)生,愛護學(xué)生,善于發(fā)現(xiàn)他們的優(yōu)點。當(dāng)學(xué)生在實驗中遇到困難,有消極、畏難的情緒時,教師應(yīng)及時找學(xué)生談心,鼓勵他們不畏艱難。
通過生物開放性探究實驗教學(xué),學(xué)生有了充分想象和獨立思考的空間,培養(yǎng)了學(xué)生主動探究科學(xué)知識的精神。學(xué)生的個性、獨立性、協(xié)作性得到充分發(fā)展。學(xué)生的創(chuàng)新思維、創(chuàng)新能力不斷提高,這才是真正意義上的創(chuàng)新教育和素質(zhì)教育。通過開放性探究實驗教學(xué),我校學(xué)生學(xué)習(xí)生物學(xué)的興趣大大增加,生物學(xué)成為他們最歡迎的學(xué)科。
參考文獻
篇4
【摘 要】本文簡單介紹了探究性實驗與驗證性實驗的區(qū)別,指出了在教學(xué)中如何設(shè)計探究性實驗,以及在實踐中的體會。
關(guān)鍵詞 探究;實驗;實踐
探索未知是人類的本性,綜觀有史以來重要的發(fā)現(xiàn)都是由于人類對未知世界的不斷探索而得到的。
一、驗證性實驗同探究性實驗的不同之處
1.設(shè)計理念不同
驗證性實驗強調(diào)演示和證明科學(xué)內(nèi)容的活動,知識和過程分離,與背景無關(guān),只注重知識的結(jié)果,如事實、概念、理論,而不是獲得知識的過程。驗證性實驗強調(diào)實驗操作和觀察等個別智力技能,強調(diào)如何快速高效地獲得知識。
探究性實驗教學(xué)在觀念上認為實驗學(xué)習(xí)同樣也是一種探究過程。將學(xué)習(xí)置于探究的背景下,探究性實驗是科學(xué)探究的簡化再現(xiàn)。這種觀念將探究性實驗看成“這是一個問題”,“什么樣的實驗?zāi)芑卮疬@個問題”,“如何實施這個實驗”,強調(diào)在探究過程中獲得理解,知識和過程相統(tǒng)一。
2.實驗?zāi)康牟煌?/p>
驗證性實驗是為了培養(yǎng)學(xué)生的實驗操作、數(shù)據(jù)處理和計算技能,學(xué)生們檢驗一個已知的結(jié)果是正確的。探究性實驗是通過實驗來研究一個感興趣的問題,激發(fā)學(xué)生的好奇心,培養(yǎng)科學(xué)探究能力。
3.實驗?zāi)J讲煌?/p>
驗證性實驗通常采用“告知——驗證——應(yīng)用”的教學(xué)模式,學(xué)生們用實驗來驗證已學(xué)過的原理、概念或性質(zhì),實驗只是起到鞏固知識、加強學(xué)習(xí)效果的作用。
探究性實驗按學(xué)生主體活動程度可分為教師引導(dǎo)探究和開放式探究兩種模式。無論哪種模式均強調(diào)學(xué)生學(xué)習(xí)過程中主動的探索和創(chuàng)造,學(xué)生以一種近似科學(xué)家如何實驗的方式學(xué)習(xí),不再強調(diào)獲得正確的結(jié)論為唯一目標,而是強調(diào)研究過程和對結(jié)論的解釋。
4.科學(xué)情感和態(tài)度的培養(yǎng)效果不同
驗證性實驗是一個傳遞接受或者是刺激反應(yīng)的過程,學(xué)生往往處于被動的接收地位;探究性實驗開始于一個有刺激性的問題、引起關(guān)注的現(xiàn)象等,探究的過程受一個為了理解觀察的事實或解決一個問題時的好奇心所驅(qū)動。由于探索結(jié)果是未知的,學(xué)生們的興趣和積極性都會增強。
5.教師的作用不同
驗證性實驗教學(xué)中,教師作為一個主宰者、評論者;在探究性實驗教學(xué)中,教師作為一個咨詢者、服務(wù)者和提問者,教師在討論和辯論時往往有意持不同意見,以引導(dǎo)和促進學(xué)生去創(chuàng)造發(fā)現(xiàn)。教師在探究性實驗教學(xué)中會遇到更多的挑戰(zhàn),對教師的要求更高。
二、設(shè)計探究性實驗的注意點
1.探究性實驗的問題設(shè)計目的要明確,實驗現(xiàn)象要明顯,有一定的趣味性。
學(xué)生的學(xué)習(xí)的動力很大程度上來自于興趣,一個好的實驗引起學(xué)生的興趣,讓學(xué)生在實驗中觀察、思考,從而得到結(jié)論。
2.探究性實驗的探究實驗問題設(shè)計要有思考價值,要注意科學(xué)方法和思維方式的訓(xùn)練。
一個完整的科學(xué)探究過程包括發(fā)現(xiàn)問題、提出假說、設(shè)計實驗并實施、分析現(xiàn)象和數(shù)據(jù)得出結(jié)論、運用結(jié)論解釋問題等環(huán)節(jié)。而學(xué)生的探究活動往往是一個探究過程的部分或片段。探究問題的設(shè)計要結(jié)合具體的實驗內(nèi)容,從實驗的現(xiàn)象出發(fā)引導(dǎo)學(xué)生最終得到實驗的原理和結(jié)論,又不僅限于實驗,在實驗的內(nèi)容上進行拓寬、延伸。在探究問題的設(shè)計中還要注意科學(xué)方法和思維方式的訓(xùn)練,如運用對比、猜想等方法。
3.實驗要與實踐聯(lián)系緊密
在科學(xué)研究中,任何實驗都是從實踐中來,到實踐中去。所以在設(shè)計實驗時,必須把培養(yǎng)學(xué)生實驗與實踐相結(jié)合作為指導(dǎo)思想,也是同時培養(yǎng)學(xué)生從實際的例子建立物理模型的能力。
三、探究性實驗的實施方式
探究性實驗在實施過程中可采取多種方式來實施,由于一般準備的探究性實驗的儀器數(shù)目不多,不可能全數(shù)配備,所以可以采用如下的操作步驟:
1.建立興趣小組,培養(yǎng)“小研究員”
一般每個班級的人數(shù)較多,如果一起到實驗室中進行實驗,一名老師不可能顧及到所有的學(xué)生,最后顧此失彼??梢詫W(xué)生分為若干實驗小組,在實驗前通過預(yù)先的學(xué)習(xí)研究培養(yǎng)出一兩名小研究員。在實驗中小研究員與其他學(xué)生觀察實驗中的現(xiàn)象,討論實驗中的問題。這樣小研究員就起到了“以點帶面”的作用,教師就可將主要精力放在引導(dǎo)學(xué)生探究實驗上。
2.觀察實驗,提出疑問
在探究實驗中,學(xué)生必然有很多的疑問和問題,把這些問題和疑問都記錄在學(xué)生的實驗記錄本上,對于有思考價值的問題將其補充到試驗問題中。對學(xué)生提出的簡單問題,有小研究員與其他學(xué)生共同討論解決,其他的問題由學(xué)生紀錄,并由小研究員分配給學(xué)生分工進行研究。
4.討論問題,查找資料
