初中科學小實驗及原理范文
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關鍵詞:語言實訓室 科學管理 問題 對策
中圖分類號:G641 文獻標志碼:A 文章編號:1002-2589(2011)34-0238-02
前言
隨著科學技術的進步,多媒體語言實訓室在我國教育領域中日益普及。隨著大學外語教學改革的不斷深入,以視、聽、說為主的外語教學將逐步取代以往單一的教學方式。多媒體語言實訓室作為一個現代化的教學媒體,正發揮越來越重要的作用。目前,在我國大部分高校的外語教學中,普遍使用了多媒體語言實訓室。伴隨著高校教學的發展和需求的進一步擴大,最初簡單的語音室也逐步地過渡到多媒體語言實訓室,并正向著數字化語言實訓室方向發展。數字化網絡語言實訓室的推廣和使用,使得外語教學的內容、手段乃至一些傳統觀念都發生根本性的變化。數字化網絡多媒體語言實訓室所具備的強大功能,不僅使教師在常規的教學中取得了良好的教學效果,而且還幫助學生建立自主學習、自我測試的學習模式,大大提高了學生自我教育的主動性和積極性。
但是,高校多媒體語言實訓室在使用和管理過程中存在著不少的問題,它們阻礙了多媒體語言實訓室發揮其應有的功效,也不利于高校語音教學水平的提高和改進。本文圍繞有關高校多媒體語言實訓室使用和管理若干問題進行分析,并就其成因和對策展開探討。
一、五大短板:當前多媒體語言實訓室管理中存在的問題
(一)部分教師教學觀念和現代辦公知識滯后
筆者所在單位目前建有8個多媒體語言實訓室,分別為專業英語、專業日語、專業韓語以及非外語專業的公共英語、公共日語教學提供服務。多媒體語言實訓室的建設,改變了過去“錄音機+粉筆”的傳統式的外語教學及語言實訓模式,所有的外語聽力、口語會話課程,以及相當部分的單元教學課程都能夠在多媒體語言實訓室內進行,現有的多媒體語言實訓室開出率普遍較高。
然而,雖然現在多媒體語言實訓室開出課時數并不低,教師使用語音設備較頻繁,但部分教師對語音設備的操作熟練程度還是不高,需要管理人員每次手把手進行技術支持,難以獨立使用各項功能。目前新配備的多媒體語言實訓室設備較多是功能較齊全的教學系統,但不少教師所使用的功能并不多。有些教師把語音設備變成簡單的錄音機、對講機、影碟機來使用,浪費了物力、財力。多媒體語言實訓室設備的功能,并沒有達到預期的教學效果。現代教育思想觀念的相對落后,使得數字化網絡多媒體語言實訓室的基本功能沒有得到充分利用。多數教師還沒有形成一種“大教育”的觀念,沒有形成“開放式教學”,“交互式教學”,“個別化教學”意識。
(二)現代教學資源相對匱乏,“等米下鍋”現象亟待改變
一方面是多媒體教學系統功能多樣,但另一方面,教育工作者不得不面臨缺乏大量系統教學課件的尷尬。自行制作教學課件目前存在著技術上和資金上的困難,外部市場又鮮有真正適合教學的原創的課件資源。形式上的完備與內容上的缺失形成了巨大落差,阻礙了數字化網絡多媒體語言實訓室的功能的發揮。
(三)學生綜合素質參差不齊,影響設備正常運轉
大部分師生都能基本遵守多媒體語言實訓室使用管理規定,但仍存在個別學生故意破壞語音設備。有些學生進入多媒體語言實訓室后故意對語音設備進行破壞,如私自搬動語音設備;進行破壞性操作;隨意刪除設備中的原有文件信息;私設CMOS密碼和屏保密碼;故意損壞耳機插頭、話筒;在教師主控臺亂操作設備,使語音系統軟件與硬件發生沖突,使信號無法傳輸,或“死機”等現象。有些學生擅自帶其他人員進入多媒體語言實訓室;在多媒體語言實訓室內大聲喧嘩、打鬧、吐痰、吃零食;隨地亂扔雜物,課后一片狼藉;在設備、桌椅、墻上亂寫亂畫;在語音設備上玩游戲等。
(四)外部環境亟待改善,影響多媒體語言實訓室運行
外部環境的保障作用對多媒體語言實訓室的正常運轉也不可忽視。由于供電電壓不穩燒壞電源、屋頂滲漏導致儀器進水受潮短路不斷、墻體表層大塊剝落砸壞設備,以及不合格裝修部件導致的設備接觸不良影響設備穩定運行等對多媒體語言實訓室的正常教學造成了不小的消極影響,甚至造成了數額較大的損失。另外,網絡安全問題也是困擾管理人員的一個重要方面。多媒體語言實訓室實際運行中病毒感染常使操作系統、應用軟件等無法正常工作。
(五)制度運行效果不理想
盡管學校和院系均曾就多媒體語言實訓室管理頒布過規定,但實行效果并不令人滿意,違反規定并造成不良后果的行為仍不時發生。尤其是一些學生對多媒體語言實訓室管理存逆反心理,對約束自身不當行為的制度規則缺乏必要的認同感,增加了多媒體語言實訓室管理的難度。還有一些學生因違規操作造成設備故障后仍稱不知曉相關操作規程,對于自己的危險操作造成的嚴重危害缺乏基本的認識,這說明多媒體語言實訓室管理的各項制度的公眾認知度還不高。
二、四大舉措:多媒體語言實訓室上述問題的成因及對策分析
(一)加強對教師的培訓,積極與教師溝通
一些教師由于年齡偏大,對于信息技術的接觸時間不長;一些教師剛從偏遠地區調入,不僅對于現代化教學設備非常陌生,也一時難以改變傳統的教學觀念,甚至更覺得黑板+粉筆順手,使用多媒體語言實訓室會造成額外的麻煩。不可否認,科學技術和現代教育理念在教師隊伍中普及時間還不長,普及水平還不高。解決這個問題需要循序漸進。
一方面要加強對教師的崗前培訓,以便教師結合硬件功能和教學目的進行先期教學設計;另一方面要加強對教師的日常技術支持,以便及時解決教學過程中的問題,根據硬件設備使用情況和個人偏好及時調整日后的教學設計方案。具體來說,主要包括先進教學理念和方法的傳授、多媒體語言實訓室操作程序的培訓兩方面,使其充分了解和掌握語音設備的功能和用法,不斷增強自身的信息素養,強化信息意識,提高獲取信息、處理信息、傳遞信息的能力,樹立開放式教學、交互式教學、個別化教學的意識,從而提高教學效果。同時要引導教師在課件制作上,要科學實用、符合新的教學模式和方法,輔助多媒體教學,提高教學效率。在建設多媒體語言實訓室時,還要及時聽取收集教師意見,要及時對使用教師進行培訓,提高教師的操作能力和水平。
(二)關注學情,剛柔相濟,充分理解并適度引導學生的訴求
青年學生精力充沛,好奇心強,在多媒體語言實訓室顯得好動。年齡層次的特點是某些破壞行為的部分原因。另外,高職院校的學生綜合素質相對較低,部分學生沒有良好的行為習慣,對自身行為缺乏清醒認識和必要的自控能力,對于他人的勸誡卻強烈抵制,這也是造成管理困難的部分原因。
這就要求對實訓室規定的貫徹要堅持剛柔相濟、強制性和情感性、嚴肅性和靈活性的統一。管理者要充分利用“首因效應”培養親和力。管理者的親和力是實現人文管理的關鍵因素。親和力來自于真誠為教師和學生服務的思想,是一種認真對待本職工作和周圍人的形象感召力。管理者要充分利用“首因效應”,從學生第一次進入語言實訓室,管理者真誠坦率、睿智幽默的自我介紹就能樹立可親可信的形象,很快就能讓學生認識和悅納。
同時,還要適當了解班級情況,與一些同學交換聯系方式,與他們交上朋友。這樣的溝通,能有效消除管理者與被管理者之間的隔閡,構建融洽的人際環境。這時,管理者介紹并執行語言實訓室的規章制度,學生會很快理解和接受。
另外,應對學生精力充沛,對新鮮事物好奇的特性,管理者除了講授使用前的操作規范外,更重要的是落實責任制,提高責任心,增強責任感。向他們介紹語言實訓室的情況,語音系統的性能,詳細講解如何正確使用設備,如聲道的選擇,音量的調節,聲音的錄制等。需要指出的是,要給予學生動手操作接觸設備的機會,而不要簡單粗暴地阻止學生接觸設備。所謂“松綁”并非指任由學生在好奇心驅使下隨意操作,而是引導甚至鼓勵學生正確操作各類部件,體驗各種功能,滿足其好動的愿望。投之以李,報之以桃,學生得到了關懷,心理上獲得了滿足,人格上受到了尊重,積極配合管理者的工作,增強主人翁意識就是水到渠成的事情了。
(三)以身作則,強化多媒體語言實訓室管理制度的貫徹落實
日常管理工作要堅持原則,務必做到有法必依。管理人員應會同任課教師做到率先垂范,給學生以良好的行動暗示。如果管理者能以身作則,恪守規范,就能形成一種無形的力量,感染周邊的人群,而一旦形成了科學文明的優良風氣,破壞規則的行為就會顯著減少。相反,如若管理者言行不一,因人而異,其公信力就會受到損害,最終人們會失去對管理制度和管理者的認同感,破壞軟環境。
同時,還要事后公開制度執行情況,通過公示欄、張貼統計表等形式,將每個階段每個班級的使用情況公示。與學生教師考核體系掛鉤,表揚遵守規定的正面典型,對于個別嚴重違反實訓室規則的行為,不能簡單依照相關規定處罰了事,而應向其說明其錯誤行為的危害性并告知其處罰依據,同時還要給予相關人員陳述和申辯的機會,以便事后進一步優化實訓室管理制度與設施,避免再次發生影響正常教學的事件。
(四)加大投入力度,保障教學工作正常進行
教學軟件的缺乏和設備的老舊需要資金投入的支持,由于版權制度的相關要求,購買正版教學資源往往價格不菲,甚至超過硬件設備的費用;而供電、網絡、多媒體語言實訓室土木工程的質量和可靠性也在相當程度上受到造價預算的制約。要解決“等米下鍋”和“后院起火”的麻煩,必要的資金投入不能打折扣,這是能夠產生長期收益的項目。
結語
多媒體語言實訓室的應用,不僅給教師提出了更高的要求,也給實驗室管理人員提出了更高的要求。多媒體語言實訓室的管理是一項嚴格的技術管理工作,管理人員要更新觀念,開拓進取,使現代化教學手段成為整個教學過程的有機組成部分,同時也要加強管理者自身的內涵建設,既要勝任現代技術裝備的工作要求,又要有構建和諧環境的綜合素質。隨著教學改革和探索的不斷推進,我們不可避免地面臨諸多問題,但我們堅信,多媒體語言實訓室管理和使用中的新老問題最終必將獲得解決!
