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關鍵詞:信息技術;實驗教學效益;實驗現(xiàn)象
中圖分類號:G42 文獻標識碼:A 文章編號:1673-9132(2016)14-0290-045
科學是一門實驗學科,在科學教學中,教師必須重視對學生實驗能力的培養(yǎng)。信息技術與科學實驗的有機結合,是培養(yǎng)學生觀察能力、分析能力和解決問題的能力的最有效方式。在教學中,我結合科學教學的特點,在信息技術與實驗教學整合方面做了初步的探究,這樣不但能激發(fā)學生的學習興趣,還能提高教學的效率和質(zhì)量。但是實驗操作畢竟不是一個簡單的過程,常因為各種因素的影響而受到限制,如何利用信息技術更充分地發(fā)揮實驗教學的作用,自然成了一個值得研究的課題。經(jīng)過多年的教學反思,結合科學教學的特點,在信息技術與實驗教學整合方面我做了初步的探究,具體如下。
一、信息技術在實驗教學中的應用,有利于提高學生實驗的興趣
興趣是學生學習最好的教師,小學生有著強烈的好奇心和求知欲,遇到感興趣的問題總要弄個究竟,所以教師應抓住學生這一心理特點,開展大量的實驗教學,并合理利用多媒體,激發(fā)學生的學習興趣,使學生在親自動手實驗中,突破實驗的重難點。比如,在講授《聲音的產(chǎn)生》這一課時,我準備了大量的實驗器材和多媒體課件,讓學生通過三組對比實驗來認識和體會聲音是由物體的振動產(chǎn)生的,一是彎曲鋼尺和撥動鋼尺,二是拉伸橡皮筋和撥動橡皮筋,三是按壓小鼓和敲擊小鼓。這樣,學生很快便掌握了聲音是由物體的振動產(chǎn)生的。實驗中,學生自己動手實驗,滿足了好奇心,收獲了成功的喜悅。
二、利用微課助力課堂,有利于突破實驗教學的重難點,規(guī)范學生的實驗操作步驟
一個成功的實驗必須要有嚴格的操作步驟和規(guī)范的實驗流程。嚴格的操作步驟是實驗教學中最重要的環(huán)節(jié),操作上的不規(guī)范往往導致實驗的失敗,甚至一些帶有一定危險性的實驗還會傷及學生。因此,我們在指導學生做實驗時,一定要規(guī)范學生的實驗操作步驟,培養(yǎng)他們嚴謹?shù)目茖W實驗作風。但是在實驗教學中,有時我們只通過看圖、演示、講解實驗步驟還不能夠繪聲繪色地描述實驗現(xiàn)象。因此,教師可以根據(jù)教學的具體情況制作一些小課件來解決這個問題。例如,我在講授《小蘇打和白醋的變化》時發(fā)現(xiàn):小蘇打與白醋混合產(chǎn)生氣泡的現(xiàn)象是明顯而易懂的,而兩者混合以后產(chǎn)生的氣體也是很少的,且燃燒著的火柴容易熄滅的現(xiàn)象只有一部分學生能明確感受到。鑒于這種狀況,教師可以利用多媒體反復播放自己制作的《小蘇打和白醋的變化》微課視頻,使學生清楚地了解實驗方法,并在火柴未熄滅之前暫停視頻,讓他們先猜一猜,把重點移到觀察火柴的燃燒情況上,并結合看到的氣泡現(xiàn)象,有效解決本實驗的難點。久而久之就培養(yǎng)了學生一種嚴謹?shù)目茖W實驗作風。
三、信息技術的應用,有利于提高實驗教學的課堂效益
提高學生的操作技能是小學科學教學的顯著特點,教師應力求讓學生通過親自動手操作、自主探究,在實踐中領悟科學的真諦。如演示實驗盡量提高可見度,讓細微變化清楚地展示在學生面前。如講授《米飯、淀粉和碘酒的變化》《化學變化伴隨的現(xiàn)象》的實驗時,一些實驗器材結構較為復雜、靈活,單從實物投影儀無法獲取足夠的信息,制作相應的課件,可以使實驗器材結構更加明白清晰,讓學生更高效益地學習儀器的使用。再如《溫度和溫度計》一課,認讀和記錄攝氏溫度是本課一個重要的活動內(nèi)容,為了解決溫度計刻度小、各種溫度計每一格刻度表示的度數(shù)不同等問題,我制作了《溫度計》的課件,通過大屏幕投影,把幾種溫度計上的刻度清晰地展示出來,并分別顯示不同的溫度讓學生認讀,使他們靈活地掌握了溫度計的讀和寫。
四、信息技術的應用,有利于學生更直觀地觀察實驗現(xiàn)象
