改善创新实验教学提升学生科学素养

2022-09-11

初中科学新课程的最大特点是实验增多, 而学校科学实验室配备并不齐全, 这就给科学实验课带来一定困难, 从另一方面看它同时也给教师带来挑战。因此, 如何克服学校现有设备、时间等不利因素的制约, 改善和创新实验教学, 为科学教学服务, 为提升学生科学素养服务, 值得深入探索。

1 大力开展小制作, 弥补器材之不足

科学新课程, 设计了课外小制作的作业, 利用身边的物品, 廉价的材料自制实验素材, 创造机会让学生动手又动脑, 激发了学生的创造热情, 培养了学生的实验技能、科学态度和探究精神。我们尝试把多用滴管的管剪短, 剪下管状部分, 用热封办法制成微型搅拌棒和微型药匙;用青霉素瓶、导管、牙膏盖等做微型酒精灯;用青霉素瓶做固体药品试剂瓶;用自行车气门芯当橡皮管, 用输液管、吸液管做导管;用富硒康的小杯做小烧;在青春宝瓶底下烫三个孔种小型植物, 做生物实验。例如, 做“大气压强”的实验, 如果没有马德堡球, 就可以发动学生、家长和其他老师帮助收集一些吸盘和易拉罐、气球、报纸、纯净水瓶、三夹板、纸板等。虽然没有先进实验装备, 但我们同样能够把这节科学实验活动课做得有声有色。不仅使学生知道空气有压力, 而且认识到我们生活中有很多东西也是利用这一原理做出来的, 例如, 吸盘、水泵等, 更让学生体会到科学就在生活中, 科学就在我们身边, 科学原来离我们这么近!

2 搞好组织与指导, 提高实验实效性

学生实验是学生自主的实验过程, 必须让学生自己动手去做, 而且应尽量体现探究性, 让学生在实验中去完成探究, 体验科学知识获取的过程。但是学生实验又是在教师指导下完成的, 因此必须纠正实验教学中教师只管检查, 而疏于指导的错误态度。同时要求实验管理人员要密切配合科学教师协同做好学生实验的指导工作。

2.1 作好实验前准备, 确保学生实验高效

教师在实验前要与实验管理人员一起分析作好该实验的操作要领和成功关键。研究通过该实验可以巩固哪些知识、熟练哪些基本操作技能, 学生应观察哪些现象, 获得哪些感性认识, 经过分析, 推断得出什么结论, 并从中受到什么启示, 以便在指导时对学生有明确的要求。在实验管理人员准备好实验所需的仪器材料, 教师要亲自动手预演一次实验。此外, 为了有效发挥实验功能, 满足不同层次学生的需求, 教师还要编制的一些与实验内容相关而有所扩展延伸的实验习题和器材, 让学生独立设计, 并在实验课上完成。

2.2 加强学生实验指导, 培养学生实验技能

2.2.1 培养学生使用基本仪器的技能

掌握基本仪器的使用, 是学生做好科学实验的基础。要让学生了解这些仪器的构造、原理、用途, 掌握仪器的量程、使用方法和使用规则, 以达到熟练地、正确地读数。在介绍基本仪器使用方法时, 应抓住各种基本测量仪器的共性来加以指导。

(1) 提醒学生注意量程。必须要求学生在使用各种基本仪器前, 搞清仪器的量程, 并且能估计被测对象的情况, 选用适当量程, 避免超过量程而可能损坏仪器。

(2) 指导学生调节零点或校正零点。比如指导学生学会调整安培表、伏特表等的零点, 对游标卡尺、螺旋测微器、刻度尺之类的仪器还要学会零误差修正, 否则测出的数据就不准确。让学生懂得零点是相对的, 零误差的修正在生产上有普遍意义。因此, 必须指导学生养成使用基本测量仪器前调节零点或修正零误差的习惯。

(3) 指导学生学会正确读数。要让学生掌握读数的一般方法, 关键是会读出仪器的最小刻度值, 会从最小刻度之间估计出一位有效数字。同时。要学会正确读数的姿势。如:从量简上读数时, 眼视线应与液面保持相平。不能仰视或俯视。若是凹液面读凹处, 凸液面读凸处。从安培表、伏特表读数时, 视线应与刻度盘垂直。并且正对指针, 估计读数四舍五入等。

(4) 指导学生根据仪器的构造原理, 掌握它的使用方法和使用规则。比如天平是根据杆杠平衡原理制成的, 因此使用前和秤量时都要做到横粱平衡, 同时必须严格保护刀口。要让学生理解保护刀口的重要性, 从而自觉遵守使用方法和规则。再如温度计是利用液体的热胀冷缩性质制成的, 所以根据热平衡原理, 测量液体时, 温度计不能离开液体, 而且要在温度计内液柱稳定时读数。显然, 培养学生使用基本仪器的技能, 必须要注意把掌握仪器的使用方法与理解仪器原理结合起来。这样既有利于巩固基础知识, 又能帮助学生理解为什么这样使用仪器;只有理解了仪器原理, 使用起来才会更加自觉和主动。

2.2.2 培养学生进行实验过程必须掌握的技能

(1) 指导学生掌握实验的一般原理、进行实验设计和实验方法的技能。首先要求学生明确各个实验的目的、原理或理论根据, 根据实验的原理、要求对实验进行设计。包括用什么科学定律、公式, 电学实验要用什么电路图等。还要搞清哪些是已知量、被测量, 然后选择所需的仪器和实验条件, 进而设计好实验步骤, 画好记录表格等。

