時間:2023-07-12 16:26:15
序論:寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隱藏在內心深處的真相,好投稿為您帶來了七篇探究性實驗的特點范文,愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑,助力您的創作。
一、物理探究性實驗教學的內涵
要了解清楚物理探究性實驗教學的內涵,就要搞清楚探究的意思.顧名思義,“探究”的意思就是探討和研究.而探究性學習是通過自己的探討和研究來進行學習.探究性實驗教學,就是把探究性學習作為中心來進行教學.具體說,探究性實驗教學是老師的幫助指導下,讓學生通過分組合作,參考教材上的資料,進行實驗的探究,最終驗證定律.這樣可以讓學生充分的發揮自己的動手能力和表達自己的觀點.在物理的探究性實驗教學課堂上,老師只需要引導學生,剩下的由學生自己來完成.
二、物理探究性實驗教學的特點
通過對物理探究性實驗教學的內涵的了解,物理探究性實驗教學具有以下特點.
1.學生通過探究活動培養能力和獲取知識
傳統的物理教學中,很多時候只把教學的重點放在知識的灌輸,忽略知識的來源和形成過程,這樣往往會使得課堂變得枯燥無味,學生也缺乏學習物理的興趣.如果采用探究性實驗教學,可以讓學生親自操作實驗,了解前人當時是怎樣才能得出這個知識理論的,在動手的過程當中又學習到了新的知識,效率自然會提高不少.做實驗的過程當中,學生從不知到知,從知少到知多,形成了一個十分自然的過程.用這種方法進行教學,教給學生的不只是枯燥無味的一堆符號,同時還教給學生遇到問題時的應變能力.
2.強調學生的自主性
物理探究性實驗教學最強調的是學生的自主性,具體表現在課堂中學生處于主體的地位,教師只起到輔助作用,學生只需老師指導方向,可以盡情地自己動手,從方案的設計,到享受實驗的樂趣,再到得出結論等等,都讓學生自主完成,體現學生的自主性,改變以往傳統教學當中教師占主體地位的情況.
3.重視團隊的合作學習
物理探究性實驗教學當中,學生往往需要進行分組實驗,團隊合作的精神非常重要,實驗過程中,要進行討論,甚至爭論,這有利于實驗的順利進行.分組合作過程中,每個學生看的角度未必都一樣,因此分享看法可以讓所有學生獲益,相比于傳統教學,探究性實驗教學中更注重團隊合作的學習.
三、初中物理探究性實驗教學的幾種模式
1.驗證性實驗的探究
驗證性實驗指學生通過教材上的題目、材料和方法步驟,來進行實驗的操作,并驗證某個學習過的結論或者是概念.如:“密度”是初中物理當中一個非常重要的概念,學習這個概念的時候,學生可以通過做驗證性的實驗來驗證密度這個概念,并應用“控制變量法”進行實驗.密度=質量體積,因此要了解密度,必須要了解質量和體積之間的關系,必須使用控制變量法進行實驗.
如設置幾個問題,讓學生自主進行實驗:
(1)物體的質量和體積之間存在什么樣的關系,如何變化?
(2)質量大的物體體積一定大嗎?體積大的物體質量一定大嗎?
(3)不同物質的密度相同嗎?
這些問題可以讓學生自主地思考,然后激發對物理的興趣,培養實驗的良好習慣.
2.指導性實驗的探究
指導性實驗探究是物理教學當中最常見的實驗教學方式,是根據教材上的指導方案,讓學生根據步驟進行實驗并記錄,最后得出結論.實驗過程中,老師需要進行指導,保證實驗的順利進行.如探究電流與電壓、電阻之間的關系時,教材中給出具體的實驗步驟以及實驗需要的材料,也給出需要學生思考的問題.開始實驗時,老師要及時指導學生回顧電流表電壓表用法的回顧以及輔導學生正確連接電路等等.學生在老師的指導之下,自主進行實驗,最后得出結論.