參考文獻:
[1]金紅玲.淺析利用多媒體語音室教學對我校英語教學的影響[J].科技資訊,2007,(15).
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關鍵詞:初中科學;實驗效果;興趣引導
本文倡導利用日常器具做實驗――實驗室的課程資源不僅限于實驗室的現有設備,學生身邊的物品和器具也是重要的實驗室資源。利用日常器具做實驗,不但具有簡便、直觀等優點,而且有利于學生動手,發展學生的實驗技能,培養學生的創新意識。因此,研究開發低成本實驗,是基礎科學教育改革的一個重要方向。
一、變廢為寶,提升實驗效果
低成本實驗一方面通過利用生活中的廉價材料開展物理實驗教學以解決或緩解實驗器材短缺問題,滿足經濟落后國家或地區中學開展科學實驗教學的需要;另一方面通過利用生活材料、物品或器具做物理實驗,以提高學生對科學的學習興趣、培養學生的動手能力和實踐能力。在設計低成本實驗中要體現三條原則:(1)制作材料低成本;(2)制作過程低成本;(3)教學演示低成本。
如在七年級上第三章第一節“地球的形狀和內部結構”這一課的學習中,教師可以帶領學生變廢為寶,利用紙帶做成地球的形狀和鉛筆,大家一起來感受地球的形狀和兩極特點,給學生講解地球赤道稍微有些鼓,兩極略扁的形狀特點以及與地球自轉的關系等。如在七上第四章第一節“物質的構成”中給學生準備針筒,用針筒抽取5毫升空氣,前端用手指頂住,使其密封。用另一只手慢慢推活塞,你能將空氣壓縮到幾毫升。步驟2:將5毫升的空氣改為5毫升水(將水倒入小燒杯便于抽?。?,步驟同上,你能將水壓縮到幾毫升。對比過后,讓學生親身感受到氣體的分子間空隙比固體和液體要大的特點。本實驗既體現出實驗器材簡單方便又能給學生留下對抽象的微觀世界不同狀態下分子間距離特點深刻的印象。
二、興趣引導,激發實驗熱情
教師在進行實驗教學時,要根據學生的思維特征,利用實驗激發學生的探究欲望,提升他們的動手實踐和積極思考的本領。如進行探究壓力的作用效果影響因素教學的時候,教師可以利用學生的好奇心做個令學生感覺咋一驚的實驗。實驗準備兩只高腳杯、一根粗細均勻的木板和一把鐵錘(見下圖)。首先讓學生預測鐵錘用一定力敲木板,實驗可能出現的現象。教師再通過實際演示操作后出現的現象,進而結合學生分析后得出結論,解釋馬戲團表演中的胸口碎大石原理。教學效果可想而知,通過教學使學生對知識的掌握上升到一定的理解水平,進而推動學生把所學的知識轉化為實際應用能力,培養學生的觀察能力。使得其以后可以更好地學習科學知識,同時也為學生樂于利用身邊的簡單物品設計低成本實驗打下堅實的基礎。
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三、巧妙應用生活常用物品進行試驗
低成本實驗也是一個可以利用生活物品代替某種實驗器材的實驗形式,它能夠解決個別地區教學器材缺乏的困難,并能夠在一定程度上節約實驗的時間,同時能讓更多學生感受動手實驗的樂趣。如在能量轉化專題內容或內燃機原理教學中,我們可以用一個常見食品外包裝盒、一枚小鐵釘和一個打火機的電子點火器,再往盒內滴幾滴酒精蓋上盒蓋。然后用手充分摩擦外盒表面后,再按下電子點火器,就可制作出內燃機工作轉化的實驗效果,并且裝置可以重復使用。這個實驗的優點是器材很常見,在課堂上甚至每個同學都可以擁有一套這樣的器材,并同時進行動手實驗,而且實驗成功率很高,實驗效果明顯、印象深刻,實驗原理又包括多個教學知識點的應用,教學中起到一舉多得的作用。
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四、簡單實驗,探究自然現象
美麗的彩虹是大家在雨后常見的,但是很少有學生會了解彩虹的形成原理,于是在學習光的反射和折射時,教師可以讓學生自行準備好塑料瓶和一張白紙,帶領學生將塑料瓶裝滿水,在陽光照射下觀察白紙上呈現出的光帶。反復地把塑料瓶及白紙的位置進行調整,一起探究分析形成彩虹的原因。這個實驗所用的實驗工具都是學生了解常用的物品,探究的也是常見的自然現象,通過這樣的實驗,可以提高科學實驗的真實感,縮短生活與科學實驗之間的距離,使學生了解學習源于生活,生活應用于學習的科學道理。
五、科學實驗與生活息息相關
在實驗中當學生已經明確了實驗的方向,這個時候教師就應該引導鼓勵學生設計低成本實驗的情節和流程,為學生自行動手做出一個完美的鋪墊。因此教師??衫脤W生所學內容,讓學生回到家中對一些較為常見的物品進行利用、設計、發明等。這樣既可為學生在家中進行低成本實驗做出完美的鋪墊,又可利用這種動態化的教學,為學生帶來視覺沖擊,使得學生更好地理解低成本實驗設計、應用。
初中科學課程中的低成本實驗設計作為一種方便快捷的實驗方式,不受時間和地點及材料的影響,學生想做就可以做??茖W實驗可以激發學生的好奇心理,推動他們的學習熱情,這種實驗方式只要教師運用得當,學生的科學學習就會得到長足的進步,對于他們以后的發展將產生積極的影響。
參考文獻:
[1]鄭蓉梅.開發奇妙的物理實驗資源[M].北京師范大學出版社,2005.
[2]黃國雄.重新發現物理實驗[M].高等教育出版社,2007.
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關鍵詞:初中科學課;教學方法;科學教學
科學課是一門融合了多個學科的綜合性課程,它的教學內容廣泛地涉及物理、生物、化學和地理等學科,所以有著很強的綜合性,通過對科學課的學習,可以使得學生對許多自然知識有一個初步的了解,為學生今后的學習打下堅實的基礎,同時也有助于幫助學生發現自己的興趣所在。
一、初中科學教學中存在的問題
1.學生問題意識不強
在學生進行科學課程學習的時候,由于在初中階段,其思維尚不成熟,所以缺乏對于許多問題的思考,而且往往由于初中科學課程的內容都較為簡單,所以很多時候都是由老師直接地將知識傳授給學生,而沒有讓學生先進行一定的思考并提出自己的疑問之后再對相應的知識進行講解。所以就使得學生的問題意識逐漸地被淡化了,不利于學生的學習。
2.教學資源缺乏
由于在浙教版的科學教材中,是有著許多的活動的,所以就需要教師在進行教學的時候開展相關的科學活動,但是由于受到教學資源的限制,許多活動都是無法開展的,所以這也大大影響著科學課的教學。
二、改善初中科學教學的策略
1.充分利用學生的生活經驗
每一個學生都有著自己的生活經驗,而且在初中階段,許多學生對于科學的認識還處于感性階段,所以教師應該對學生的生活經驗加以充分的利用,使得學生通過自己的生活經驗來對相應的科學知識加以學習和掌握。比如說,在進行浙教版七年級上冊科學第四章“物質的特性”的教學時,中間有一節內容是“融化與凝固”,教師可以給學生舉蠟燭燃燒的例子,因為許多學生都接觸過蠟燭,蠟燭在燃燒時,由固體變成了液體,而在燭淚留下之后,又會迅速地凝固成為固體。這就是一個典型的“融化與凝固”的教學案例。
2.強化學生的問題意識
學生的問題意識對于科學教學有著非常重要的作用,因為如果學生缺乏問題意識,那么他們就不能夠根據對生活中的一些科學現象加以觀察,也就不能夠有所思考,因此也就不利于對學生科學探索能力的培養。在進行科學教學的過程中,教師應當有意識地對學生的問題意識加以培養。比如說,在進行蘇教版七年級上冊科學第二章“觀察生物”的教學時,教師可以提出問題來引發學生的思考,例如,讓學生思考我們的生活中有哪些常見的生物,還有除了一些我們用肉眼可以看到的生物之外,世界上是否還有我們所不能見到的生物。通過這些問題的提出,讓學生自己加以探索,同時也對學生的問題意識加以有效的培養。
3.采用融合式的課堂教學
當前的社會講究可持續發展,所以,在初中科學的教學過程中,也可以滲透相關的知識,融合地進行科學課程的教學,促進學生科學能力的培養。所謂融合式教學,就是將相關的科學知識內容和游戲、實驗等加以一定程度的融合,通過對于游戲及實驗的利用,來使得學生掌握相應的科學知識。比如說,在進行蘇教版七年級下冊科學第二章“運動和力”的教學時,可以進行有關二力平衡的實驗,用一個小木塊,在兩端綁上相同的細線,再分別在兩端用相同的力來拉細線,會發現木塊不會移動。然后再向學生講述其中的原理,使學生對于二力平衡的條件加以掌握。
參考文獻:
[1]樓佳萍.關注科學課教學方法,凸現生活化課堂空間[J].教師,2010(03):46-47.
[2]葉建方.初中科學課學困生的成因分析及對策[J].新校園:學習,2011(08):161.
