初中科學(xué)實(shí)驗教學(xué)的發(fā)展趨勢及實(shí)施策略論文
論文關(guān)鍵詞:科學(xué)實(shí)驗教學(xué) 發(fā)展趨勢 實(shí)施對策
論文摘要:科學(xué)實(shí)驗的教學(xué)趨勢呈現出注重實(shí)驗與理論的有機結合,以探究型實(shí)踐活動(dòng)為主,培養學(xué)生的學(xué)習能力、動(dòng)手能力。然而,在現實(shí)的課程教學(xué)中,實(shí)驗教學(xué)一直是一個(gè)薄弱環(huán)節,導致學(xué)生重結果、輕過(guò)程,實(shí)驗動(dòng)手率低,實(shí)驗課教學(xué)效率不高。在新課程實(shí)驗教學(xué)中,教師應采取與之相對應的實(shí)施對策,以符合新課標的要求。
隨著(zhù)基礎教育改革的逐步深入與推廣,實(shí)驗教學(xué)改革的主要目標是構建“以學(xué)生發(fā)展為本”,創(chuàng )設有利于引導學(xué)生探究性學(xué)習的課程實(shí)施環(huán)境,提高學(xué)生自主學(xué)習、合作交流、分析和解決問(wèn)題的能力�？茖W(xué)實(shí)驗教學(xué)既是實(shí)現科學(xué)教育目標的基本手段,又是培養學(xué)生操作技能,發(fā)展非智力因素的主要途徑。本文擬從科學(xué)實(shí)驗的內容與形式及實(shí)際教學(xué)中的問(wèn)題兩個(gè)方面,與同行一起探討實(shí)驗教學(xué)的趨勢與實(shí)施對策。
一、科學(xué)實(shí)驗的內容與形式
不同時(shí)期的科學(xué)課程中實(shí)驗的主要內容與形式是分層次逐漸提高的。它們分別為學(xué)科知識+基本操作—學(xué)科知識+基本操作+生活知識—學(xué)科知識+基本操作+生活知識+生產(chǎn)和環(huán)境問(wèn)題。實(shí)驗的主要形式為演示實(shí)驗+學(xué)生實(shí)驗—演示實(shí)驗+邊講邊實(shí)驗+學(xué)生實(shí)驗+家庭實(shí)驗+設計實(shí)驗—編號實(shí)驗+科學(xué)探究+實(shí)踐活動(dòng)+家庭實(shí)驗+習題+模塊。
科學(xué)實(shí)驗的作用和功能需要具體的內容和形式來(lái)體現,相應于科學(xué)實(shí)驗作用和功能的變化,其實(shí)驗內容和形式也呈現出顯著(zhù)的變化。
1.科學(xué)實(shí)驗的趣味化、生活化、綠色化。
不言而喻,科學(xué)實(shí)驗的趣味化可進(jìn)一步發(fā)揮實(shí)驗的動(dòng)機功能,而貼近生活、體現社會(huì )熱點(diǎn)問(wèn)題(如環(huán)保)的實(shí)驗更有利于科學(xué)價(jià)值的體現、環(huán)保意識和社會(huì )責任感的培養,同時(shí)也具有激發(fā)學(xué)生學(xué)習興趣的作用�，F行浙教版科學(xué)教材體系中,實(shí)驗內容的趣味化、生活化、綠色化趨勢已非常明顯,但這些實(shí)驗還多分布在選做實(shí)驗和家庭實(shí)驗等課外實(shí)驗中,在新課標課程中,這種趨勢已成為教科書(shū)實(shí)驗改革的重要方面,這類(lèi)實(shí)驗不僅數量上明顯增多,而且內容深度上顯著(zhù)加大。
在實(shí)驗的趣味化上表現出兩個(gè)顯著(zhù)的特點(diǎn),一是趣味實(shí)驗不僅出現在家庭實(shí)驗一類(lèi)的課外實(shí)驗中,而且類(lèi)似“彩色噴泉”這樣緊密配合學(xué)科教學(xué)內容的趣味課堂實(shí)驗也增加了。如“通過(guò)氣球體積的變化觀(guān)察氣球在水中的沉浮現象”、“用石蕊試液染制的花朵代替試紙檢驗二氧化碳與水反應生成的產(chǎn)物”等。這類(lèi)實(shí)驗在完成其呈現原理、概念等使命的同時(shí),用更引人注意的趣味化方式展現其魅力,融學(xué)科教學(xué)目標與情感培養目標為一體。二是更多地采用了可激發(fā)學(xué)生研究趣味活動(dòng)實(shí)驗的創(chuàng )新設計,如研究靜摩擦的“筷子提米實(shí)驗”。隨著(zhù)學(xué)生年齡的增長(cháng)和知識的積累,實(shí)驗本身的學(xué)科價(jià)值和潛能開(kāi)發(fā)功能的作用逐步增強,這正好與學(xué)生的心理、生理發(fā)展規律相符合。