3.開放性實驗的探究
關鍵詞:高中 生物 探究實驗
教育改革的基礎是中學教育改革,中學教育改革的核心是課程,課程和教材的改革是中學教育改革的龍頭。新的教材增加了研究性學習的內容,而生物學的研究性學習多以探究實驗為主,因此有必要對探究實驗進行研究。
1、關于探究實驗
1.1探究實驗
所謂“探究實驗”指這樣一種學習活動:學生通過自主地參與獲得知識的過程,掌握研究自然所必需的探究能力;同時,形成認識自然的基礎科學概念;進而培養探究未知世界的積極態度。“探究實驗”強調“探究的過程和探究的方法”,注重培養創造力。
1.2科學探究
科學探究指的是學生們用以獲取知識、領悟科學的思想概念、領悟科學家們研究自然界所用的方法而進行的活動。
探究需要做觀察;需要提出問題;需要查閱信息資源以便弄清楚什么情況是為人所知的東西;需要設計調研的方案;需要根據實驗證據來檢驗已經為人所知的東西;需要運用各種手段去搜集、分析和解讀數據;需要提出答案、解釋和預測;需要把研究結果告知別人。探究需要明確假設,需要運用判斷思維和邏輯思維,需要考慮可能的其它解釋。
1.3探究實驗的特點
探究實驗的第一個特點是學生自主地抓住自然的事物、現象,通過探究自然的過程,獲得科學知識,它不同于傳統的理科教學,傳統教學往往離開了自然事物、現象的探究,僅僅熱衷于灌輸現成的結論性知識。
探究實驗的第二個特點是培養學生從事研究的必要的探究能力。在研究自然現象時,能力是必不可少的。
探究實驗的第三個特點是有效地形成認識自然基礎科學概念、科學教學的目的。要按照學生發展的特點,逐步從初步的自然認識提高到高深的自然認識,不斷深化。
探究實驗的第四個特點是培養探究未知世界的積極態度。一個人即使掌握了一定的能力和知識,但缺乏積極的態度和精神,他的知識仍然不會發揮作用,反之,即使他的能力不足和知識面不寬,如果有了旺盛的探究態度和熱情,那么,他的能力很快就會提高,知識很快就會拓寬和深化。
探究實驗的第五個特點是強調探究的過程,對出現的結果也是多元的。對于學生來說,掌握一定的科學方法,感知探究過程,體現其潛能的發揮,這是最重要的。
2、關于探究性課題
2.1探究性課題
探究性課題是根據探究性學習的需要,針對學生的學習特點所確定的、由學生獨立去完成的、體現科學過程和科學方法的學科問題或專題。科學探究的課題應該源于學生覺得有意義的疑問和問題。生命科學的各種原理是探究性課題是一個好的選擇,而與科學和技術有關的實際問題是有意義的探究性課題的又一選擇,現實生活中的社會及熱點問題亦是探究性課題的另一重要選擇。通過學生積極參與、不斷接觸,以及理解力和探究能力的增長,在實踐中培養學生的創新能力和實踐能力。
2.2探究活動過程的設計
探究性課題“設計出的學習活動,不應該看作是一種單純的訓練方式,而應看作是科學探究的一種基本要求。教師所設計的課程要能適應學生們的特殊興趣、知識水平和現有技能,要從學生們以前產生的問題和形成的理念出發來設計課程。”
3、探究性課題的設計原則
3.1科學性原則
科學性原則是一個探究性課題能否成為課題的根本條件。科學探究活動是科學、嚴謹、實事求是的活動,首先要求探究課題本身是科學的,否則所實施的活動和得到的結果都失去了依托。
3.2創新性原則
探究性學習是一種探索性的實踐活動,不僅在于拓展學生知識,激發其興趣,而更應該著眼于培養學生的創造能力,培育學生的開拓精神。
3.3可行性原則
這一原則要求選擇的研究課題要具有可操作性,要能夠付諸實施。首先可行性原則一個重要策略是探究課題范圍要小,課題不涉及過大范圍,不涉及過多相關知識,完成活動不需要過于復雜的實驗過程。其次是能選擇一個恰當突破口,小中見大、小而不淺。這樣才符合中學生特定的年齡特點、知識特點和能力特點的要求。三是選題要符合實際。總之,要因地、因人、因時制宜,符合學生的實際。
3.4實踐性原則
生物學的研究課題實踐性較強,能解決實際問題的研究課題最有價值。所以選題要從實際出發,密切聯系實際。
3.5開放性原則
探究實驗的一個重要特點是課題的開放性。這對于發揮學生的主觀潛力很有必要。教師必須讓學生按他們自己的方法自由地研究,必須容許學生形成他們自己的看法,容許他們尋找各種方法去闡明他們所觀察到的東西。甚至議題和疑問都由學生自己提出,而不是由教師提出。當學生開始選擇探究的目標、活動、項目、問題時,教師可以應學生的請求,為他們提供指導,給他們以幫助。
