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初中科学实验生活化的实践与研究

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摘 要 新课程初中科学标准注重科学探究与创新,强调培养学生的科学探究能力和科学素养。让实验与学生的生活有机结合,在潜移默化的学习过程中使学生的动手能力得到锻炼,科学素养得到培养,实现学生个性化全面而又自由的发展,这是教学科学的宗旨。

关键词 科学实验;身边器具;生活化实践研究

中图分类号:G633.7 文献标识码:B 文章编号:1671-489X(2013)16-0156-02

科学来源于生活,又应用于生活。所以,学习对象首先要从日常生活开始。其实,生活科学问题也无时不在,无时不需要用知识和技术去解决,最终目标是帮助学生把在课堂上学到的知识迁移到日常生活之中,融入生活、服务生活。只要认真观察和研究,就不难发现,一个塑料瓶,一个易拉罐,一节废弃的旧电池等,都是科学实验教学的有效资源,都可以成为学生随堂实验的探究材料和探究内容。

1 利用身边器具辅助课前预习,帮助学生理解知识

首先,科学教师应该具备“先学后教”的理念,明确反对把每节课都假定为学生对所学知识一无所知,反对教师采用不厌其烦的系统讲授、启发、引导,反对学生被动地学,提出应该重视学生课前预习的思想。这一理念要求:学生通过预习能学会的,课堂上教师应坚决不讲;学生合作学习能够解决的,教师坚决不在课堂上重复展示;学生对所学知识自己能够表达清楚的,教师坚决不要去代替学生说。教师的真正作用就是解决学生学习中的疑惑和疑难。

如尝试自制实验器具,辅助课前预习“流体的压强和流速的关系”一节,笔者在研读教材时发现,这一节课完全可以让学生去自主学习、自主探究、自主展示。于是在课前一天,笔者把预习提纲以问题的形式体现在导学稿中,要求学生课前一天预习后,在课堂上进行展示。然而,课堂教学展示让人大为惊讶,学生通过几个预习实验,如对玻璃管吹气实验、自由下垂两张纸吹气实验的展示和分析,非常完整地总结了流体压强和流速的关系。这样一节课,因为学生课前有效的预习,让他们在课堂中充分地展示,学生的实验操作能力、分析辨别能力、语言表达能力等都得到了有效的训练。

2 “身边小器具,实验大效果”在新课引入中的运用

利用学生身边非常熟悉的器具,演示出学生意想不到的奇特现象,唤起学生的注意,引起学生思考,从而产生强烈的求知欲而导入新课。“实验导入”是课堂实验教学的开端,它的主要作用是在学习者和新的学习课题之间创设理想的诱境,激发学生学习兴趣。如物体的浮沉与重力和浮力的关系一直是学生比较难理解的问题。但事实上又很简单,譬如学生都很熟悉的番茄酱包和矿泉水瓶就可以明确说明这个问题。如图1所示,可以将装番茄酱的包用针扎个小洞之后,把它放在盛满水的矿泉水瓶里面,将盖子拧牢;稍微用力捏一下矿泉水瓶,瓶中的番茄酱包就会慢慢下降,而松开手时番茄酱包就会慢慢上升。将这样充满魔术色彩的实验引入课堂,带给学生的是一种全新的知识感受。

又如学习“汽化与液化”的知识之前,就可以课前准备把少量的乙醚放在塑料带里,将袋口扎紧,然后在水槽中放入些热水,再把装有乙醚的塑料带放入热水中,不到一分钟,装有乙醚的塑料带就会越来越大,最后完全膨胀。通过这个为什么膨胀的气球实验,引入科学“汽化与液化”的教学,学生都会非常投入,兴趣倍增。同时增强了学生的好奇意识,提高了课堂教学效率。

