浅谈科学课实验教学与学生实验技能培养

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  【摘 要】实验教学是科学课教学中最根本、最重要的教学活动,应将实验技能的训练与培养置于实验探究活动之中, 使二者有机结合起来,形成“科学”实验技能, 使实验技能的训练成为实验探究活动的结果之一。培养学生的实验技能,了解科学的研究方法,培养严格的实事求是的科学态度,对学生今后搞科学实验和技术革新有重要的基础作用。
  【关键词】实验教学 实验技能 科学课
  
  科学课是一门以实验为基础的学科,科学课中所有的科学知识,包括科学概念、定律和理论,都是在实验的基础上建立起来的,教材中大量的活动与实验必须在专门的实验室里完成。通过实验活动,激发学生学习科学的欲望、探究自然的兴趣和好奇心,并设置学生学习的具体情境,让学生在实验室里十几分钟乃至几十分钟跨过人类数十年甚至数百年的历史长河,将科学家探索的历程与研究成果真实地在学生面前重现。因此,培养学生的实验技能,了解科学的研究方法,培养严格的实事求是的科学态度,对学生今后搞科学实验和技术革新有重要的基础作用。这也就是当前我们贯彻和实施素质教育,提高学生实验素质的正确教育思想。
  
  一、科学课程对实验教学的要求
  
  科学课程以提高每个学生的科学素养为总目标。发展学生的科学素养离不开科学的学习过程,而科学本质就其过程来说是对自然界的一种特殊的探究活动。科学课程应当突出科学探究的学习方式,给学生提供进行科学探究实验的机会,让学生通过手脑并用的实验活动,体验实验过程的曲折和乐趣,学习科学方法,发展实验中所需要的能力并增进对科学探究的理解。科学课实验教学的主要目的就是使学生领悟科学探究的思想,培养学生进行实验探究所需要的能力,增进对实验方法与过程的理解,最终能够自己设计实验方案去解决身边的实际问题。
  
  二、进行科学探究所需要的实验技能
  
  进行科学探究需要一定的实验技能,具体要求如下:
  1、使用基本工具和仪器进行测量和观察的技能。涉及的工具和仪器主要有:刻度尺、量筒、天平、秒表、温度计、显微镜、电流表、电压表、地图和地球仪、星图、普及型天文望远镜等。
  2、基本实验技术,主要包括收集某种气体、配制溶液、分离混合物、加热、制作简单标本的技术等。
  3、查阅信息资料的技术,主要包括查阅图书报刊资料、利用网络收集信息等。
  
  三、将实验技能的训练与培养, 置于科学实验探究活动之中
  
  实验教学是创造性的活动。一方面,教师应营造这样一种环境教师和学生一起以科学探究的精神,积极主动地探索、认识自然界;另一方面,科学课实验教学必须从学生的实际出发,激发学生们的学习兴趣。借助各种教育资源,引导学生主动建构科学知识,学习科学方法,发展科学探究能力,培养科学态度、情感与价值观,了解科学、技术与社会的关系。
  对学生进行实验技能的训练, 是实验的功能之一, 但不是唯一功能。应将实验技能的训练与培养, 置于实验探究活动之中,使二者有机结合起来,形成“科学”实验技能, 使实验技能的训练成为实验探究活动的结果之一。所以在科学课实验教学中,要从以下七个方面来提高学生实验技能:
  
  1、突出学生的主体地位
  在实验探究教学活动中,教师是组织者,是指导者,学生是实验的设计、操作、评价的参与者,学生在直接参加实验的设计、操作实验过程中,培养和提高了观察能力、分析能力和动手能力,培养了创新精神和科学精神,在整个实验过程中,学生的思维被“激活”,而且有很大的发散空间,使自己的思维能力、思考能力和想象能力得到积极培养和充分发挥,学生不再是旁观者,而成了实验教学中的主体。
  
  2、端正实验态度
  科学教育在广义上有4个目标:态度、过程、知识、技能。态度是基础,也是知识技能形成的决定因素。首先教师自己要端正实验态度,因为教师的言传身教将直接影响学生的技能培养。教师对待实验教学的态度直接决定了学生对待实验教学的态度,如果连老师都不重视实验教学,学生更加不会重视实验学习。具体表现在对实验本身不重视,认为实验只是理论的附属品,可做可不做,即使做了也是敷衍了事,没有足够的时间进行充分的练习(而我们都清楚,技能的形成必须依赖于大量的练习);根本不重视实验操作的规范性,只要能做出来,管他怎么做都无所谓。以这样的态度对待实验教学,要想培养学生良好的实验技能显然是不可能的。事实上,实验课在整个教学过程中的作用不容小看。原因就在于它是理论与实践、提高与强化、学习与运用的高度融合,是深刻理解、熟练运用理论的一个不可忽略的途径和环节。因此,无论是教师还是学生必须强化实验意识,把实验放在十分重要的位置,进而端正实验态度,以积极认真的姿态投入实验课教学与学习中。
  