實(shí)驗生活化的體現,一是實(shí)驗內容多采用來(lái)自平時(shí)生活中例子;二是用科學(xué)知識、技能探討的也大多是身邊的生活或社會(huì )實(shí)際問(wèn)題。如“溶液酸堿度對頭發(fā)的影響”、“用塑料瓶,砂石等自制簡(jiǎn)易凈水器”。
實(shí)驗的綠色化最初是從師生健康角度關(guān)注實(shí)驗環(huán)境的清潔,后來(lái)逐步與環(huán)境保護聯(lián)系起來(lái),不僅教科書(shū)的實(shí)驗設計體現了綠色化,而且要求學(xué)生就實(shí)驗的綠色化進(jìn)行思考、討論,甚至研究、設計。不僅視角更大,力度更強,而且其教學(xué)功能大大擴展。
2.實(shí)驗形式的多樣化和探究化。
實(shí)驗的教學(xué)功能不僅與其內容有關(guān),而且與實(shí)驗的形式、呈現方式,甚至與實(shí)驗在教學(xué)中出現的位置均有關(guān)系。如課內實(shí)驗、課外實(shí)驗與家庭實(shí)驗,其功能與作用就不盡相同。又如物質(zhì)性質(zhì)的實(shí)驗,如果安排在相關(guān)性質(zhì)的介紹之后,這個(gè)實(shí)驗就只是在驗證事實(shí);如果安排在相關(guān)性質(zhì)介紹之前,并配以相應的問(wèn)題思考,就賦予了這個(gè)實(shí)驗一定的探索性、啟發(fā)性;如果先提出問(wèn)題,并要求學(xué)生通過(guò)實(shí)驗尋找答案,這個(gè)實(shí)驗就具有了探究性,而探究程度的高低仍與實(shí)驗的具體設計有關(guān)。
新課標教科書(shū)提倡盡可能由學(xué)生動(dòng)手做實(shí)驗,沒(méi)有了演示實(shí)驗和學(xué)生實(shí)驗之分。在“科學(xué)探究”“實(shí)踐活動(dòng)”和習題中也安排了不少實(shí)驗。這些實(shí)驗分布于各章節之中,這種編排將實(shí)驗由原先的附屬于各章節變成了與各章節平行的獨立內容,顯著(zhù)提升了實(shí)驗在課程中的地位。新課標不僅多用探索性和探究性?xún)深?lèi)實(shí)驗,而且統籌考慮安排,使實(shí)驗的探究程度循序漸進(jìn),隨著(zhù)學(xué)習的深入和學(xué)生知識、技能積累的.增多而逐步提高,使實(shí)驗的探究性上了一個(gè)新的臺階。
二、實(shí)驗教學(xué)中存在的問(wèn)題與實(shí)施對策
隨著(zhù)新課標的實(shí)施,初中科學(xué)實(shí)驗在課程中的地位、作用有了很大的變化和提高,但是從整體上看,“實(shí)驗課教學(xué)效率不高”、“實(shí)驗動(dòng)手率低”、“實(shí)驗紙上談兵”、“觀(guān)看課件代替真實(shí)實(shí)驗”等情況還普遍存在。同時(shí)教師對新課程中實(shí)驗探究的實(shí)施也存在著(zhù)認識不到位、嫌麻煩等問(wèn)題。究其原因,主要集中在四個(gè)方面:
一是教學(xué)時(shí)間緊張,怕實(shí)驗時(shí)間控制不好而影響教學(xué)進(jìn)度;
二是學(xué)校的實(shí)驗設備跟不上;
三是教師還不能擺脫傳統的教學(xué)手段;
四是沒(méi)有相應的評價(jià)體系。
因此,新課程改革的一線(xiàn)教師應摒棄傳統的理論講授與實(shí)驗教學(xué)分開(kāi)的教學(xué)方法,注重實(shí)驗與理論的有機結合。教材中的多數實(shí)驗屬于開(kāi)放性、探究型,學(xué)生必須經(jīng)過(guò)實(shí)驗才能得出結論,而且結論可能不唯一。教師應引導學(xué)生用“提出問(wèn)題”“設計實(shí)驗”“分析與結論”和“實(shí)際應用”等關(guān)鍵詞構建“設計實(shí)驗”這個(gè)欄目的框架。在每個(gè)關(guān)鍵詞所涉及的內容中又細化實(shí)驗目的。例如,在“分析與結論”這個(gè)關(guān)鍵詞中要常常強調“進(jìn)行描述”“制作圖像”“整理數據”“分析數據”“辨認關(guān)系”“計算結果”“比較結果”“進(jìn)行推測”“作出解釋”“檢驗假設”等,用具體的實(shí)驗內容來(lái)培養學(xué)生在這些方面的技能。