在科學試驗中有些實驗現(xiàn)象是比較抽象的,如電、磁、氣壓、風等,這些東西看不見,摸不著,卻又真實存在著,這種“無影無形”的物質(zhì)給學生的實驗操作帶來了很大的困擾。就拿電來說,電在生活中用途廣泛,在工廠、學校、家庭或自己身邊,無處不在,無處不用,它給我們帶來了光明、方便和樂趣,但也時刻準備把災難轉(zhuǎn)到人們的頭上。電是什么樣的呢?它是怎樣走動的呢?它會停下來嗎?事實上連很多成人都難以說清楚,少年兒童就更難理解和掌握它了。如四年級下冊第一單元第2課和第3課要求學生讓小燈泡發(fā)光并連接正確的電路圖,我們在教授該知識時能不能讓電的流動形態(tài)、存放位置形象地展示在他們面前呢?能的!我們可以利用多媒體教學平臺,制作微視頻,讓電在電路中像水一樣流經(jīng)開關、導線、小燈泡的燈絲,再流回電源,并使小燈泡發(fā)光。學生不但從中建構了電流的概念,并形成了一個電路的理論結構,而且在理論的指導下,連接起電路來就得心應手了。
五、發(fā)揮信息技術的優(yōu)勢,濃縮實驗過程并“去粗取精”
傳統(tǒng)的實驗教學,其弊端是顯而易見的,教師占用了大量課堂時間進行講解,必然會使學生自己動手實驗的時間大大減少,阻礙了學生觀察能力、動手能力的提高,更何況有些實驗是不可能在課堂上完成的。如《蠶變了新模樣》這節(jié)課要觀察蠶的生命周期。這個實驗需要一個長期的過程,而且受地域、家庭等各種因素的限制,很難讓學生親手去操作。我的做法是,通過網(wǎng)絡查找將整個過程錄制成微視頻,然后利用視頻的剪切工具“去粗取精”,將一些重要的留下,這些雖然不是實際操作,卻也是真實的內(nèi)容,給學生留下了深刻的印象,取得了很不錯的效果。
總之,實驗在科學教學中的地位越來越牢固,定位越來越高,給我們科學教師帶來了很大的壓力??上驳氖怯辛诵畔⒓夹g這一強有力的助手,相信在不斷的探索當中,強大的信息技術必將更充分地挖掘出實驗在科學教學中的潛能,使其發(fā)揮更重要的作用。
參考文獻:
一、創(chuàng)設生活化的問題情境,幫助幼兒學會解決問題。
新《綱要》強調(diào)“科學教育應密切聯(lián)系幼兒的實際生活進行,利用身邊的事物與現(xiàn)象作為科學探索的對象”??茖W實驗的內(nèi)容應來自于幼兒常見的生活問題,并讓幼兒學會用實驗中獲取的經(jīng)驗來解決生活中的問題,這有益于幼兒真正理解科學、熱愛科學。本次活動以生活情境問題“怎樣幫小兔家的燈泡亮起來”引入,調(diào)動幼兒的生活經(jīng)驗,讓幼兒探索怎樣操作電池和纏著燈泡的電線才能使燈泡亮起來,因為置身于生活化的問題情境中,所以幼兒的興趣特別高,都想為小兔子解決問題。第一個問題的解決讓幼兒有了使燈泡亮起來的基本經(jīng)驗,教師在此基礎上設置第二個既有趣味性又具真實性的問題情境:“老鼠咬斷了一截電線,用什么材料來替代連接通電呢?”引導幼兒運用剛獲得的經(jīng)驗繼續(xù)深入探究并解決新的問題,同時又獲得了新的經(jīng)驗――不是所有的材料都能導電。活動中的兩個問題既有聯(lián)系又有層次性,幼兒始終保持濃厚的探究興趣,特別在通過自身實驗并成功使小兔家的燈泡亮起來的時候,幼兒的興奮度達到了最高點,他們在享受成功的同時獲得了真正內(nèi)化的科學知識和經(jīng)驗。
二、創(chuàng)設寬松的探究環(huán)境,鼓勵幼兒自主探索發(fā)現(xiàn)。
寬松的探究氛圍是幼兒主動學習和探究的基本前提和條件,它能激發(fā)幼兒探究的興趣和欲望。首先,要為幼兒創(chuàng)造自主探究的空間。教師要以幼兒為主體,創(chuàng)造自由選擇實驗材料的環(huán)境,滿足幼兒自主探究的需求。教師將實驗材料分類擺放在教室前方,在猜想“什么材料能導電”之后,幼兒就根據(jù)自己的猜想自主選擇所需材料開展操作和驗證,給他們提供了極大的自主選擇材料探究的空間,從而擯棄了以往教師高控制地為每個幼兒準備一樣的材料進行統(tǒng)一操作帶來的弊端。其次,要為幼兒營造寬松的心理氛圍。教師應成為幼兒的伙伴,給幼兒及時的支持與幫助。由于受思維方式與原有經(jīng)驗的影響,幼兒在實驗活動中難免會遇到困難,教師應該明確教育活動的目的不是追求實驗結果,而是要觀察實驗過程中幼兒的真實表現(xiàn)并給予幫助。如在第一次實驗“怎樣讓燈泡亮起來”中,剛開始大部分幼兒都在用電線在電池上或纏繞,或按壓,沒兩下就向老師匯報結果說:“不會亮,不成功?!庇邢敕艞壍哪铑^,教師此時就要提出輔問題:“可以想想電線和燈泡要放在電池的什么地方?”支持幼兒繼續(xù)探究,一段時間后一個幼兒成功了,就引來了同伴的圍觀,一下子大家的實驗都成功了,全體幼兒頓時熱情高漲,他們體驗到了自我發(fā)現(xiàn)和成功的樂趣。
三、提出明確的實驗要求與問題,提高幼兒的實驗水平。
1.以條理化的實驗要求引導幼兒有序開展實驗。