3 利用身边器具,创设实验问题,促进学生创新能力的发展

创新教学的构成要素是研究性、引导性、发现性、归纳性等有机的结合。这就要求教师在实验中创造性地应用现代教学方法和手段,将多种教学媒体进行优化组合,用“创造性地教”为学生“创造性地学”创造环境和条件。因此,在课本所示的演示实验和分组实验之外,可以利用学生身边的一些器具进行拓展,鼓励学生创新。如在进行“浮力”知识的教学时,如图2所示,两个同样的橡皮泥形状受到不同浮力的演示实验,可以安排成学生分组实验。在每个组给定橡皮泥和其他器材的基础上,每个学生发20个曲别针,让学生竞赛,看哪一组的学生的橡皮泥可以承载的曲别针最多,激发学生的参与和竞争兴趣。利用身边的器具,采用有趣的学习活动,学生很自然地就掌握了实验的方法,不再是只停留在原来课本上的记忆和作业上的题目层面,而是一种能力和情感价值的升华。

4 利用身边器具,完成课后小实验,有利于扩展学生的思维空间

课外实验的内容,依据于科学课程标准,它延伸了科学实验教学的时间和空间,使实验方法更灵活,实验内容更有深度和广度。如1个易拉罐、1节5号干电池、几个小磁片、一个图钉,就可以完成最简单的电动机实验;也可以用一次性杯子做支架,利用1个磁片、2节干电池、1根导线完成电动机的制作。3个柠檬或土豆等,3个光亮的铜币(或铜片),3颗镀锌的螺钉或铝片,4根导线,1个发光二极管(LED),就可以制作简单的水果电池,还可以完成潜望镜、生态球、土电话、过滤器的制作等。如图3所示,就是学生制作的水火箭,这样既加深了学生对书本知识的理解和掌握,又启迪了思路,激发了学生的探索意识,培养了学生的发散性思维和创新能力。

近两年的实验活动证明,参与此项活动的学生,在学习兴趣、方法上都有了较大的改变,特别是动手能力和学习科学的成绩有了较大幅度的提高。

5 利用身边器具,反思课本实验,增强实验的吸引力和易操作性

作为一名科学教师,只是对科学实验内容进行照本宣科式的教学是远远不够的。教师应该经常补充和更新实验内容,使实验更新,更贴近学生生活,增强学生参与实验的欲望,拉近实验和现实生活的距离。比如“电功率”的学习,由于电功率是比较抽象的概念,学生对电功率并没有直观的认识,对电功率大小的比较也只是停留在浅层的记忆上。那么,教师在引入电功率的大小时,就可以利用身边的剃须刀作为实验器具,先将单刀剃须刀的刀网拿掉,再把刀片拿掉,只留下转头,同时在转头上系上一根长线,线端的下面挂一物体,通过改变电流大小,观察物体被提升的快慢速度。又如在教室演示电风扇,通过调节旋钮改变风扇的转动速度等。这种转化法的教学对提高学生对抽象概念的认识是非常有效的。这样的实验引入,使学生对电功率的认识更加直观,学习电功率的知识感觉更容易。

像矿泉水瓶,是学生最熟悉不过的物品了。在科学实验教学中,可以巧妙地利用矿泉水瓶,如:矿泉水瓶演示浮力的大小,可以改变其中水的多少来改变重力,研究浮沉条件;研究重力势能的大小与高度和深度的关系;如图4所示生态球的制作,研究浮力产生的原理;研究气体流速和气压的关系,研究力使物体形变;过滤器的制作;研究大气压可以使矿泉水瓶变形;等等。

针对课本实验,不断地进行研究和反思,不仅可以优化实验方案,揭示实验本质,还可以培养学生正确的科学实验习惯,提高学生的动手能力、观察分析能力、科学探究能力和创新能力。所以,作为一名科学教师,如果不重视实验教学,不研究实验教学,不注意深入挖掘实验内容和材料,那么,科学教学的效果自然会大打折扣。

在科学技术突飞猛进和造就具有创新力民族的今天,只有具备创新力,才能有创造力。那么,从科学教师的角度,就是要充分挖掘科学素材,进行深入的研究,培养学生的创新思维。只有科学教师有创新意识和探索欲望,才能潜移默化地感染学生,才会使学生对实验的兴趣变成稳定而持久的学习需求,并为学生的终身学习打下坚实的基础,同时也真正从根本上落实了素质教育。