  3、学生在实验操作前形成清晰的思路
  有些学生在实验操作时比较盲目,有关知识不系统。这就要求教师根据问题存在的原因,根据实验技能形成的过程和特点,采取行之有效的措施。因为任何一项操作技能的形成都须经历动作的认识和定向阶段、动作的联系阶段、动作的协调和完善阶段三个过程。学习新材料时,学习者认知结构中应具有同化新教材的适当基础,也就是应有必要的起点行为。据此,实验中应让学生在动作的认知阶段了解“做什么”和“怎样做”。在行动之前了解有关实验知识,看到规范的示范操作,形成正确的动作印象;在操作技能的动作定向阶段要求学生操作动作一定要规范,不能求快,要按操作程序逐步进行,教師还应该多次进行示范操作,帮助学生分析错误的原因,指出正确的做法和容易出现的问题。例如在七年级“研究摩擦力的大小和哪些因素有关”的实验中要求用弹簧测力计拉着物理小车在四种不同的情况下做匀速直线运动,分别记录弹簧测力计的示数:
  


  在进行该实验之前,教师应该讲解或者让学生讨论(这样效果更好)为什么要测量四种不同情况下小车受到的拉力,并演示其中的一个步骤,让学生形成正确的印象,再由学生按步骤完成实验操作。
  
  4、规范实验操作
  初中学生的好动性强,因而他们的操作兴趣也较强,但是这种兴趣只倾向于动手操作上,一旦这种欲望得到满足,兴趣也就消失了,在练习中便出现只求结果,不顾过程的现象。例如在使用天平和量筒的的实验中,有些学生不调节天平空载平衡,便测量质量;手动砝码和游码;往量筒里倒水,不时有水流到实验台上;读数时有的仰视有的俯视。这时,教师应根据学生实验技能学习的心理特点及成因,详细地向学生介绍整个实验所涉及的各项知识,要达到实验原理、目的、实验步骤是什么,对使用的实验器械则应具体介绍其构造和使用方法,并进行规范操作。
  
  5、鼓励学生自己设计实验
  实验设计是科学探究的一项重要内容,实验者实施实验之前,根据一定的实验目的和要求,运用有关知识和技能,对实验的方法、仪器、装置、步骤在头脑中进行规划,通过实验设计并进行实践的过程实质上是一个问题解决的过程。
  根据不同的实验要求,让学生发挥想象,运用所学知识自行设计新的实验,做出实验安排,并赋予实验。通过这种实验的设计,操作,全面提高其驾权、运用所学知识解决实际问题的能力,增强其综合素质。这样从理论到实践,学生既动手又动脑,能有效提高学生的实验能力。例如在七年级学习关于天气的知识时可以引导学生设计关于“人工造雨”的实验。向学生提供以下实验器材:电热壶或普通水壶及加热灶,金属器皿(金属托盘或不锈钢水杯),铁架台或铁钳。学生使用这些材料与仪器自行设计实验,并由学生自己组装仪器,演示降水现象。教材安排该实验虽有一定难度,但却能提高学生的实验能力,更好的体现科学课程注重探究实践的基本要求。
  
  6、提高学生分析实验的能力
  实验活动不但要从方法上表现出运用各种材料的灵活性,而且还要让学生从原理上理解这些实验。做任何一项实验,需要有周全的计划,对实验可能产生的现象与结果预先作出正确的判断,收集并记录数据,最终得出结论。亲身参与实验活动的意义就像一句老话中说的:“我听说的,容易忘记;我看到的,容易记住;我亲手做过的,就能很好的理解。”应该还要加上最后一句“我解释了它的原理,我才能真正地理解它。” 所以,对于课本中的实验,除了让学生尽可能亲自动手操作外,还应要求学生充分讨论推敲,以提高学生分析实验的能力。教材在安排与设计中也充分体现了这一点,例如在八年级“影响重力势能的因素”的实验后就引导学生分析与思考以下问题:(1)同一物体所处的高度与它所具有的重力势能有何关系?(2)处于同样高度的物体,它的质量与所具有的重力势能有何关系?教师在课堂教学中,除了指导学生动脑设计实验、动手做实验外,还要引导学生对实验过程中的得失进行探讨分析。特別是强调实验的几个基本原则:客观性、可重复性、对照性等。
  
  7、加强对实验探究的评价
  科学实验探究的重要目标是体验科学过程,形成初步的科学探究能力,增进对科学探究的理解。具体的评价目标包括:提出科学问题,进行猜想和假设,制定计划、设计实验,观察与实验、获取事实与证据,检验与评价,表达与交流等六个方面。对学生科学探究方面的评价,主要采用实践活动、书面测试等评价方法。评价结果用激励性评语、等级或分数表示。评价的最终目的应该是促进达到实验目的,改善实验教学和学习的效果。利用实验评价的结果,来改进教师的实验教学效果,分析学生实验技能与能力,确定学生学习的优缺点,以便决定辅导的策略。
  实验教学在中学科学课教学中具有重要作用:有利于学生加深理解和巩固掌握所学的基础知识或直接获取科学基础知识;有利于培养学生实验操作技能;有利于培养学生的观察能力、思维能力及分析问题和解决问题的能力;有利于帮助学生确立辩证唯物主义自然观;有利于培养学生严谨的科学态度、实事求是的工作作风和认真细微的学习习惯;有利于培养学生学习科学的兴趣及调动学生学习的积极性;有利于培养学生团结协作精神……通过实验,最终引发学生对活动中涉及科学原理的积极讨论,让更多的学生对实验提出“如果那样做会出现什么现象”的问题,在实验活动中提高学生的实验技能,并进一步提高学生分析和解决问题的能力。
  
  【参考文献】
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