驗證性實驗教學(xué)法分析

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一、把實驗的主動性交還給學(xué)生

一般地,驗證性實驗教學(xué)采用教師講解的方式。每次實驗,老師先給學(xué)生講解一遍實驗內(nèi)容、實驗?zāi)康?、實驗原理、實驗儀器、實驗步驟、注意事項,然后學(xué)生開始操作實驗,記錄原始實驗數(shù)據(jù),實驗結(jié)束后編寫實驗報告。在這個實驗過程中,學(xué)生到底學(xué)到了多少知識,理解了多少知識,是要打問號的。因為上實驗課前有老師的講解,學(xué)生往往不愿意真正去預(yù)習(xí)實驗(雖然教學(xué)要求學(xué)生預(yù)習(xí)實驗,并編寫實驗預(yù)習(xí)報告)。把實驗任務(wù)主動性還給學(xué)生最好的方法是,實驗指導(dǎo)老師只給學(xué)生指導(dǎo),而不講解實驗。要求學(xué)生在實驗前認(rèn)真預(yù)習(xí)實驗指導(dǎo)書,理解實驗原理,明確實驗要求,熟悉實驗內(nèi)容及步驟,寫好實驗預(yù)習(xí)報告。學(xué)生進(jìn)入實驗室后,老師提供實驗儀器、實驗材料,在沒有詳細(xì)實驗講解的情況下,讓學(xué)生自己操作實驗,老師在旁邊予以適當(dāng)?shù)闹笇?dǎo),直到實驗完成。在這種情況下,學(xué)生要靠自己把老師講解的知識點理解、掌握,并自主完成實驗任務(wù)?？赡苓@種實驗教學(xué)方式需要花費(fèi)教師和學(xué)生更多的實驗時間(有些學(xué)生在課前還是不預(yù)習(xí)實驗,進(jìn)入實驗室后,由于沒有人講解,只能一邊看實驗指導(dǎo)書,一邊做實驗,往往會拖延時間),實驗教師也要面對由于學(xué)生操作不當(dāng)損壞儀器,需要臨時維修儀器的突發(fā)情況。但是,授人以魚不如授人以漁,只有學(xué)生主動去做實驗,才能更好地掌握、理解實驗知識。

二、激發(fā)學(xué)生實驗興趣

學(xué)生的興趣是實驗教學(xué)的動力。要激發(fā)學(xué)生對驗證性實驗的興趣,重點在于通過各種教學(xué)方法激發(fā)學(xué)生參與到實驗中來。

1.實驗結(jié)果比較,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

學(xué)生在做驗證性實驗時,往往照著教師講授或者實驗指導(dǎo)書的要求按部就班完成試驗,對實驗結(jié)果進(jìn)行一個簡單的驗證,有點像機(jī)械操作,不容易激發(fā)學(xué)生興趣。下面以土木工程材料實驗中水泥膠砂強(qiáng)度試驗為例進(jìn)行闡述。實驗結(jié)果橫向?qū)Ρ取γ總€小組的實驗結(jié)果進(jìn)行對比,以此來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。在實驗開始前,要求每組學(xué)生對本組的試件做好標(biāo)志,進(jìn)行編號,等到養(yǎng)護(hù)期后,壓試塊強(qiáng)度的時候,互相比較每組試塊的抗折強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度。每個人都有好勝心,希望自己組比別人組的試塊強(qiáng)度大一些。學(xué)生在互相比較強(qiáng)度的過程中,反思試塊制作過程中存在的問題,激發(fā)學(xué)生更加認(rèn)真地做好每個實驗,保證學(xué)生學(xué)習(xí)動力。實驗結(jié)果縱向?qū)Ρ?。水泥膠砂強(qiáng)度試驗是在其他材料(標(biāo)準(zhǔn)砂和水)相同的情況下,來驗證水泥的強(qiáng)度[2]。如果在專門的檢測機(jī)構(gòu),當(dāng)然采用材料越統(tǒng)一,結(jié)果就越標(biāo)準(zhǔn)。但對我們學(xué)生實驗就沒有這么嚴(yán)格的要求。在學(xué)生熟悉主要土木工程材料的技術(shù)要求,并具有對常用土木工程材料獨立進(jìn)行質(zhì)量檢定的能力后,可以讓學(xué)生對材料進(jìn)行選擇。在做水泥膠砂強(qiáng)度試驗時,每組在完成一個標(biāo)準(zhǔn)試件制作后,自己選擇實驗材料再制作一個試件。為找出規(guī)律,在采用相同的水泥和水,相同材料比例的情況下,學(xué)生選擇普通的河砂為材料,制作試件。并要求學(xué)生對不同的水泥膠砂試塊強(qiáng)度結(jié)果進(jìn)行思考,為什么會產(chǎn)生這樣的結(jié)果。這組學(xué)生在教師提問之前,主動提出了問題:為什么只差別一種材料,強(qiáng)度結(jié)果卻相差這么多?學(xué)生在仔細(xì)查看試塊斷口后,自己思考并解答問題:第一種水泥膠砂所用的砂子顆粒級配良好且顆粒較大,第二種水泥膠砂所用的砂子顆粒粗細(xì)程度單一。接著學(xué)生想到混凝土的集料選擇對混凝土性能的影響,開始重視接下來要做兩個試驗,混凝土用集料試驗和普通混凝土試驗。