以上討論的探究性課題的有關原則,在選擇課題時上述原則不是孤立存在的,而是彼此聯系的,還有些是相互交叉的,因此在選擇研究課題時既要綜合考慮,又要具體分析。
探究實驗是在中學生物學教學改革中一個重要的理念,如何將這一重要理念滲透到教學實踐中,真正培養學生的創新精神和實踐能力,教師就必須學會選擇探究實驗的課題和指導學生進行科學探索。首先要重視訓練科學探究能力,訓練求知能力比傳授知識更加重要,學生應能以科學家探究科學的方法來學習科學;其次是注意訓練探究技巧,為了培養學生探究科學的能力,在實際教學中可運用各種技巧;第三是讓學生主動參與研究,每一個探究活動都是一個獨立單元,都含有一個學科內容主題和一個探究過程的主題,并要學生積極地參與。
參考文獻:
一、對探究性實驗的剖析
1.從實驗目的上看
探究性實驗既重視規律的驗證、實驗技能的培訓,又強調讓學生通過實驗在科學的學習和研究方法上獲得感性體會。
2.從探究性實驗的內容和形式上看
化學探究性實驗內容的選定一般有兩個渠道:第一,可以將書本的一些演示實驗、學生實驗改變為具有可探究性的學生實驗;可以將書本上的具有可延伸的知識點或某一領域的學習內容推向深處。這種途徑的選題,最能體現化學學科的特點,增強學生學習化學的興趣,甚至影響到學生以后的發展。第二,也可以選用書本以外的與人類自身緊密相聯的問題等等。
3.從教學模式上看
探究性實驗開放性比較大,實驗的設計、數據分析以及實驗結果評價等都離不開學生自己。探究性實驗教學一般采取小組合作的方式,充分體現了師生互動、生生互動的特點,既拓展了學生的思路又能激發學生探究的熱情。
4.從認知順序上看
學生對所提出的問題,首先要認真分析、處理相關的信息和材料,然后自己設計方案,動手實驗。實驗產生的現象和提供的數據為學生形成理性認識打下了基礎,最后通過抽象和邏輯思維,加以概括、歸納得出結論,上升為理性認識。探究性實驗是實驗在前,化學概念的形成、規律性的認識在后,前者是后者在認識上的感性基礎,后者是前者發展的必然結果。這種實驗能夠使學生品嘗到探索的樂趣,無疑會激發學生的學習積極性。同時實驗又為學生提供印象深刻的感性知識,使得理性知識變得容易理解和掌握。因此,這種實驗教學從心理學角度上說更加符合學生的認知規律。
二、化學探究性實驗與研究型課程的關系
化學探究性實驗屬于研究型課程。對于研究型課程的界定,學術界也未取得統一的意見,有些學者認為當前對研究型課程作出界定,將不利于研究型課程的開展,甚至還會阻礙研究型課程模式的創設。
研究型課程主要是以研究、探索的方式把單一學科領域的學習推向深入。
三、初中化學探究性實驗需要合理的
分組
小組合作學習作為課程改革積極倡導的有效學習方式之一,因其具有使學生優勢互補、形成良好人際關系的特點,有利于促進學生個性發展的優點,同時也首次在課堂上給了學生自主、合作的機會,目的是培養學生的團結合作和競爭意識,發展交往能力。
總之,小組合作探究實驗的分組學習選擇恰當的時機,就能激發學生的學習興趣,充分調動他們學習的積極性,讓學生真正成為學習的主人,在實驗教學中體驗到成功的喜悅。
四、化學探究性實驗對學生創造性思
維的培養
化學實驗,有助于培養興趣,激發學生的創造性思維。
1.變驗證性實驗為探索性實驗
使學生在實驗中探索,獲得真知,就能較好地誘發學習興趣,激發學生的創新欲望。
2.補充、改進有關實驗
實驗可以增強趣味性,培養學生學習化學的興趣。
3.注意變換實驗角色
演示實驗一般由老師在臺上演示,不能充分調動學生的積極性和主動性,若能在學生預習、閱讀、感知的基礎上將簡單、安全的演示實驗改為由學生登臺操作,當眾示范,由學生評判,將會取得更好的效果。
1 課題提出的背景
(1)物理是一門以實驗為基礎的學科,實驗一直被認為是能幫助學生獲得物理知識、掌握實驗技能,激發學習興趣、培養實驗能力的一種教學手段,它在初中物理教學中始終占有十分重要的位置.初中物理實驗過去以驗證性實驗為主,將探究性實驗作為初中物理的基本教學要求,第一次在2001年的《九年義務教育全日制初級中學物理教學大綱(試用修訂版)》中正式提出.大綱指出:教師應“適當引入一些探究性實驗”,“應逐步加強學生的探究性實驗”,“適時地安排一些學生自主探究的實驗”,“探究性實驗和綜合實踐活動能較好地體現學生的創新思維和實踐能力”.最近,根據《基礎教育課程改革綱要(試行)》編寫的新物理課程標準提出“科學探究是一種重要的學習方式,也是義務教育階段物理課程的重要內容”,物理教學中比較常見的一種探究活動是進行適合學生的探究性實驗.