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關鍵詞:初中科學 教學 情境 意義 策略
教學情境,就是使學生從事學習活動、產生學習行為的一種環境或背景。它是傳遞信息的載體,能給學生提供思考的智力背景,同時也給學生提供了實踐活動和情感體驗的空間。在初中科學教學中應用情景模式展開教學不僅符合新課程標準下的教學要求,更有利于學生的綜合素質提高。
一、情境設置在初中科學教學中的積極意義
1 情境教學能激發學生的學習興趣,形成良好的學習氛圍
興趣是學習能力的源泉,是影響學生學習自覺性、積極性和持久性的直接原因。學生對學習活動的興趣越濃,注意力就越集中,求知欲也就越強,學習效果也將會隨之提高。由于初中學生尚缺乏自主控制能力,對于科學教學中一些抽象的知識如果沒有興趣,就很難集中注意力學習。而創設適合學生身心發展特點和認知規律的物理教學情境,能更好地激發學生的學習興趣及動機,啟發調動學生的思維,使課堂教學真正“活”起來,使之發生由厭學到愿學的轉變,從而達到提高課堂教學效果的目的。
如在聲音傳播的教學中,為使學生理解怎樣區分聲音,教師可以創設這樣一個學習情境:讓甲、乙、丙三個同學帶上面具一人唱一段歌,然后讓學生辨認哪一段是甲唱的,哪一段是乙唱的,哪一段是丙唱的。由于這樣的活動設置,能使課堂形成一種輕松愉快的學習氛圍。學生通過在活動中會感到很輕松,會對課堂的相關知識產生濃厚的興趣,覺得學習很有意義,使教師避免了枯燥的理論知識的傳授。
2 情境教學能引起學生的好奇心理,激勵學生的求知欲
現代科技的發展日新月異,很多的高科技問題與中學物理具有一定的相關性。解決這些物理問題的最好辦法就是通過情景創設展現在學生面前,鼓勵學生利用所學物理來解決。而科學教學情境以學生為中心,把發展學生的自主性、能動性、創造性,促進教育、教學過程的個性化放在中心地位。有利于激勵學生的科學探究精神。如在導體電阻的相關因素的教學中,先將學生分成若干組,每一組發一節電池、一只小燈泡,以及不同粗細、長短、材料的導線,讓學生連接電路,使小燈泡發亮。學生發現,用不同的導線連接時,小燈炮的亮度并不相同。由此獲得一個現實問題:為什么不同的導線連接入時,燈泡的亮暗會有不同?學生會產生一種求知欲望。再通過教師引導,就能將它轉化為科學探究的問題。
3 情境教學能發揮學生的創造性,提高學生的實踐能力
科學情境強調以學生為中心,交流和實踐性較強,例如分組探究的方式,都是以學生自主探討為主。通過創設科學教學情境,能引起學生學習的自覺性,讓學生在教師創設的學習情境中自主探索,親自動手、動腦,親自觀察、記錄、操作、整理、討論、分析,發現問題,分析問題,解決問題。通過親身體驗,獲得直接經驗,學會如何去獲得知識,如何用物理的觀點和研究方法解決實際問題,讓學生在物理情境中通過各種實踐活動取得科學知識,發展實踐能力,培養創新精神。
4 情境教學能增強學生的記憶,提高學生的理解能力
根據思維理論,人的記憶分為瞬時記憶、短時記憶和長時記憶,知識的鞏固主要是通過長時間記憶來實現的。教師的講課,語言稍縱即逝,學生聽課往往形成瞬時記憶和短時記憶。如果在聽課的同時,為學生創設一些生動的物理情景,通過情景形成的鮮明形象就可以實現長時記憶。教學中把記憶內容與物理情景相結合,以情景作為記憶載體,就是在發揮形象記憶的作用,可以利用生活中的實際例子,以學生熟知的事物增強其記憶。如通過“坐沙發比坐椅子舒服”的講解,使學生理解“壓力和壓強”。通過“寒冷的冬天,為什么玻璃室內一側有哈氣”的問題,引導學生去理解“液化”的知識。這些生活中常見的現象都是大家很熟悉的,已經形成記憶的,通過已經形成記憶的概念,結合新知識分析,能使學生很快掌握。
二、在初中科學課程實驗教學中應用情境教學的策略
1 創設生活情境,激發學生探索欲望
科學情境應貼近學生的生活實際。因為科學源于生活,從生活走向科學,從科學走向社會,注重科學技術與社會的關系,是當今世界科學教育的一個大趨勢。利用學生所熟知的生活經驗,創造生活情境,要以學生的經驗為著力點,以科學原始現象的創設和生活素材的選取為重要環節的信息加工過程。為學生提供一個主動參與科學學習活動的經驗平臺,架設一座聯系“科學”與“生活”的橋梁。
例如:關于“浮力”的原理,生活中的表面現象形成的經驗,常會使學生誤認為浮力跟物體的質量、密度有關,跟物體浸入液體中的深度有關,沉入水底的物體不受浮力等。為了使學生建立正確的概念,實驗教學中可設計這樣的實驗:
(1)用彈簧稱分別掛起同體積的鐵塊和鋁塊浸入水中,要求學生觀察彈簧稱示數,并提問說明什么?
(2)用彈簧稱掛鐵塊徐徐浸入水中,讓學生注意觀察彈簧稱示數變化,待鐵塊全部浸入再置于不同深度,提問學生觀察到什么?
(3)換用煤油或酒精重做上面的實驗,讓學生觀察并回答液體密度不同彈簧稱示數有何不同?
這些問題源于生活實際,但又往往被人們熟視無睹或與常規生活經驗相悖,當新奇生動的現象出乎學生的意料之外時,好奇的心理驅使他們積極地思索,會產生各種不同類型的認知矛盾,產生良好的認知效果。
2 創設糾錯情境,加深學習印象
從錯誤中找到正確的方法,是加深學習認識,提高學習效果的有效方式。當學生出錯時,教師如果直接給出正確答案,可能造成學生一聽就懂,一過就忘,一用就錯。因此,教師應有意識地利用一些錯誤,激發學生自己去懷疑、去探究、去發現,讓學生通過自己教育自己,充分發揮學生在學習中的主體作用。
例如,在一些電路的教學中,由于學生沒有基礎,如果平鋪直敘,學生往往沒有興趣。因此,教師應該精心設計教學過程,進行演示實驗,先引發學生的自主思維,特別是要引出其理解中的錯誤,然后通過實驗證明正確的結論。
步驟一,提出問題:出示電路圖。圖1:一小燈泡與一節干電池串聯成一簡單的閉合電路。圖2:將同一小燈泡接在兩節并聯的電池串聯,構成簡單的閉合電路。提問:“哪一個電路的燈炮亮?”
學生根據經驗,大都回答圖2的亮。這時教師先不糾正錯誤。再做另一個實驗。
步驟二:接通電路,通電實驗。結果顯示兩個電路圖的燈炮是一樣亮的。學生顯示很好奇。
由于這個電路牽涉到電壓、電阻、電流、串聯、
并聯等多個概念。學生雖然記住了概念,但很難消化。本案例抓住學生的好奇心,然后導入相關理論,學生較容易理解。為更進一步促進學生的靈活分析,可再以相關原理提出以下問題。
步驟三:提問:“這里有40W和IOOW的兩個燈泡,同時串聯接入一個220V電源的交流電路,哪個亮些?”
學生根據已有知識,幾乎都會作出100W泡比40W亮的結論。此時教師也不應指出錯誤。
步驟四:教師再當場做演示實驗,結果顯示40W的燈炮比100W的更亮。學生此時顯得很驚訝。問題出在哪里?為什么會這樣?
步驟五:教師解釋電路原理,并導入課文知識。
學生由理解錯誤,到認識錯誤,再到驚奇與困惑,最后由困惑產生了急于求解的心理。這是教師創設情境造成學生認知不協調的必然反應,于是學生定會聚精會神地聽教師講解,產生良好的教學效果。
3 創設遞進式問題情境,深化思維模式
初中學生好奇心強,對一些奇異的現象會產生濃厚的興趣,但思維往往停留在事物的表象上。只有當創設的物理情境進入學生的最近發展區且在內容上具有挑戰性和探索性時,學生才能在已有的認知基礎上激發起探索欲望,進行獨立思考,思維模式不斷深化。而遞進情境應用于授課過程,目的是通過由淺入深,由簡到繁講授知識的過程,使學生掌握概念,學習探究物理問題的方法。教學設計中,要根據初中生的生理和心理特點,在激發學生的探索欲望的基礎上,引導學生學習新知。
例如在“阿基米德定律”教學中,可通過創設以下系列情境為學生提出合理假設建立基礎。
情境1:用多媒體演示萬噸巨輪在大海中航行;
情境2:實驗演示:小鐵釘沉入水底,而較重的鐵盒卻能漂浮在水面:
情境3:取一杯清水,一杯鹽水,將雞蛋放入清水中下沉,放入鹽水中漂浮。
在情境啟發下,提出問題:浮力大小到底與哪些因素有關?學生根據生活常識與實驗現象提出以下多種猜想:
猜想1:可能跟物體的密度有關;
猜想2:可能跟物體的體積有關;
猜想3:可能跟液體的密度有關;
猜想4:可能跟物體浸入液體的深度有關;
猜想5:可能跟物體浸入液體的體積有關:
猜想6:可能跟液體的溫度有關;
猜想7:可能跟物體與液體的接觸面積有關。
教師在學生提出的各種猜想的基礎上,組織學生對上述猜想進行篩選、排除、歸并。把不合理的排除,把相似的合并,一步一步引導學生,將最后的決定因素歸結為可能跟液體的密度和物體排開液體體積上來。通過遞進的方式,學生理解起來更輕松,對浮力的認識就更為明確,對相關知識的掌握就更加牢固了。
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關鍵詞: 初中科學 科學實驗 有效性探究
科學作為一門以實驗為基礎的自然學科,通過實驗不僅能夠幫助學生更直觀地了解所學科學知識,而且有利于培養學生的觀察能力、思維能力和探究能力。然而,傳統教學中,多數教師只是一味注重知識的灌輸,忽視了學生情感態度價值觀的培養;教師的教學理念落后,科學實驗教學方法陳舊,在教學實踐中,仍舊采用演示實驗和驗證性實驗等傳統實驗教學方法;實驗過程模式化,科學教師準備好實驗材料、儀器、試劑,學生在沒有預習不了解實驗的情況下就進入實驗室。實驗教學的流程是一成不變的三部曲:教師講解示范――學生模仿實驗――小結實驗結果。在做實驗的過程中,教師只是講解示范,自導自演,很少引導學生進行觀察,難以激發學生探究興趣,導致學生只是冷漠的旁觀者,并不注意觀察和記錄實驗現象,將課本結論視為真理,深信不疑,缺少科學實事求是和質疑的精神,實驗教學效果不佳;學生缺少合作意識和合作能力,遇到問題只會求助教師,很少通過和他人的合作共同探究問題的答案。這些問題都導致學生對科學實驗課失去興趣,難以實現科學課堂教學目標??偟膩碚f,現階段科學實驗教學有效性不高。那么,如何讓科學實驗教學真正發揮作用呢?