2.給定實驗結(jié)果,選擇實驗方法

盡量提供多種實驗方法,讓學(xué)生可以自由選擇實驗方法,提高學(xué)生做實驗的興趣。水泥試驗的細(xì)度試驗結(jié)果單一,學(xué)生容易草率對待。在做細(xì)度試驗時,因為水泥在出廠時符合水泥細(xì)度要求,所以直接告訴學(xué)生細(xì)度試驗結(jié)果,需要符合水泥試樣篩余百分?jǐn)?shù)F≤10%。試驗方法就讓學(xué)生自己選擇,可以采用負(fù)壓篩法、水篩法、手工干篩法[3],如果細(xì)度結(jié)果沒符合要求,則讓學(xué)生尋找原因,仔細(xì)分析。

3.提問題,引起學(xué)生的思考

做實驗時提一些小問題,有待學(xué)生在實驗過程中去解決、發(fā)現(xiàn),通過實驗找到答案。預(yù)留小問題的優(yōu)點是,學(xué)生帶著問題做實驗,在實驗過程中會去思考并解決這些問題。例如在做水泥試驗的標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量試驗時,提一個小問題:“在理論上,根據(jù)測得的試錐下沉深度S(mm)按P=33•4–0•185S[3]計算得到的標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量P%和在標(biāo)準(zhǔn)稠度測定儀上對應(yīng)標(biāo)尺讀得的P%應(yīng)該是一樣的,但是實際上兩個P%有所差異,請解釋一下其中的原因。”這個問題看似要從很多方面去解釋,其實很簡單,兩個P%的差異是標(biāo)準(zhǔn)稠度測定儀標(biāo)尺上的指針沒在水平方向所造成的。再如在做混凝土用集料試驗的集料近似密度(視密度)試驗前,提個小問題:“試解釋近似密度(視密度)計算公式ρa(bǔ)s=(m0m0+m2-m1-αt)×1000[3]中的(m0+m2-m1)表示試樣體積。”這個問題需要學(xué)生結(jié)合容量瓶畫圖來理解。

三、結(jié)語

驗證性實驗是實驗教學(xué)中重要的組成部分,由于驗證性實驗自身的限制,比較枯燥乏味,降低學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和學(xué)習(xí)興趣。文章通過學(xué)生自主學(xué)習(xí)為主,教師指導(dǎo)為輔的教學(xué)原則償還學(xué)生對驗證性實驗的學(xué)習(xí)主動性,通過實驗結(jié)果比較、自主選擇實驗方法、提小問題等三個教學(xué)方法激發(fā)學(xué)生對驗證性實驗的學(xué)習(xí)興趣。驗證性實驗是重要的基礎(chǔ)性實驗,在倡導(dǎo)拓展性、創(chuàng)新性實驗的同時,必須重視驗證性實驗教學(xué)。驗證性實驗教學(xué)還是提高學(xué)生學(xué)習(xí)自主性的重要途徑,通過學(xué)生自主預(yù)習(xí)實驗,自主完成實驗任務(wù)的教學(xué)方法來提升學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性。因此,實驗教學(xué)應(yīng)該注重驗證性實驗教學(xué)方法的探討。