时间:2023-03-21 17:01:28
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要有计划性和针对性学生实验能力包括设计实验计划、观察操作、数据处理、分析与总结能力。它的形成和发展是循序渐进、日积月累的,不是每个实验都能把各种能力同时培养起来。教师首先要根据教学大纲和教材,将每个实验认真分析后,确定每个实验要着重培养学生哪些方面的能力。例如,在使用常用的测量仪器——直尺、天平、弹簧秤、压强计、温度计、电流表、电压表、万用电表时,就应该着重培养学生观察能力、操作能力及数据处理能力。又如,初中物理教材在实验《用电流表测电》之前的每个学生分组实验,都直接写出“实验目的”、“实验器材”、“实验步骤”等。而在随后的实验《用电压表测电压》,则要求学生模仿前面的表格自己设计实验表格。
在实验《用电压表和电流表测电阻》以后,完全让学生自己设计观察记录表格,自己选择实验器材进行实验。教师要抓住教材这种变化的安排,着重培养学生设计实验计划的能力。学生实验能力的培养要考虑循序渐进、逐步深入。例如,电磁打点计时器在实验《测匀变速直线运动的加速度》,实验《验证牛顿第二定律》和实验《验证机械能守恒定律》都会使用到。在做第一个实验时,由于学生对仪器比较生疏,操作时会很缓慢,学生出现这样或那样的错误在所难免。在做第二个实验时,就要要求学生对仪器的安装及使用操作程序不应再有原则性错误,熟练程度应比第一次好,速度比第一次快,不过在具体细节上允许出现些偏差。第三次实验,就要要求学生在规定的时间内正确无误地将实验安装并调好。
二、教师要注意发挥示范作用
在进行学生分组实验时,学生即使按照教师要求在实验前做好预习准备工作,对仪器的操作步骤也比较清楚了,但一旦接触到实验仪器,仍会束手无策。因此,实验前教师应对如何正确操作仪器进行示范,必要时强调说明不按规范操作会造成什么后果。尤其在学生进行操作过程中,要抓住典型事例向学生反复示范。例如,初三年级学生做电学实验,初学阶段很容易将电表“+”、“-”号接反。可以在学生实验前,先做示范操作,将电源的正极和电表正接线柱先用红纸做上特殊标记,然后用红色导线把电源的正极与电表的正接线柱连接起来,用黑色导线将电表的负接线柱与电源负极相接(电路中有小灯泡)。
在学生动手实验时,教师再巡回视导,发现有接错的,再进行示范。教师在演示实验时,也要注意动作的规范性,给学生以潜移默化的影响。如使用天平,拿取砝码时,镊子口的凹边应当朝上,待测物和砝码都应放在砝码盘的中央;拿取盛有水银的烧杯时,应用左手托底,不能用手提住烧杯口以免杯底破裂,如果在细长玻璃管中装有水银,翻转玻璃管时,不可用双手持玻璃管的两端,而应以手挟持管的中部;做静电实验时,需要用手持绝缘柄时,应以两三个手指握持,而不应从掌心握持,并且应持离导体最远的一端,以防漏电;用手调节滑动变阻器的滑臂、电表旋钮及启动开关时,应以另一只手扶持器件。
一、在化学实验中的培养学生观察能力
化学实验现象千变万化,它为发展学生的观察能力提供了丰富多彩的内容和广泛的途径。从科学的角度看,任何一种事物及其变化都具有科学观察的价值,也就是说观察是有目的性的。因此,在进行化学实验观察时,首先要让学生明确观察的目的,并制定观察计划,有步骤、有重点地进行观察。否则,学生往往只是注意那些感觉新奇的表面现象,而错过了实验目的所要求观察的重点内容。
对于实验现象观察的范围,不同的实验要求不同:有的实验要求全面地观察,有的要求有重点的观察。如对于具有代表性、典型的物质性质实验,往往需要全面而系统地观察,以便能较全面地了解物质的性质。例如,钠单质放在滴有酚酞试液的蒸馏水中,观察反应过程时,有的学生只是听到了"嘶、嘶、嘶"的响声,有的则只看到钠在水面上四处游动,而未注意到钠已熔成一个小球,还有的学生只看到溶液变成红色。有些反应的主体特征较微弱,易被次要现象所掩盖,此时就必须提示学生排除干扰,对关键现象进行重点观察。简言之,为了便于学生观察,老师要精心准备好每一个演示实验,关键之处要引导学生,力求达到最佳效果,实现培养学生观察能力的目的。
二、通过试验培养学生的思维能力