實驗必定會有規(guī)則與要求,但很多教師在講解實驗要求時不是太過于唆無重點,就是太過于簡單不明確,導致幼兒在實驗過程中出現(xiàn)不必要的問題。怎樣讓幼兒更清晰實驗要求,更明確實驗步驟,那就需要教師在實驗活動前,針對各環(huán)節(jié)的重點設計簡約明確的要求,在介紹時有條不紊地進行講解,如:在第一次實驗教師講解“操作步驟與方法”環(huán)節(jié),教師根據(jù)幼兒實驗的操作步驟,邊有條理地演示實驗過程邊簡要講解實驗要求:“兩個人一盤材料,請你們合作進行實驗;可以用不同的方法試一試怎樣讓小燈泡亮起來?”聽到信號放好材料回到位子上,和旁邊的小朋友說說你的小燈泡亮了嗎,你是怎么做的?”幼兒在形象的演示與明確的要求下,都能有序開展實驗活動,解決了因不了解實驗要求而帶來不必要的干擾的問題。
2.以開放性的探索問題引導幼兒關注實驗過程與結果。
實驗活動中蘊涵著許多科學知識,它需要幼兒在親歷探究、實驗和操作的過程中去發(fā)現(xiàn)并獲得相關經(jīng)驗。怎樣讓幼兒關注到自己的實驗過程與結果呢?在第一次實驗中,教師提出問題:“你的小燈泡亮了嗎?你是怎么做的?”第二次實驗,教師提出問題:“你用的是什么材料?你是怎么做的?燈泡亮了嗎?”這兩個開放性的探索問題既簡單明了又具有目的性,給幼兒的自主探索提供了較大的空間,充分調(diào)動了幼兒自主性,同時以此引導幼兒關注“怎樣做讓燈泡亮起來”的實驗過程。幼兒在實驗中能圍繞探索問題,關注自己和同伴的實驗步驟與方法,并在表述實驗過程中逐漸明晰和構建科學知識與經(jīng)驗體系,形成準確的表達方式。
四、多形式呈現(xiàn)實驗結果,幫助幼兒梳理探索經(jīng)驗。
幼兒在親歷實驗活動之后,常以記錄或語言表達等形式與同伴分享交流自己的實驗發(fā)現(xiàn),教師則要幫助幼兒對零散經(jīng)驗加以歸納與梳理,呈現(xiàn)出本次實驗的知識點。這些在幼兒自我建構知識經(jīng)驗的基礎上形成的實驗結果是幼兒自主探索得出的而非教師灌輸?shù)?,能有效地提高實驗活動的有效性。教師在實驗活動中可采用直觀形象圖梳理法,如在第一次實驗結果梳理環(huán)節(jié),教師運用彩印出來的電池與燈泡圖卡配上真實的電線就能很具體生動地呈現(xiàn)出電線連接電池使燈泡亮起來的不同方法,為幼兒的學習理解提供了有力的支持;教師還可采用猜想驗證圖梳理法,如在第二次實驗結果梳理環(huán)節(jié),幼兒通過操作后驗證猜想圖上的想法,并逐步確認或修改猜想結果,最終形成一張正確的實驗結果圖,幫助幼兒形象地了解到什么材料能導電,什么材料不能導電,有效地幫助幼兒加深對實驗過程與結果的認識。
五、精心設計實驗記錄表,幫助教師有效實施個別教育。
設計(預習)與準備是基礎實驗課的重要教學環(huán)節(jié),由師生共同參與。教師應準備2件事。其一,向?qū)W生布置實驗課題,提出指導意見,介紹有關資料。其二,備齊實驗所需儀器用品。教師的實驗命題是根據(jù)本專業(yè)培養(yǎng)目標,結合市場所需和學生水平,經(jīng)過深思熟慮精選經(jīng)典的、創(chuàng)新的(或改進的)、綜合的實驗內(nèi)容為課題。學生則根據(jù)教師布置的實驗課題,通過查閱有關資料,精心設計實驗方案。實驗方案應包括實驗目的和原理、操作步驟和方法、所用儀器和用品、注意事項和問題等。實驗方案于實驗前交教師審閱。學生在設計實驗方案的過程中可加深對所做實驗內(nèi)容的理解,調(diào)動實驗積極性和興趣,培養(yǎng)思維能力和自學能力,這為實驗課的順利進行提供了保障。
2實驗與觀察
實驗與觀察是基礎課實驗教學的關鍵環(huán)節(jié),是準備工作就緒后,學生根據(jù)實驗方案進行實驗操作、觀察實驗現(xiàn)象、記錄實驗結果的過程。堅持2個“結合”和2個“必須”是這一環(huán)節(jié)的重要原則。2個“結合”:一是理論與實驗的結合,即實驗操作要有理有據(jù),二是實驗與觀察的結合(即做實驗時要會察會記)。沒有理論的實驗是盲目的實驗,沒有觀察的實驗是無果的實驗。2個“必須”:一是必須按計劃、分步驟、有條不紊地進行實驗,二是必須遵守則、按規(guī)程、一絲不茍地規(guī)范操作。
實驗中還要強調(diào)實驗與觀察環(huán)節(jié)的目的性、規(guī)范性、客觀性和科學性,因為這是上好實驗課的前提條件。目的性要求學生所做實驗要有目的、結果,并對實驗要采取的措施心中有數(shù)。規(guī)范性要求學生對所用儀器、藥品、器材的性能特點、使用方法了解透徹,并掌握要領,可準確操作。科學性要求學生要科學嚴謹?shù)剡M行實驗操作、設定實驗條件、采用觀察方法,冷靜分析問題,做到判斷有據(jù)??陀^性要求學生對實驗過程所發(fā)生的現(xiàn)象、遇到的問題、出現(xiàn)的結果如實記錄、分析,實事求是地得出結論。