(2)在整個物理教學過程中,初中物理教學是青少年進入物理知識寶庫的入門和啟蒙,是培養學生學習物理興趣,具有初步觀察事物、分析問題、解決問題能力的關鍵.因而在初中物理教學中啟發學生對科學的興趣,調動其學習積極性,為今后的深造打下良好的基礎有著不可忽略的作用.當前,對探究性實驗的研究,只是局限在個別范圍內進行試驗,呈現出單一性、個體性、隨意性.單一性——對一個一個實驗單獨進行研究;個體性——個別學校、個別教師在進行研究;隨意性——對實驗的選題、設計隨教師個人的意愿而定.由于缺乏系統的、整體的研究,探究性實驗的研究和實踐尚處在自發試驗的狀態.
(3)面對新的教材和新的物理課程標準要求原有的實驗教學方式已逐漸顯示出不足:統一的實驗要求、實驗教學模式,不利于學生的個性發展,單一的實驗內容又脫離社會實際,學生喪失學習的主動性、能動性和獨立性.因此開展物理探究性實驗的研究,是物理教學走素質教育之路的有效途徑.
(4)在實踐過程中,根據我校學生特點和學校物理實驗室儀器設備條件,把新教材上的50多個實驗分為學生探究實驗,教師演示實驗,學生家庭小實驗等,并以學生探究實驗為主.但學生在進行探究性實驗時存在許多的問題,比如,只習慣于思考老師向他們提出的問題,而不會主動地去發現問題、提出問題;當老師給學生設置了問題情景后,讓他們能獨立地設計實驗去解決問題時,學生多半會到教材中找現成的實驗方案,很少有學生能創造性地去設計新的實驗方案.而提出問題,設計解決問題的方案恰恰是探究性實驗最重要的兩個環節.隨著新課程實施的不斷深入以及我校實驗室條件的不斷改善,在汲取過去幾年新課程實施中的經驗和不足,確立“談談初中物理教學中的趣味性”課題,旨在進一步以學生為主體,促進學生主動發展.
2 課題研究的理論
所謂“談談初中物理教學中的趣味性”,指的是在教師的引導下,學生根據物理教學的內容或日常生活、生產中遇到的問題,對自然界及研究的現象提出問題,從問題或任務出發,通過形式多樣的探究實驗活動,利用已知的、外加的因素去作用于研究對象,借助探究性物理實驗,獨自或合作加以探索,來認識研究對象的未知性質、組成、變化特征,以及與其他對象或現象的聯系等的一種教學方式.其教學過程中一般圍繞八個要素開展活動,他們分別是:提出問題、猜想與假設、制定計劃、進行實驗、收集證據、解釋與結論、反思與評價、表達與交流.借助該形式,引導學生主動進行實驗設計、現象觀察,結果分析,從中發現科學概念或原理,達到獲得知識,形成概念,掌握技能,優化思維,培養情感體驗,提高綜合能力的目的.
3 課題研究的目標
就初中生青少年時期的心理和生理特點而言,他們一方面有著強烈的求知欲望,對各種新鮮事物好學、好問,富于幻想.但他們這種學習積極性往往與短暫的“直接興趣”掛鉤,遇到較為抽象理性的物理知識時,這些小困難便很快地使他們失去了學習積極性,最后導致初中物理教學的失敗.因此啟發并穩固學生的學習興趣,充分調動其學習積極性是每一個初中物理教師在教學過程中所面臨的重大課題.
(1)通過本課題的研究,提煉出有助于學生“探究性實驗”實施的指導策略.
(2)學生掌握探究性實驗學習的方式,具有獨立思考、自主探究、合作交流的意識和主動學習能力.
(3)進一步轉變教師的教育觀念和教學行為.通過創造性的勞動和研究,將課程從“特定知識體系的載體”的定位上轉移到促進“師生共同探索、共同發展”的定位上.
(4)通過合理運用物理探究性實驗的指導策略,培養學生自主實驗、獨立思考的學習習慣.培養學生的探索精神、創新思維,勇于實踐的能力.從而開發學生潛能,促進學生的主動發展.
4 課題研究的主要績效
4.1 轉變了學生的學習方式,促進了學生的主動發展
在最初的實驗學習中,我們發現他們一般只習慣于思考老師向他們提出的問題,而不會主動地去發現問題、提出問題.當老師設置了問題情境,讓學生通過探究實驗來解決問題時,學生多半會到教材中找現成的實驗方案,很少有學生能創造性地去設計新的實驗方案.學生在熱熱鬧鬧地完成實驗后,對實驗現象、實驗結果進行分析的意識很薄弱.而這些恰恰是探究性實驗的重要環節,也是促進學生探究能力、提高科學素質的基本途徑.