化学实验的目的是让学生由现象到本质地认识事物的性质、规律及其应用,即最终是要解决实际问题。因此,化学实验教学中,还必须培养学生的思维能力,即让学生学会思考。实验现象是启迪思维的最好材料。化学实验中的丰富内容非常有利于培养学生分析、综合、抽象、概括的能力、想象力以及辨证思维能力。教师只要适时点拨就可引发学生积极、活跃的思维活动,从表面的、个别的实验现象中发现本质的、普遍的规律。虽然其结果只是验证某些科学上已知的结论,但对于学生来说却是亲身体验的科学实践。这就要求教师在整个教学活动中突出思维能力的培养和训练。化学实验教学也是如此。教师要善于提问,激发学生思考。一个适时恰当的提问,随时都会激起学生对未知领域的"进攻",对容易忽略的问题紧追不舍。
在讲硝酸的氧化性时,做铜片与浓硝酸及稀硝酸反应实验之前,教师可以提出这样的问题让学生思考:"硝酸跟多种金属反应放出氢气,那么浓硝酸、稀硝酸跟铜片反应放出的气体是否也是氢气?为什么?"那么学生通过观察实验现象发现:浓硝酸跟铜片反应放出的气体呈红棕色;稀硝酸跟铜片反应放出的气体尽管起初是无色的,但当空气进入试管后,气体也变成了红色;而氢气为无色,也不与空气反应。二者对比得出结论:不论是浓硝酸还是稀硝酸与铜片反应后放出的气体都不是氢气。同时也就能进一步明白为什么实验室在制取氢气时只能用稀盐酸或稀硫酸而不能用硝酸的原因,这样的提问,不但能启发学生连续思维,而且能将学生的思维导向知识的核心。
三、培养学生设计实验的能力
我们正在由应试教育向素质教育转变,但是已经实行多年的应试教育对追求高升学率产生的正面影响已是根深蒂固,很难一下消除。学生自己很少有自由支配的时空,这就使他们的某些潜能受到了压制,得不到充分的发挥,具体表现在化学实验教学上,那就是学生"高分低能、动手能力差"。因此,面对新的课改和教改,我们应该逐步改变过去那种"程式化"的实验教学方式,把实验交给学生,让他们逐步地学会独立设计实验并独立解决实验问题,这对于帮助他们学好化学及今后从事科研工作具有重要意义。具体在训练学生的这种能力的时候,可按如下步骤进行:首先培养实验设计的思路和方法。设计实验涉及的内容包括:实验名称、实验目的、实验原理、实验用品(仪器、药品及规格)、实验步骤(包括实验仪器的装配和操作)、实验现象、数据记录及结果处理、问题和讨论。设计实验前首先必须让学生明确实验目的,教师可设置问题,引导学生根据目的要求,对实验进行构思,设计实验方案。
化学实验设计没有标准的步骤和方案,教学中应充分发挥学生的主动性,给学生主动探究的空间,互相交流、评判、质疑的时间,选择最佳的实验方案。对实验设计的方案应从科学性(即实验原理、操作程序和方法必须正确);安全性(即用药量及操作要注意安全,注意环境保护等问题);可行性(要满足学校现有的实验条件和设施);简约性(装置简单、步骤少、药品用量少、时间短等)四个方面进行正确的评价。只要学生掌握了评价实验方案的要领,他们就可以自己驾驭实验,积极动手了。最后,创造条件开展自主探究式的实验。探究性化学实验主要是指面对现实的化学问题或化学实验教学中出现的疑难问题,通过设计一系列的实验并付诸实践,根据实验现象或实验结果进行严密推理来分析问题、解决问题的一种实验方法。学生通过自主参与类似于科学实验研究的学习活动,获得自身体会,逐步形成善于质疑、勇于探究、努力求知的态度,就能促使学生形成良好的实验设计习惯和创新意识,从而培养了学生的创新精神和化学实践能力。
总之,化学实验是理论和实践的结合点,是体现人的认识过程从思维到再创造应用的最生动典范。在化学实验教学中,不但要体现教师的指导作用,更应该给学生提供更多的思维空间,优化实验环境,创造条件,鼓励学生以积极求实的态度、刻苦钻研的精神,敢于提出问题,大胆假设,激发学生的学习兴趣,充分唤起学生的实验设计能力,促进思维能力和创造能力的发展。
参考文献
[1]王立明浅谈实验教学中学生创新能力的培养[J]实验室科学,2006,(02)
一、改验证性实验为探索性实验,用“探索法”组织教材和教学
通常情况下,学生实验都是安排在讲完新课后进行的,而且大多是让学生重复教师课堂上演示过的实验。这样的实验只是起到巩固书本知识和训练操作技能的作用,属于验证性实验。它有如下弊端:(一)不利于调动学生的积极性,甚至挫伤了学生的探索积极性。(二)验证性实验的一切现象和结论都是学生已知的。严格的操作程序和方法把学生的智慧、手脚束缚得死死的,不利于发展智力、培养能力。(三)不利于培养学生实事求是、严肃认真的科学态度。“反正书上的结论是正确的,做不做一回事。”“如果实验事实与书上有矛盾,照书上写的填不会错。”这些想法反映了学生们的惰性和无可奈何。
