周小鋒
(浙江省杭州市蕭山區(qū)瓜瀝鎮(zhèn)第一初級中學(xué),浙江杭州 311241)
科學(xué)實驗教學(xué)應(yīng)當(dāng)落實新課程標(biāo)準(zhǔn)和素質(zhì)教育理念,以學(xué)生為本,注重學(xué)生在學(xué)習(xí)中的主體位置,培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、團(tuán)結(jié)合作能力和科學(xué)探究能力,體現(xiàn)出現(xiàn)代化的科技成果。然而目前在初中科學(xué)實驗教學(xué)中依舊有著較多的問題,實驗教學(xué)效果提升困難,學(xué)生面對新的問題缺乏一定的分析能力,思維發(fā)展固化情況嚴(yán)重,影響了學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的形成和未來的全面發(fā)展。
初中科學(xué)實驗教學(xué)中,學(xué)生的學(xué)習(xí)動力和學(xué)習(xí)興趣激發(fā)非常重要,可以促使學(xué)生以主體的姿態(tài)投入到學(xué)習(xí)中,以達(dá)到學(xué)生的探究能力和科學(xué)探究精神提升。因此,教師在科學(xué)實驗教學(xué)中,應(yīng)當(dāng)把握以下三個關(guān)鍵性原則,全方面提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效果,保障學(xué)生的主體地位。
科學(xué)實驗教學(xué)應(yīng)當(dāng)結(jié)合當(dāng)?shù)厣詈蛯W(xué)生的實際情況,使學(xué)生能夠結(jié)合生活經(jīng)驗和舊知識對新知識進(jìn)行探究性學(xué)習(xí),從而感受到科學(xué)知識與生活的緊密關(guān)系。在科學(xué)實驗教學(xué)過程中,教師可以將生活中的用品作為實驗道具,使學(xué)生感受到熟悉感,減小學(xué)生的學(xué)習(xí)阻力,便于學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)和理解,培養(yǎng)學(xué)生在實際生活中應(yīng)用科學(xué)知識的能力。隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和物質(zhì)的豐富,從學(xué)生生活實際出發(fā)選擇實驗物品,能夠使科學(xué)學(xué)科的優(yōu)勢表現(xiàn)的更加充分,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,使學(xué)生在生活中以科學(xué)的眼光觀察事物,以科學(xué)的思維模式分析生活中的問題,不斷提高學(xué)生的核心素養(yǎng)。
比如在進(jìn)行浙教版科學(xué)七年級下冊 《細(xì)菌和真菌的繁殖》教學(xué)時,教師可以開展課外實踐活動,讓學(xué)生自選“食物霉變原因”或“酸奶制作研究”課題進(jìn)行研究,使學(xué)生在研究過程中掌握細(xì)菌的特征和繁殖條件以及抑制條件,對如何利用細(xì)菌優(yōu)點,抑制細(xì)菌缺點進(jìn)行歸納總結(jié),得出細(xì)菌在生物圈中的地位以及對人類的作用結(jié)論,形成研究報告。在這一過程中,教師可以組織學(xué)生開展小組合作教學(xué),以小組的力量自主完成整個的課題研究,促進(jìn)學(xué)生的科學(xué)探究能力和科學(xué)學(xué)科素養(yǎng),而且培養(yǎng)了學(xué)生的團(tuán)結(jié)合作能力,使學(xué)生得到全面的發(fā)展。