對于一些有難度的問題,讓學(xué)生分工通過多種方式來尋找其解釋。這時教師作為研究的指導(dǎo)者也可參與其中,主要是指導(dǎo)學(xué)生如何尋找,怎樣收集有用的資料,并不是直接告訴學(xué)生結(jié)果。
5.解釋疑問,重新提出新的問題
將學(xué)生所獲得的資料進行收集整理,在此基礎(chǔ)上進行歸納總結(jié),從而解釋實驗中提出的問題。針對實驗,學(xué)生還要在實驗基礎(chǔ)上提出新的問題。如在一次研究輝光球的實驗中,有一個將日光燈管接觸球壁可以發(fā)光的現(xiàn)象,有的學(xué)生觀察仔細,他發(fā)現(xiàn)日光燈管還沒有接觸到球壁就已經(jīng)有輝光了。從而提出了一個問題:這時日光燈管的能量從何而來?這時學(xué)生就會主動地去探究其中的原因。
6.提出新的實驗設(shè)想,設(shè)計實驗驗證設(shè)想
對于新的問題學(xué)生可提出自己的設(shè)想,并設(shè)計相應(yīng)的實驗來驗證自己的設(shè)想。比如上述的疑問,學(xué)生提出可能是電磁波來傳遞能量的,他想可以利用無線電接收裝置來檢驗自己的想法。學(xué)生有了自己的實驗設(shè)想,就可以鼓勵學(xué)生利用現(xiàn)有的儀器來設(shè)計完整的實驗方案驗證自己的想法。無論實驗成功失敗都是他們自己動手獲得的知識。
篇5
一、過于強化“明確實驗?zāi)康摹?,抑制了學(xué)生對實驗“意外”的探究興趣
我們強調(diào)學(xué)生是教學(xué)的主體,但就課堂演示實驗教學(xué)的一般情況而言,教師是實驗的操作者,具有實驗主體的主動性,學(xué)生是演示實驗的觀察者,具有觀察主體的被動性,當(dāng)教師在課堂上進行化學(xué)實驗演示教學(xué)時,學(xué)生是否了解教師要做什么?學(xué)生自己應(yīng)該做什么?看什么?這都需要教師以一定的實驗?zāi)康膩硪龑?dǎo)。
但目的的“定向”本身,有它的局限性,這是由于目的性太強,會削弱或抑制實驗過程中學(xué)生對“意外”發(fā)現(xiàn)的探究。如研究水組成的電解實驗,電解水時,兩極生成的氫氧兩種氣體體積之比往往不恰是2:1,一般是氧氣的體積少于理論值。由于實驗?zāi)康牡摹岸ㄏ颉弊饔?,使許多學(xué)生往往不能以科學(xué)的態(tài)度對待這一實驗中的“意外”,根本不分析其中的原因,就得出“水是由氫氧兩種元素組成,兩種元素的原子個數(shù)之比是2:1?!钡慕Y(jié)論。
由于過于強化“明確實驗?zāi)康摹?,使學(xué)生失去了對實驗“意外”事件探究的機會,導(dǎo)致一些學(xué)生在實驗中對實驗的誤差不作客觀的分析,不作跟蹤探究,任意修改測量數(shù)據(jù),以迎合實驗?zāi)康乃付ǖ慕Y(jié)論。實驗過程應(yīng)該有明確實驗?zāi)康膩硪龑?dǎo),這是實驗觀察與一般感知的區(qū)別,但實驗現(xiàn)象是豐富的、立體的,單層次、單側(cè)面的實驗?zāi)康谋厝粫绊憣φ麄€實驗完整性的把握,過于強化明確單一的實驗?zāi)康?,會使演示實驗變得單調(diào),缺乏探究性,學(xué)生也會因此感到實驗演示索然無味,這將在很大程度上抑制了學(xué)生對科學(xué)探究的興趣。因此,教學(xué)中應(yīng)豐富和拓展實驗?zāi)康牡恼勾?,引?dǎo)學(xué)生從整個過程中去把握實驗現(xiàn)象,重視實驗的細節(jié),使學(xué)生能以科學(xué)的態(tài)度對待實驗中的“意外”,因為科技發(fā)展史上正是這些“意外”引起了科學(xué)家們探究的興趣,并從中獲得許多重大的科學(xué)發(fā)現(xiàn)。
二、過于強調(diào)實驗的規(guī)范,忽視了實際操作的特殊性和靈活性
在實驗教學(xué)中,強調(diào)實驗操作的規(guī)范對于學(xué)生掌握實驗技能、展示化學(xué)實驗美和防止實驗過程中發(fā)生意外事故等方面是非常重要的,但如果不從實際出發(fā),強調(diào)的過死,也會給實驗操作帶來諸多的不便。如天平稱物操作實驗,按規(guī)范操作的規(guī)定應(yīng)是“左物右盤放砝碼”(筆者參閱的有關(guān)這方面內(nèi)容的書中沒有一本書不是這樣規(guī)定的),筆者在教學(xué)中發(fā)現(xiàn),由于我們教師在實驗教學(xué)中對天平操作規(guī)范的再三強調(diào),絕大部分學(xué)生對這一實驗的操作是很“規(guī)范“的。然而,天平在實際使用中往往有兩種情況:一是先放稱量物后加砝碼,稱量物質(zhì)的質(zhì)量是未知的,如稱量燒杯的質(zhì)量,這種情況按“左物右盤放砝碼”的規(guī)范進行操作,因為變動的是砝碼的量,在右側(cè)加砝碼操作就比較方便;而另一種情況是先放砝碼后加稱量物,稱量物質(zhì)的質(zhì)量是已知的,這種情況下砝碼的量是固定的,變動的是稱量物的量,如在配制溶液時,要稱量一定質(zhì)量的溶質(zhì),如果仍按“左物右盤放砝碼”的這一規(guī)范進行操作,加溶質(zhì)的量在左側(cè)進行,這對于兩人一組的學(xué)生實驗在操作時就顯得不太方便。筆者認為在這種情況下就未必一定要按“右盤砝碼左放物”來進行操作。又如按一般的操作規(guī)范,使用膠頭滴管時,膠頭滴管是不允許接觸試管內(nèi)壁或與試管內(nèi)溶液接觸的,但如果在制Fe(OH)2白色沉淀時,卻必須把滴管伸人試管內(nèi)的液面下面,否則Fe(OH)2會被空氣中的O2氧化成紅褐色的Fe(OH)3而觀察不到白色沉淀。筆者在指導(dǎo)學(xué)生實驗時時有發(fā)現(xiàn),一些學(xué)生就是因為沒有把滴管伸人試管中的液體內(nèi),得不到白色的Fe(OH)2沉淀而導(dǎo)致實驗失敗,而此時的學(xué)生竟然還不清楚實驗失敗的原因究竟在哪里。
三、過于追求實驗現(xiàn)象的直觀性,忽視了實驗設(shè)計思想的展示和創(chuàng)新
化學(xué)實驗本身就具有鮮明、直觀的特點,它不僅會給學(xué)生帶來美的享受,而且能夠激發(fā)和滿足學(xué)生的好奇心和求知欲。但在實驗教學(xué)的實踐中,教師往往對課本上的演示實驗采取簡單的“拿來主義”,照方抓藥,機械操作,片面追求實驗中視覺感受,忽視了對實驗過程中重要問題的關(guān)注和思考,不能有意識地創(chuàng)造一種探究的氣氛,極大地削弱了實驗教學(xué)的功能。
四、過于重視實驗演示的操作過程,輕視了實驗分析的思維過程
