优化实验策略,提高教学的有效性

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摘 要: 实验是科学课程改革的重要环节,是落实科学课程目标,全面提高学生科学素养的重要途径,也是科学课程改革的重要条件和重要课程资源。本文作者结合多年教学实践指出,传统的实验教学是教师按课本的演示实验演示,学生观看和识记,或机械的模仿,这样的实验很大程度上束缚了学生的创造性和能动性,不利于学生学习能力和探究能力的培养。如何优化实验教学,发挥实验在教学中的作用,以实现新课程所推出的三维目标,提升学生的科学素养,提高教学的有效性,是当前实验教学中需要探讨的问题。

关键词: 初中科学实验教学 实施策略 教学有效性

初中科学课程标准明确指出:在科学课程的教学中必须创造多种机会让学生进行科学探究,在亲身参与科学活动的过程中,发现问题、感受科学过程、获取事实证据、检验自己的想法和科学理论,逐步形成科学的态度、情感与价值观。所以,在新课程“科学”中更适合开展对学生自主探究能力培养的实验活动,让学生通过亲身感受,亲自动手、主动探究、合作学习等多种形式,培养他们的创新智慧,提高他们的科学素养。如何提高实验教学的有效性,将是一个值得探讨的问题。本文是我在初中科学实验教学过程中,通过优化实验实施策略,提高实验教学有效性的一点尝试和体会。

一、优化实验的内容与形式

有些课本实验的形式和仪器结构复杂,学生不是很熟悉,教师需要花较长时间去介绍,费时费力。其实,教师只须把握实验目标,对实验形式、内容、器材进行适当的改进,使复杂的实验简单化,深奥的道理浅显化,便可使课堂教学省时高效。

1.引入“生活实验”,化解教学难点。

科学是一门以实验为基础,与生活实际紧密联系的课程,它渗透在人们日常生活的各个方面。在科学实验教学中,教师如果能巧妙地应用学生身边的一些学习和生活用品(如书、纸、牙刷、橡皮筋、饮料瓶、吸管、乒乓球等)进行实验,则会产生意想不到的效果。例如,学生对浮力产生的原因一直觉得较难理解,我在教学时补充了一个生活实验来突破难点:取一个去盖的小可乐瓶,去底,将瓶口倒置,放入一只乒乓球,然后向瓶内注水,发现少量水从乒乓球和瓶壁缝隙处流下,而乒乓球不上浮;然后用手掌堵住瓶口,当瓶口与乒乓球间充满了水时,乒乓球立刻上浮。学生看到乒乓球的前后变化,茅塞顿开,兴趣盎然,问题就迎刃而解了。恰到好处的生活小实验,既有助于突破教学重点、难点,又能激发学生学习科学的兴趣,提高学生的探究能力,体会到科学就在身边,并体现从生活走向科学的新课程标准理念。

2.改进已有实验,增强教学效果。

对教材中有些成功率不高或装置不合理的演示实验,我们可以就地取材,替换实验用品,提高实验的可操作性,使实验效果更好。例如:在验证声音的传播需要介质实验时,由于玻璃钟罩气密性不好、抽气不成功等原因,达不到预期的效果。我对该实验进行了如下的改进:取大号注射器,拔出活塞,从针头插孔穿入一根细线并栓住正在闹铃的小电子表,然后拉至针筒底部,再插入活塞并推至底部,赶出里面的空气。然后将橡皮帽堵住钟头插孔,竖放注射器,把活塞往下拉,此时小电子表悬挂筒中,学生听到铃声越来越轻直到消失;取下橡皮帽,铃声又重新出现,继续向下拉活塞,铃声不变。前后对比,实验结论不言自明。

二、优化实验的方法

教师从学生熟悉的生活情景和感兴趣的事物出发,为学生提供可以观察和操作的机会,并提出相关问题,可引发学生丰富的想象,激发学生强烈的探究欲望。此时教师若能改进一些实验的研究方法、研究程序和研究手段,就能激发并保持学生的兴趣,变“要我学,要我实验”为“我要学,我要实验”,最后达到“会学”的目的,极大地提高实验教学在科学教学中的作用。