与验证性实验相反,探索性实验具有明显的优越性。(一)实验前学生不知道实验的现象和结果,这就要求他们认真、正确地操作,仔细敏捷地观察,忠诚老实地记录。谁不认真谁就不能获得正确的结论,这有利于培养他们科学实验的基本品格。(二)有利于发展智力,培养能力。化学实验的现象总是多方面的,而这些复杂的现象又是人们认识物质变化的向导。探索性实验不仅要求有一定的操作能力、观察能力,还要求把观察实验的过程和抽象思维的过程结合起来,要求有“去粗取精、去伪存真、由此及彼、由表及里”的分析方法,通过宏观现象,认识到微观世界的本质变化,把感性认识上升到理性高度。
“探索法”的教学过程,不是简单地、直接地让学生去掌握前人的科学结论,而是要引导学生“像以前的科学家”那样,通过实验探索规律、发现真理。例如,我在讲二氧化碳的实验室制法时,事先准备了如下几组实验:(一)碳酸钠与稀盐酸反应;(二)纯碳酸钙粉末与稀盐酸反应;(三)石灰石与稀盐酸反应;(四)石灰石与浓盐酸反应;(五)石灰石与稀硫酸反应。让五名学生到前面来依次分别做这五个实验,然后让同学们共同讨论:在实验室条件下制取二氧化碳选用哪组实验最合适?为什么?在经过讨论和争论之后,同学们得出共同的结论:实验室应用石灰石(或大理石)跟稀盐酸反应制取二氧化碳最适合。从而不仅使学生们牢固地掌握了二氧化碳的实验室制法,而且也使学生们学会了对比实验和优化实验的方法。
二、灵活变通各种实验,加强实验教学
化学实验是最直观的教学手段,它模拟人类认识事物的实践过程,符合人类认识客观事物的自然规律,因而最大限度地利用实验教学是化学教学最成功的教学手段。另一方面,让学生自己动手做实验则是培养学生能力的最有效的途径。为了更有效地加强实验教学,我把教材规定的实验做了如下的改进和变通。
二、思维能力
思维能力是一种对观察所得信息初步加工的能力,通过思维将感性材料转化为理性的概念、规律。思维能力是学生获取新知识的最重要的环节。从心理学角度讲,一个人思维能力的优劣主要体现在思维的品质上,即思维的广阔性、深刻性、灵活性、独立性和批判性五个方面。它们之间是相互联系、密不可分的。其中思维的深刻性是一切思维品质的基础,其余都是在深刻性基础上形成和发展起来的。在实验教学中,学生只有具备了深刻的思维才可能透析物理现象,从中找出其本质的规律性的东西。然而,这种学生如果其他思维品质缺乏的话,就会变得爱钻牛角尖,抱定问题不放松,却不能放开问题去考察其他因素,找出解决的途径。这就是所谓的集中思维,往往是片面的,也是行不通的。与之相反,发散思维过强的人,即思维的广阔性、灵活性表现过强者,其思绪常如天马行空,纵横驰骋,能发现许多问题,得出许多结论,但最终却忘了自己在干什么。所以,在教学中应根据学生不同的思维特点对症下药,因材施教。
初中阶段,思维能力的培养重点是初步的分析、概括能力。实验中的分析是在头脑中将整个实验的整体分解为部分,从而把个别的方面与特性分解出来加以认识的过程;实验中的概括则是在头脑中对抽象出来的某些现象之间的共同属性结合起来,并且推广到同类事物上去。教学中,切记不可要求过高,应重点指导学生从认识大量的物理现象和科学事实开始,并在对其进行分析的基础上直接进行概括。例如,在做电磁感应的实验中,通过电路的通断和改变导体在磁场中的运动方向,以及改变磁场的方向,形成多个物理现象,让学生观察,并对这些现象进行分析和取舍,从而直接概括出产生感应电流的条件以及影响其方向的因素。
教师在实验教学中,应有计划、有针对性地对学生进行思维方法的训练。通过分析、综合、抽象、概括、比较、分类、归纳、演绎的训练,逐步养成正确的思维习惯,以达到提高能力的目的。
三、创造能力
化学学科中,任何理论(或假设)的提出、发展和完善,都有一定的实验事实作根据,如:原子结构理论中核外电子分层排布的实验根据是电离能的测定;原电池原理的实验根据是铜—锌原电池实验;某些有机物之间反应机理的确定是在实验中利用了示踪原子等。许多类似的实例道出了以下规律:实验事实理论的建立(或假设的提出)再实验理论的发展和完善。这是人类在自然科学中发现真理、认识真理的过程。要让学生明白:化学家就是这样去认识化学世界的。
2.熟练掌握常见元素及其化合物的物理性质、化学性质的实验事实以及单质、化合物的制备原理和方法
化学实验是证实某物质是否具有某种性质的唯一手段。中学阶段的大部分化学实验都是定性实验,这些实验虽然简单,但确实可以培养学生透过实验现象(或实验数据)看清反应实质,进而推断物质的微观组成、结构与实验结果的相互关系。物质的制备原理是以物质的性质为基础的,某一物质的制备方法不止一种,但教材上采用的方法则是实验室中最常见的最好方法,熟悉了这些实验,在设计实验时就能够灵活选择实验原理。