一、轉變觀念,重視科學實驗教學
科學作為初中的一門基礎學科,不僅對實際生活應用、提高學生基本素質有幫助,而且對學生理解事物本質、提高學生對事物的認知有相當大的幫助??茖W實驗教學作為科學教學的一個重要組成部分,能夠激發學生的探究欲望,幫助學生了解和掌握科學基礎知識,或者通過實驗教學直接獲取科學基礎知識,加深學生對科學知識、原理和規律的理解,有利于學生領悟探究科學知識的思路和方法,培養學生實驗操作的一些基本技能;有利于培養學生的觀察能力、思維能力、分析問題和解決問題的能力。因此,科學教師首先要轉變觀念,正確看待科學這一門課程,重視科學實驗教學,精心設計和準備每一個實驗,激發學生的探究欲望,讓學生在科學實驗中有所收獲,有所啟發,而不是讓實驗流于形式,可有可無。
二、做好課前預習和課前準備,提高實驗教學的有效性
一切學習的前提就是做好課前預習。只有充分理解實驗目的、實驗過程和實驗要素,才可以安全有效地實現實驗目標。課前預習不僅只是學生的需要,對于教育工作者也同樣重要。如何在教學前讓學生理解教學目的,了解注意事項,提高學習興趣,成為課前預習的重中之重。
只有充分做好課前預習及課前準備工作,才可以提高科學實驗教學的有效性,提升學生感知,提高實驗準確度,降低危險性,從而全面有效地推進初中科學教學進程。因此,教育工作者通過課前準備工作,通過提前工作提高有效性。學生可以通過課前預習,充分理解實驗,不越位并提高操作準確度,才可以降低實驗危險性,保證實驗的有效性。
例如,在測量小燈泡功率實驗前,一定要檢查小燈泡、開關、電池等儀器是否正常。因為有些實驗儀器極易損壞,實驗時出現問題,會使實驗失去連續性,影響實驗進度,更談不上實驗的有效性。
三、激發學生學習興趣,提高實驗教學的有效性
所謂一切主觀能動性的初始就是興趣。科學傳奇人物――愛因斯坦說:“興趣是最好的老師。”可見,只有真正提高學習興趣,才可以認真并深入地理解和應用。
長期的教學實踐表明:很多教育工作者對課本的照本宣科往往會引起學生的反感,同樣很多課本原始的實驗模型因為枯燥乏味并不受學生歡迎。如何把簡單的科學實驗引向趣味性,是現今教育工作應該重視的問題。
1.利用多媒體,提高實驗可視度。
科學實驗教學中經常需要做一些演示實驗,給學生提供觀察的對象,培養學生有目的地進行觀察的能力。然而,許多演示實驗由于某些原因,不利于學生觀察,只有坐在前面的學生能夠觀察到,后排學生根本看不清楚,只能看看熱鬧,對實驗步驟、實驗結果毫無概念。利用多媒體技術能夠重復再現,調節大小遠近、動靜快慢,從而使科學實驗更直觀形象,提高演示實驗的可見度,也可以讓學生觀察到生活中不容易完成的實驗現象,增加學生的感性認識,加深學生對科學知識的理解。同時,多媒體圖、聲、文的配合,不僅給學生帶來視聽的刺激,傳遞給學生大量教學信息,將抽象晦澀的知識變得淺顯易懂,而且讓學生獲得美好愉悅的感受,極大地調動學生的學習熱情。
例如,教學電壓、電流,很難通過實驗演示讓學生理解這一抽象的知識點,而利用多媒體技術,向學生展現電荷定向移動形成電流的過程和電流強度不同時的情景,同時,將電壓和水壓、電流和水流進行類比,使這一抽象概念變得形象可見,淺顯易懂,從而幫助學生理解和掌握這一知識點。
2.巧用材料,改進實驗。
科學實驗中所需要的材料,大多是生活中不常見的,學生普遍感到陌生。把陌生的實驗材料變成學生熟悉的日常生活中常見的材料,往往會達到意想不到的教學效果。
例如,做電路實驗:課本上以鎳鉻合金絲作為實驗導體,我讓學生用自動鉛筆芯和銅絲代替上述兩種材料,實驗的結果和原來一樣。學生的生活中鉛筆芯和銅絲都是常??吹降?,簡單易得,學生一方面可身臨其境,自己駕馭實驗,另一方面樹立“科學就在身邊,變廢為寶”的思想,增強對知識的理解及節約環保的意識。
3.提高演示實驗的趣味性。
學生對科學課的演示實驗和各種實驗器材充滿興趣,但是如果學生在課前做過預習,課堂上的演示實驗,必然就會讓學生失去驚奇感。如果教師提高實驗的趣味性,讓實驗于平淡中顯神奇,無疑會讓學生覺得耳目一新,不僅能夠更好地營造活躍的課堂氣氛,消除學生學習的恐懼和心理負擔,而且能夠極大地激發學生的探究欲望,加深學生對科學知識原理的理解,為今后的科學知識打下堅實的基礎。
例如,在進行探究黑匣子問題時,教師可以在黑匣子中放入各種各樣的物品,讓學生根據一定的提示進行猜測,一旦猜對,就把相應的物品當做獎品送給學生。
再如,在“制取氧氣”的實驗中,我讓每個小組派出代表進行比賽。要求每一位參賽的選手,準備二氧化錳、高錳酸鉀、過氧化氫等實驗所需品,檢驗操作過程中的每一個環節,最后檢驗集氣瓶中是否收集到氧氣和氧氣量的大小,對獲勝的學生和小組進行獎勵。通過競賽的形式,極大調動學生學習和探究的熱情。
4.創造條件,提高學生動手能力。
心理學家皮亞杰曾說:“要讓學生動手做科學,而不是用耳朵聽科學或用眼睛看科學?!弊寣W生親自動手進行實驗,不僅能夠讓學生獲得科學知識,掌握運用實驗手段分析問題的基本技能,而且能夠培養嚴謹、求實的科學態度及良好的實驗習慣與操作技能。因此,教師要盡可能創造條件,讓每一位學生都有機會親自動手參與實驗,讓學生成為實驗的主人。
例如,在探究“水的浮力”時,我準備好實驗材料后,讓學生在教師的啟發和協助下完成剩下的實驗步驟。比如,系鐵塊、把鐵塊進入水中、記錄實驗數據及數據的推導和計算等。學生通過親身感受,能夠更好地理解“水越深的地方,物體受到的浮力越大”的觀點是錯誤的。
再如,進行“金屬與氧氣反應”的實驗時,我讓兩位學生上講臺將鎂帶與銅絲加熱,當看到鎂帶先燃燒,并發出耀眼的白光后,學生的注意力一下子被吸引住了,當銅絲由紅色變為黑色時,學生們的好奇心被充分調動了。實驗后,兩位學生在教室走一圈,讓其他學生觀察,這兩位學生感到非常自豪。
三、結語
捷克教育家夸美紐斯曾提出:“尋找一種有效的教學方式,可以使教師教得更少,學生學得更多?!笨茖W作為一門自然學科,只有通過學生們一次次的動手實驗,才可以真正理解掌握。因此,科學教師只有不斷加深對各項實驗的理解,明確實驗目的,精心設計課堂實驗,激發學生的探究興趣,不斷探索,總結經驗,強化實驗效果,幫助學生獲得科學知識,培養科學素養,才可以增強科學實驗教學的有效性,借此達到提高科學學科整體教學質量的目的。
參考文獻:
[1]王耀村.初中科學教學案例專題研究[M].杭州:浙江大學出版社,2005.
[2]沈麗.淺談如何提高初中科學實驗教學的有效性[J].新課程(上),2011(01).