教師在這一環(huán)節(jié)中應發(fā)揮輔導、督導作用,把學生的實驗準備、規(guī)范操作、實驗態(tài)度、安全教育、實驗結果納入督導范圍,發(fā)現(xiàn)問題及時指出。對規(guī)范操作結果準確者給予表揚鼓勵,對操作不認真或結果有誤者給予教育或輔導。
實驗與觀察是在規(guī)定實驗課時內(nèi)由師生積極參與的雙邊教學環(huán)節(jié),以學生為主體。學生通過實驗課探究科學實驗的規(guī)律和奧秘,不僅能培養(yǎng)嚴謹求實的科學態(tài)度、創(chuàng)新思維,還能訓練自身觀察能力、操作能力、分析和解決問題能力,進一步促進操作技能的提高。
3報告與點評
報告與點評是實驗課的組成部分和重要教學環(huán)節(jié),是總結、分析實驗結果,對實驗理論和操作技能的再認識、再提高。學生撰寫實驗報告應根據(jù)實驗記錄把握重點,將重點放在實驗結果的分析上,并從理論與實驗的結合上找答案、作結論,認清事物本質(zhì),把握變化規(guī)律。對其他內(nèi)容,如題目、原理、器材、方法步驟等應從簡描述。報告要層次清晰、文字簡明、重點突出、分析有據(jù),并具有條理性、邏輯性和科學性。
教師點評的內(nèi)容來自實驗課學生實驗情況和學生撰寫的實驗報告。點評要抓重點,不可面面俱到,應突出共性或典型的問題,數(shù)目不宜超過3~5個。點評內(nèi)容要生動、深刻、有理、有例子,以引起學生共鳴并能使其銘記在心。
1、抓基礎,重操作,培養(yǎng)科學素養(yǎng)
大家都知道,化學實驗基本操作始終貫穿于各類實驗之中,是培養(yǎng)學生良好實驗素養(yǎng)和科學實驗態(tài)度的關鍵。所以,在化學實驗基本操作教學時,教師應抓住要點,將基本操作要領落到實處,在強化基礎知識教學的同時。注重培養(yǎng)學生的實驗技能。
例如,在教學“液體藥品的取用”基本操作步驟和注意事項時,教師可引導學生聯(lián)系生活中用杯子取暖水瓶中開水的操作,啟發(fā)學生思考取液體藥品的方法:①瓶蓋為什么倒放?②標簽為什么向著手心?③為什么容器口與瓶口緊靠?教師不但要講解正確完成基本操作的要領,還要使學生清楚為什么要這樣操作,以及錯誤操作會帶來什么后果,再反復讓學生練習進行鞏固。
除了在課堂上演示規(guī)范的實驗操作讓學生模仿外,教師還可將操作要點以口訣的方式介紹給學生,如往試管里裝入粉末狀藥品要“一斜、二送、三直立”;裝塊狀藥品要“一橫、二放、三慢豎”;使用膠頭滴管應“捏頭趕空氣,放手吸試劑,懸空滴液體,管口勿觸壁”等。這樣不但可使學生牢固掌握正確的操作步驟,而且可使學生養(yǎng)成注重實驗細節(jié)的習慣。
2、加強實驗探究,培養(yǎng)創(chuàng)新能力
新課程倡導學生是發(fā)展的中心,著眼于學生的終身發(fā)展和科學素養(yǎng)的提高。教師在教學中,可將教材中某些驗證性的實驗改為探索性的實驗,根據(jù)學生已有的知識,提出問題,引導學生發(fā)散思維,做出假設和猜想,制定實驗方案(實驗設計),然后進行實驗,觀察現(xiàn)象,記錄實驗結果,分析交流,得出實驗結論,將學生帶人科學探索的情境中,從而不斷增強他們的創(chuàng)新意識和能力。
例如,在探究制取二氧化碳氣體發(fā)生裝置時,教師可提供較多的實驗儀器與用具,引導學生設計不同的實驗裝置。如,通過展示用破試管設計的一套便于控制反應發(fā)生的裝置,引發(fā)學生課后開動腦筋,積極動手,設計出隨開隨用、隨關隨停的便于控制反應發(fā)生的裝置,使實驗設計“課雖止而思未?!薄_@樣的探究實驗,是通過學生親自思考設計的,既提高了學生解決問題的能力,又培養(yǎng)了學生的發(fā)散思維能力和創(chuàng)新能力。
3、重視家庭小實驗,培養(yǎng)動手能力
摘 要:在新課程背景下,科學實驗教學在整個教學中起著不可替代的作用。科學家伽利略說過:“科學的真理不能只在古代那些圣人的布滿灰塵的書上去找,而是在實驗中或者以實驗為基礎的理論中去找?!笨茖W實驗是學習知識的一種重要方法,有許多知識單憑老師的講解是難以真正領悟的。從目前在科學實驗教學中存在的一系列問題出發(fā),進一步探究提高科學實驗有效性的途徑,使同學能夠更好地學習科學。