3.能查阅、运用有关图表、数据和其它资料。
4.掌握中学化学常规实验手段,熟悉常见仪器的规格、用途及使用注意事项
常规实验手段是化学实验的基础,综合实验是常规实验的综合运用,即使那些高、精、尖的实验也离不开常规实验,因而教材中所有实验(包括教师的演示实验)都要尽可能地让学生在课内或课外一丝不苟地完成。通过动手,一方面达到对常规实验操作(加热、蒸发、过滤、分液、称量、滴定、仪器的组装等)的熟练掌握,同时熟悉常见仪器的应用范围和使用注意事项。
二、设计实验必须有化学实验总体观
任何一个化学实验都包含以下内容:(1)实验目的(2)实验原理(3)实验设计(4)实验药品、仪器、装置(5)实验操作及操作规程(6)实验结果的处理,这六个方面的内容可称为化学实验的六要素。实验目的是核心;实验原理是达到实验目的的理论根据;实验程序是能否完成实验的关键,它的设计以实验原理为基础;药品、仪器、装置是物质保证,这些物质条件的选择是由实验原理和实验程序决定的,同时对实验程序也起着制约作用;实验操作及注意事项是实验得以顺利、安全进行的保证,它的制定要由实验程序和实验用品来决定;实验结果的处理是对实验是否达到预期目的所进行的检验,在解释实验现象、处理所测得的数据、分析实验误差等项工作中必须对各要素进行综合分析。
三、思维能力是化学实验设计的核心
一、改验证性实验为探索性实验,用“探索法”组织教材和教学
通常情况下,学生实验都是安排在讲完新课后进行的,而且大多是让学生重复教师课堂上演示过的实验。这样的实验只是起到巩固书本知识和训练操作技能的作用,属于验证性实验。它有如下弊端:(一)不利于调动学生的积极性,甚至挫伤了学生的探索积极性。(二)验证性实验的一切现象和结论都是学生已知的。严格的操作程序和方法把学生的智慧、手脚束缚得死死的,不利于发展智力、培养能力。(三)不利于培养学生实事求是、严肃认真的科学态度。“反正书上的结论是正确的,做不做一回事。”“如果实验事实与书上有矛盾,照书上写的填不会错。”这些想法反映了学生们的惰性和无可奈何。
与验证性实验相反,探索性实验具有明显的优越性。(一)实验前学生不知道实验的现象和结果,这就要求他们认真、正确地操作,仔细敏捷地观察,忠诚老实地记录。谁不认真谁就不能获得正确的结论,这有利于培养他们科学实验的基本品格。(二)有利于发展智力,培养能力。化学实验的现象总是多方面的,而这些复杂的现象又是人们认识物质变化的向导。探索性实验不仅要求有一定的操作能力、观察能力,还要求把观察实验的过程和抽象思维的过程结合起来,要求有“去粗取精、去伪存真、由此及彼、由表及里”的分析方法,通过宏观现象,认识到微观世界的本质变化,把感性认识上升到理性高度。
“探索法”的教学过程,不是简单地、直接地让学生去掌握前人的科学结论,而是要引导学生“像以前的科学家”那样,通过实验探索规律、发现真理。例如,我在讲二氧化碳的实验室制法时,事先准备了如下几组实验:(一)碳酸钠与稀盐酸反应;(二)纯碳酸钙粉末与稀盐酸反应;(三)石灰石与稀盐酸反应;(四)石灰石与浓盐酸反应;(五)石灰石与稀硫酸反应。让五名学生到前面来依次分别做这五个实验,然后让同学们共同讨论:在实验室条件下制取二氧化碳选用哪组实验最合适?为什么?在经过讨论和争论之后,同学们得出共同的结论:实验室应用石灰石(或大理石)跟稀盐酸反应制取二氧化碳最适合。从而不仅使学生们牢固地掌握了二氧化碳的实验室制法,而且也使学生们学会了对比实验和优化实验的方法。
二、灵活变通各种实验,加强实验教学
化学实验是最直观的教学手段,它模拟人类认识事物的实践过程,符合人类认识客观事物的自然规律,因而最大限度地利用实验教学是化学教学最成功的教学手段。另一方面,让学生自己动手做实验则是培养学生能力的最有效的途径。为了更有效地加强实验教学,我把教材规定的实验做了如下的改进和变通。
根据化学教学大纲和教材,就实验内容来讲,可归纳为以下几种类型。
1、有关制取固态、液态、气态物质的实验。
2、有关阐明概念,证明基本理论和定律的实验。
3、有关研究物质的性质和各类物质之间的相互关系的实验。
4、有关定量方面的实验。