而在今天探究性實驗的課堂上,學生不僅能夠獨立地進行猜測、設計實驗方案,能夠獨立或小組合作的形式進行探究性實驗來論證或否定自己的猜測,能夠交流、分析、得出問題的答案.他們會時而凝視實驗現象、時而低頭記錄;時而專心聆聽、時而激烈爭論;時而獨立探究、時而合作交流.過去實驗課堂上教師講、學生記;教師說、學生做的沉悶勁不見了.課堂上彌漫著積極探究的氣氛,涌動著生命的活力.學生在收集資料、學會思考以及創新精神和實踐能力都得到了提高,更學會與人交往、增強團隊精神.學習方式的轉變促進了學生的主動發展,學生們參加的各類比賽取得可喜成績.在近三年的江蘇省物理素質與能力競賽中,我校有多人次獲國家、省、市一等獎.在多年市中考中均有學生獲得滿分.在近三年的市中考物理實驗操作考核中,我校考核成績優秀率達到了98%以上.這些成績的取得,發生在學生們身上的悄然改變,讓我們相信,我們的課題研究取得的成效是顯然的.
4.2 改變了教師的教學行為,促進了教師的專業化成長
當教師們面對了多年的教科書突然之間變的陌生時;當面對新教材中五顏六色精美的圖片時;當看著所謂的“活動與探究”教學單元時.教師曾經茫然過:這樣的物理該怎樣上?探究性實驗該怎樣教?
在一步步的摸索和嘗試中,物理實驗課堂中教師的“教”不斷讓位于學生的“學”,教師的“演示實驗”不斷讓位于學生的“主動探究”,教師的“總結結論”不斷讓位于學生的“交流討論”……師生雙方相互交流、相互溝通、相互啟發,分享彼此的思考、交流彼此的情感體驗,從而達到教學相長和共同發展.
教師從不知怎樣從事探究性實驗的教學,到逐漸熟悉探究性實驗的一般過程和教學方法.特別在課題研究的過程中,我們通過一節節的課題研究課,總結出了一些有效的探究實驗指導策略;教師示范策略;邊講邊實驗策略;小組合作、師生合作實驗的策略;變演示實驗為探究性實驗的策略;動畫模擬演示實驗的策略等.
5 問題探討
由于初中物理學習只有初二,初三兩年的時間,并要面臨中考,學生時間緊,任務多.而探究性實驗由于其開放性、靈活性的特點,開展時花費的時間多.雖然考慮了適當增加家庭小實驗等課外探究實驗,但學生們還是感覺到想做探究卻苦于時間緊的無奈.同時,在初二,三年的研究過程中,我們研究的初二,三學生每年都在更新,雖然這在客觀上為對比性研究提供了許多第一手的材料,但同時也制約了本課題研究的深度.
一、實驗的類型
生物學的實驗,通過不同的角度能夠劃分為許多類型。生態學、形態學、解剖學、生理學等實驗類型的劃分方式,都是依據科學性質進行的;探究性、技能性、驗證性實驗的劃分方式,則是依據實驗目標進行劃分的;對學生分組之后再進行實驗以及通過教師演示的方式進行的實驗,則是以教學方式進行的劃分。探究性和驗證性則是學生分組實驗中的主要性質,而探究性試驗也是初中生物教學實驗中最廣泛的試驗。
(1)教師將生物課堂教學與演示方法有機結合起來的試驗便是演示實驗,也是比較高級的直觀教學。演示實驗有易被學生接受、實驗生動、實驗形象化這三大優點,在幫助學生快速掌握知識的同時,還能夠對學生的知識進行鞏固。而學生自身的思維能力、觀察力、注意力也能夠得到高效培養。
(2)對已經存在的知識進行驗證便是驗證實驗的根本目的,通常在結束課堂教學后才進行驗證性實驗。一般驗證性實驗都是將試驗要達到的目的,以及實驗所需要使用到的各種材料和工具都給出,要求學生對事實的驗證過程中使用給出的實驗器材和目的。先得出結論便是驗證性實驗的特點,實驗的結論再通過給出的實驗來進行驗證。生物教學課堂在驗證性實驗教學中能夠具有清晰的實驗脈絡,也是因為學生對實驗內容已經有了相當程度的了解,學生已掌握的知識也能通過驗證性實驗得到有效鞏固。但也因為學生對實驗都已經了解,使得學生自身能力不能得到有效培養,學生只能按照實驗既定的程序去操作,學生自身的思維和創造能力在驗證性實驗中也不能得到高效地培養。此外,因為在課堂教學完成之后才會進行驗證性實驗,也導致了課堂教學與實驗教學之間脫離了應有的聯系。