關鍵詞:科學實驗教學;問題;有效性;途徑
現(xiàn)在我們教學改革的目標就是實現(xiàn)教學的有效性。從專業(yè)的教育學角度看,使學生獲得發(fā)展又是實現(xiàn)教學有效性的核心內(nèi)容,所以說,教師應該在教學活動中讓學生充分、全面、有個性地發(fā)展,以一切為了學生為基本出發(fā)點來開展教育事業(yè)。科學學科的特點決定了實驗教學在其中的重要地位?,F(xiàn)代科學的教學方法,早已不是枯燥乏味的教師“口頭的”或者“黑板式”的教學,而是能夠充分發(fā)揮學生主動性的實驗教學,關注實驗的有效性,提升實驗的效率和效益是科學實驗教學的重難點所在。
一、目前科學實驗教學中存在的問題
(一)學生實驗的目的不明確
科學實驗活動大部分都是學生有熱情、感興趣的活動。一般來說,課堂上做實驗比起枯燥乏味的黑板式教學更容易得到同學的歡欣鼓舞。但是在現(xiàn)實的實驗教學中,同學們對實驗的熱衷并不是因為其對實驗的探究,而僅僅是為了興趣和好玩,不會自我總結實驗現(xiàn)象和結論,這就忽略了實驗的目的性。同學們在實驗課堂上玩得很盡興,但是收獲卻很少,到最后甚至連最基本的操作步驟都難以表達清楚??梢姡瑢W生實驗的目的不明確是當前存在的一個問題。
(二)實驗的開放性與科學性尺度難把握
傳統(tǒng)實驗教學一般是教師把實驗的材料、器具、研究課題等都準備好,然后一步步地指導學生進行實驗,評價的標準就是看學生能否正確地操作以及實驗是否能夠成功,而在這樣的指導下,學生實驗的科學性一般都能得到保證。而在現(xiàn)在新課程教學中,學生實驗越來越趨向開放性。學生自主地選擇研究課題,自己思考實驗的方法,自己選擇使用實驗的材料,這樣教師在指導和材料的準備上產(chǎn)生較大困難,科學性有所降低??傮w來說就是隨著實驗的開放性增強,教學的科學性很難把握。
二、提高科學實驗教學有效性的途徑
(一)加強演示實驗的教學,增強實驗的目的性
1.重視演示實驗教學,進行準確示范
俗話說得好,細節(jié)決定成敗,實驗也是如此。實驗過程中的一些小細節(jié)、小問題,同樣也決定著實驗的有效性。所以教師在帶領學生進行實驗的過程中,注重細節(jié)的操作,不要貪圖一時的方便而忽視一些小問題,為同學做出不準確甚至錯誤的示范。
2.要求學生進行仔細的觀察
要想提高科學實驗的有效性,還要注重對學生觀察力的培養(yǎng)。因為觀察能力是人們認識和獲取知識必備的本領。觀察活動要避免盲目性和偶然性,要有目的性地觀察,這樣有助于在科學實驗中發(fā)現(xiàn)規(guī)律。科學的觀察總是為解決科學問題服務的,只有對復雜的現(xiàn)象進行系統(tǒng)地觀察,才能完成系統(tǒng)的觀察資料,做出實驗報告,提高科學實驗的有效性。
3.教會學生準確地記錄實驗現(xiàn)象
學生在觀察完畢后,都需要將觀察的結果記錄下來,能不能準確地記錄實驗現(xiàn)象對于下實驗的結論是至關重要的。對實驗現(xiàn)象的記錄應該是客觀的,不能用主觀的想象來描述觀察的現(xiàn)象,否則觀察行為將毫無意義。
(二)以學生分組實驗的形式,準確把握實驗的開放性與科學性
采取學生分組實驗的形式有許多好處,是教師帶領學生進行科學實驗的一種有效途徑。學生分組實驗既能保證實驗的開放性,又能保證實驗的科學性,教師以對小組進行指導的方式不會太分散,準備材料也不會太過于五花八門,不會造成太大的壓力。并且教師為學生進行分組時,還可以充分考慮不同學生不同的個性、學習成績等,進行合理的交叉搭配,爭取在各方面都達到平衡,這樣就可以密切關注學習差的同學,通過合理的搭配把這部分學生的積極性調(diào)動起來,提高學習的積極性和氛圍,增強學生合作進行的有效性。
例如,在學習“凸透鏡成像原理”時,讓學生搭配分組進行實驗,在實驗時學生可以多角度地自己設計方案,自己親手實踐,這樣可以增強實驗的有效性。
在新課程教育下,科學實驗教學的方式取得了巨大的變化。我們要學會在合作、探究學習的過程中,不斷地發(fā)現(xiàn)問題、解決問題,從有效性上考慮和審視實驗教學。實驗教學使得課堂的直觀性更加突出,更重要的是“活化”了教材,注重科學實驗教學已勢在必行。
參考文獻:
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[4]趙微.研究性學習的理念與實施[M].開明出版社,2003.
[5]江艷春.以實驗教學為抓手,提高科學教學的有效性[J],2010(11).