一般说来,每一类实验的原理、装置、操作等方面总有规律可循。因此我何在讲每一类实验中的第一个实验时,首先向学生分析这类实验的设计原理和内容要求。而后再指导学生亲自动手完成实验,在此基础上师生通过分析、对比,共同总结出这类实验的规律,以期达到触类旁通、举一反三的目的。如通过“粗盐的提纯”的实验,我们引导学生总结出制取纯净的晶体物质的实验原理和所需要的基础知识以及操作等方面的规律。
在实验原理和基础知识方面,让学生着重掌握:①组成混合物的各种物质的溶解度;②混合物中各类物质的性质和它们之间能否相互发生反应(若能反应,需要弄清反应条件)。在实验技能方面让学生掌握:①所用各种玻璃器皿的性能和使用方法;②有关物质的溶解、过滤、结晶、再结晶的操作方法。
二、明确选择仪器的原则,正确选用仪器
实验中,培养学生准确地选择仪器,是保证实验顺利完成的前提之一。为此,我们从下述几方面对学生进行指导。
1、根据反应物和生成物的性质、反应条件选择仪器。
中学化学教材里,讨论化学反应的条件有:常温、加热、加压、催化剂、光和电等。根据不同的反应条件、反应物的性质来制取新物质时,所需要的仪器也就不完全相同。因此,我们在初中化学讲氧气的实验室制法时,着重向学生阐明两点:①凡是对固体物质进行加热制取气体时,均可采取制取氧气的这套反应装置;②集气的方法和操作,应根据气体的溶解度、对空气的相对密度、常温能否与水或空气中任一成分反应等因素而定。
因为我们在讲氧气时进行了上述分析,所以在讲氨气、甲烷等气态物质时,就可以从启发学生通过对反应物和生成物的性质、反应条件等因素的分析,提出实验所需要的仪器、装置,来完成制取上述物质的实验。
2、根据控制化学反应速度的要求来选择仪器。
在实验室里,为了达到安全而又迅速地制取某种物质,有些反应需使反应速度加快,有些要控制生成物的量,有些则反之。为此,在实验中,要采用适应这些要求的装置。如我们在讲实验室里制取氯气时,就着重向学生讲明教材中选用分液漏斗而不用长颈漏斗的理由。这样分析、讲解,使学生在进行实验设计时就能正确地选好仪器。
三、分析典型实验,培养学生的实际操作技能
实验操作的正确与否,不仅是保证安全和实验效果的先决条件,也是培养学生实验技能所必需的。在这方面,我们除按实验原理、要求提出有关的操作内容和要求外,还着重讲了下述几点:
1、剖析一个典型实验,讲清一类实验的操作内容:
如通过实验室里制取氧气的实验分析,可归纳总结出下述操作内容:①仪器的选择、连接和固定:②装置气密性的检查;③药品的取用;④加热方法;⑤气体的净化和干燥;⑥气体的收集和放置;⑦装置的拆卸。
对这些操作,都应讲清它们的知识、理论根据。譬如在实验室里用浓盐酸和二氧化锰混和加热制取氯气时,由于浓盐酸有挥发性,水的沸点也不高,所以制得的氯气中可能混有氯化氢和水蒸汽。欲除去,只要用饱和的氯化钠水溶液洗涤,不能用水,这是因氯气与水能发生下列反应:C12+H20HCl+HC10根据化学平衡移动原理,可知增加生成物中的C1-浓度,可使平衡向左进行,以减小氯气的溶解度。又根据氯气的性质,要想干燥氯气,只能选用液体或颗粒状的酸性干燥剂,通常用浓硫酸做干燥剂。
2、通过对某些实验操作的分析,向学生阐明实验操作的要点。
我们在分析某些实验操作时,为了让学生学得会,记得牢,总是把操作要点总结成几个字或几句话,让学生便于记忆。如在配制一定体积的摩尔浓度溶液时,在分析演示的基础上我们总结出:?称(对固态溶质要称,?液态溶质要量)、溶(溶解)、洗(洗涤溶解时容器的内壁)、稀(稀释至容量瓶的刻度)四字配制法。
教学实践证明,学生根据实验内容、操作内容和要点,独立地进行实验,往往能提出一些改进某些实验的设计。如教材中关于氨气易溶于水的“喷泉”实验,若按教材中的实验要求,先用氢氧化钙与铵盐反应制取氨气,用于燥的烧瓶收集,再接教材中“喷泉”实验装置进行实验。因为在化学实验室里,很难将烧瓶搞得十分干燥,而氨气易溶于水,所以在实验过程中实验效果往往不理想。有些同学分析了上述方法实验失败的原因,又重新研究了该实验的要求,所用药品的性质,提出了改进方法:即先在圆底烧瓶中加入2~3毫升浓氨水,然后摇晃烧瓶将浓氨水迅速倒掉,立即演示“喷泉”实验,实验效果比按教材中提出的实验方法好得多。
四、根据实验内容,处理好演示实验
准确而有效地进行课堂演示实验,不仅在培养学生实验技能中起着示范作用,而且也是启发学生思维,培养学生观察、分析、综合和解决问题能力的重要方法,从而更好地揭示知识的内在联系,使知识更加系统、深化。教材中的演示实验一般可分两类,一是实验难度较大的(如实验装置比较复杂或实验中使用剧毒药品和学生操作有危险的实验),这是少数。这类实验必须由教师演示,力求操作规范化。二是实验技能难度较小,这是多数的实验。对于这类实验,有条件的学校可以改为边讲边实验的形式,实验条件较差的学校,某些课题也可以让学生到讲台上,在教师指导下去完成实验操作过程。