1.把验证性实验改为探索性实验。

所谓验证性实验,是指通过实验的手段来验证某一科学概念和定律是否成立,这种传统的实验方法对培养学生的探究能力是不利的。而探索性实验,是指利用已知的外加因素去干预研究对象,观察产生的结果,从中总结出规律的实验活动。所以探索性实验更符合新课程理念,能满足学生的求知欲。为此可对教材中的部分实验进行适当改造,变验证性实验为探索性实验。如“滑动变阻器的作用和使用”,我先通过对“调光灯、音量开关”的工作特色的介绍,激发学生的探究欲望,然后指导学生进行探索性实验,探索接线柱连接方式不同、滑片P点向左或向右移动时,接入电路中的有效阻值如何变化?电流表示数如何变化?并提问这里的P点移动为什么会引起电流变化?怎样连接能变阻?怎样连接电阻最小?怎样连接电阻最大并可当定值电阻使用?等等。通过这样的实验探究,学生体验了滑动变阻器的使用过程,不仅激发了学习科学的兴趣,形成了自主学习的内驱力,而且形成了科学概念,获得了科学知识,培养了实验能力和创新思维,增强了实验教学的有效性。

2.把演示实验改为随堂实验。

心理学家皮亚杰说:“要让学生动手做科学,而不是用耳朵听科学或用眼睛看科学。”只有体验和实践,才能有所创新。把我们的感受告诉学生,不如让他们在活动中亲身体验。基于这种思考,在实验条件允许的情况下,我把教材中的演示实验最大限度地改为学生随堂实验。

如在初一“日食和月食”一节中,我将日食形成过程的演示实验改为学生随堂实验,具体做法是:我在黑板上画一个圆,代表太阳;学生的拳头代表月亮,头代表地球及地球上的人;然后让拳头(月亮)绕着自己的头(地球)从右向左转动,眼睛盯住黑板上的圆(太阳),观察到太阳被月亮遮盖的情景,整个日食过程尽收眼底,非常直观,既不受实验条件限制,又可随时再现。这样的教学,学生面对的不再是死板的注入,而是自己的直接参与,印象更加深刻,并增加了学习动机,有效培养和锻炼了实验能力。

三、优化实验的评价和应用

教师应构建科学展示平台,开展多种形式的科学实验竞赛活动,并及时鼓励、激发学生兴趣,增强他们学习科学的成就感,提高他们探究问题能力。如在初二制作弹簧秤的课外实验中,我先要求学生在课外自制一根弹簧秤,要求写简要的原理和说明书,然后以小组为单位评出制作最好的一个学生参加班内的评比。虽然学生选的弹簧秤有的是橡皮筋,有的是小弹簧,有的是丝力带,刻度也多种多样,符合要求的很少,但我对每组参展作品都给予肯定和表扬,并展示在教室的展览台上,然后各组相互评价,标准的弹簧秤评出A、B、C等,对“劣质”的弹簧秤提出整改措施。这样的活动激发了学生的好奇心和求知欲,培养了学生善于与人交流、分享和合作的习惯,培养了学生的问题意识、科学态度、创新精神等,提高了学生的科学素养。

“学以致用”,我们应该让学生走出课堂,走向社会,引导学生主动接触生产、生活实际,去探究一些对人类有影响的社会问题。如学习了“水的利用和保护”后,我组织科学兴趣小组的学生对我校附近的长乐江水污染情况进行了调查。学生沿江而上,发现多处生活污水不断流入江中,使江水浑浊度增加并臭气冲天;附近居民把生活垃圾倒入江中,使固体漂浮物随处可见;再往上走,有一条黑色的小沟通入江中,小沟的尽头是一家小型工厂,用pH试纸测定江水,pH值约为6。实地调查后学生分析总结,得出污染物的主要来源和主要污染物。学生认真完成了调查报告,并在宣传窗内张贴江水污染的照片,通过黑板报、小论文等形式向全班学生进行环保知识宣传,让学生树立环境保护从我做起的主人翁意识,增强了学生关心自然、关心社会的情感,培养了学生在实际应用中的探究能力和相互合作精神。

实验教学的有效性虽然表现在不同层次上,但学生是否有进步或发展是衡量教学有效性的唯一指标。也就是说有效的教学必然要使学生获得充分发展。因此,教师要善于采用不同的实验实施策略,营造探究氛围,激发学生主动参与探究的兴趣,让学生真正地参与科学知识的发生、发展的过程,提高实验教学的有效性。只有这样,学生在获得知识与技能的同时,在过程与方法、情感态度与价值观方面才可能得到全面和谐的发展。