(3)將實驗作為基礎的探究性實驗同時也將學生作為主體,去探究事實的結論。學生在完全不了解所研究的內容時,使用實驗去得出正確的結論,而這也是探究性實驗的最大特點。老師先指導學生運用自身掌握的知識,在實驗的過程中使學生能夠自己將問題提出,并且將自身知識和實驗相結合之后再將問題解決。中學生內心的探究心理也能夠完全和探究性實驗過程相符,所以,學生自身的學習興趣和學習的積極性能夠被探究性實驗完全激發,學生自身對知識構建的能力也得到發揮。學生的生活和生物課程之間也能夠因此縮短距離,學生對自己身邊事物的關心也能夠因此受到引導。這樣,對于生活中的現象,學生也會樂于探究,能夠在探究過程中將問題發現并解決,學生的好奇心和探究欲望也在探究性實驗中得到了不斷增強。
二、試驗設計
生成探究問題是指教師創設情境,要運用好各種不同的策略,使學生先前的認知和創設情景中的理念出現沖突,學生內心的疑問也會因此而生,學生因此也能夠積極提出問題,而學生的探究欲望也能夠進一步得到激發。探究理念在貫徹的過程中至關重要的環節便是探究方案的合理設計,學生自身自主學習在此環節中也能夠得到充分發揮,教師在這個環節應該作為創設情境的角色,不能再重復以前將全局盡數包攬的工作,在學生實驗的過程中應該扮演指引者的身份。學生在實驗過程中犯的錯誤教師應該用創設的情景來引導,不能直接將正確答案灌輸于學生腦海中,教師應該將更多的實驗工具在學生進行探究性實驗過程中提供給學生,探究理念從某方面來講也能體現于實驗設計的本身。
關鍵詞:高中化學 實驗新體系 構建
經過前期的研究工作,我們認為,我國的高中化學實驗內容體系已趨于老化,存在的主要問題有以下幾點:體現現代科技發展水平的實驗內容太少;聯系生產與生活實際的實驗內容不多;驗證性實驗比例過大,探究性實驗比例過小;定量化學實驗安排甚少;一些對實驗室造成嚴重污染的實驗仍然保留;實驗內容知識性太強,趣味性不濃。為此,我們整理和歸納了國內外20多部中學化學實驗專著和教材中的實驗,并形成實驗目錄,主要目的是構建高中化學實驗新體系。仔細分析這些實驗的內容特點,我們認為,自20世紀80年代以來,隨著國內外高中化學課程改革的不斷深入,化學實驗改革也迅速發展。盡管在不同時期,高中化學實驗改革的側重點不同,但總的說來,為配合課程改革的要求,國內外高中化學教材都對實驗內容進行了一些較為明顯的調整,改革的思路主要有以下幾個方面。
1、注重聯系生產與生活實際
近年來,化學實驗的改革正朝著生活化的方向發展。例如,美國《社會中的化學》里的部分實驗:牛奶分析,維生素C的分析,食物中鐵含量的測定等;又如,《今日化學》(實驗手冊)中的部分實驗:弄清呼吸器是如何工作的(選做),制備碘酒,弄清白酒中含有多少酒精(選做),測試清潔劑的性質,制取肥皂并測試其性質,比較肥皂清潔劑和非肥皂清潔劑,實驗室制備并測試漂白粉,我們的食物里有什么,找出合適的添加劑防止蘋果變成棕色,用化學的觀點比較抗酸性藥片等。這些實驗選材廣泛,設計新穎,貼近社會、貼近生活,將化學變化原理寓于生產與生活實際之中,較好地發揮了實驗的動機功能,有利于激發學生的學習興趣,必然會收到良好的教學效果。在高中階段,學生接觸社會的機會有限,通過實驗來了解化學在實際中的運用,可以說是一條很好的途徑。
2、引入定量化學實驗
定量化學實驗是科學研究的主要手段之一,它對于學生科學態度和科學方法的培養尤為重要,是訓練學生科學研究能力的有效手段。國外化學教材中定量化學實驗的比例較大。例如,美國的《現代化學》中就引入了大量的定量化學實驗:測定氧化鎂的實驗式,化學反應中質量與物質的量的關系,化學計量與重量分析,測定二氧化碳三相點的壓力,比色法與物質的量濃度,測定蛋殼中碳酸鈣的含量,食醋中醋酸的百分含量,化學反應速率,測定醋酸的Ka值等。這些實驗要求學生測量各種數據,并在定量觀察的基礎上做出計算和推論。我國由于經濟條件的限制,現行教材中涉及的定量實驗相當少,高中能開設的定量化學實驗也特別稀少,因此引入定量化學實驗任重道遠!