实践证明,对一些较简单的实验,经常在老师指导下,让学生动手去做,除了增加他们的操作机会以外,还呵以起到两个作用:①使学生对一些被认为是无所谓或被忽视的常规操作(如试剂的取用,取量的多少,试管夹持,一般加热等等)?,?及时发现错误,及时纠正,给学生以深刻的印象。②在实验过程中,向“学生恰当地提出问题,让学生在解决问题的过程中,使所学的知识更加系统化和深化,而且也能提高学生的观察问题、分析问题和解决问题的能力及实验操作技能。
五、培养学生书写实验报告的能力
写实验报告是实验的重要组成部分,是分析问题解决问题的过程,也是综合运用知识的过程。但是在教学中发现有些同学即使到了二年级也还不能较好地写出实验报告。其原因是有些学生不知道在实验中观察什么、怎样观察、记录什么。
有些学生对实验报告写什么和怎样写还不了解。因此,他们常常把实验报告写得杂乱无章,空洞无物。为此,我们从第一节化学课开始,就注意培养学生写实验报告的能力,其具体做法是:
1、在演示实验中注意培养学生观察现象的能力
为培养学生观察现象的能力,我们对现行中师化学教材中所讲到的现象进行归纳、综合。有光、热、声、态(状态)、颜色、气味、溶解、沉淀、液化、燃烧等等。在每次演示实验或学生实验中,总是要求学生根据实验内容中有无新物质的生成和上述现象内容来观察,并将观察的结果记录好,认真分析,去伪存真,填写于实验报告中。这样要求学生,不仅使学生知道在实验中要观察些什么,使学生对知识获得比较完整的概念,而且也不会漏掉某些重要的实验现象,以致得不到正确结论。
2、采取具体措施,培养学生书写实验报告的能力
在小学科学实验的教学过程之中,由于科学实验并不是占据升学成绩的“主科”,而是以考查学生动手能力的教学。这就导致了在实际的教学过程之中,科学实验教学难以得到足够的重视,农村科学实验教学的发展也受到了一定的影响,农村小学留守儿童科学实验能力也难以得到有效的培养,其具体的体现在以下方面:第一,农村小学留守学生的家长长期在外,对留守学生的关注度不够,而留守儿童的“祖父母辈”的学习观念相对比较保守传统,认为留守儿童只需要在课堂上学好了语文数学等基础的科目就可以了,锻炼科学实验能力完全是浪费时间。他们错误地认为这些科目学好了完全就是浪费时间,这就导致很多学生被迫放弃对科学实验的追求,很多农村学生具有良好科学实验的天赋就这样被扼杀在了摇篮之中。第二,虽然随着“素质教育”的推广,对于农村留守儿童科学实验能力锻炼已经有了一定的基础。但是,很多的农村小学教师并没有形成正确的观念,仍然错误的认为小学科学实验教学是可有可无的。很多的“主科”教师兼职担任科学实验课教师的现象仍然存在,科学实验课的时间也难以得到有效的保证。在这样的错误观念之下,农村小学科学实验教学想得到长足的进步还有很长的路要走,想取得进步,就要首先纠正错误的观念,给予农村小学科学实验教学足够的关注。
2.农村小学科学实验教学设备难以得到有效保证
由于缺乏足够的重视和关注度,农村小学科学实验教学的教学也难以得到足够的资金支持,也就没有足够的资金去引进相应的科学实验教学设备,提升农村科学实验的教学水平。在这样的背景下,即使农村科学实验教师的教学手段很丰富、教学技巧很出众,也只能是“巧妇难为无米之炊”,难以有效地发挥出相应的教学效果。具体地说,长期以来一直存在的科学实验设备设施的严重缺乏和设施的严重老旧问题,一直制约着农村小学科学实验教学的发展,农村小学科学实验教学也因为设备的缺乏而难以真正地发挥出“素质教育”的魅力。
二、小学留守儿童提高科学实验能力对策
1.完善教学方法,引进实验设备
在农村小学科学实验教学的过程之中,受限于单一的教学方法和科学实验设备的匮乏,农村留守学生的科学实验基础知识一般难以得到有效的提升。针对这样的情况,就需要在科学实验教学过程之中,科学实验教师不断采用新的教学方法,并引进帮助学生充分地感受到科学实验带给他们的快乐,有效的提升科学实验教学的教学水平。与此同时,在教学的过程之中,要充分地结合多媒体技术、引进实验设备进行科学实验教学,充分地吸引学生的注意力,丰富农村小学科学实验教学的教学内容,提升学生的科学实验能力,并在课堂上开展情景教学的方式,不断探讨新的教学方法和教学理念,提升农村小学科学实验教学的教学效果,促进农村留守儿童科学实验能力的提升。