1設計與準備
設計(預習)與準備是基礎實驗課的重要教學環(huán)節(jié),由師生共同參與。教師應準備2件事。其一,向?qū)W生布置實驗課題,提出指導意見,介紹有關資料。其二,備齊實驗所需儀器用品。教師的實驗命題是根據(jù)本專業(yè)培養(yǎng)目標,結合市場所需和學生水平,經(jīng)過深思熟慮精選經(jīng)典的、創(chuàng)新的(或改進的)、綜合的實驗內(nèi)容為課題。學生則根據(jù)教師布置的實驗課題,通過查閱有關資料,精心設計實驗方案。實驗方案應包括實驗目的和原理、操作步驟和方法、所用儀器和用品、注意事項和問題等。實驗方案于實驗前交教師審閱。學生在設計實驗方案的過程中可加深對所做實驗內(nèi)容的理解,調(diào)動實驗積極性和興趣,培養(yǎng)思維能力和自學能力,這為實驗課的順利進行提供了保障。
2實驗與觀察
實驗與觀察是基礎課實驗教學的關鍵環(huán)節(jié),是準備工作就緒后,學生根據(jù)實驗方案進行實驗操作、觀察實驗現(xiàn)象、記錄實驗結果的過程。堅持2個“結合”和2個“必須”是這一環(huán)節(jié)的重要原則。2個“結合”:一是理論與實驗的結合,即實驗操作要有理有據(jù),二是實驗與觀察的結合(即做實驗時要會察會記)。沒有理論的實驗是盲目的實驗,沒有觀察的實驗是無果的實驗。2個“必須”:一是必須按計劃、分步驟、有條不紊地進行實驗,二是必須遵守則、按規(guī)程、一絲不茍地規(guī)范操作。
實驗中還要強調(diào)實驗與觀察環(huán)節(jié)的目的性、規(guī)范性、客觀性和科學性,因為這是上好實驗課的前提條件。目的性要求學生所做實驗要有目的、結果,并對實驗要采取的措施心中有數(shù)。規(guī)范性要求學生對所用儀器、藥品、器材的性能特點、使用方法了解透徹,并掌握要領,可準確操作??茖W性要求學生要科學嚴謹?shù)剡M行實驗操作、設定實驗條件、采用觀察方法,冷靜分析問題,做到判斷有據(jù)??陀^性要求學生對實驗過程所發(fā)生的現(xiàn)象、遇到的問題、出現(xiàn)的結果如實記錄、分析,實事求是地得出結論。
教師在這一環(huán)節(jié)中應發(fā)揮輔導、督導作用,把學生的實驗準備、規(guī)范操作、實驗態(tài)度、安全教育、實驗結果納入督導范圍,發(fā)現(xiàn)問題及時指出。對規(guī)范操作結果準確者給予表揚鼓勵,對操作不認真或結果有誤者給予教育或輔導。
實驗與觀察是在規(guī)定實驗課時內(nèi)由師生積極參與的雙邊教學環(huán)節(jié),以學生為主體。學生通過實驗課探究科學實驗的規(guī)律和奧秘,不僅能培養(yǎng)嚴謹求實的科學態(tài)度、創(chuàng)新思維,還能訓練自身觀察能力、操作能力、分析和解決問題能力,進一步促進操作技能的提高。
3報告與點評
報告與點評是實驗課的組成部分和重要教學環(huán)節(jié),是總結、分析實驗結果,對實驗理論和操作技能的再認識、再提高。學生撰寫實驗報告應根據(jù)實驗記錄把握重點,將重點放在實驗結果的分析上,并從理論與實驗的結合上找答案、作結論,認清事物本質(zhì),把握變化規(guī)律。對其他內(nèi)容,如題目、原理、器材、方法步驟等應從簡描述。報告要層次清晰、文字簡明、重點突出、分析有據(jù),并具有條理性、邏輯性和科學性。
教師點評的內(nèi)容來自實驗課學生實驗情況和學生撰寫的實驗報告。點評要抓重點,不可面面俱到,應突出共性或典型的問題,數(shù)目不宜超過3~5個。點評內(nèi)容要生動、深刻、有理、有例子,以引起學生共鳴并能使其銘記在心。
實驗能力主要包括觀察力、操作能力、數(shù)據(jù)處理能力以及實驗報告能力。
一要培養(yǎng)觀察力。無論是教師的演示實驗還是學生的分組實驗,學生都有一個對物理現(xiàn)象進行有目的、有序的觀察過程,要注意引導學生觀察的全面性、準確性和科學性。教給學生觀察的方法,通常采取的方法有對比觀察法和歸納觀察法。對比觀察法往往是通過對兩個事物、現(xiàn)象的對比,或把某一現(xiàn)象發(fā)生變化的前后情況進行比較來實現(xiàn)的。歸納觀察法是通過對個別現(xiàn)象進行觀察,教給分析、推廣,在國內(nèi)為一般性的規(guī)律。觀察能力的培養(yǎng)是教學大綱中重點強調(diào)的,應該在平時的觀察中逐步提高。
二要培養(yǎng)操作能力。實驗過程離不開操作,操作是否正確規(guī)范都有可能影響實驗的結果,甚至直接導致實驗的失敗。應該引導學生在操作前擬定操作步驟,了解所使用儀器的用途、規(guī)格和使用注意事項,按照實驗原理,學會控制實驗條件,合理組裝實驗裝置。另外,在操作過程中,故障的排除是許多學生的薄弱環(huán)節(jié),要放手讓學生自己獨立解決,養(yǎng)成手腦并用、獨立工作的習慣和能力。
一、教學中不斷探索改革實驗教學的模式,發(fā)揮教師主導、學生主體功能