3、發展微型化學實驗
微型化學實驗(microscopic chemical experiment或microscopic laboratory),崛起于美國80年代的一些大學,它是指在一些專門設計的微型化的儀器、裝置中所進行的化學實驗,在不影響實驗效果的前提下,將實驗藥品的用量減少到最低限度(其試劑用量通常比相應的常規實驗節省90%以上)。微型化學實驗具有2個最基本的特征:一是儀器微型化;二是試劑微量化。由于具有現象明顯、操作簡便、節省經費、減少污染、安全等優點,微型化學實驗發展很快,并在國外中學得到了一定程度上的推廣,例如,美國《現代化學》的“實驗計劃”中列出了22個可供選擇的微型化學實驗(Microscale Experiments)。微型化學實驗特別適合我國的國情,可以將一些微型化學實驗進行改進和完善,引入到我國的高中教材中來。
4、增強實驗的探究性
探究性實驗主要是針對驗證性實驗而提出的,探究性實驗是由學生自己運用實驗手段,探索未知的現象或數據,并在獲得的現象或數據的基礎上概括出實驗結論的一類實驗形式。一些發達國家對探究性實驗的研究比較深入,例如,美國《現代化學》的“實驗計劃”中就列出了22個技術創建者與問題解決實驗(Technique builder and problem-solving ex-periments),這些實驗強調科學探究,給學生提供解決實際問題的機會。目前,我國的教材編寫者們也對探究性實驗的開發做了一些嘗試,采取將驗證性實驗與探究性(研究性)實驗相結合的編寫方法:(1)增加探究性實驗的比例。要求高中化學實驗中的探究性(研究性)實驗都能體現科學實驗的全過程是有一定困難的,但是,體現科學探究的某一過程或一些過程,如實驗現象探究、實驗結果探究、實驗方案探究等,同樣可以起到引導學生主動探究的作用。(2)在驗證性實驗中融入探究性實驗的成分,增強驗證性實驗的探究性和研究性。(3)將驗證性實驗作為探究活動的一種活動形式,配合思考與分析,以達到探究的目的。
5、強調實驗的趣味性
化學實驗作為增強學生化學學習興趣的一種重要手段是其他學科無法比擬的。我國以往的高中化學實驗在內容上存在較強的學術味,加上過分強調規范的操作,造成化學實驗沒有充分發揮其趣味。近年來,我國的教材編寫者們對這一問題進行了一些反思和探索,例如,《高中化學》中設置了趣味實驗、家庭小實驗等,供感興趣的教師和學生選做。但是,由于受考試、課時等因素的影響,這樣的實驗往往會被忽視,而且,沒有條件的學校根本不能做這些實驗。因此,有待于進一步開發出融知識性和趣味性于一體的實驗內容。
6、開發綠色化學實驗
針對化學誤用給人類賴以生存的環境帶來了諸多負面影響,人們提出了綠色化學(green chemistry)的新理念。如今,綠色化學的理念,已經成為國內外化學課程改革的重要指導思想。因此,開發綠色化學實驗就成了化學實驗改革的新課題。綠色化學實驗是指實驗所用試劑、實驗進行的條件、實驗產物對環境的負面影響很小或根本沒有影響。目前,綠色化學實驗尚處于開發和試驗階段。如能在高中階段開設一定數量的綠色化學實驗,既能減少化學實驗室污染,又能降低危險事故的發生幾率,減輕學生對化學實驗的恐懼感,還有利于改變社會對化學科學的錯誤認識。
綜上所述,高中化學實驗內容改革已經呈現出多樣化的發展趨勢,力圖滿足不同水平、不同層次和不同興趣愛好的學生的需要。我們認為,為配合高中化學課程改革的需求,構建出適應時展需求的、有中國特色的高中化學實驗新體系勢在必行。
參考文獻:
[1]王晶.教學儀器與實驗[J].2002,18(2):3-5
關鍵詞:初中生物;探究性;實驗教學;科學素養
生物學是一門實驗性極強的自然科學,實驗教學是搞好生物學課堂教學的關鍵,也是實現生物學教學創新的重要途徑。但是目前初中生物實驗教學,其實驗的目的大多是在一個設計完整的實驗框架范圍內重復前人驗證的結果,實驗的結果都或多或少在設計者的預料之中,學生的思維和科學的素養表現的機會很少。雖然在驗證性實驗中學生也可以獲得知識,但掌握的知識難以鞏固,無法透過知識的探究過程去學會學習、主動學習。另一方面,驗證性實驗對新知識本身蘊涵的潛在意義,以及新知識的組織與呈現方式挖掘不夠,對學生的情感調動不夠充分,大大削弱了實驗教學在培養學生科學素養上的重要作用。而探究性實驗以實驗為載體,學生在教師的指導下運用已有的知識和技能,通過實驗親自發現問題、探究問題和解決問題。
初中生物教材中設置了21個探究性實驗和79個課外探究實驗,因此可見,探究性實驗在初中生物教學中有著十分重要的地位和意義。那么在初中生物實驗教學中,怎樣才能切實有效地搞好探究性實驗教學,將探究學習真正落實到位,提升學生的科學素養呢?