2.社会各界应当提升对农村小学留守儿童科学实验教学的重视度
为了加强农村小学科学实验教学的建设,解决农村小学留守儿童科学实验能力不足的问题,就需要社会各界对农村科学实验教学投入更多的关注:首先,农村小学学校领导和教育局的相关主管部门应当改变错误的思想观念,充分意识到进行农村小学科学实验教学的重要性和必要性,投入更多的财力物力,大力支持农村小学科学实验教学事业的不断完善和发展。其次,应当为农村小学教学投入更多的专项资金进行科学实验教室的创建,并购入一定数量的科学实验设施,完善农村小学的科学实验设施储备,提升农村小学的科学实验教学效果。最后,主管部门应当考虑提升农村小学科学实验教室的待遇,让农村教师职位更具与吸引力,让更多的科学实验人才进入农村小学去进行教学工作。与此同时,还要加强农村小学科学实验教师的在岗培训,提升现有的农村小学科学实验教学师资力量,保证农村小学教学的教学效果。
爱因斯坦说过:“兴趣是最好的教师”。在实验教学中,如何创设情境,激发学生求知欲望,我的做法是,教师除了教材的需求外,还因根据学生的实际,巧妙地设计与教学内容紧密联系的实验,通过实验观察来诱导学生,步入思维境界,激起学生的好奇心,求知欲,在实验中,体现教师的导向性,学生学习的主动性。如教《摩擦起电》一课时,我先让学生应用玻璃棒在丝绸上反复摩擦,以最快的速度接近泡沫粒,学生通过实验,观察到玻璃棒紧紧地吸引住了许多泡沫粒,这样一来,学生的好奇心上来了,这时候,我就让学生猜猜到底是什么原因?谁能解释这一现象,这样学生的思维就展开了,七嘴八舌说:“是摩擦起来造成的。”我又问大家“你们还想玩吗?”同学们积极性很高,都说想玩,那么橡胶棒与毛皮摩擦,结果会是怎样?先猜一猜,看谁能解开这个谜。于是大家再次动手实验,操作起来。通过磨擦后,再次出现橡胶棒又吸引了许多泡沫粒。同学们实验的积极性非常高涨,这样在实验中,通过观察进一步加深了对摩擦起电的理解。最后,我通过谆谆诱导,放手让学生动手操作,在实验观察中,让学生很快地搞清了电有两种:带同种电的物体互相排斥,带异种电的物体互相吸引的结论。
二、增加探索性实验,培养学生探究
教学中,许多实验都属于验证性实验,这种实验就是由学生发现问题,进行假设,在教师的指导下,用实验来验证假设是否成立,其目的在于验证和巩固学生所学知识,以及培养学生动手能力,但在整个探究过程中,学生的主动性和探索性往往是教学的难点,如果照本宣读,学生学习的主动性和积极性是得不到培养的。因此,在进行验证性实验后,我认为应该增加探究性实验,重点培养学生的归纳,推理能力和探究意识。在玩中,寻找规律性的东西,在教学中,我根据学生的实验情况,既突出知识的落实,但重于能力的培养。如教《滑轮》一课时,为了证明动滑轮既能省力,但不改变用力方向,为了验证这一结论,我在教课时,先提出一个问题,猜一猜,动滑轮有什么作用,在让学生反复实验的基础上,通过讨论,汇报后,我再设计了一个利用动滑轮拨河的形式,让两个学生力气差异较大的学生上台表演,结果,力气小的反而胜了力气大的,在游戏实验中,再一次证实,动滑轮能省力的结论。
又如,在教《轮轴》一课时,我特让两个气力有大小的学生,上台玩啤酒瓶作演示实验:力气小的握瓶身,力气大的握瓶颈作演示实验,比一比谁的力气大,在实验中,学生通过实验时手中的感觉,得出:“轮轴能省力”。
教学实验表明:在教学中,适当增加一些探究性实验或使一些实验带上探索性的色彩,有利于激发学生的学习积极性和主动性,更能培养学生的探究能力,有利于学生素质全面提高,更能将《大纲》的要求落到实处。
三、发展求异思维,促进学生深入探究
大纲指出:“常识教学是学生经历一些典型的认识事物的过程。”其特点是探索性强,在教学中,教师让学生探究自然秘密时,应相信学生,把着眼点放在学生一头。因为学生是学习的主体,在实验中,应有机地设置梯度,正确地引导学生求异思维,也是学生创新能力培养的重要一环。如在教《桥》一课时,我先让学生动手操作造一座心目中最完美的桥,然后让学生将自己的作品拿到讲台上,并要求学生向大家介绍这是一座什么桥?你是怎样设计的?它的优点是什么?然后让全体同学对该桥进行评价,请看片断:
学生:我的桥叫“世纪新大桥”,它是由许多铁索拉力组成的,它利用拉力,勉去了造桥墩的难度,既牢固又省力……
生:老师,我认为徐××同学的桥虽然牢固,但是铁索之多造成了桥的承受能力不强,要多加几根才牢固呢?
