创新科学实验的教学改进论文

时间:2021-08-31

  实验教学是科学教学的核心,离开了实验教学,科学教学就会成为“空中楼阁”,原本生动丰富的知识,也会变成一堆枯燥难懂的材料。浙教版《科学》教材编排了大量实验,其意图是以实验为载体,充分发挥实验的功效,以培养每个学生的科学素养。下面,笔者结合自身教学的实践,谈一谈在科学教学中怎样通过对实验的改进与创新,来提高科学课堂教学的效率和效益。

  一、改进演示实验方法,增大实验可见度

  科学教学中的演示实验必须具有一定的可见度,让全班学生都能清楚地观察到实验现象。然而在实际教学过程中,我们往往会忽略这一点,结果是实验做了,但只有少数学生清楚地看到现象,以致出现“前排学生看实验,后排学生听实验”的现象,影响演示实验的教学效果。在平时的教学中,我们可用实物投影、多媒体展示、无色物体染色或增加浑浊度、利用衬幕等方法来提高实验的可见度,提高课堂演示实验的教学效果。

  【案例1】在演示“活泼金属钠与水反应”的实验时,教师把盛有水的烧杯放在实物投影仪载物台上,然后放入金属钠。通过投影,所有学生清晰地看到:金属钠与水反应时,金属钠在水中游动、产生火焰和金属钠逐渐消失并使滴有酚酞的水变红色等现象。

  【案例2】在做“光的直线传播”实验时,教师在光的传播路径上喷上烟雾或洒落粉笔灰,光路就清晰地显示出来了。

  二、演示实验微型化,提高学生的参与度

  有些实验用时比较长,给随堂演示实验带来困难。如果将实验转化为微型实验,将大大缩短实验的时间,从而使得随堂演示实验得以开展。同时,教师可以变演示为学生分组实验,提高学生的参与度,并为探究式教学创造条件,有效培养学生的科学探究能力。

  【案例3】在《光合作用》的教学中,教材安排的天竺葵实验,即使用沸水开始加热,完成的时间最短也要15分钟,再加上实验前的准备和对实验注意点的.交待,如果让学生随堂实验,用时过长,且学生完成实验的可能性不大,更谈不上对实验进行交流和总结了。有教师把这个实验改成了如图1所示的微型实验,其与教科书实验在仪器和药品用量的比较如表1所示。

  三、突破实验材料和器材的限制,进行替换实验

  利用“等效”的科学原理,当实验器材缺损或实验器材不够配套的情况下,可运用一些功能相近的器材加以替换,甚至可改变实验的方案,突破器材的限制,替换原有实验要解决的问题。替换不仅仅解决了器材不足的困难,更可贵的是在替换过程中又能体现迁移与创新的思维。

  【案例4】《植物的一生》中《花的结构》,教材中用的是桃花,但教学进行到这个时候,桃花已经谢了。对此,教师选用了学生熟悉的、易采摘到的杜鹃花或油菜花等来替代。同样,《种子的结构》,教材中用的是菜豆种子,而教学时菜豆种子很难买到。对此,教师选用了市场上较多的蚕豆种子、花生种子等来替代。课中,教师和学生根据模型在投影仪载物台边解剖边认识。

  【案例5】在《物体的惯性现象》教学中,教材中用弹出纸片使纸片上的硬币落入杯子中来演示“静止的物体有惯性”。对此,有教师用鸡蛋替代硬币,以增加实验的“惊”与“险”。然后,让每个学生拿出预先准备好的8枚硬币,将其中7枚叠在一起,其中1枚用作子弹,看谁能最快把这7枚硬币自下而上逐一射出。这样,通过游戏化的实验,把学与玩结合起来,在轻松愉悦的课堂气氛中使学生掌握了相关的科学表象,洞察了其中发生的科学原理。四、改进实验设计或进行补充实验,拓展探究空间基于“建模”的思想,实验教学可以利用常见小器材的独特功能,如乒乓球的“浮与弹”、注射器的“抽与注”、气球的“胀与缩”等。小器材的巧妙利用,或把较多的小器材整合起来进行实验,能对某一个问题情境进行模拟。这样的实验可以调动学生的发散性思维,学会“一个科学规律可用多个实验来探究”的方法,从而拓展探究的空间。

  【案例6】浮力的方向总是竖直向上的。大量的生活实例给学生“浮力方向肯定是向上的”这样的直觉,但理解“总是竖直向上的”时总心存疑惑。教材中没有设计专门的实验来直观显示,为了让学生眼见为实,破解这一困惑,受“重力方向总是竖直向下”实验的启发,教师设计了如下实验:首先,利用氢气球放手后继续上升这一现象,让学生感受气体也能产生浮力,再用手拉住细绳,引导学生观察细绳是竖直的。然后,将细绳的一端用透明胶固定在乒乓球上,另一端用石蜡固定在烧杯(或用可乐瓶代替)底部,往烧杯中灌水,乒乓球浮在水中(如图2)。此时系着乒乓球的线是竖直的,说明乒乓球受到水的浮力是竖直向上的。将烧杯倾斜,系乒乓球的线仍然是竖直的(如图3),说明乒乓球受到的浮力仍是竖直向上的。向不同方向倾斜烧杯,会看到线总是竖直的,所以浮力方向“总是竖直向上”的。

  【案例7】用注射器和气球“探究膈肌运动与肺呼吸的关系”。如图4,注射器针筒代表胸腔,活塞代表膈肌,带针头的气球代表肺和气管。当推动活塞时(膈肌舒张,膈顶部回升),气球(肺)缩小,表示呼气;当拉动活塞时(膈肌收缩,膈顶部下降),气球(肺)膨胀,表示吸气。总之,科学实验教学要为学生创造更多的参与机会,增强他们的参与意识,使学生主动地进行学习。为此,教师要依据教学内容,多从学生的实际出发,利用一些简单的实验器材,设计出更具有吸引力的实验,使学生真正主动地参与学习。

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