(2) 培养学生正确调整和安装仪器, 正确连接电路的技能。正确的实验, 首先是安装、调整好仪器或正确连接电路。例如力学实验中的支架滑轮的安装。牵引线的走向、斜面的架设等。有时要对一些仪器做机械调整或电气调整, 在电学实验中, 依照电路图连接线路, 连线时。应将电路分为主回路和支路。从电源一端开始沿主回路按顺序进行, 其次为支路;主回路中必须有开关 (先断开) ;导线最好选用几种颜色, 主、支回路分别用一种颜色。往接线柱上接导线时, 应按顺时针方向将导线缠上。电路连接后, 必须复查, 确认正确后方能通电。这种技能的培养, 从初中开始应先有示范, 让学生模仿学习, 然后逐步提高到由老师讲述方法及注意事项, 由学生独立去安装、调整。

(3) 培养学生正确记录实验数据, 并能进行运算和分析, 以得出正确结论的能力这是实验能否成功的关键。要培养学生这方面的技能, 要求学生集中精力, 按实验步骤有条不紊地操作和读取测量数据, 有的实验则要求测量或操作时动作迅速, 要把握时机, 比如温度测量、电学测量。要按实验先后顺序将需要测定的各量测出, 并记录下来。读取数据和记录必须注意:a.读数要及时, 并马上记录;b.要记录完整数据, 按有效数字的方式记录;c.数据的单位要正确。一般要求学生实验前列出表格, 表格设计要求:能记录直接测出的各科学量。能记录各次测出的量, 能填写计算出来的中间数据和最后数据等内容。

(4) 要使学生了解误差概念, 并学会初步的误差计算和分析。实验后, 要指导学生分析实验误差的原因, 说明实验的误差主要有系统误差和偶然误差。系统误差主要是由于仪器本身的缺陷, 实验原理、装置不完善而引起的, 如:螺旋测微器零点不准:风的吹动使天平产生误差;电表指针对不准零刻度等。减少系统误差的方法是校准仪器, 或是改进实验方法。

(5) 会写一般的实验报告。学生在实验结束后。应根据原始记录和实验时的体会, 写出实验报告。实验报告内容主要有:实验名称、目的、器材、原理、方法和步骤、实验数据、数据计算和处理、实验结论及误差分析等。这是一个很重要的技能, 对实验报告的写法、格式要严格要求, 书写时, 要求层次清楚, 语言流畅, 文字精练、正确, 图文并茂, 要总结出实验成功的经验或实验失败的原因, 使学生将来进行科学实验时能写出自己的实践成果, 并让别人看懂。

(6) 养成良好的实验习惯, 包括爱护仪器, 遵守安全操作规则和尊重实验事实的习惯等。如:做电学实验结束时, 应将仪器调到最安全的状态再切断电源, 然后拆除连接线, 整理好仪器和导线。要经常地对学生进行良好实验习惯的教育, 以免损坏仪器及发生实验事故等。

教师在巡回指导时要注意以下几个方面:督促学生严格遵守实验操作规范和程序, 及时纠正违反规定的操作, 以防发生意外;指导学生认真观察和积极思维, 恰当地提示观察要点, 当学生观察到不同的现象或实验失败时, 教师应引导学生分析, 找出原因, 师生共同谋求解决办法, 使之获得成功。布置学生做好实验结束工作, 搞好实验室的卫生, 切断水、电, 关好门窗等。

教师要允许学生犯错。学生不是电脑, 教师讲过的话学生未必都能记住, 特别是一些实验中的错误操作, 光照着课本说, 学生未必有感性认识。等他们拿起仪器不知所措或操作不当时, 作为管理员不应大声训斥。更无须说这些东西有多贵, 损坏了要赔偿之类的话, 弄得学生缩手缩脚。教师除了耐心纠正学生的错误外, 甚至还可以让学生一起看看错误的后果是怎样的, 这样学生才会更大胆自如地操作自己的新想法, 发展创新能力。

2.2.3 作好补做实验的工作

教师要对实验结果差的小组要帮助分析是误差还是错误, 属于错误的要改进或重做, 属于误差的要找出原因。

3 积极开展小实验, 学校家庭成合力

科学是一门十分有趣的学科, 它研究声、光、电、力等形形色色的科学现象。当我们接触某一方面科学知识时, 应指导学生注意观察相关科学现象及规律。教师要担负起课外实验和综合性科学学习活动的辅导员的重任, 积极指导学生尽可能多做一些探究性实验, 养成从观察和实验中汲取知识培养科学素质的好习惯。例如小实验作业“筷子提米”, 方法是在杯中装满米, 压紧后插入竹筷, 再慢慢将竹筷提起来, 会出现什么现象?采用什么方法可以提高实验成功率?为什么?运用了什么科学知识?学生回去做实验, 很容易就找出这些问题的答案。又如学习声音的特征时, 让学生回家做向热水瓶中灌水至满, 所发出不同声音跟什么因素有关的实验。引导他们在科学学习中找到学习的乐趣, 以及探究科学的兴趣, 对身边的现象多观察、多思考。

科学实验既符合了学生的本性, 反映了学习的探究性质, 又顺应了学科的真实面貌, 对于实现科学课程的目标, 发展学生的科学素养具有不可替代的作用。如何进一步改善和创新实验教学, 切实为科学课程改革服务, 在实验中提升学生的科学素养, 需要全体科学教师深入探索和总结。

摘要：初中科学是以实验为基础的学科, 具有启蒙性和基础性的特点, 要求学生掌握适应未来发展所必需的基本的科学实验技能。本文从大力开展小制作, 弥补器材之不足;搞好组织与指导, 提高实验实效性和积极开展小实验, 学校家庭成合力等方面探讨了改善和创新实验教学, 为科学教学服务, 为提升学生科学素养服务的问题。

关键词：实验管理,实验指导,技能培养,改善创新