在具體的實(shí)驗教學(xué)過(guò)程中,教師可采取下列方法以供參考。
1.實(shí)驗方案微型化。
所謂實(shí)驗方案微型化,就是為了保持原教材的邏輯結構體系,同時(shí)又體現課程標準的重點(diǎn),將實(shí)驗方案簡(jiǎn)化、精煉,安置在相關(guān)的科學(xué)概念、原理、定律等內容附近,以欄目“小實(shí)驗”的形式出現。雖然實(shí)驗方案微型化了,但其教學(xué)功能仍定位在培養學(xué)生科學(xué)探究的基本技能和對科學(xué)探究的本質(zhì)的理解之上。舉例如下。
實(shí)驗:聽(tīng)力測試 可以通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗測試你的聽(tīng)力。實(shí)驗材料是一角、五角、一元的硬幣。請實(shí)驗合作者按照任意順序將它們從同一高度自由落下。你閉眼仔細傾聽(tīng),能辨別出不同的硬幣發(fā)出的聲音嗎?
描述與推測:描述聲音的差別,分析引起聲音不同的因素是什么?
學(xué)生們通過(guò)學(xué)習聲音的傳播、音調、響度、音色、分貝等概念、頻率和人的聽(tīng)覺(jué)關(guān)系等內容;通過(guò)調查研究獲得證據;通過(guò)研究聽(tīng)覺(jué)實(shí)驗的數據,完成有關(guān)的實(shí)驗方案。
2.實(shí)驗過(guò)程活動(dòng)化。
將科學(xué)實(shí)驗的教學(xué)與學(xué)生分小組進(jìn)行的探究活動(dòng)、調查、討論、辨別等有機結合,使得實(shí)驗過(guò)程活動(dòng)化。這樣設計中學(xué)科學(xué)實(shí)驗可以使課程標準所強調的重點(diǎn)能夠得到貫徹。為了讓學(xué)生感受科學(xué)與技術(shù)的真實(shí)世界,實(shí)驗過(guò)程應包含:活動(dòng)、實(shí)驗、調查、討論、辨論、提出論點(diǎn)和質(zhì)疑等,使它們相互交織在整個(gè)實(shí)驗活動(dòng)中。
活動(dòng)通常分為五個(gè)循環(huán)步驟:請你思考、請你做一做、反思與挑戰、科學(xué)在前進(jìn)、拓展練習。在循環(huán)步驟二中,一般融入相關(guān)的學(xué)生實(shí)驗或教師的演示實(shí)驗。以“家庭用電”為例。
活動(dòng)一:電流的形成(學(xué)生實(shí)驗:電路的連接)。
活動(dòng)二:電路連接(學(xué)生實(shí)驗:串聯(lián)與并聯(lián)電路)。
活動(dòng)三:火線(xiàn)與零線(xiàn)的鑒別(演示實(shí)驗:測電筆的使用)。
活動(dòng)四:保險絲(學(xué)生實(shí)驗:保險絲的作用)。
3.實(shí)驗內容生活化。
新課標認為,科學(xué)不能脫離社會(huì ),科學(xué)是社會(huì )的一部分。然而科學(xué)實(shí)驗本身是非常具有學(xué)科特色的。如何將實(shí)驗內容和生活世界結合是體現新課標精神的重要問(wèn)題,因此實(shí)驗設計要表現出“實(shí)驗內容生活化”的特點(diǎn)。