生:老师!我认为这座桥欠宽,只有机动车道,缺少人行道……
生:老师!这座桥太高了,既浪费了材料,又影响了牢度。
二、培养学生实验探究能力
实验目的不是仅仅对仪器熟练使用,而且是对某一客观事实探究,故相对初中而言,难度有了很大提高。故在实验前精通理论知识必不可少,弄清楚探究实验的目的、原理、操作步骤及相应步骤必不可少的仪器。特别要结合生活生产实际,借鉴仪器的选用,操作的可行,方法的得当与否,始终要求从简到繁的过程。当然理论的要求也应由易到难,否则学生对原理难以理解,那么实验过程不可能顺畅。而探究的前提是对课本知识的熟练掌握,即理论知识的储备要丰富。当然也不能仅仅停留在课本上,而应扩大知识面和联系相关知识,才能在实验设计中不顾此失彼,尽管可能达不到十全十美,但我们要尽可能全面考虑对实验的影响。同时在实验设计过程中,由于多种因素干扰,难免在探究中存在缺陷,但我们更应注意数据分析。紧紧围绕理论指导,熟练正确分析误差大小。这样才能在实验操作中“错误而不糊涂”,清楚自己的失误,在操作中尽量规避这一缺陷。探究实验才可能具有一定的科学性。
三、学生自我监控能力的培养
农村学生的管理是散养式的,比较自由开放。而这种行为方式在实验的整个过程中并不可取。自由散漫的行为方式由于环境的影响,自我难以约束、监管。在生活习惯中,尽管在行为方式上表现得并不文明或有礼貌,但并不会造成什么危害。但在组织实验的整个过程中,如果得不到监管,则将导致实验的错误或探究的无效。化学实验的过程就是解决化学实验问题的过程,整个问题解决过程中都贯穿着自我监控。对学生来说,一旦意识到初始状态不等于目标状态,二者之间存在差距,自我监控就开始了。但对不同的问题,不同的学生自我监控能力不同。从多年教学看,自我监控水平与化学实验总能力及各要素之间均存在显著相关性,表明自我监控水平是影响化学实验能力的重要因素。另外,在对学生化学实验能力的个体观察中,我们也发现自我监控无论是对实验问题的确认、问题的解析,还是对实验的设计、实验的操作都有较大影响。由此可见,学生对化学实验过程中即将出现的问题或已经出现的问题能否及时进行监控与调控,对化学实验的成败起到关键作用。它影响学生化学实验问题解决的全过程,影响其问题解决的质量和效率。同时,学生的化学实验问题解决中的自我监控水平也通过实验问题解决而得到提高。传统实验中,教师起主导作用。即教师规定实验的方方面面和涉及的试剂仪器,实际是对已知实验的验证,学生的创新能力得不到发挥。为提高自我实验能力,必须在任何实验过程中,监控自作与设计行为,也就是要多疑。每一步的操作始终考虑有缺陷吗?有错误吗?可能的缺失在哪里?在长时间的训练中,养成自我监控的习惯。即提高了学生科学探索能力。教学的目的,不是强迫,不是被动,而是主动学习。摒弃自我惰性,时刻考虑自我行为得失,对实验以至对社会造成的影响,不仅可以培养自我实验规范能力,科学的探索精神,而且对学生的成长有益。时刻反省自我。古人云:“静坐常思自己过,闲谈莫论他人非。”对描述自我实验能力的监控行为具有良好的指导作用,自我监控可防范可能的错误。而在实际问题中,误差的分析是问题的难点,而随着自我监控能力的提高,误差分析不再是难题。