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一、實驗有助于提升學生的科學素養
學生是教學的主體,學習科學的目的不僅是給學生灌輸程式化的知識和規律,而且更應注重學生在科學探究中的過程,應從學生的具體實際出發,通過實驗的過程,將學生的聽覺、視覺、觸覺等多元感官均充分地調動起來,最大程度地豐富學生的感性認識,將實驗現象所包含的各種科學屬性及含義都刻入大腦形成表象,并由此牽連和發散出更為豐富的科學感覺,學會科學觀察和思考。
在教學實踐中,教師們都能感受到學生對實驗課的喜愛,學生一聽到要去實驗室做實驗都分外激動,見到教師上課前提著實驗器材進入教室也都圍到講臺不愿離開。從這些方面可以看出學生喜歡生動、真實、情境化的學習模式,照本宣科式的“填鴨教學”無法吸引學生的注意力。而缺失了注意力的集中和學習興趣的參與,科學學習的效果勢必低下。當然,在運用小實驗組織科學教學時,首先借助于實驗器材和實驗現象將學生的注意力集中到科學課堂中來,接著引導學生要觀察什么現象、如何觀察、這些現象與哪些科學規律相聯系,通過這樣的提示和引導,學生的眼、耳、手、腦并用,觀察和思維變得有序,課堂學習變為有意性、目的性的活動,科學素養在科學實驗的過程中得到發展和提升。
例如,在實驗時,無論是力學中的長度測量,還是電學實驗中電壓、電流的測量,我在給學生提供實驗器材時,通常采用富足供給的方式,讓學生首先結合實驗的目的進行測量工具的選擇,這一過程看似耗時間,但是學生為了正確選擇器材,就一定會去了解實驗器材的量程、最小刻度值,熟悉實驗儀器的功能,實驗素養和實驗能力得到發展。
借助實驗激發學生學習興趣,然后引導學生對實驗現象進行分析,經歷“觀察―分析―推廣―得到結論”一系列科學思維過程,提升學生的科學素養。
例如,筆者在和學生一起學習“摩擦力”這節課,摩擦力的方向是教學的難點,因為學生看不到,為此,我設計了如圖1所示的小實驗,從刷子毛彎曲的方向學生能夠清楚地“看”到了摩擦力的方向,繼而在頭腦中形成穩定的科學表象,對摩擦力概念的理解就更為全面了。
二、用實驗創設概念教學環境
學習不可離開教學情境的引導,小實驗能夠起到創設情境的作用,我們在平時的新課教學或是復習教學都應該多做實驗,引導學生從生活中容易找到的器材出發自主設計并完成實驗,這一做法對于知識復習效果更佳,有效消除灌輸教學的生硬感,促進教學趨于有效,教學更具條理性,效果自然更佳。
例如,筆者在和學生一起學習“壓強”這一個概念前我要求學生拿起手邊最為常見的鉛筆(一端削尖),用兩個食指夾住這支鉛筆,接著用力。讓學生說出自己的切身感受,然后就感受出發進行討論和分析:“兩端施加同樣大小的力,與削尖了的一端相壓的食指會感覺比鈍的一端要痛,說明了力的作用效果存在著差異,是什么原因呢?”是不是力不相等?進一步分析可以發現:力是相同,那么根源在哪里?一個尖、一個不尖,即根源在接觸面積不同。一個小小的實驗構建了輕松、愉快的概念學習環境,為了比較力的作用效果,“壓強”這一概念也應運而生了:“單位面積上所受到的壓力”。
再例如,筆者在和學生一起學習“慣性”這一概念時,“慣性”是一個很抽象的概念,教材中有演示實驗,為了進一步提高學生的感性認識并深化學生的印象,除了教材中的演示實驗建立“慣性”的概念外,我還補充了一個生活中最為常見的小實驗“挑雞蛋”:我展示了生、熟雞蛋各一個,提出問題:“在不敲壞雞蛋的前提下,如何將熟雞蛋挑出來?”讓學生想辦法,然后我再演示,其實很簡單就是放在桌上一起旋轉,其實驗原理是什么呢?與什么科學概念相聯系呢?很自然地與剛剛得到的“慣性”的概念相聯系,給學生留下了深刻的印象。
三、真實的實驗現象有助于突破難點
“科學難,難在哪里呢?”筆者在實踐中發現,之所以我們同學覺得科學難學,主要原因有如下兩個方面:(1)概念容易混淆;(2)學習前科學概念的負遷移。要解決這兩個因素導致的科學難學的問題,應該對癥下藥,從實驗現象出發,突破難點。
1.解決容易混淆的認識
在科學學習中有很多相近的概念和描述,這些往往是學生容易出錯和混淆的地方,如果空洞地說教,學生處于被動接受狀態,疑慮還是存在的,時不時地還會出錯,如果用生活化的小實驗,讓學生能夠看到真實的現象,尤其是對比度、可見度比較高的小實驗,透過實驗現象,既培養了學生的觀察能力,學生的思維能力也在這個過程中得以提升。
例如,和學生一起學習“浮力的方向是豎直向上”這一概念時,從文字角度學生理解上總覺得疙疙瘩瘩的,灌輸式教授只能在學生大腦里留下淺淺的痕跡,有時容易出現“豎直”與“垂直”相混淆,如果我們給學生創設實驗,讓學生通過實驗現象的觀察,真實地看到浮力的方向,那么概念就會在學生的大腦里深深地刻上一筆,筆者在教學中設計對比性實驗,實驗結果如圖2所示,可以清晰觀察到兩個燒杯中的繩子處于平行狀態,與水平面垂直, “浮力的方向是豎直向上”概念自然形成,與此同時再引導學生運用平衡原理,還能進一步加深重力方向豎直向下的認識。
2.有效消除學習前概念的負遷移
在初中科學概念教學中,對于學生科學前概念中的相異構想一定要及時地予以糾正,實驗演示的方法可以建立概念間的聯系,促進思維條理化、系統化。
例如,在和學生探究滑動摩擦力與哪些因素有關時,學生從日常生活經驗出發:“同一個物體速度大滑行距離長,速度小滑行距離短。”于是有“滑動摩擦力大小與運動速度有關”的相異構想。針對這一錯誤的物理前概念,直接講解學生難以理解,為此筆者設計了如圖3所示的實驗:A物體疊放在B物體上,豎直墻壁與A之間用一彈簧測力計相連,現用力拉物體B使其以不同的速度運動,觀察彈簧測力計示數。學生會驚奇地發現,無論B的速度多大,彈簧測力計示數都是相同的,運用二力平衡條件,得到A、B之間的滑動摩擦力大小不變。通過多次實驗,“滑動摩擦力大小與運動速度有關”這一前概念多次被事實所否定,正確的概念和結論逐步建立。
四、借助于實驗實現知識的自我歸納
實驗是科學學習重要的思想方法,由實驗出發最終得到規律本身就有“歸納”,除此之外,我們在教學中還應引導學生橫向聯系。初中的科學實驗有很多,卻涉及相同的思想方法,例如,“控制變量法”在初中科學實驗中是最為常見的思想方法:先固定一些因素不變,只改變其中的一個因素,進行觀察實驗,如此多次反復,將一個物理量與多個因素之間的關系一一找到,再經過綜合得到一對多的物理關系。如阿基米德定律、液體內部壓強規律、歐姆定律、光的反射和折射定律等。除了不同的實驗涉及相同的思想方法外,相同的實驗器材還可以完成多個科學實驗,尤其是借助生活中的常見物品,讓學生自主設計實驗進行開放式探究,不僅僅能夠聯系實驗方法,還能夠起到知識復習的作用。
例如,在初三總復習階段,我要求學生在課后用生活中最為常見的用品:礦泉水瓶(1個)、海綿(1塊)、白紙(若干張)、鐵釘(1枚),還有適量的水,自主設計兩個科學小實驗,并確定具體的實驗方案,預計實驗可以觀察到什么現象,對于實驗的注意點給予必要的說明,通過教學實踐發現,有很多學生結合課堂所學的科學知識,能夠聯系到的實驗很多,這樣的聯系都是有根的,能夠有效聚集并提升學生的知識、方法和技能,學生根據情境的創設牢記在大腦中。如:
實驗方案1:將礦泉水瓶裝滿水,用手推動其在桌面上滾動一會,和豎放著用手推動其在桌面滑動,來感受同一物體和相同的接觸面,滾動摩擦和滑動摩擦的大小差異;
實驗方案2:將瓶裝滿水,在瓶一側的不同高度上鉆大小相同的小孔,觀察水的射程,探究液體壓強的特點;
實驗方案3:用刻度尺測瓶子的高度、體積、周長,學會刻度尺的使用、鞏固特殊測量法。
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關鍵詞:初中科學;拓展
初中科學是一門需要課外拓展的學科,所謂課外拓展就是運用學校課程安排之外的時間、空間來完成知識的整體學習。在新課標改革的背景下,這種課外活動是必要的,同時也是必需的。它可以彌補學生在課堂上時間和空間的限制?!翱茖W課”顧名思義,就是探究世間萬物有哲學道理、蘊含著現代技術和綜合性知識在內的過程和結果,但靠教師課堂上的講解恐怕過于抽象化,學生也難以理解,根據每個學生的理解程度不同恐怕會把一件科學事件想成各種形式,這樣的課程不會給學生帶來幫助,反而會帶來各種困擾。
隨著課程的開展,科學教師普遍反映課程“不好上”,因為科學課要以探究為核心,探究也是課程實施過程的必要的過程,探究過程在學校的課堂中又太受局限性,所以要到課外、校外、廣闊的大自然中來,這有利于促進學生掌握科學的探究方法、培養學生的價值觀、樹立自信、對生活充滿熱情、引領學生學習與周圍世界有關的科學知識,開發學生的無限潛能都有重要的意義和積極的作用。同時,教師對課外的這部分又難以把控,這成為困擾教師多時的難題。因此,如何科學性地引導學生進行科學課外拓展成為如今教育界的熱門話題,在此,我寫下我對于科學拓展的幾點認識,希望與各位教師共同進步。
一、 根據課程內容,選取課外拓展內容
科學科目中很多課程是一定要進行課外探索的,否則不能順利完成教學任務。教師需要根據所學內容和進度進行整體的規劃,在哪個課時需要進行哪些探索,要提前向學生講明,使學生提前有所準備,否則影響教學質量。
例如,在學習第三章“植物的一生”一課時,我在學期開始最初讓學生選擇一種植物種子種上(可實際操作的),觀察它的生長周期。分別讓學生選擇有胚乳植物或無胚植物,如黃瓜、豆芽、蒜苗等。階段性觀察種子的變化,悉心照料,發現有變化后隨時向教師提問,這樣等學到這個課時的時候,種子大概成熟,問題顯化,在運用教材上的知識加以講解,學生置身其中,這種既能學到知識,又能親自動手操作的教學模式能讓學生覺得自己是小小科學家,效果是事半功倍的。
科學課的課程豐富多彩、包羅萬象,但并不是所有的課程都適合課外探索,教師要根據學生的實際情況來設置課程,例如,學生是否有時間、是否有能力、是否有條件來完成這些探索。所以,教師要根據學生的實際情況巧妙的安排課外探索作業,才能把探索和學習有效地融入到一起,起到積極作用。
1. 擴展型探索:教材上詳細介紹了導體與絕緣體的概念與現象,那么半導體會發生什么現象呢?教師可以給學生留下懸念,讓學生課下自己探索,學生對此課題充滿好奇,那么結果可想而知。就算教師不講,這個概念學生也會記憶猶新。
2. 專題型探索:學習“地球自轉”一課時,讓學生下課通過各種途徑搜集國家之間的時差相差多少?與地球自轉存在什么樣的關系?
3. 制作型探索:學習框架結構知識時,教師在課堂上講解清楚其概念及原理后,看出有些學生已經躍躍欲試,但課堂時間有限,可以讓學生課下操作,制作與框架相關的作品,下節課作展示,學生都非常有信心,也非常開心。
二、 教師悉心規劃、耐心指導
無論什么形式的學習都離不開教師的悉心指導,課外拓展同樣如此。給學生布置課題后不能放任不管,教師同樣需要認真備課,要求學生定期匯報觀察、探索的狀況、變化、提出問題,從而使學生校內、校外的狀況都在教師的掌握之內。
教師對外學生的課外拓展作業要有一定的策略性,否則學生沒有繼續下去的動力。例如,采取“加分制”獎勵形式。在拓展之初,教師要幫助學生制定探索規劃與適當的探索方法,為學生在探索之初就搭好框架,有一個正確的開端。拓展一段時間后,要求學生匯報詳細狀況,給每個階段表現良好的學生加分。或者,根據學生的興趣,給學生編制小組,如“天文組”“生物組”“物理組”等。把對同一項目感興趣的學生編排到一個小組,互相分享心得、知識、交流經驗,能比教師講解或者自己單獨實施收獲更多,小組拓展據目前教學來看更有效果,不過拓展的形式、項目還需根據實際情況來定。
耐心指導方面,是說教師一定要比學生先“試水”,科學學科是新課標下新實行的一門學科,很多教師也是和學生共同習,在探索和發展的道路中,教師需要比學生早一步掌握情況才能做到指導作用。例如,有一章的題目是“用微生物觀察身邊的生命世界”,該題目探索成功的關鍵在于提供水中活著的微生物讓學生觀察。因此,什么樣的水或哪里的水能符合要求就是教師應該做的作業。教師需要多跑學校周邊的水塘或溝渠,看看哪里的水中能觀察到微生物,還要做好標記,每個考察的地方是否能看到微生物及能看到哪些微生物都是需要記錄的,教師只有掌握了第一手資料才方便日后和學生一起做拓展時給予指導,掌握全局。
三、 拓展學生的學習空間
1.實驗室和儀器室。雖然現在學生都有科學學具,基本能滿足上課需求,但規格和種類和標準器材都有所出入,例如在學到顯微鏡時,學生的學具是塑料制成的,還非常小。書本上學習凸透鏡時,學具發的是螺旋鏡,這就給教學帶來一定的阻礙。但儀器室里器具非常齊全,數量也夠,所以開放儀器室和實驗室是非常有必要的。 2. 科技館和博物館。課程標準中總會涉及日常不能完成的拓展,不論是器材還是文化,所以此時,科技館和博物館就是很好的拓展場所,讓學生親眼見識聽起來很抽象的東西,把知識靈動化,才能更方便學習。
3. 教室建立科學角。學生可以把平時感興趣的與科學相關的書籍、器材、實驗放置于此,讓學生互相分享知識,教師再加以指導,讓科學這一學科貫穿師生的日常不僅有趣還能增長見識。
四、 結語
對科學課程的拓展性學習涉及空間、時間、過程、內容、資源、器材等眾多問題,教師一定要加以重視,使學生積極學習。
[1] 樓愛玲.“以學定教”――打造初中科學高效課堂[J].新課程學習:中,2012(5).
[2] 吳少艾.建立有效的初中科學作業評價體系初探[J].新課程導學,2014(1).
Approaches to Expand Contents of Knowledge Junior in High School Science Class
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關鍵詞: 初中科學 “生活化” 教學策略
我們生活中的一些現象,是科學課堂教學“生活化”的重要資源。科學新課程的核心理念是全面提高每一個學生的科學素養,初中生的科學素養需要用心提高,他們對生活中的現象有所發現,但缺乏有效的理解。為了在教學中貫穿科學課程的核心理念,不能只停留在科學知識簡單了解與運用,不能只做知識的傳承,而應更關注學生的科學素養,關心學生對科學核心知識的真實理解,關注現代社會和科技的發展動態,精選其中對學生生活意義重大的內容,注重從生活走向科學,從科學走向社會,努力使科學教學“生活化”。
一、創設“生活化”的教學情境,使科學教學具有有效的學習資源
學生是學習的主體,是認知結構的主動建構者??茖W教師要根據科學內容的安排和學生身心發展水平的特點,采用多種有效方式,比如實物教學、多媒體展示、信息提供等,創設“生活化”的教學情境,使抽象的科學問題具體化。
例如在“汽化”教學中,我先問學生:你們平時都有什么方法使洗過的衣服盡快晾干呢?這些是初中生,特別是住宿的學生,很熟悉也是經常遇到的問題,他們都有自己認為最好的方法,所以課堂氣氛一下子活躍起來,男同學也不甘示弱,都紛紛提出自己的見解。我看氣氛很活躍,從講臺桌下拿出事先準備好的一件濕衣服,笑著問他們,你們誰愿意上來,試試看怎么做讓衣服盡快晾干。學生一看,濕衣服,覺得很有意思,紛紛舉手,主動上來展示。本節課科學內容本身并不難,而且非常貼近生活,所以在課堂教學過程中,應該注意課堂教學設計,努力設計真實的生活問題,用科學知識解決生活問題。需要注意的是,本節課科學知識不是學生原有的知識儲備,需要提煉,獲取科學的科學知識,所以科學來源于生活,但要高于生活,最后有科學知識的提煉。
在科學教學中,我們如果很好地運用學生身邊的物品甚至校園及周邊動植物等進行實驗,就比科學教材上設計的實驗更富有親切感,更貼近學生的生活實際,更具有真實感,從而激發學生的學習興趣,喚起學生的學習動機,深刻理解所學知識。如用礦泉水瓶演示“凸透鏡”的相關實驗:①取一礦泉水瓶,可以在瓶中裝滿水,對著太陽光,可以在地面上得到“細細”的亮條,說明凸透鏡可以匯聚太陽光(凸透鏡對光的匯聚作用)。②取一礦泉水瓶,可以在瓶中裝滿水,然后隔著瓶子觀察物體(注意瓶子與物體之間的距離適中),可以看到放大了的物體的虛像,演示凸透鏡放大的虛像。如用籃球可以演示機械運動、物體運動狀態、機械能轉化等力學知識。我們可以借助我們身體完成一些實驗,如光的直線轉播中可以演示手影的形成,內能改變的兩種方式可以用手掌摩擦發熱和對手呵氣進行教學。在簡單機械教學中,可以充分列舉人體杠桿,重點分析杠桿五要素,說明是省力杠桿還是費力杠桿。這樣開展科學教學,有利于學生明白科學就在身邊,科學與生活息息相關,通過這些“接地氣”的活動啟發學生的科學思維,提高學生的科學素養。
二、豐富“生活化”的教學課程資源,讓生活中處處有科學
我國教育家陶行知先生提出“用生活來教育,為生活而教育”。在初中科學課堂教學中,積極嘗試把科學知識與生活、學習、活動有機地結合起來,通過收集資料、動手操作、合作討論等活動,讓學生真正感受到科學在生活中無處不在,從而提高他們利用科學知識解決實際問題的能力。如影響物體浮力大小的因素:
師:同學們我們元宵節要吃什么?
生1:我們吃湯圓。
師:那同學你們會煮湯圓嗎?
生2:我會在鍋里放一定數量的水,用火把它燒開,然后把湯圓放到燒開的水里,再煮一會兒就好了。
老師:那你什么時候才確定湯圓煮熟了呢?
生3:老師,我們看到湯圓都浮在水面上,就可以確定湯圓煮熟了。
老師:那為什么煮好的湯圓會浮在水面上?
生4:因為湯圓會受到水的浮力。
老師:難道剛放進去的時候,湯圓沉在鍋底,就沒有受到水的浮力。
生5:剛放進去的時候,湯圓也受到水的浮力,但隨著加熱,湯圓所受的浮力變大了,所以浮到水面上了。
老師:同學們,你們認為呢?
學生都被激發出興趣,認真思考為什么煮熟的湯圓會浮出水面。
老師:湯圓剛放進去的時候,受到水的浮力,隨著慢慢加熱,它所受到的浮力增大了,所以湯圓就浮在水面上了。那湯圓所受的浮力為什么會增大呢?到底物體所受的浮力大小與什么因素有關呢?同學們,今天這堂課我們就來探究這個問題?每一小組同學根據老師提供的器材,進行探究。
煮湯圓是學生實際生活中的情景,浮力是初中科學中的一個重要的知識點,也是難點。當科學知識與和學生的現實生活密切結合時,科學知識此時是鮮活的,有生命力、感召力的。這樣才能最大限度地刺激學生對日常生活中所蘊含的科學知識進行探究的欲望,這樣的教學才是有效的課堂教學。
在科學教學中,我們應該引領學生走進生活尋找科學儀器。新課程提倡“壇壇罐罐當儀器,拼拼湊湊做實驗”,如何用橡皮泥研究物體的浮沉條件,用廢舊電池皮制取氫氣等。好的“自制儀器”操作簡便,現象明顯,能揭示科學本質,且在激發學生興趣、增強教學效果方面有獨到之處。另外,走進生活尋找實驗器材本身就是讓學生在不自覺中把科學與生活聯系起來。學生能關注生活中的一些現象,并用科學的眼光觀察,用科學知識解釋,如此學生的科學素養肯定會得到提高,同時會更有興趣學習初中科學。
三、開設“生活化”的探究活動,引領學生學會探究、領悟科學真諦
新課程提出:學生是科學學習的主體。在科學學習中,要充分體現學生的主動性,發揮他們的能動作用……學??茖W組每學年開展科技月活動,組織學生開展小制作、小實驗、小發明等比賽活動,組織學生進行科學綜合探究活動,結合科學知識,學生利用課余時間用紙盒、棉線做出“土電話”;用筷子和金屬絲制成比重計;用泡沫球制成月相演示球、用玻璃瓶和細玻璃瓶制成形變演示儀;在不同的學習階段,學生把各自的小制作帶到教室里展示或者放在校園里向全體學生展示。通過系列的展示、競賽、交流、評比活動,學生欣賞自己的勞動成果,心里感到非常自豪,極大地激發學生學習科學的興趣,增強學生的自信心。
如在學習電學知識時,引導學生思考教室里的日光燈為什么在開燈的瞬間容易損壞。學生有電學知識儲備后,會思考是否是電壓升高造成的。據此,引導學生思考談論,可以得出相應的電學知識。
串并聯可以讓學生觀察路燈,思考路燈的連接方式。學生第一反應是串聯,因為它們會同時亮,同時滅。但仔細思考,會發現其中一盞路燈不亮的時候,其他路燈是正常發光。學生根據科學知識,知道肯定不是串聯,而是并聯。那為什么會同時亮,同時不亮,是開關接在干路上。用生活的例子,不僅學習了科學知識,而且對生活中電學知識有了更具體的認識。
我校地處農村,農民在生產中廣泛使用塑料大棚,這是很好的科學綜合探究材料。我們科學組利用課余時間組織學生進行科學探究活動,收集信息、整理資料、組內合作,從多方面了解、認識其中蘊含的科學知識。學生認識到塑料是透明物體,光容易進入大棚,使植物進行光合作用,把太陽能轉化為生物質能;同時塑料是熱的不良導體,傳進去的熱不易散失,使棚內溫度升高,保持植物生長的溫度,并由此加深對溫室效應的認識,增強環保意識。大棚里有自動噴灌設備可節約用水,從而對影響液體蒸發快慢有全面深刻的認識。學生還了解到大棚頂上如果有積水,要及時清除,因為水也能成為透鏡,對太陽光有會聚作用,會燒傷植物。通過農民介紹大棚蔬菜的氣肥增產原理,學生進一步加深對光合作用的理解。
通過學校組織開展的科技周活動,學生對生活中的科學知識充滿好奇,同時能通過自己的學習,很好地解決問題,使學生體會成功的喜悅。
四、準備“生活化”的探究材料,讓學生探究真實,并有生活的體驗
在科學課堂教學中,教師要盡可能地采用學生熟悉常見的生活用品實驗材料,生活中的普通小物品如空飲料盒、空礦泉水瓶、文具等都是教師進行科學探究實驗的好材料。如在教學“物質的酸堿性”時,教師可事先到水果市場里選購柿子、葡萄、橘子、蘋果等各種水果,還可以從家里帶來食鹽、醋、洗潔精、洗衣液等家庭用品,剛開始上課時教師很熱情地拿出各種水果讓學生品嘗。學生很興奮,上課還能吃到水果,表現出極大的興趣,每一位學生都在挑選自己喜歡的水果品嘗起來,事后請他們說說自己品嘗水果后的感覺,從而引入新課。這樣做有利于學生認識到,原來日常生活中還有那么多的科學知識,真正體會到生活中的科學,科學來自于生活。
如認識“流體速度與壓強的關系”教學時,充分利用生活實例,學生手中的一張紙、吹出的一口氣都可用于實驗。下面列舉幾個充滿生活氣息、富有創意的實驗。
1.以學習用品為器材的實驗:
實驗1:取一紙條,一端貼于嘴唇,另一端往下垂,然后用嘴向紙的上方吹氣,結果紙會向上飄起來,氣流越快,紙條向上飄得越高。
實驗2:平行地豎放兩張紙,向它們中間往下吹氣,兩張紙沒有被吹開,反而貼近。
2.以體育用品為器材的實驗:
實驗3:把一個乒乓球放置在倒放的漏斗中間,向漏斗吹氣,“不聽話”的乒乓球沒有被吹跑,反而貼在漏斗上。
3.以生活用品為器材的實驗:
實驗4:把一支吸管插入水中,當另一支吸管對著它的上端吹氣時,發現管口有水往上流。
實驗5:點燃蠟燭,在右邊水平吹氣,觀察到燭焰向右。
科學源于生活、寓于生活、用于生活。學生思考的問題傾向于依賴直觀具體的事物和生活現象的支撐。因此使問題生活化能有效地激發學生的興趣,增強學習的責任感,調動學生學習的自主性。
五、實施生活化的作業,激發學生學習科學的動力
科學“生活化”作業,即以學生的生活經驗和已有生活背景出發,將教學內容活化為實際生活,用生活化的理念設計科學作業,把生活問題科學化,把科學問題生活化,體現科學源于生活、寓于生活,為生活服務的思想,以此激發學生的學習興趣,使他們有更多的機會從周圍事物中學習科學和理解科學,體會科學就在我們身邊。
例1:學習地球公轉時,讓學生用一個月時間觀察學校旗桿影子的變化;學習月相時,讓學生用一個月觀察月亮形狀的變化。
此題通過真實的生活場景,讓抽象的地理知識得以具體化,讓學生覺得地理知識不是很難理解和接受的,是真實的存在我們身邊,只要加以思考和學習。
例2:在學習“家庭電路”后,指導學生收集家里的家用電器說明書,并會看、讀、說,且對家庭中的電磁爐、電飯煲、電冰箱等家用電器進行安全檢查。
學生用所學的知識,糾正有的家庭在更換保險絲時,用銅絲代替保險絲,在使用大功率用電器時插頭使用的錯誤做法,并提出很好的建議和意見,在生活中找到科學知識的原形。
“生活化”的習題,使學生感到真實、可信、樂于解答,不再感到枯燥、厭煩、有壓力。通過對習題的解答,有助于學生科學態度的養成,對科學本質的理解,提高學習科學的興趣,并且使學生不斷地將新知識融入自己的認知結構,用所學的知識和技能解釋生活、社會和自然中的現象,發展初步的科學探究能力,領悟科學思想和方法,改進學習方式,提高解決實際問題的能力,切實提升科學素養和人文素養。
六、教學方式與評價“生活化”,促進學生全面提高
教學中引入“生活化”,其重要意義就在于它確立了人本意識和生命意識,要求教學重視學生的生命價值和生存狀態?,F代教學具有提升人的生命價值和創造人的精神生命的意義。作為學生和教師生命中有意義的構成部分的課堂教學,就是師生生活的最基本的構成,是師生人生中一段重要的生命經歷,它的質量直接影響師生當下及今后的多方面生活和成長。初中科學教學生活化,從師生的情感與需要出發,關注師生的生活,真正體現以師生為本的人本主義教學觀念。
初中科學教學是植根于現實生活,受制于生活實踐經驗,傳遞著生活的內容和意義的。生活是教學的源泉,生活化的教學與以往的教學“從天上降到地上”不同,由于植根于生活實踐,使教學“從地上升到天上”,使師生在教學活動中體會到生活的樂趣、生命的價值、自我的存在,教學因此而具有生命的意義和價值,也擺脫教學效率低、脫離實踐、脫離生活的“沙漠”狀態。
“生活化”科學教學,提高學生的科學素養和人文素養,是一種有效性的科學教學模式。新課程科學標準下的科學教學,應重視“生活化”,研究“生活化”。
參考文獻:
[1]中華人民共和國教育部.全日制義務教育科學(7~9年級)課程標準(實驗稿).北京:北京師范大學出版社,2001.
篇9
【關鍵詞】 知識的整合 概念圖 有效教學
一、當前科學總復習的困惑
當前新課改正在深刻地、全面地影響著中學科學教學,單純的傳遞知識已經不能為廣大學生所接受。新教材強調案例教學,直接對知識進行陳述的篇幅過少,學生已不能像以往那樣把教材作為預習、學習和復習的主要依靠??茖W學科的教學特點是教學內容豐富,涉及知識范圍廣泛,如何找到最有表現力、最適合我們學生的素材,使我們的課堂變得生動有趣,從而獲得最佳的教學效果?教學實踐中,我們發現,整合有效的教學資源,這是新形勢下推進科學教學的一個有效手段。
二、對“整合”的解讀
“整合”一詞在系統科學的思維方法論上,表示為“由兩個或兩個以上較少部分的事物、現象、過程;物質屬性、關系;信息、能量等在符合具體客觀規律或符合一定條件、要求前提下,凝聚或匯合成一個較大整體的發展過程及結果。”用于學科教學中,即為各學科內部的知識和跨學科間的知識,通過滲透、互補、重組,形成知識體系的過程和結果。因此,如何整合有效教學資源,是新形勢下我們改善教學中所面臨的重大的課題,它必將對我們的教育理念、模式、內容和方法產生深刻的影響。
三、教學應用的整合方法
1、對知識點進行有效的整合。
(1)用圖片對知識點進行有效的整合
在生命科學復習過程中將動物細胞、植物細胞、真菌、細菌、病毒串在一起,講清它們之間的異同點。
植物細胞除了動物細胞所具有的細胞膜、細胞質、細胞核外,還有葉綠體、液泡和細胞壁,動物細胞、植物細胞、真菌的共同特點都有細胞核,細菌最大特點無細胞核,病毒沒有細胞結構,使學生一目了然。
各種物質、氣體交換的場所是毛細血管,右圖是筆者自創的圖片,將人體中的呼吸系統、血液循環系統、消化系統、泌尿系統整合的有條不紊,用紅色表示動脈血和用藍色靜脈血,使學生有整體的認識,而平時所用的圖片不夠形象不利于學生的記憶。
初中化學中常見的氣體收集方法無非有以下幾種,對比這幾張圖片就能明白:易溶于水的用排空氣法,密度大于空氣的用向上排空氣法,以及多功能儲氣和洗氣的用法。
(2)用概念圖對知識點進行有效的整合
概念圖能將知識的內在聯系用簡潔的圖示方式呈現出來,框架性地展現每個專題的內容。實踐證明,用“概念圖組”的學生在成就測驗上的成績要顯著高于“傳統授教學組”的學生;此外,概念圖組的學生對“科學”的焦慮程度也顯著低于控制組,諾瓦克認為這是有意義學習與機械式學習的差別所在。概念圖使零散的知識結構化、條理化、系統化,有利于學生長期有效地記憶知識。
傳統的三角形物態變化概念圖學生易混淆,用下圖概念圖簡潔明了。下面是最沉的固態,越往上是密度逐漸變小的液態和氣態,箭頭向上的全是吸熱,向下全是放熱,學生一看便把物態變化的放熱過程和吸熱過程理得清清楚楚。
好的概念圖就像一本好字典使你百用不厭、愛不釋手。使用以下的概念圖能讓學生明白同化作用區別于光合作用,異化作用區別于呼吸作用,光合作用所有條件的證明都展現的非常清楚,光照不是種子萌發的必要條件,同時講述光合作用發現的科學史。
2、對解題方法進行有效的整合
在講浮力時,比較下圖中的甲和乙可得出(1)稱量法F浮=F1―F2 ,由圖甲、乙、丙、丁可得出(2)阿基米德原理F浮=G排液 ,推導出(3)F浮=ρ液gV排 ,(4)由二力平衡可得物體漂浮、懸浮F浮=G物,(5)由定義可知浮力即為上下表面壓力差F浮=ΔF。
摩擦力無法直接測量,通過測量拉力的大小來測量摩擦力,而拉力只有在物體受力平衡時才等于摩擦力,所以實驗時往往使物體處于靜止狀態或勻速直線運動狀態,事實上物體處于非平衡狀態時同樣受摩擦力。當用大小為F1的拉力拉物體時物體沒動,物體受靜摩擦力作用,由(1)二力平衡條件得知f靜= F1;當用大小為F2的拉力拉物體時物體仍然沒動,物體還受靜摩擦力作用,同樣由二力平衡條件得出f靜= F2;當拉力的大小增為F3時物體做勻速直線運動,物體受滑動摩擦力作用,由二力平衡條件同樣得出f滑= F3;(2)當拉力的大小增為F4時物體受滑動摩擦力作用,影響滑動摩擦力的大小因素是接觸面的粗糙程度和壓力的大小,這兩個因素都沒變所以f滑= F3;(3)由摩擦力的定義可知:阻礙物體的運動或相對運動的力即為摩擦力。
3、對實驗原理的有效整合
(1)操作相似性實驗原理不同的實驗的有效整合
1)小車因受到水平摩擦力的作用而滑行一段距離而停下來,如果水平面更光滑些小車滑行的距離就更長些,推導出牛頓第一定律。
2)小車在高處滑到水平面后,具有動能對木塊做了功,木塊被推動一段距離后,由于受到水平摩擦力的作用而停了下來,小車所具有的動能越大推動木塊所做的功越多,得出物體動能大小與物體速度的關系。
(2)圖形相似性實驗原理不同的實驗的有效整合
電學中的電路:如果能掌握好以下三個電路圖的來龍去脈,初中電學問題就全部解決。
1)名稱:測量定值電阻的大小 原理:R=U/I
滑動變阻器的作用:改變電路中的電流從而改變電壓達到多次測量取平均值。
2)名稱:測量小燈泡的功率 原理:P=IU
滑動變阻器的作用:保護電路,使燈泡達到額定電壓。
3)名稱:研究電流與電壓關系 原理:I=U/R
滑動變阻器的作用:分壓、使a、b兩端的電壓保持不變、保護電路。
四、整合的意義
對知識的整合是提高課堂效率的保障即有效教學。有效教學指教師遵循教學活動的客觀規律,以盡少的時間、精力和物力投入,取得盡可能多的教學效果。教學的有效性有三點含義:首先要有效果,對教學活動結果與預期教學目標的吻合程度的評價;其次是要有效率,教學活動是一種精神性生產活動;第三有效益,指教學活動收益、教學活動價值的實現。即指教學目標與特定的社會和個人的教育需求是否吻合程度的評價?;诂F行教材的文選型的現實,以及傳統的“文本即知識”的理念作祟,如果達到教學的有效性,是一件非常困難的事情。為此,我們需要根據教學的需要,對教材進行適當的整合,在教材的使用層面上為教學的有效性做好最基礎的鋪墊。
參考文獻:
1.蔡鐵權 《概念圖與概念轉變的科學教學》 浙江師范大學課程與教學研究所 2010年5月19日
2.《邏輯學(第2版)》 歐拉圖,/中國人民大學哲學院邏輯學教研室編.2版,北京:中國人民大學出版社出版,2008
篇10
新課程標準明確指出,初中科學教學中主要注重培養學生的提出問題,建立猜想和假設,設計研究方案、收集和處理數據與事實材料、根據數據和事實材料作出推論、評價及交流研究成果等探究的過程與方法。以及觀察、比較、分類、控制變量、實驗等實驗方法和分析、綜合、歸納、演繹等思維方法。
新課標強調科學研究的過程和方法是科學本質的體現。這與科學史所揭示的科學發展的內在規律相符合,科學史上幾乎每項重大的科學發現都與獨特的科學方法和科學思維相伴而生。那么在課堂教學中,科學史在哪些方面能落實科學方法的建構呢?筆者認為科學史滲透到課堂教學的很多方面能促進科學方法在教學過程中進行建構,以下是筆者的一些嘗試。
一、科學史有利于建構提出科學問題的方法
一部科學史就是科學家們不斷提出問題,探索問題,尋找答案的過程歷史。在教學過程中,教師如果能有效地再現歷史背景,讓學生定位在歷史上的每一個時刻,讓學生思考科學家所思考過的問題,引導他們提出問題,解決問題,對于學生建構提出科學問題的方法非常有益。
在浙教版初中科學九年級下第三章第二節來自微生物的威脅的第一課時的青霉素的發現教學中,設計了如下的連環問題:
(1)如何設計實驗以驗證青霉素是否有殺菌作用?
(2)不同濃度的青霉素殺菌本領有何不同呢?
(3)青霉素為什么會有殺菌作用呢?
(4)如何設計實驗來驗證清晰區細菌已被殺死?
(5)青霉素是如何殺死細菌的?作用原理如何?
(6)你能解釋青霉素對人和動物毒害極小的原因嗎?
(7)自1950年到1980年,結核病患者用抗生素治療,效果很好。但后來發現其治療效果越來越差了,你知道為什么嗎?
(8)上述現象帶給我們以什么啟示?
這種連環式的問題設計完美地回顧了科學家是怎么做的,可以使學生不僅知道科學家是怎么做的,而且自己也學會了如何去做。
又比如在分子運動論的教學上:首先可以先讓學生知道從公元前5世紀到17世紀漫長的年代里,物質是由不可分的原子構成的思想一直深刻的影響著人們的世界觀,如果你生活在那個年代,你會怎樣解釋以下這些想象呢:氣體的體積為什么可以壓縮?固體的冰變成水,構成的微粒發生什么變化?如何解釋液體,固體的擴散現象?固體和液體為什么很難被壓縮?等等。在教學中用提問引導學生思考的同時,也要引導學生像科學家一樣的去思考,去提問,去解釋。這種設置有利于提高學生的科學素養,培養學生探究問題解決問題的能力。因為科學史實際上是為學生提供一個素材、一個背景,讓學生去重新思考科學家曾經研究的問題,去體會解決這些問題的過程,從而水到渠成地建構提出問題的方法。
二、科學史有利于建構假設的方法
初中科學在課程的設置上是以“存在的自然――演化的自然――自然與人”為一級主題,然后在這三個一級主題下確立二級主題,其中在“演化的自然”中就有“假說”的科學方法要求。那么,如何在這個主題教學中建構“假說”這個方法呢?可以從我國的“蓋天說”到“渾天說”再到“宣天說”的演化,為建構“假說”,我們可以從源頭上介紹這些假說是建立在解釋什么樣的自然現象著手;又在介紹國外的世界的認識時,從托勒密的“地心說”到哥白尼的“日心說”再到開普勒的三大定律以及天體的運行論等一個個假說在前假說的基礎上建立新的假說,這種連環式的遞推出現,給學生強烈的刺激,使學生在科學史的學習中強烈感受到建立猜想帶來的進步和成就。同時在一定的歷史背景下,在一定的科學認識水平下,結合新發現的理論提出的猜想和假說,才是有血有肉的假說,才更符合假說的科學本質。
在科學史上,偉大的發現,比如板塊構造學說,生物進化論的提出,宇宙起源,太陽系的起源等假說都是科學家在一定的認知水平和科學發現的基礎上,提出能解釋一定自然現象的假說。在教學的過程中,我們可以先呈現歷史上當時科學家的認知水平和新的科學發現的歷史事實。激發學生模擬科學家的猜想,再對照科學家們各種各樣的假說,通過比較,從而在課堂教學中建構學生建立假說的方法。
三、科學史有利于建構控制變量法
在初中科學的探究方法中,使用控制變量法設計實驗是要學生重點掌握的科學方法。而該種方法本身也就是科學家們進行科學探究中用到的方法之一。如果在教學中結合科學史,給學生呈現在探究過程中所面臨的問題,當時的技術水平和能力,使用的具有創造性的控制變量法,對學生理解科學過程和本質,建構控制變量法會有更深刻的領悟。比如在教學《植物向光性》時:在介紹達爾文所處的歷史背景后,提出達爾文想找出植物向光彎曲生長跟植物的什么部位有關?如果你是達爾文,你會怎么設計實驗?再根據學生的設計實物投,影結合達爾文的設計圖(如圖所示分別就研究向光性的外因和內因進行控制變量。)在學生對照達爾文的設計和同學自己的設計,相互的評價和交流中建構控制變量的方法。
因此,結合科學史,在一定的歷史背景下,進行探究,更符合科學的本質,也更有利于建構學習的方法。
初中科學中能結合科學史進行建構的控制變量法的還有很多。比如:研究浮力大小與哪些因素有關;電流的熱效應與哪些因素有關;電流的大小與什么有關;光合作用的材料和產物;呼吸作用的過程;電阻的大小與溫度的關系等。在研究的過程中我們可以充分利用這些知識的歷史背景,科學家的巧妙方法,不斷地在教學過程中建構控制變量法研究科學問題的意識,使學生在不知不覺中既注重了知識的形成過程,有利于扭轉重結論、輕過程的傾向,又有助于培養學生的科學素養,使學生學會學習。
四、科學史有利于建構觀察實驗的方法
科學史上有多少個激動人心的時刻,都是科學家們在不懈的努力后,在一個偶然的機遇中,在所有人的不解中有了新的發現和發明。而這些發現和發明都離不開科學家們科學地觀察和實驗。因此,當教材中涉及到科學史中的重大發現而獲得諾貝爾獎時,我們應該不失時機地讓學生了解這一段歷史,比如1901年倫琴發現了X射線,1903年居里夫婦發現了鐳,1922年波爾發現提出了新的原子結構,1969年蓋爾曼提出了夸克理論,1987年波諾茲發現高溫超導現象。這樣既能提高學生的學習興趣,也有利于建構學生的觀察的方法的目的性,理解性,堅持性,敏銳性,系統性。
例如:氧氣的發現經歷過一段曲折的歷史。18世紀初,德國化學家施塔爾(Stahl G E,1660―1734)等人提出“燃素理論”,認為一切可以燃燒的物質由灰和“燃素”組成,1771―1772年間,瑞典化學家舍勒在加熱紅色的氧化汞時制得了氧氣,把燃著的蠟燭放在這個氣體中,火燒得更加明亮,他把這個氣體稱為“火空氣”。 1774年8月,英國科學家普利斯特里加熱密閉在玻璃罩內的氧化汞時得到了氧氣,他發現物質在這種氣體里燃燒比在空氣中更強烈,他稱這種氣體為“脫去燃素的空氣”。舍勒和普利斯特里雖然先后獨立地發現了氧氣,但由于他們墨守陳舊的燃素學說,使他們不知道自己找到了什么。1774年,法國著名的化學家拉瓦錫正在研究磷、硫以及一些金屬燃燒后質量會增加而空氣減少的問題,大量的實驗事實使他對燃素理論發生了極大懷疑,正在這時,10月份普利斯特里來到巴黎,把他的實驗情況告訴了拉瓦錫,拉瓦錫立刻意識到他的英國同事的實驗的重要性。他馬上重復了普利斯特里的實驗,果真得到了一種支持燃燒的氣體,他確定這種氣體是一種新的元素。1775年4月拉瓦錫向法國巴黎科學院提出報告──金屬在煅燒時與之相化合并增加其重量的物質的性質──公布了氧的發現。正是拉瓦錫的實驗和結論,使當時的化學研究者們正確地認識了空氣的組成成分和氧氣對物質燃燒所起的作用,才擊破了燃素學說,發現了氧。
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