教材中提出了許多與生活密切聯(lián)系、學(xué)生感興趣的、有意義的問(wèn)題,在這些問(wèn)題的導引下,學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)證據的收集、整理過(guò)程;學(xué)習對科學(xué)證據的獲得、解釋和評價(jià)的方法;探討科學(xué)證據的兩面性,即對人們生活、健康、環(huán)境等有利和不利的兩個(gè)方面,然后自己主動(dòng)提出問(wèn)題,并在基于科學(xué)證據而不是個(gè)人感覺(jué)的基礎上作出相關(guān)的、恰當的決策。學(xué)生親身參與各種科學(xué)探究活動(dòng)有利于他們逐步理解科學(xué)的力量和局限性,理解科學(xué)是一個(gè)不斷提出問(wèn)題、收集與整理證據的過(guò)程,而不是掌握一系列現成答案的知識體系。從這個(gè)意義上來(lái)說(shuō),教材給予學(xué)生的經(jīng)歷,可以幫助他們獲得如何運用科學(xué)知識解決實(shí)際問(wèn)題的能力。
4.實(shí)驗評價(jià)行為化。
通過(guò)實(shí)驗過(guò)程中的行為表現來(lái)評價(jià)學(xué)生對科學(xué)內容的理解是否具備各種探究的技能,是實(shí)驗評價(jià)的重要特點(diǎn)。行為化的實(shí)驗評價(jià)也是真實(shí)而公平的評價(jià)的具體表現。
評價(jià)學(xué)生的學(xué)科學(xué)習分為四個(gè)方面:檔案袋評價(jià)、知識評價(jià)、行為評價(jià)和技能評價(jià)。其中的行為評價(jià)主要是針對學(xué)生在“設計科學(xué)實(shí)驗”和“小實(shí)驗”中的表現。行為評價(jià)主要包括以下內容。
(1)是否遵守安全規則:嚴格遵守實(shí)驗操作過(guò)程中的一系列安全規章制度。
(2)對實(shí)驗技能的掌握:觀(guān)察、交流、預測、測量、解釋數據、使用數據、制作圖表、控制變量、歸納、推理、推導公式、構建模型、操作性定義等。
(3)對概念和定理的理解:通過(guò)實(shí)驗現象和實(shí)驗過(guò)程使學(xué)生明確概念、定理建立的依據,掌握其建立的方法,理解概念、定理的內涵,理解相關(guān)概念之間的聯(lián)系和區別。
(4)分析和總結:在遵循證據法則和運用科學(xué)知識的基礎上,分析解釋和總結必須具有邏輯上的內在一致性,通過(guò)批判性思考,合理地接受他人的質(zhì)疑,并進(jìn)行更改。
(5)情景的應用:思考、討論與現實(shí)生活密切相關(guān)的問(wèn)題并發(fā)表觀(guān)點(diǎn),評價(jià)學(xué)生運用科學(xué)知識進(jìn)行生產(chǎn)、生活和對社會(huì )問(wèn)題的看法的能力。
教師對學(xué)生學(xué)習的評價(jià)分為四個(gè)方面,并給出每個(gè)方面的比重,其中實(shí)驗教學(xué)的比重最大,分別為實(shí)驗室活動(dòng)和實(shí)驗記錄、實(shí)驗報告占40%;知識評價(jià)占30%;研究性學(xué)習成果的展示占20%;參加班級活動(dòng)占10%。學(xué)生在實(shí)驗活動(dòng)中對圖表、實(shí)驗步驟、實(shí)驗內容等的語(yǔ)言描述往往比實(shí)驗結果更重要,學(xué)生參與討論和表現的過(guò)程也是教師評價(jià)學(xué)生的一個(gè)方面。
21世紀標志著(zhù)人類(lèi)社會(huì )進(jìn)入了一個(gè)以信息、智力資源為重要因素的社會(huì )經(jīng)濟文化時(shí)代。培養公民的科學(xué)素養主要并不在于增加其知識和信息的容量,重要的是培養科學(xué)思維的方法,以及獲取知識和信息,并利用它們發(fā)現、分析和解決問(wèn)題的能力。正如著(zhù)名的科學(xué)家愛(ài)因斯坦所說(shuō):“科學(xué)不只是定理的收集和事實(shí)的羅列,它更是人類(lèi)智慧伴隨著(zhù)各種新思想和新概念的創(chuàng )造和結晶�！�
科學(xué)發(fā)展的趨勢啟示我們應該重新認識和挖掘中學(xué)科學(xué)的教學(xué)功能,并且在新課程標準的指導下,設計與課程的三維目標和科學(xué)探究?jì)热萦袡C結合的科學(xué)實(shí)驗,從而使實(shí)驗的設計和課程的實(shí)施能夠更好地體現和貫徹新課標的精神。
參考文獻:
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