化學(xué)實驗不僅僅是為了形成鮮明、直觀的形象,更重要的是為了培養(yǎng)學(xué)生的思維能力和科學(xué)的思想方法,許多教師在演示實驗教學(xué)中,就其實驗及其操作過程來說沒有什么不妥之處,但在演示實驗完成之后,往往由于急于想用實驗現(xiàn)象建立概念和歸納規(guī)律,沒有充分揭示規(guī)律與現(xiàn)象之間的因果關(guān)系,導(dǎo)致規(guī)律的得出較為生硬而不自然。
如研究乙炔加成反應(yīng)的實驗,將電石氣通人溴水時會冒白煙,退色后的溴水顯酸性,教學(xué)中教師常常由此顯著現(xiàn)象即得出電石氣中含有PH3等雜質(zhì),乙炔與溴水的反應(yīng)是加成反應(yīng)的結(jié)論。但是,“冒白煙”、溴水退色“顯酸性”就一定是雜質(zhì)PH3所為而不是取代產(chǎn)物HBr所為嗎?從思維角度而論,這顯然是缺乏邏輯性和科學(xué)性,學(xué)生也就此會產(chǎn)生疑慮,會對實驗結(jié)果似信非信。如果能充分挖掘這一實驗中的教學(xué)因素,抓住這一實驗現(xiàn)象進行分析,補充將用濃堿液與白磷制得的PH3通人溴水和純乙炔通人溴水的兩個實驗,并將上述三個實驗進行比較,從而得出乙炔與溴水反應(yīng)主要是不顯酸性的加成反應(yīng),在反應(yīng)時“冒白煙”、溶液“顯酸性”純屬電石氣中的PH3等雜質(zhì)所為,學(xué)生對乙炔的加成反應(yīng)的實質(zhì)就會有深刻的理解。
篇6
關(guān)鍵詞:科學(xué)實驗 動手能力 想象 質(zhì)疑
中圖分類號:G632 文獻標識碼:A 文章編號:1672-8882(2014)01-095-02
美國《國家科學(xué)教育標準》明確提出,科學(xué)實驗的主要方式是探究性學(xué)習(xí):探究是一種多側(cè)面的活動,需要做觀察;需要提出問題;需要查閱書刊及其他信息源以便弄清楚什么情況已經(jīng)是為人所知的東西;需要設(shè)計調(diào)研方案;需要根據(jù)實驗來檢驗已經(jīng)為人所知的東西;需要運用各種手段來搜集、分析和解讀數(shù)據(jù);需要提出答案、解釋和預(yù)測;需要把研究結(jié)果告之于人。探究需要明確假設(shè),需要運用判斷思維和邏輯思維。由此可知:科學(xué)實驗并不是簡簡單單地培養(yǎng)單一的動手能力。
我們知道:一個完整的科學(xué)實驗一般要通過提出問題――設(shè)計實驗――實驗操作――結(jié)論收獲幾個階段才能完成。下面我就從實驗的這幾個環(huán)節(jié)談?wù)効茖W(xué)實驗中其它能力的培養(yǎng)。
一、實驗的第一過程:質(zhì)疑能力的培養(yǎng)
在科學(xué)實驗教學(xué)時,一般以學(xué)生熟悉的問題提出課題,這個問題可直接提出,也可通過一種現(xiàn)象間接引出,接著引導(dǎo)學(xué)生分析這個問題,并充分調(diào)動學(xué)生的想象力和創(chuàng)造性思維,使他們能創(chuàng)造性地提出一些解決問題的假設(shè)。這一階段不僅要給學(xué)生留有足夠的思考時間,還要采取討論式的方法,給學(xué)生創(chuàng)造一個相互交流、集思廣益的氛圍。最后,通過篩選,得出解決問題的眾多假設(shè)。就是這樣一個科學(xué)有序的過程讓學(xué)生在科學(xué)實驗的第一過程中形成質(zhì)疑能力的培養(yǎng)。
質(zhì)疑是創(chuàng)新意識的潛能,是創(chuàng)新意識的萌芽。因此,當(dāng)學(xué)生在質(zhì)疑心的驅(qū)使下而提出各種古怪的問題或做出某些荒唐的事情時,作為教師,應(yīng)該在認真調(diào)查的基礎(chǔ)上給予鼓勵,并引導(dǎo)學(xué)生提出問題給予指導(dǎo)。例如:我在教學(xué)“電產(chǎn)生熱”一課時,要求學(xué)生用一根鐵絲把一節(jié)電池的正負極連接起來,并摸一摸鐵絲,手有什么感覺?這個實驗本身效果不明顯,可是有的學(xué)生的效果卻很突出――手很燙,原來他是用了三節(jié)電池。雖然他與實驗的要求不一致,但恰恰由于這一個不一致,使他發(fā)現(xiàn)了電熱效果明顯的一種方法。因此,這時教師切不可訓(xùn)斥否定學(xué)生,否則就把學(xué)生質(zhì)疑思維的萌芽扼殺在搖籃里,教師應(yīng)該大力表揚,并以此為契機進行啟發(fā),喚起創(chuàng)新意識:“除了增加電池,還有哪些辦法也能使電熱效果更明顯呢?請你自己設(shè)計實驗動手試試?!边@時學(xué)生創(chuàng)新的意識則更強烈。正像“蘇教版”科學(xué)(自然)教材主編徐康毅同志所說:“孩子能想別人沒想過的,說別人沒說過的,做別人沒做過的,這是一種創(chuàng)新行為的表現(xiàn),我們不僅不能批評,反而應(yīng)大加稱贊……”
二、實驗的第二過程:設(shè)計能力的培養(yǎng)
在設(shè)計實驗時,首先要將假設(shè)的眾多因素擺出來,然后提出究竟與哪種因素有關(guān),怎樣才能驗證一個假設(shè)是否正確。 這個提問是讓學(xué)生思考,并說出實驗的方法和采用這個方法的理由。這種表述很重要,它是將學(xué)生的內(nèi)在思維過程用外部語言的形式展現(xiàn)出來,然后再產(chǎn)生設(shè)計思維。只有通過表述,才能知道這種方法對不對,合不合邏輯;只有通過表述,才可以促進學(xué)生設(shè)計思維能力的提高,也才有助于學(xué)生對實驗原則的理解。
例如:我在教“彩虹的形成”這課時,需用三棱鏡做太陽光的色散實驗,因?qū)W校沒有三棱鏡,怎樣上好這節(jié)課呢?學(xué)生也為此而感到失望,老師鼓勵學(xué)生結(jié)合日常生活中的現(xiàn)象,想辦法解決。沒想到學(xué)生的點子還真多:有學(xué)生用筆筒吹肥皂水泡對著陽光,肥皂泡出現(xiàn)了各種顏色;有的學(xué)生帶來了噴霧器,連續(xù)不斷的噴霧出現(xiàn)了各種顏色;還有的學(xué)生摸索出這種方法:端來一盆水,水中放一塊平面鏡,放在陽光下,變換水中鏡子的傾斜度,將陽光反射到一張白紙上,也出現(xiàn)了七種清晰的色光。沒想到還有個學(xué)生帶來了家里的“停電?!保渥懔穗妬泶嫣柟?,也得到了同樣的效果。這樣讓學(xué)生 自己想辦法做實驗,不僅克服了教師指導(dǎo)實驗單一化,而且讓學(xué)生也嘗到了自行設(shè)計實驗的甜頭,學(xué)得特別來勁兒!
總之,教師應(yīng)從根本上轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念,大膽放手,敢于嘗試,充分利用各種方法、途徑,讓學(xué)生自己去實踐去設(shè)計,把培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識貫穿教學(xué)的全過程,來培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計能力。
三、實驗的第三過程:探究能力的培養(yǎng)
篇7
[關(guān)鍵詞] 初中數(shù)學(xué);數(shù)學(xué)實驗;知行合一
數(shù)學(xué)實驗是一個新興事物,在百度中輸入數(shù)學(xué)實驗關(guān)鍵詞會發(fā)現(xiàn),其更多地指向以計算機技術(shù)為基礎(chǔ)的大學(xué)數(shù)學(xué)實驗,這意味著,在初中數(shù)學(xué)教學(xué)階段,數(shù)學(xué)實驗還沒有得到廣泛認識,更別說理解了. 但事實上,初中數(shù)學(xué)又蘊涵著豐富的數(shù)學(xué)實驗內(nèi)容,從基本的合情推理,到數(shù)學(xué)課堂上的數(shù)學(xué)活動,其實都有數(shù)學(xué)實驗的影子. 有人這樣界定數(shù)學(xué)實驗的內(nèi)涵:為獲得某種數(shù)學(xué)理論,檢驗?zāi)硞€數(shù)學(xué)猜想,解決某類問題,實驗者運用理性的手段,在數(shù)學(xué)思維活動的作用下,在特定的實驗環(huán)境中進行探索、研究活動. 這樣的界定指明了數(shù)字實驗的基本含義,但對實驗本身特點的描述不夠充分. 筆者梳理其他相關(guān)資料后發(fā)現(xiàn),數(shù)學(xué)實驗具有實驗特性,選擇數(shù)學(xué)實驗所需要的器材并以一定的步驟加以運用,也是數(shù)學(xué)實驗的基本因子. 在這樣的視角之下,數(shù)學(xué)實驗既具有動手的含義,又具有動腦的要素,從而具有數(shù)學(xué)探究特征. 從這個角度講,在初中數(shù)學(xué)教學(xué)中引入數(shù)學(xué)實驗,應(yīng)當(dāng)是一件一舉多得的事情.
需指明的是,數(shù)學(xué)實驗作為一種操作性活動,其有利于數(shù)學(xué)知識與數(shù)學(xué)行為的巧妙結(jié)合,也有利于數(shù)學(xué)教學(xué)的知行合一.
初中數(shù)學(xué)實驗的理論梳理
根據(jù)筆者對相關(guān)理論的梳理發(fā)現(xiàn),在自然科學(xué)及自然學(xué)科的教學(xué)中,在新課程改革的背景之下,實驗所充當(dāng)?shù)淖饔贸俗鳛榭茖W(xué)概念的背景之外,就是作為科學(xué)規(guī)律的探究的某一個環(huán)節(jié)存在. 事實上,數(shù)學(xué)與科學(xué)關(guān)系密切,很多科學(xué)家本身也是數(shù)學(xué)家,而大數(shù)學(xué)家歐拉也說,“數(shù)學(xué)這門科學(xué)需要觀察,也需要實驗,實驗是科學(xué)研究的基本方法,數(shù)學(xué)也不例外. ”那么,在初中數(shù)學(xué)教學(xué)中,數(shù)學(xué)實驗應(yīng)當(dāng)以什么樣的形態(tài)出現(xiàn)在學(xué)生面前呢?筆者以為這首先是一個理論問題.
研究表明,數(shù)學(xué)實驗的出現(xiàn)形式與科學(xué)探究中的形式并無質(zhì)的區(qū)別,具體到數(shù)學(xué)探究的過程中,以數(shù)學(xué)實驗為核心的課堂教學(xué)常常由如下幾個部分組成.
第一步:創(chuàng)設(shè)情境,提出數(shù)學(xué)問題. 數(shù)學(xué)情境的作用自不必細說,數(shù)學(xué)情境對于數(shù)學(xué)問題的提出,其作用主要體現(xiàn)在情境對數(shù)學(xué)認知平衡的作用上. 研究表明,良好的數(shù)學(xué)情境可以讓學(xué)生原有的認知平衡受到?jīng)_擊,從而讓學(xué)生產(chǎn)生問題意識. 一旦學(xué)生的問題經(jīng)過語言或文字表達出來,那就成為一個有形的數(shù)學(xué)問題. 從數(shù)學(xué)探究的角度來看,適合學(xué)生解決的數(shù)學(xué)問題才是有意義的.
第二步:作出數(shù)學(xué)猜想. 對于提出的數(shù)學(xué)問題,其答案可能是什么?一般來說需要經(jīng)過學(xué)生的猜想過程. 猜想不是沒有依據(jù)的瞎想,猜想是學(xué)生結(jié)合原有的認知經(jīng)驗,并對新問題進行可能性判斷的過程. 猜想不一定正確,但一般來說猜想必須有依據(jù). 有無依據(jù),一般是衡量學(xué)生猜想質(zhì)量的重要指標.
第三步:設(shè)計數(shù)學(xué)實驗,驗證數(shù)學(xué)猜想. 猜想是否正確,需通過證明. 一般來說,證明方式有兩種:一種是數(shù)學(xué)推理,即通過已知的數(shù)學(xué)規(guī)律進行邏輯上的推理,其需要的是學(xué)生的邏輯思維,學(xué)生此時的加工對象是抽象的數(shù)(包括符號、公式等)與形;另一種是數(shù)學(xué)實驗,數(shù)學(xué)實驗也需要邏輯思維,但其表現(xiàn)往往是形象的數(shù)學(xué)實驗,其往往需要形象思維超過抽象思維. 相比較而言,后者對于更多的初中生具有普適性,但在傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)教學(xué)情境下,數(shù)學(xué)實驗因為需要的時間更長,因而常常為教師所放棄(當(dāng)然也有可能是數(shù)學(xué)教師無運用意識).
第四步:進行數(shù)學(xué)實驗,收集實驗現(xiàn)象及數(shù)據(jù). 根據(jù)設(shè)計的數(shù)學(xué)實驗步驟,利用相應(yīng)的器材(這里所說的器材不一定是有形的器材,與自然科學(xué)的探究不一樣,數(shù)學(xué)實驗中的器材更多的是相關(guān)計算機應(yīng)用軟件的使用)進行實驗,觀察現(xiàn)象并收集相關(guān)數(shù)據(jù).
第五步:得出數(shù)學(xué)實驗規(guī)律. 數(shù)學(xué)規(guī)律的得出依賴于實驗的結(jié)果,利用數(shù)學(xué)知識進行規(guī)律分析.
第六步:對規(guī)律進行數(shù)學(xué)化. 上一步驟中得出的數(shù)學(xué)規(guī)律往往是經(jīng)驗性的,對于經(jīng)驗性的樸素數(shù)學(xué)規(guī)律進行數(shù)學(xué)化處理,使之變成科學(xué)的數(shù)學(xué)規(guī)律,是數(shù)學(xué)實驗的最終步驟.
上述內(nèi)容是一個完整的數(shù)學(xué)實驗過程,其既類似于自然科學(xué)中的實驗步驟,又具有明顯的數(shù)學(xué)特征:其一,其面對的對象是數(shù)學(xué)的;其二,其過程中用到的是數(shù)學(xué)工具與數(shù)學(xué)思維;其三,其結(jié)果需要數(shù)學(xué)化.
初中數(shù)學(xué)實驗的教學(xué)實踐
在實際的數(shù)學(xué)教學(xué)中,數(shù)學(xué)實驗的運用既具有普遍的共性,又與具體的數(shù)學(xué)內(nèi)容相關(guān). 一般來說,想要尋找一個精細且放之四海而皆準的數(shù)學(xué)實驗?zāi)J?,幾乎不可? 但在宏觀步驟(如上)的指導(dǎo)之下,結(jié)合具體的數(shù)學(xué)內(nèi)容去設(shè)計一個數(shù)學(xué)實驗,那是可能的. 現(xiàn)以“勾股定理”的教學(xué)為例,談?wù)劰P者的探究過程.
勾股定理是初中數(shù)學(xué)的重點內(nèi)容,其以什么樣的形式出現(xiàn)在學(xué)生面前,關(guān)鍵在于教學(xué)重點的確定. 筆者認為,對于本內(nèi)容的教學(xué),探究的過程是重點,因此問題的提出相對就應(yīng)簡單一些. 筆者提出的問題是:中國數(shù)學(xué)研究有一個規(guī)律叫“勾三股四弦五”,它是什么意思呢?西方的古老數(shù)學(xué)中有一個數(shù)學(xué)家叫畢達哥拉斯,它有一項重要發(fā)現(xiàn),是什么發(fā)現(xiàn)呢?通過古代中外兩個殊途同歸的數(shù)學(xué)研究引入課題,算是一種情境創(chuàng)設(shè),可以吸引學(xué)生的興趣,也可以激發(fā)學(xué)生的探究欲望.
在提出問題與猜想環(huán)節(jié),筆者也沒有花太多的時間,主要任務(wù)有二:其一,借助直角三角形,解釋“勾三股四弦五”的含義;其二,介紹畢達哥拉斯的發(fā)現(xiàn)(具體可以參考教材,這里不贅述). 然后提出問題:是不是所有的直角三角形都滿足這樣的規(guī)律呢?
學(xué)生的猜想這時往往有困難,因為這個問題學(xué)生不具有猜想的知識基礎(chǔ),無論答案是“是”還是“不是”,往往只能是學(xué)生的無意識判斷,不宜花費太多時間.
在設(shè)計實驗與實驗驗證兩個環(huán)節(jié),數(shù)學(xué)實驗的魅力可以得到充分彰顯. 首先是實驗的設(shè)計,學(xué)生面臨的主要問題是:兩條直角邊的平方可以轉(zhuǎn)換成什么?而學(xué)生的答案往往是:長度. 這個時候,學(xué)生很少想到面積. 于是,第一個數(shù)學(xué)實驗往往不是利用面積來證明,而是利用純粹的長度來證明. 筆者在實驗中借助應(yīng)用軟件,可以相對精確地測出兩條直角邊和斜邊的長度,然后求出它們的平方,并去檢驗其是否滿足直角邊的平方和等于斜邊的平方這一關(guān)系. 有意思的是,學(xué)生還會下意識地在紙上畫出一個直角三角形,然后利用刻度尺去測量. 筆者以為這也是有價值的,盡管其不精確,但實驗思想?yún)s是正確的. 但就算是借助計算機軟件,其關(guān)系也不是十分精確.
面對這樣的困難,教師需要引導(dǎo)學(xué)生思考:測量和計算的方法,是純粹的數(shù)學(xué)意義. 而某一條邊的平方還具有幾何意義!這樣的引導(dǎo),容易讓學(xué)生想到正方形的面積,于是學(xué)生的思維就由測量計算轉(zhuǎn)向?qū)ふ遗c三條邊相關(guān)的面積關(guān)系――這是這一數(shù)學(xué)實驗的核心所在. 傳統(tǒng)數(shù)學(xué)教學(xué)中,為什么會想到用面積關(guān)系來證明勾股定理,這是難以突破的. 但在這樣的實驗過程中,基于學(xué)生原有的認知基礎(chǔ)去進行引導(dǎo),可以讓學(xué)生產(chǎn)生一種恍然大悟的感覺,而這樣的感覺恰恰會為后面的實驗探究奠定基礎(chǔ).
至于后面的實驗過程,同行們倒是比較熟悉,這里也不贅述,只是需要強調(diào)的是,實驗的最后需要進行數(shù)學(xué)化. 因為學(xué)生得到的結(jié)果往往是經(jīng)驗化的表述,“一條直角邊的平方,加上另一條直角邊的平方,等于斜邊的平方”是學(xué)生最容易產(chǎn)生的說法,而由其引導(dǎo)到最終的勾股定理過程不容忽視,這里要跟學(xué)生強調(diào)數(shù)學(xué)語言的簡潔性.
到此,數(shù)學(xué)實驗過程全部結(jié)束. 分析這段過程,發(fā)現(xiàn)其既與傳統(tǒng)數(shù)學(xué)教學(xué)有重疊的地方,又有所不同,而不同之處,往往也是數(shù)學(xué)實驗的關(guān)鍵之處
基于數(shù)學(xué)實驗的初中數(shù)學(xué)教學(xué)
今天,我們認為數(shù)學(xué)是研究數(shù)與形,而數(shù)與形又是高度抽象的,因此,無論是教師還是學(xué)生,總認為抽象是數(shù)學(xué)的特征. 其實這一認識是片面的,尤其是對于初中數(shù)學(xué)教學(xué)而言,要充分展示其形象性,而形象性的重要手段就是數(shù)學(xué)實驗.
篇8
《新課程標準》對初中物理實驗教學(xué)提出新的要求,本文從學(xué)生的認知規(guī)律和知識技能的形成規(guī)律出發(fā),闡述我們在科學(xué)探究環(huán)節(jié)中容易忽略的問題及引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計實驗的方法,以培養(yǎng)學(xué)生實驗設(shè)計能力及創(chuàng)新意識。
【關(guān)鍵詞】
科學(xué)探究 引導(dǎo) 設(shè)計實驗
一、科學(xué)探究的重要性
物理是一門以實驗為基礎(chǔ)的科學(xué),科學(xué)探究是建立物理概念,得出物理規(guī)律的重要手段,《新課程標準》對初中物理教育教學(xué)提出了新的要求,學(xué)習(xí)重心從過分強調(diào)知識的傳承和積累向知識的探究過程轉(zhuǎn)化,從學(xué)生被動接受知識向主動獲取知識轉(zhuǎn)化,科學(xué)探究實驗是現(xiàn)代素質(zhì)教育的重要教學(xué)方式,又是學(xué)生的重要學(xué)習(xí)目標,學(xué)生通過實驗思考,能有效地增強科學(xué)探究精神和思維能力所以,做好科學(xué)探究、重視實驗設(shè)計是新課程標準的基礎(chǔ)要求,也是提高教育教學(xué)質(zhì)量的重要手段。
二、目前物理實驗教學(xué)中存在的問題
現(xiàn)階段,我們一些學(xué)校教育仍然存在著“以教師為中心的傳統(tǒng)教學(xué)模式”只注重實驗的結(jié)果,而忽略實驗的過程和方法,教師預(yù)先講解實驗?zāi)康?、器材、步驟,學(xué)生動手操作,僅僅是熟悉器材,被動地按照教師規(guī)定的程序進行操作來獲?。〞荆┙處熕蟮玫降膶嶒灲Y(jié)果,這種實驗方式學(xué)生沒有經(jīng)歷自主設(shè)計實驗,探究物理問題的過程,以致學(xué)生少了許多思考的空間。教師教起來省事,學(xué)生學(xué)起來了省事,長此以往便會形成照搬程序,機械實驗的習(xí)慣,大腦中只機械跳動兩個問題“人要我做什么”你要我怎么做學(xué)生的創(chuàng)造力無法萌芽,最后導(dǎo)致陷入“死循環(huán)”格局,這種方式是與新課程標準的要求相違背的,因此,在這種情況下,怎樣引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計實驗,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識,顯得尤為重要。
三、解決辦法
現(xiàn)場寫真:在學(xué)完密度知識后,課堂上安排一個小活動,怎樣測一個形狀不規(guī)則的小石塊的密度。仔細分析并不難,就是密度公式ρ=m/v的一個實際應(yīng)用,這與已學(xué)過的速度的測量類似,我以為通過上學(xué)期的知識積累,這樣的問題應(yīng)該可以,解決但出乎意料的是許多同學(xué)對此束手無策,能夠完整得出結(jié)果的同學(xué)寥寥無幾。究其原因有如下幾點:1.學(xué)生對公式還不熟悉,學(xué)生未能真正理解公式的含義及應(yīng)用,利用公式可以解決什么問題2.理論與實踐脫節(jié),學(xué)生缺乏一種思維,不能從物理生活聯(lián)系起來3.學(xué)生不知道怎樣設(shè)計實驗。
針對這種情況,我在多年的教學(xué)中,在引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計實驗方面做了一些嘗試,來幫助學(xué)生找到設(shè)計實驗的思路和方法,在此談?wù)勎业囊稽c粗略的看法。
第一、以演示實驗為基礎(chǔ),為實驗設(shè)計作好鋪墊培養(yǎng)學(xué)生基礎(chǔ)實驗?zāi)芰Α?/p>
學(xué)生的實驗?zāi)芰Φ男纬珊桶l(fā)展是循序漸進、日積月累的。因此,在新課教學(xué)中,教師要重視演示實驗的內(nèi)容教學(xué),每一個實驗都要讓學(xué)生明確實驗的目的,原理和方法,實驗所控制的條件。根據(jù)實驗原理,選擇所需的器材及這些器材的使用方法,操作步驟、注意事項、數(shù)據(jù)處理和實驗結(jié)論分析等,并讓學(xué)生明確實驗?zāi)康暮驮硎敲恳粋€實驗的核心,后面的設(shè)計都是圍繞實驗?zāi)康恼归_,它的重要好比我們?nèi)梭w的心臟,沒有實驗的原理就沒有后面的實驗設(shè)計。如果在課堂上長期堅持灌輸實驗設(shè)計的思想,學(xué)生的科學(xué)實驗素養(yǎng)才能得到鍛煉和提高。
第二、以學(xué)生實驗為載體培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計能力
1.創(chuàng)設(shè)問題情境,合理猜測,為設(shè)計實驗埋下伏筆
在探究活動開始,設(shè)置與探究內(nèi)容相關(guān)的情景,能激發(fā)學(xué)生求知欲并根據(jù)所提供的情景對問題形成猜想和假設(shè)。
以“伏安法測電阻”為例
在設(shè)計實驗以前,可先提出一個問題
師:已知一個導(dǎo)體兩端的電壓為2V,通過它的電流為0.5A,那么它的電阻是什么?
生:根據(jù)R=U/I=2V/0.5A=4歐姆
師:這公式能解決什么問題(學(xué)生討論)
生:那只要知道一段導(dǎo)體兩端的電壓和通過它的電流,就可以求出它的電阻。
師:很好,那么我手里有一根鐵絲,你能知道它的電阻是多少嗎?這樣通過一個相關(guān)問題的導(dǎo)入,再讓學(xué)生去尋找鐵絲的電阻不會顯得太突兀,有水到渠成之感,也能讓學(xué)生從中得到啟示,為后面實驗設(shè)計環(huán)節(jié)減小一定的阻力。
2.依據(jù)實驗原理,設(shè)計實驗方案,充分放手,體會實驗設(shè)計全過程
現(xiàn)在的科學(xué)探究性實驗,要求學(xué)生能根據(jù)自己的猜想與假設(shè)設(shè)計實驗,這種能力不是學(xué)生與生倶來的,而是要經(jīng)過后天培養(yǎng)的,根據(jù)題目要求需測定什么物理量,要求驗證,探究什么規(guī)律這是實驗的目的,是實驗設(shè)計的出發(fā)點,實驗?zāi)康拿鞔_后,應(yīng)用所學(xué)知識,廣泛聯(lián)系,回憶原有實驗,做過的習(xí)題和基本方法等,看該物理量或物理規(guī)律在哪些內(nèi)容中出現(xiàn)過,與哪些物理量有直接的聯(lián)系,一般都能從中找到解決問題的途徑。
現(xiàn)在課堂教學(xué)中,常出現(xiàn)兩種極端,一種是放任不管,讓學(xué)生完全獨立,自己探究,這樣會使學(xué)生不知道從哪入手,無所適從。另一種是遇到困難就回到原來的老路上去,什么問題都替學(xué)生解決,包辦。出現(xiàn)哪一種情況都不利于培養(yǎng)學(xué)生的探究技能,不能保證探究活動的順利完成。設(shè)計實驗是整個探究活動的基礎(chǔ),是能否順利完成探究實驗的保證,對于一些簡單的驗證實驗,我們可以放手讓學(xué)生去做,而對于實驗設(shè)計難度較大,學(xué)生能力較低,不能獨立設(shè)計出實驗方案時,就需要教師的指導(dǎo),指導(dǎo)的力度依據(jù)實驗難度而定。教師可以預(yù)先設(shè)計幾個問題,利用問題一步步地讓學(xué)生討論朝目標奮進,這樣不致于一棍子把學(xué)生打死,也可以讓學(xué)生體會到成功的喜悅,避免了實驗的盲目性,學(xué)生的實驗設(shè)計思維也會得到訓(xùn)練。
例如要測量一個小燈泡(2.5V,0.3A)在額定條件下消耗的功率,我們可以通過以下的問題來逐步實現(xiàn)設(shè)計。
(1)這個實驗的目的是什么?(首先要明確實驗?zāi)康模@就是要測量小燈泡的額定功率,這個目的往往就是實驗的題目,一般是比較明顯的)
篇9
【關(guān)鍵詞】高中化學(xué);探究實驗;思路能力
自04年9月寧夏,廣東,海南,山東四個地區(qū)的高中新課程實施以來,我國其他各省也開始進入新課程實驗。探究實驗也開始步入高中化學(xué)教學(xué)課堂中。所謂的探究實驗,是指在“教師為主導(dǎo),學(xué)生為主體”的前提下,讓學(xué)生或獨立或組成小組對莫一化學(xué)問題提出猜想進行假設(shè),然后進行方案設(shè)計,應(yīng)用實驗驗證,進而得出結(jié)果,并對結(jié)論進行一系列的思考評價的學(xué)習(xí)模式。
一、探究實驗的操作程序
探究實驗實際是進行科學(xué)探究的過程,其實際的操作程序如圖:
圖一 探究實驗的操作程序
(一)提出問題
一般而言,學(xué)生在實際生活中遇到的難題,及學(xué)生在化學(xué)過程中產(chǎn)生的疑問都能引發(fā)學(xué)生提出問題,進行探究。因此,化學(xué)教學(xué)過程中,教師要跟就學(xué)生的實際情況,選擇具有代表性的,具有實際操作性的問題讓學(xué)生進行探究實驗。
(二)猜想假設(shè)
通常在教師提出問題后會引發(fā)學(xué)生的疑惑,好奇,困惑,進而引發(fā)學(xué)生的探究心理,促進學(xué)生自覺自發(fā)的收集資料,與同學(xué)討論,并通過設(shè)計實驗提出某種假設(shè)。
(三)設(shè)計方案
教師可讓學(xué)生根據(jù)自己的假設(shè)進行方案設(shè)計,在方案設(shè)計前,進行小組間的討論,保證方案設(shè)計的合理性,還可以培養(yǎng)學(xué)生的思維能力,讓學(xué)生養(yǎng)成動腦思考的好習(xí)慣,同時,還培養(yǎng)了學(xué)生與人合作交流的科學(xué)素養(yǎng)。
(四)驗證試驗
在教學(xué)過程中,教師要引導(dǎo)學(xué)生進行觀察思考,通過設(shè)計方案的實踐,進行驗證試驗,并叫試驗得出的數(shù)據(jù)記錄下來。
(五)得出結(jié)論與思考評價
學(xué)生進行驗證試驗后,教師要引導(dǎo)學(xué)生對所得的結(jié)論進行思考和評價,讓學(xué)生學(xué)會用報告的形式進行實驗的總結(jié)。報告內(nèi)容要報括實驗的對象,目的,步驟,方法,結(jié)論,評價等。
二、探究實驗在高中化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用
(一)高中化學(xué)實驗探究的問題
在高中化學(xué)實驗探究的問題主要包括:①策略性問題。即教師可以引導(dǎo)學(xué)生對高中化學(xué)教學(xué)中一些難點,重點進行研究。②理論性問題。在化學(xué)教學(xué)中正常的講述常常不能讓學(xué)生掌握知識,而需要掌握實驗理論,實驗原理和實驗儀器才能讓學(xué)生深入了解,因此教師可以引導(dǎo)學(xué)生進行探究性實驗。③實事性問題。在化學(xué)教學(xué)通常與日常生活中的一些實際現(xiàn)象相關(guān)聯(lián),教師可通過引導(dǎo)學(xué)生研究此類問題激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。
(二)高中化學(xué)探究實驗的類型
高中的化學(xué)探究實驗一般包括:①操作性實驗。這類實驗是指通過具體的實踐操作讓學(xué)生數(shù)學(xué)各種實驗儀器的操作方法,進而起到鞏固所學(xué)知識的效果。②知識性實驗。這類實驗是指讓學(xué)生用已經(jīng)學(xué)過的知識來鞏固新知識,促進學(xué)生吸收消化新知識。③能力性實驗。能力性實驗一般是以培養(yǎng)學(xué)生的動手,動眼,思維,想象等能力為主的探究性實驗。④創(chuàng)新演示性實驗。這類實驗是指在原有知識的基礎(chǔ)上進行改進實驗,并對這樣實驗現(xiàn)象做出解釋,進而讓學(xué)生更加深刻的理解知識。
(三)學(xué)生針對探究問題進行預(yù)期
根據(jù)已學(xué)知識,學(xué)生可以思維處理所提出的問題,并積極收集相關(guān)的材料。并對提出的問題合理的進行預(yù)期。
(四)引導(dǎo)學(xué)生如何進行假設(shè)并設(shè)計實驗方案
在化學(xué)教學(xué)中教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生進行問題的假設(shè)并設(shè)計實驗的方案,具體環(huán)節(jié)有:①組織學(xué)生對所提問題的相關(guān)內(nèi)容進行預(yù)習(xí),讓學(xué)生有個初步的了解。②對實驗的目的要明確。③教師引導(dǎo)學(xué)生進行假設(shè)。④人員的分工要明確。⑤預(yù)算好實驗時間。⑥進行實驗步驟的設(shè)計。教師要對學(xué)生的設(shè)計方案進行檢查,幫助學(xué)生完善自身設(shè)計,進而提高學(xué)生的設(shè)計實驗?zāi)芰Α?/p>
(五)通過實驗驗證假設(shè)
教師必須嚴格監(jiān)督學(xué)生在實驗過程中做好實驗的數(shù)據(jù)及現(xiàn)象。同時,若是在實驗過程中學(xué)生的操作步驟出現(xiàn)錯誤,教師必須及時糾正。在探究實驗中,由于學(xué)生思考方法不同,采用的解決問題的策略和路徑也會有所不同,應(yīng)多鼓勵學(xué)生進行合作學(xué)習(xí),并通過集體力量讓學(xué)生接受到不同的信息,同學(xué)之間互相學(xué)習(xí),有效的完成習(xí)得。
(六)進行假設(shè)
評價是探究實驗中重要的環(huán)節(jié),評價不僅是對實驗內(nèi)容的評價,同時也是對整個實驗過程的深入分析。在對探究實驗進行評價時,從學(xué)生的提問開始,對實驗過程的每一步進行評價。主要有三種評價:①教師對學(xué)生的評價。這種評價要求教師具有良好的溝通能力,評價能力及教學(xué)能力,能準確的找出學(xué)生在探究實驗中存在的不足。②學(xué)生互評。學(xué)生之間相互評價能反應(yīng)出評價的多元化,學(xué)生可以通過相互評價補充教師沒有評價到的,進而獲得更多的知識。③自我評價。學(xué)生進行自我評價是表現(xiàn)學(xué)生在實驗中努力及學(xué)生取得進步的重要手段。
三、結(jié)束語
探究實驗是化學(xué)課堂中有目的探索事物客觀規(guī)律的活動,通過實驗,可以使相關(guān)的結(jié)論更具有說服力,因此在高中教學(xué)中要加強探究實驗在化學(xué)課堂中的應(yīng)用,讓學(xué)生在實際操作中更好的學(xué)習(xí)化學(xué)知識,提高學(xué)生動手動腦的能力,為學(xué)生未來的發(fā)展打下堅實的基礎(chǔ)。
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篇10
一、改變物理實驗教學(xué)觀念,充分調(diào)動學(xué)生參與實驗的積極性
在應(yīng)試教育的模式下,傳統(tǒng)的高中物理實驗課缺乏活力,學(xué)生只是機械地完成預(yù)定的實驗步驟、采編數(shù)據(jù),學(xué)生的主體地位遠沒有得到重視,因而缺乏主動探究的熱情。這與新課標提到的要“讓學(xué)生積極參與,樂于探究,勇于實驗,勤于思考”的理念相差甚遠,收不到物理實驗應(yīng)有的效果。因此,在高中物理實驗課中除了要發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用,更要突出學(xué)生的主體地位,鼓勵學(xué)生積極主動地參與實驗,多給學(xué)生提供自主的時間和空間,并鼓勵他們按照自己的思路進行實驗設(shè)計和操作,只有這樣,才能充分調(diào)動學(xué)生的科學(xué)探究熱情,收到較好的實驗效果。
二、注重探究性實驗的教學(xué),不斷培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力
創(chuàng)新能力是一個學(xué)生最重要最可貴的素質(zhì),而物理實驗課是學(xué)以致用的最直接的平臺,因此,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力是物理實驗的基本目標之一。要做好這一點,積極開展探究性實驗教學(xué)就是很好的途徑。探究性物理實驗作為物理實驗的一種形式,作為學(xué)生的一種積極主動的認知手段,既有別于一般的測定性實驗,又有別于傳統(tǒng)的驗證實驗,其目的在于使學(xué)生獲得物理實驗研究方法的訓(xùn)練。開展探究性實驗的教學(xué),能夠使學(xué)生在探索發(fā)現(xiàn)的過程中,發(fā)展理性的、批判的思想方法,體驗學(xué)者研究的苦衷和愉悅,培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)、探索能力,提高科學(xué)素養(yǎng)。
三、充分應(yīng)用多媒體輔助實驗教學(xué),加強物理實驗的教學(xué)效果
多媒體技術(shù)可以迅速改變實驗條件和物理參數(shù),在較短的時間內(nèi)向?qū)W生提供大量、具體、生動的教學(xué)信息,創(chuàng)設(shè)不同的物理情境,因而能很好地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和探究的欲望。有些在一般條件下無法做到的實驗也可以由多媒體技術(shù)進行模擬。例如原子物理中的α粒子散射實驗,就可以利用多媒體制作實驗的動畫,使學(xué)生清晰地觀察到α粒子散射的過程,加深對α粒子散射實驗的認識,進而為后繼的核式結(jié)構(gòu)做好鋪墊。
四、高中物理實驗教學(xué)的改進措施
1.改變當(dāng)前的物理實驗教學(xué)中的模仿模式。
針對當(dāng)前物理實驗教學(xué)中演示模式的問題,作者認為應(yīng)該將學(xué)生事先知道實驗結(jié)果和步驟的模范實驗過程,變?yōu)樘剿餍再|(zhì)的實驗。具體的操作步驟是,給學(xué)生設(shè)定一個教材中的實驗,讓學(xué)生來自己設(shè)計實驗步驟,實驗工具 通過這種模式,學(xué)生首先可以鞏固和掌握自己已經(jīng)學(xué)過的知識,并能極大的促進學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新能力。通過對親身的實驗探索,比教師填鴨式的說教效果會好很多,而且學(xué)生也會對理論的記憶和掌握更加深刻。
2.讓物理實驗走出實驗室,走出教材。
教材中擬定的實驗必定是少數(shù)的,而更多的實驗來自于課外。物理教師在給學(xué)生安排足夠的實驗課程之外,還要鼓勵學(xué)生進行課外實驗創(chuàng)新活動,鼓勵他們在課外中發(fā)現(xiàn)問題,解決問題。如作者在講自由落體的時候,給學(xué)生布置了一個作業(yè),讓學(xué)生們分成幾個小組,設(shè)計一個讓生雞蛋從五樓掉下來而不摔破的實踐,但是要求所用到的實驗器材(學(xué)生自選)不能超過雞蛋的質(zhì)量。
3.多為學(xué)生設(shè)定一些開發(fā)式的實驗。
教師可以通過選擇一些小的探索性課題,讓學(xué)生動手進行理論推導(dǎo),并相應(yīng)設(shè)計實驗步驟來進行驗證。當(dāng)然,由于高中生的知識水平有限,動手能力也還不足,因此,這樣的方式對于他們來說,確實有一些困難。這時候,物理教師可以給予指導(dǎo),包括為學(xué)生限定實驗器材,讓學(xué)生能夠?qū)⒅匦姆旁谀硞€理論重點之上;或者提示學(xué)生該課題所能用到的實驗原理,讓學(xué)生根據(jù)實驗的原理來自行往下推導(dǎo),并設(shè)計實驗步驟。
五、認識實驗教學(xué)內(nèi)容的教育功能,強化學(xué)生實驗探究能力的培養(yǎng)
物理實驗對學(xué)生學(xué)習(xí)掌握探究自然規(guī)律、研究自然科學(xué)的方法 , 形成科學(xué)求實的態(tài)度 , 提高科學(xué)的素養(yǎng)是很好的教育平臺 , 但不同的實驗內(nèi)容對學(xué)生能力的培養(yǎng)有著不相同的功能 , 如高中物理實驗中的技能訓(xùn)練型實驗、測定性實驗、驗證性實驗、探究性實驗等 , 在教學(xué)中的要求和功能則不同 , 教學(xué)中應(yīng)從實驗的內(nèi)在價值出發(fā) , 有所側(cè)重的培養(yǎng)學(xué)生六種能力,為此,在實驗教學(xué)中要走出每一個實驗都必須按照科學(xué)探究的過程進行的誤區(qū) , 科學(xué)有效的確定實驗教學(xué)的目標。技能訓(xùn)練型實驗主要是訓(xùn)練學(xué)生掌握基本物理儀器調(diào)整、使用方法及其注意的事項 , 主要突出使用儀器的規(guī)范化訓(xùn)練 , 使學(xué)生正確的應(yīng)用儀器進行測量、觀察和讀數(shù)。培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會看儀器說明書并學(xué)會使用儀器的能力。
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