在中學物理實驗教學過程中確定以實驗為基礎,用實驗來展開激發(fā)學生的實驗興趣,發(fā)揮學生參與教學的主動性和積極性,培養(yǎng)學生動手操作實驗、設計實驗的實踐能力和創(chuàng)造能力。教學中探索改革時期新的物理實驗教學模式,建立起按科學設計實驗教學程序、優(yōu)化實驗教學過程、指導實驗方法、培養(yǎng)創(chuàng)新能力的“引導――探索――實驗――掌握”教學模式。這種教學模式應充分發(fā)揮教師的主導作用,突出學生的主體地位。教師充分相信學生,使學生主動參與實驗。課本讓學生看,實驗讓學生做,思路讓學生想,疑難讓學生議,錯誤讓學生析。讓學生獨立設計實驗,利用物理實驗,發(fā)揮學生的主觀能動作用,最大限度地調(diào)動學生自主學習的積極性和主動性。變單向信息傳遞為雙向式、多向式信息傳遞與交流,教師在課內(nèi)講重點、關鍵點和注意點,發(fā)揮好主導調(diào)控作用。主要方式是采取提問、答疑、討論、觀察實驗現(xiàn)象、動手操作等。在實驗中,加強對學生實驗方法和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
二、實驗教學中注重培養(yǎng)學生的各種實驗能力,激發(fā)學生的實驗興趣
實驗教學中培養(yǎng)學生的各種實驗能力主要包括觀察力、操作能力、數(shù)據(jù)處理能力以及實驗報告分析能力:一要培養(yǎng)觀察能力。無論是教師的演示實驗還是學生的分組實驗,學生都有一個對物理現(xiàn)象進行有目的、有序的觀察過程。要注意引導觀察的全面性、準確性和深刻性。二要培養(yǎng)操作能力。實驗過程離不開操作,操作是否正確規(guī)范都有可能影響實驗的結果,甚至直接導致實驗的失敗。應該引導學生在操作前擬定操作步驟,要了解所使用儀器的用途、規(guī)格和使用注意事項,按照實驗原理,學會控制實驗條件,合理組裝或連接實驗裝置。另外,在操作過程中故障的排除是許多學生的薄弱環(huán)節(jié),往往反映學生對實驗原理模糊不清,或者對各部分儀器的工作情況不甚了解,又不肯動腦分析而急于求老師來解決。這時教師應當引導學生分析故障的特點,放手讓學生自己獨立解決,培養(yǎng)學生科學實驗的自覺意識。三要培養(yǎng)數(shù)據(jù)處理能力。要得到正確的實驗結果就必須具備一定的數(shù)據(jù)處理能力。在中學階段,要求學生養(yǎng)成對于一個量的確認需獲得多組數(shù)據(jù)(多次直接測量)才有可信度的習慣;對于直接讀取的數(shù)據(jù)應該會用有效數(shù)字表示;能自己設計表格進行間接測量的計算。要將科學實驗的全過程和成果完整地表達出來,就要指導學生認真獨立地寫好實驗報告,這也是培養(yǎng)學生分析問題、總結規(guī)律和文字表達能力的重要措施。實驗報告的內(nèi)容要規(guī)范化,
總之,培養(yǎng)學生實驗能力要以提高實驗素養(yǎng)為指導思想,注重必要的實驗技能訓練。長期堅持強化實驗能力訓練,就能使學生更快更熟練地掌握科學實驗方法,推進由應試教育向素質(zhì)教育的轉(zhuǎn)軌。
三、物理教學中教師通過探究實驗的設計,讓學生去發(fā)現(xiàn)問題,尋找知識
關鍵詞:食品科學與工程;實驗教學質(zhì)量;探索
食品科學與工程專業(yè)主要培養(yǎng)現(xiàn)代食品工業(yè)和社會發(fā)展需要,具備食品科學與工程領域的基本理論知識和基本技能,能夠在本學科及其相關領域從事產(chǎn)品開發(fā)、新工藝研究、教學科研、品質(zhì)控制、食品企業(yè)經(jīng)營管理等方面工作的應用型高級復合型工程技術人才?!皩I(yè)性”和“工程性”是食品科學與工程專業(yè)教學中的核心元素。專業(yè)特色主要體現(xiàn)在“工程性”方面。要符合工程類人才培養(yǎng)需求的發(fā)展趨勢,其核心是如何開展實驗實踐環(huán)節(jié)的教與學。
一、食品科學與工程專業(yè)實驗教學體系組成與現(xiàn)狀
食品科學與工程專業(yè)是一門應用性和實踐性均很強的專業(yè)。該專業(yè)實驗教學內(nèi)容包括化學類、食品微生物類、食品加工類、食品分析與檢測類,以及工程設計類實驗。實驗類型主要有驗證性、綜合性、設計創(chuàng)新性實驗。實驗訓練目標層次包括基礎層模塊、綜合層模塊和提升層模塊,分別培養(yǎng)學生動手、綜合和創(chuàng)新能力。
盡管近年來各高校相繼調(diào)整培養(yǎng)方案,增加實驗教學比例,加大本科實驗室建設投入與實驗室管理力度,實驗教學質(zhì)量有所提高,但仍未改變長期形成的重理論輕實驗的教學現(xiàn)狀,尤其是日益增加的招生規(guī)模遠遠超過實驗室軟硬件投入,原有設備設施老化,更新程度不足,實驗室專職管理隊伍不夠、實驗教學過程與質(zhì)量評價管理較弱等,導致很多高校根據(jù)實驗教學條件開設實驗項目,根據(jù)教學工作量組織實驗教學和評價考核學生、實驗教學監(jiān)督管理無法正常執(zhí)行、綜合性和設計創(chuàng)新性實驗少、實驗項目更新率低,難以滿足食品科學與工程人才培養(yǎng)目標要求,培養(yǎng)出食品行業(yè)與社會發(fā)展需要的應用型高級復合型工程技術人才。