在科學(xué)實驗教學(xué)過程中教師應(yīng)當(dāng)創(chuàng)設(shè)必要的生活情境,讓學(xué)生在生活情境中進(jìn)行實驗探究,這樣能夠使課堂變得更加生動形象,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,使學(xué)生產(chǎn)生求知欲和探究欲,有利于提高實驗教學(xué)的有效性。在科學(xué)實驗教學(xué)中創(chuàng)設(shè)生活情境,除了需要遵守上文中結(jié)合生活實際之外,還需要重點注意以下兩個方面:第一是教師應(yīng)當(dāng)對教材中的實驗案例進(jìn)行情境創(chuàng)設(shè),讓學(xué)生通過情境自主探究,獲得知識的積累,促進(jìn)學(xué)生對新知識的吸收和理解。第二是通過實驗教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行課外拓展,激發(fā)學(xué)生的發(fā)散性思維。
比如筆者在上七年級上冊第二章第一節(jié)觀察蝸牛時,在課前提出想辦法在校園或家附近抓幾只蝸牛,注意留意你抓住蝸牛的環(huán)境,試著把環(huán)境情況描述出來,并猜測蝸牛喜歡的生活環(huán)境是怎樣的。把你看到和想到的記在下面。
表1
蝸牛喜歡的生活環(huán)境可能是:_____________
蝸牛的生活習(xí)性:_______________________
在上課時讓小組組間展示抓的蝸牛,每個組都有自己抓來的蝸牛,多的小組有將近十只,小組間無形中出現(xiàn)了比哪個組抓的蝸牛多,抓的蝸牛大的比賽。班級也像是個生物館,學(xué)生們爭先恐后地在各個小組之間參觀交流。其中有一個小組的一只黑蝸牛個頭最大,殼就足足有一個乒乓球那么大,被公認(rèn)為“蝸牛王”,有很多人在向抓到這只蝸牛王的同學(xué)“取經(jīng)”,希望自己也能去抓一只大的。還有一個組更有趣,里面有個組員誤把蛞蝓當(dāng)作了蝸牛,抓了好多沒有殼的“蝸?!?,引起了班級的圍觀和一片笑聲,最終在筆者的指揮下學(xué)生才從熱鬧中停了下來。通過生動的情境將教材中的科學(xué)知識和實驗過程變得更加有趣,使學(xué)生在學(xué)習(xí)中興趣盎然,不覺辛苦勞累,同時擁有一定的成就感。
目前很多教師在進(jìn)行科學(xué)實驗教學(xué)時,往往喜歡向同學(xué)演示過程,隨后學(xué)生跟著做一遍,走個過程,導(dǎo)致實驗教學(xué)形式化嚴(yán)重,影響學(xué)生的科學(xué)精神和核心素養(yǎng)形成。更有個別的教師,利用多媒體技術(shù)僅僅是將實驗過程放映一遍,完全沒有給學(xué)生自己動手實踐的機(jī)會,違反了科學(xué)實驗的精神,嚴(yán)重阻礙了學(xué)生的全面發(fā)展。因此,在科學(xué)實驗教學(xué)中教師要注重學(xué)生探究,不能通過演示直接告訴學(xué)生整個實驗的過程和實驗的結(jié)論,而是將一些科學(xué)儀器設(shè)備的正確使用方法進(jìn)行傳授,實驗過程由學(xué)生自主完成,對實驗現(xiàn)象進(jìn)行分析,最終自己得出實驗結(jié)論,填寫實驗報告。只有這樣學(xué)生才能夠更好地理解科學(xué)知識,形成良好的科學(xué)探究意識。
比如筆者在上八年級下冊第三章第六節(jié)時,將書本中的驗證氧氣的演示實驗改為學(xué)生動手實驗,請學(xué)生用老師提供的器材來驗證光合作用能夠產(chǎn)生氧氣,請將你的實驗設(shè)計寫下來,并親身體驗實驗的樂趣。器材:漏斗1個,燒杯1只,金魚藻(一種水生的綠色植物)若干。這樣通過利用身邊可利用的實驗器材來完成書本的探究實驗,親身體驗科學(xué)家進(jìn)行探究實驗的過程,有利于引導(dǎo)學(xué)生注重探究過程,體會探究的重要性??茖W(xué)實驗教學(xué)要充分發(fā)揮學(xué)科的探究功能,使學(xué)生從知識發(fā)現(xiàn)的起源進(jìn)行觀察,從而獲得完整的知識建構(gòu),提高學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)。學(xué)生通過動手實踐、自主思考和科學(xué)探究,充分體現(xiàn)了以學(xué)生為主體的教學(xué)新理念。
初中科學(xué)實驗教學(xué)中需要強(qiáng)調(diào)實驗的應(yīng)用性,提高學(xué)生的實驗探究能力,使學(xué)生在面對新的問題時能夠以科學(xué)的角度入手,通過實驗獲得對新問題的認(rèn)識。因此,教師在教學(xué)過程中應(yīng)當(dāng)剔除傳統(tǒng)教學(xué)上的弊端,采用多種方式的教學(xué)方式,注重學(xué)生的主體地位。
初中生由于個體差異和知識儲備水平的不同,對于科學(xué)實驗接受能力也不同,在學(xué)習(xí)中如何促進(jìn)全班同學(xué)的共同發(fā)展是教師們研究的重點問題。分層教學(xué)是一種符合初中學(xué)生認(rèn)知規(guī)律,能夠通過分設(shè)目標(biāo),使每位同學(xué)都能進(jìn)步的教學(xué)方法,在教學(xué)中也被廣泛應(yīng)用。在實驗教學(xué)中也嘗試實施分層教學(xué),能夠?qū)嶒灲虒W(xué)中的各過程和拓展深度按照學(xué)生能力水平分出不同層次的目標(biāo)。
比如筆者在上八年級下冊第二章探究二氧化碳制法時,一般老師上課時為保證該實驗成功,直接用稀鹽酸與大理石制取二氧化碳的實驗,然后在碳酸鈉試管中滴入稀鹽酸,觀察反應(yīng)現(xiàn)象進(jìn)行對比,這樣雖然節(jié)約了上課時間,但大多數(shù)學(xué)生都沒有參與其中。而筆者是這樣設(shè)計教學(xué)內(nèi)容的,先提出第一個問題:“研究二氧化碳制法,應(yīng)從哪幾個方面來研究?”首先要求學(xué)生將前面學(xué)習(xí)過的所有生成物有二氧化碳的化學(xué)方程式寫出來,這一問題小組內(nèi)的大部分學(xué)生都會,都會嘗試去作答。
然后再要求學(xué)生對這些方程式進(jìn)行逐步探討判斷,它們能否作為實驗室制取二氧化碳的反應(yīng)?為什么?當(dāng)學(xué)生都能判斷出不能作為反應(yīng)的原理后,又指導(dǎo)學(xué)生閱讀教材,從中找出答案,并自己動手進(jìn)行實驗對比。在這樣的探究活動中,大部分的學(xué)生都參與其中,而且都能有所收獲。
教師要充分信任學(xué)生的探究能力,教師的作用只是提供知識背景及相關(guān)資料,認(rèn)真組織,積極引導(dǎo),解答學(xué)生遇到的問題并及時歸納和總結(jié),而并不是全權(quán)代勞,把學(xué)生作為探究活動的助手而不是主體。 學(xué)生通過小組合作形式參與到課堂實驗活動中,能夠全面提高自主探究能力,使學(xué)生的實驗水平和探究能力都有所提升,使其能全面發(fā)展自己的能力。
目前大部分初中科學(xué)實驗教學(xué)中的實驗案例都是驗證性試驗,通過實驗對課本上的理論和概念進(jìn)行驗證,學(xué)生只要觀察到實驗中應(yīng)用的現(xiàn)象,就草草結(jié)束實驗,表明該理論和概念成立。這樣的實驗教學(xué)雖然對學(xué)生理解科學(xué)知識有一定的幫助,但是不利于學(xué)生的興趣提升和探究精神的形成。對于這樣的教學(xué)現(xiàn)狀,教師應(yīng)當(dāng)主動選擇拓展性實驗訓(xùn)練,增加探究性實驗的教學(xué)次數(shù)。
比如筆者在九年級上冊第三章第五節(jié)中,對于教學(xué)內(nèi)容做了如下處理,先向?qū)W生提問做功真的能改變內(nèi)能嗎?我們用實驗來驗真?zhèn)?。請小組同學(xué)合作完成泡沫塊摩擦溫度計的實驗。學(xué)生們都很積極,小組內(nèi)同學(xué)馬上考試合作進(jìn)行實驗,各組對泡沫塊摩擦溫度計的實驗很感興趣,通過反復(fù)摩擦發(fā)現(xiàn)溫度計的示數(shù)上升明顯。請成功的小組到講臺展示,他們小組通過實驗發(fā)現(xiàn),泡沫塊摩擦溫度計后示數(shù)會上升,我們得出結(jié)論是溫度計的內(nèi)能增加了,因為溫度是內(nèi)能大小的標(biāo)志。
通過增加這個實驗,使學(xué)生自己探究得到改變內(nèi)能的途徑:做功。
利用已知的知識和研究方法,對未知的事物進(jìn)行探究和發(fā)現(xiàn),從而獲得結(jié)論和科學(xué)知識,不斷提高學(xué)生利用有知識探究新知識的能力,培養(yǎng)學(xué)生的實驗技能和創(chuàng)新能力,使學(xué)生的主體作用得到充分發(fā)揮。
科學(xué)實驗教學(xué)應(yīng)當(dāng)能夠?qū)ふ疑钪械慕虒W(xué)資源,將科學(xué)實驗過程與生活緊密結(jié)合。在教學(xué)中,教師應(yīng)當(dāng)選取實用性較強(qiáng)的實驗,提高學(xué)生的知識遷移能力。
比如筆者在上七年級上冊書本145頁,學(xué)習(xí)“氣體能溶解在液體中”,對于溶解能力的影響因素只提了一個溫度,且溫度影響結(jié)論直接給出。同時也沒有提及壓強(qiáng)因素,而在今后學(xué)習(xí)《物質(zhì)在水中的溶解》和《大氣壓與人類生活》中卻經(jīng)常要涉及到,但是書本上沒有明確說明氣壓和氣體溶解能力的關(guān)系。對于七年級的學(xué)生而言,關(guān)于打開汽水前搖一搖,瓶體變硬,打開瓶蓋汽水會噴出來的現(xiàn)象是熟知的,就能順利的引入這樣一個演示實驗,第一步:將碳酸飲料沿?zé)诰従彽谷霟?,滴加幾滴紅墨水,針筒排盡空氣,吸取飲料約30 mL左右,倒置,推動活塞,排盡空氣,用塞子塞住針筒前端。第二步:拉伸活塞,能夠看到大量的氣泡迅速冒出,氣壓減小,氣體溶解能力降低,氣體從液體中出來。第三步:恢復(fù)活塞至原來刻度,氣泡消失,氣壓增大,氣體溶解能力增強(qiáng),氣體又溶于液體中。第四步:將針筒倒置入裝有60℃的熱水中,靜止片刻,能看到活塞慢慢地被向上推起,能夠明顯的看到液面和活塞之間有一段氣體柱。這個實驗簡單而現(xiàn)象明顯,直接將氣體的溶解能力和氣壓的關(guān)系補(bǔ)充進(jìn)去,同時深化溫度對氣體溶解性的影響。
這樣的實驗拓展給學(xué)生營造出良好的學(xué)習(xí)空間,促進(jìn)學(xué)生將科學(xué)知識和其他知識應(yīng)用到實際生活中,并能用知識來解釋生活中的一些現(xiàn)象。
總而言之,在初中科學(xué)實驗教學(xué)中,教師應(yīng)當(dāng)以學(xué)生為本,立足于學(xué)生的發(fā)展需要,尊重學(xué)生的主體地位,不能夠僅僅通過講授教學(xué),而是應(yīng)當(dāng)給予學(xué)生充分展示自己能力的空間,利用自主探究式教學(xué)方法,不斷提高學(xué)生的探究意識和科學(xué)精神,使學(xué)生通過科學(xué)實驗和動手操作能夠掌握科學(xué)探究的方法,使科學(xué)實驗教學(xué)目標(biāo)順利實現(xiàn)。在教學(xué)過程中,教師也要注重自身的引導(dǎo)作用,參與到科學(xué)實驗學(xué)習(xí)中,引導(dǎo)學(xué)生的全面發(fā)展。
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