一、實驗前善于“任務驅動”,激發學生強烈的求知欲望
初中學生尤其是初一學生,他們的注意力很容易被其他東西分散,學生雖然喜歡上實驗課,但他們多數是以“玩”的心態,怎么才能讓學生在“玩”中還能學到生物學知識,我認為老師們可以嘗試采用“任務驅動”的方法。實驗前,給學生布置實驗任務,任務一定要明確,而且可以檢查。任務的形式可以根據實驗目的不同而不同(填實驗報告單、畫圖、思考題、粘貼、記錄)。
例如,觀察種子的結構,如果你只是說:“同學們,下面我們開始觀察菜豆種子的結構,一會老師要找同學拿著種子來說出種子的各部分結構名稱。”雖然布置了任務,但是無法檢查每個同學是否完成任務,一些學習自覺性差的學生就會偷懶。如果我們換一種方式,讓學生拿出一張紙,將種子的各部分結構按照從外到里的順序擺在紙上,并寫出結構名稱,這樣可以利用指導學生實驗的時候,或學生觀察玉米種子時教師檢查菜豆種子,很容易檢查每個學生實驗任務的完成情況,避免學生“玩實驗”。此外,任務要“劃零為整”,不要太碎,如果任務太多,可以設計成實驗報告單,不然很難組織實驗教學。如“觀察蚯蚓”的實驗,可以布置不同的同學完成以下幾個任務:
1、夏天大雨之后,蚯蚓為什么會爬到地面上來?蚯蚓通常生活在什么樣的環境?
2、蚯蚓是怎樣運動的?
3、你能辨別蚯蚓的前后端嗎?依據是什么?
4、蚯蚓有哪些形態結構特點與生活環境相適應?
這樣一來,學生在實驗前都有明確的任務,這些“任務”能引起學生的興趣和注意,激發學生強烈的求知欲,對整個學習活動將起到積極的作用。
二、實驗中善于“啟發誘導”,培養學生探究知識的技能
組織實驗探究是探究教學的中心環節,學生在教師的啟發引導下,運用已有的知識,通過獨立的探究和相互交流,獲得新的知識和技能,并學會探究知識的方法。這一環節包括以下幾步:
1、作出假設
讓學生利用已有的知識對問題的最終答案提出可能的設想,即作出假設,預測可能的結果。
2、制定實驗方案
讓學生利用提供的器材儀器,設計一個具有可操作性的實驗方案。
3、檢驗假設
讓學生依據自己的實驗設計,進行觀察、實驗以獲得事實和證據,具體包括實驗的操作、實驗的記錄、資料數據的處理、結果的分析等步驟。
以上幾個環節雖然各有不同的結構和功能,但他們是緊密相連、環環相扣的。在這里學生就是一個小小的科學家,教師要以組織者、引導者的身份,充分發揮學生學習的主動性,讓學生自己動手、動口、動腦去分析和解決問題,例如:在學生提出問題“骨的成分有哪些?”時,我就適時給學生提供了一些背景資料:在初一上學期曾做過種子成分的鑒定實驗,知道物質按其燃燒性質可分為無機物和有機物兩大類,這樣稍加點撥,學生就作出了“骨含有有機物和無機物”的假設,接下來我做了一個簡單的演示實驗:將少許的碳酸鈣粉末,放入盛有稀鹽酸的小試管中,鈣鹽溶解于鹽酸溶液,同時產生氣泡。在這兩個實驗的啟示下,學生思維一下子開闊起來。他們四人小組,在各自獨立思考的基礎上,經過討論確定了實驗方案。這個實驗的探究過程為學生提供了無窮的想象空間、創造空間和實驗空間,有利于學生創新意識的萌發和創造能力的培養。
三、實驗后善于“遷移拓展”,激勵學生積極思考勇于創新
學生在探究和交流的過程中,通過積極的思維活動,對所學知識獲得了初步的了解,在頭腦中建立起大體的知識網絡。在此基礎上,教師要幫助學生促進知識的遷移,使知識內化為能力。如:我在以上總結的基礎上,我進一步提出問題引導學生思考討論:(1)將骨煅燒后剩下的灰白色物質放入質量分數15%的鹽酸中,你會觀察到什么現象?并解釋原因。(2)若將脫鈣后的骨煅燒,請你預測將會出現的現象?你的依據是什么?這些從學生的探究實驗中引申出來的問題,使學生的思維再次活躍起來,從而把課堂探究活動推向。在這里優秀的學生可以充分展示自己的思維和創造才能,其他學生也從中受到啟發,真正體現了素質教育的全體性和全面性的特點。
在生物教學中,探究性實驗的教學無疑是對生物教師提出的一個更高要求。只要我們在生物實驗教學中從第一個探究性實驗開始重視,以方法入手,多給學生動手的機會,多創設探究思維訓練情境,學生才能在探究中主動獲取知識,在理解的基礎上完善生物學知識體系,才能使探究性實驗的教學充滿活力。
參考文獻:
[1]董宇達.校內生物課程資源的開發與利用.中國科教創新導刊.2010年第14期
[2]占羿.新課改下的生物教學.學習方法報教研周刊.2011年第30期