二、提高食品科學與工程專業(yè)實驗教學質(zhì)量的主要措施
1、采取循序漸進培養(yǎng)教學模式,優(yōu)化實驗教學體系
食品科學與工程專業(yè)實驗教學應以現(xiàn)代大工程為前提,革新實驗教學理念,體現(xiàn)工程教育的基礎性、實踐性和創(chuàng)新性的教育內(nèi)涵,著力提升學生的學習能力、綜合創(chuàng)新能力,尤其是工程化能力。為此,實驗教學課程體系和項目內(nèi)容的優(yōu)化和改革不能單純地縮減驗證性實驗增加綜合性設計型實驗比例,而是依據(jù)循序漸進的教學規(guī)律,建立三層次階梯式實驗教學體系,即基礎層模塊、綜合層模塊和提升層模塊,三個層次均貫穿著研究和創(chuàng)新設計型理念。
大一和大二的化學類課程實驗、食品微生物課程實驗、食品工程原理課程實驗及工程制圖實驗等,重在培養(yǎng)學生掌握基本理論、基本實驗技能和設計能力,儀器使用、基本操作規(guī)范和基本實驗現(xiàn)象理解能力。針對該階段學生知識結構不完善和缺乏基本操作技能特點,實驗教學內(nèi)容應主要根據(jù)教學大綱,通過驗證性實驗、模擬性實驗、演示性實驗等方式,多開設基礎性和綜合性實驗項目,使實驗教學內(nèi)容與過程盡量保持規(guī)范化、系統(tǒng)化,讓學生在教師的指導下,深刻地理解所學理論知識,掌握各類實方案的設計與制作、儀器設備的使用與維護、實驗基本操作技能、實驗數(shù)據(jù)分析處理方法,為后續(xù)專業(yè)實驗、實習和畢業(yè)論文/設計等環(huán)節(jié)的三層次模塊實驗奠定良好的基礎。
2、改革實驗教學課堂組織與教學方式
以往傳統(tǒng)實驗教學是集中授課與操作,實驗前教師講解實驗目的、操作步驟、注意事項等,然后學生分組操作和完成實驗報告。該法可以作為基礎層次和綜合層次項目訓練時提高學生基本操作能力,幫助學生深刻理解所學理論知識,有意識培養(yǎng)學生學習興趣的教學組織方式。實驗教學的目的除了培養(yǎng)學生基本的實驗操作技能外,更重要的是培養(yǎng)其理論與實際相結合的能力,尤其是培養(yǎng)學生靈活運用知識的綜合創(chuàng)新和設計能力。
因此,越來越多的高校都增設能力提升層次的創(chuàng)新設計性實驗。該類實驗是在指導教師的指引下,學生根據(jù)自己的知識能力結構和興趣來選擇或設計自己的實驗項目,具有較強的探索創(chuàng)新性,并可能存在實驗結果的未知性,采用集中實驗模式完全不能滿足該類教學需要,只有通過開放式實驗教學,即在時間開放、儀器設備開放和實驗內(nèi)容開放的前提下,著重培養(yǎng)學生實踐能力,創(chuàng)新意識和創(chuàng)造能力,以及工程設計能力。不管是集中實驗還是開放實驗,都需要有效的項目組織實施。實驗項目都應設定必做項目和選做項目,并在教師的指導下,查閱教學和相關文獻資料,書寫實驗項目、主要試劑配制、操作步驟、所需相關設備與操作方法等內(nèi)容,實驗前進行抽問回答,了解學生對實驗的掌握情況后,方可進行實驗。實驗過程中,指導教師觀察記錄學生操作行為、實驗記錄情況以及儀器設備使用情況等。實驗完后,學生在課堂上完成實驗報告,指導教師抽閱實驗報告,并對實驗報告和實驗過程中發(fā)現(xiàn)的問題進行討論,有助于學生及時了解操作過程中的不規(guī)范行為,掌握實驗的基本原理與操作技能,提高學生分析問題和解決問題的能力。
三、完善實驗教學綜合考核內(nèi)容與方式
目前,實驗報告和形式化的實驗技能抽測,是大部分高校實驗教學的考核模式??己朔绞絾我唬荒艹浞职l(fā)揮學生的主動性和創(chuàng)造性,而且難以有效評價學生的學習質(zhì)量。實驗教學考核模式是當前實驗教學改革的重點內(nèi)容之一。一個實驗項目涉及實驗目的意義、原理、操作、儀器設備使用與維護、理論與實踐結合運用、發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題等內(nèi)容的考核,范圍較廣,因此需要同時考核平時成績和期末成績。平時成績主要從以下四方面進行考核:(1)課前預習與實驗了解情況考核,促進學生的學習主動性過程;(2)實驗操作考核,培養(yǎng)學生操作技能與科學實驗素質(zhì);(3)實驗報告考核,提高學生數(shù)據(jù)處理和誤差分析,以及分析問題和解決問題的能力;(4)紀律衛(wèi)生考核,培養(yǎng)學生團結協(xié)作精神與良好的實驗習慣。筆試的主要內(nèi)容包括實驗目的意義、原理、實驗裝置、操作步驟、計算公式、誤差分析和繪制圖表等;操作考試內(nèi)容可以節(jié)選教材上的必做或選做實驗,也可以是沒有學過,但可以運用所學理論和掌握的實驗技能等可以順利地完成的實驗。
四、結語
除了優(yōu)化實驗教學體系、改革實驗教學課堂組織與教學方式和完善實驗教學綜合考核內(nèi)容與方式可以很大程度上提高食品科學與工程專業(yè)實驗教學質(zhì)量外,其它措施如實驗過程中對老師和學生的監(jiān)督、教學內(nèi)容與時俱進、實驗教學比賽、評優(yōu)、改善實驗室環(huán)境等也是提高實驗教學質(zhì)量的有力舉措。
參考文獻: