理科教学中每种实验类型都有与之对应的核心素养要求,只是落实发展学生核心素养为宗旨,推动落实立德树人的侧重点不同。物理、化学、生物等都是以实验为基要,每种实验类型都对实验教学作用的不同层次的描述,实验教学是理科基本的教学方法要求也更全面,应该着力培养学生核心素养。
关键词:理科实验教学;中学生;核心素养
理科教学是以实验为基础的学科总和。长期以来,我们大多数中小学生从最初接触到理科科目开始,就不得不依应试教育而行事。理科科目实验往往在应试教育的重压下备受冷落。同时理科教学实验不得法,不注意培养学生对实验的学习兴趣和核心素养的培养,导致了我国中小学生的理科实验操作能力及探索能力一直处于一个不尽如人意的状态。实验教学在开发学生思维,培养学生实践操作能力等各个方面都有落非常重要的作用。然而,随着新课改的实行,传统教学观念的束缚,中学理科实验教学还存在很大的问题,有待完善。本文主要从中学理科实验教学的现状及推进中学生核心素养的培养进行阐述。
一些发达国家非常重视实验教学,中学理科实验教学占有很大的比重。而我国实验教学比例非常低,学校对实验教学不重视,大多数实验教学时间完全被理论知识教学所取代。这样的一种教学现状,不利于学生发散思维的培养即核心素养能力的提升。基于此,中学理科教学应该重视实验教学。
在初中理科教学中,传统的教学方式已经无法满足新时代对教学的需求,所以需要在原有的基础上进行一定革新,实验是初中理科教学的应有之义。通过实验,不仅能够发展学生的操作性、探宄性能力,而且能够发展学生观察、猜想、分析、验证等综合素养。将实验教学法应用其中,实验教学法的最根本目标便是培养学生创新能力,以及主动思考能力,并根据学生在课堂上的具体表现,针对重点问题进行深入的研究。除此之外,运用实验教学法对学生进行引导,可以帮助学生更好地融入到课堂之中,融入到物理教学之中。
一、思想跟进,树立理科教学"过程实验观”
思想是教学的灵魂,犹如看不见的手”,始终牵引着教师的教学。许多教师的教学思想仍停留在应试层面,他们目光短浅、以考论教。他们认为,与其认真做实验,还不如在有限的时间内多讲一些物理知识,多做一些物理习题。于是乎,“穿新鞋走老路”,他们将“做实验”悬置,代之以“讲实验"说实验”演实验”,丰富的实验意蕴被消解。教师要转变观念,改变过去过分重视理论知识而忽视实验技能、实验方法的教学模式。教学中,教师要树立“磨刀不误砍柴工"的思想意识,延长物理实验的教学过程。例如在学生完成了《功和机械能》后,我们以小组为单位,引导学生展开综合性主题实验研宄,研宄自行车的力学问:(1)自行车有哪些零部件,这些零部件的功能和作用是什么?(2)在这些零部件中,哪些零部件运用了“杠杆原理”?它们分别属于哪一类杠杆?杠杆、轮轴、斜面还是滑轮?(3)哪些零部件运用了摩擦?属于增大摩擦还是减少摩擦?(4)体验自行车上坡、下坡,有哪些能量转换?这样的教学,赋予了学生广阔的实验空间。学生的物理学习不再停留在纸面上,而是贴着地面行走。学生所获得的不再是“纸笔知识”,而是综合性的、生活性的实验思想和技能。学生多了一些生活化的物理眼光,他们能够感受和体验到物理知识在生活中的广阔运用。在体验刹车、转弯的惯性作用的同时,学生深刻认识到生活中有时需要增大摩擦力,有时却需要减少摩擦力,对摩擦力意义、效用形成了本质理解。不仅如此,在生活中感受、体验,还增进了学生的安全意识、防范意识,等等。
二、多种模式实验,激发学生实验兴趣
要提高实验教学的有效性,需要教师采取多种实验模式进行教学,激发学生对实验的兴趣。一是教师课堂演示实验。进行演示实验是物理教学中教师使用次数较多的教学方式,利用演示实验教学,可以是教师在课堂进行实际实验操作,让学生进行观察实验现象,分析实验原理,最后得出实验结论。对于一些实验条件要求较高、比较复杂的实验,教师也可以使用多媒体课件为学生进行演示实验。这样能为学生提供效果明显的实验场景,学生通过对实验视频资料的反复详细观察,就能得出实验结果。或者教师把实验过程制作成微课,让学生反复学习,以较好掌握实验内容。二是学生动手操作实验。让学生动手在实验室进行实验,是实验教学的主要教学方式。在教学前教师应让学生做好充分的实验准备,从实验原理、实验方案的设计、实验仪器设备的选择、实验的方法步骤的安排等进行准备。对于这些内容教师可不必详细讲解,而是让学生进行自主探究、自主设计。学生实验重在培养学生的动手操作实验技能,因此,教师应让学生多亲手操作,使学生能较好掌握操作的方法,以此来提高实验教学的有效性。三是开展课外自主实验。
在鲁教版的初中物理教材中,对学生的课外实验非常重视,在物理教材课后作业中按排的“动手动脑学物理”,在化学课本中的“活动天地”“方法探究”等都是学生进行课外实验的好内容。进行这样的实验能丰富学生的实验内容,拓展学生的实验视野,让学生加深对知识的理解。因此,教师应让学生在课外根据自己的兴趣爱好进行自主探究小实验。例如,在化学学习自然界中的水时,可以让学生开展区分生活中的硬水和软水,尝试通过一定的化学或者物理的办法将硬水转变为软水等,这样既能提高学生的实验兴趣,又能拓展学生的知识。
三、创新实验教学内容
在传统的教学之中,一般情况下是根据课本进行实验的,或在课本之上进行实验,虽然这些实验足够经典,未免太过缺少创新与新意,学生无法对其产生兴趣,所以,教师应安排一些课本之上没有的实验,将理科学习体系不断进行丰富,而且学生在实验的过程之中,没有课本作为依据,学生便不会知道实验的步骤,以及实验的结果,如此一来,教师引导学生进行实验的过程之中,便能够充分激发学生的好奇心,与此同时,学生在明白一项实验之后,还能够起到举一反三的效果。教师在实验的选择方面,可特别选择生活之中的现象,并在课堂上进行实验,除此之外,也可以利用日常生活中的物品进行实验,使其能够激发学生的动手能力,提升学生兴趣的同时,也能够提升教学质量。如在“探究光照强度对光合作用的影响”实验中,将实验材料菠菜叶片改为金鱼藻,减少了叶片打孔、抽气等环节,简化了实验步骤,降低了操作难度。还可改进实验以增强实验效果。综上所述,实验教学法在理科教学之中,具有非常重要的作用,这便要求教师需要在教学之中,对与具体的教学问题进行明确,并将教学内容结合其中,从而将理科教学的创新方法在原有的基础之上进行增强,在调动学生积极性的同时,也不可忽视实验的科学性,从而让学生能够更好地融入到教学之中,增加教师实验教学的质量,并且也有助于提升学生的主观能动性,以及创新能力,让学生能够在不断实验的过程中,明白物理之中的-些科学现象,不仅能够对学生当前的学习起到促进作用,而且对学生的未来也会产生积极影响。
四、开展合作学习,增强实验操作技能
一是要做好合作学习实验前的准备工作。进行合作实验需要教师对全班每个学生有个全面深入?细致的了解,掌握每个学生学习基础、学习兴趣、学习能力、智力水平、学习方式与习惯等情况。在尽可能满足学生意愿基础上合理划分学习小组。要根据班级实际情况,有目的地将不同能力层次学生划分为一组,按照“组间同质,组内异质原则进行小组划分,每组以2-4人为宜,这样有利于确保每个学生在实验能力都能得到发展。每个小组要设置一名组长,负责本组人员管理、实验分工、给组员进行答疑等工作,同时要对其他组员进行合理分工,使每个人在组内都有明确职责。二是掌握合作实验运用程序。首先,要提出合作实验目标。根据教学内容要求,选择适合合作实验的内容,并对合作实验目标、过程提出明确的要求。其次,制定多种实验方案。由于每个学生学习能力不同,制定多种实验方案,能让不同层次的学生都有所收获,并使学生通过不同的方案得出相同的结果,使学生的思维得到拓展。再次,进行操作实验。各小组应根据实验步骤,进行分工合作,共同完成实验任务。根据时间情况,可多次重复实验,以让每个学生都有操作机会。最后讨论交流。实验完成后进行小组讨论交流,这也是合作实验的关键环节,通过对实验方案、存在问题及改进措施进行讨论,能加深对实验技能的掌握。例如,进行“探究液体内部压强规律”实验时,可按如下程序实施:(1)明确合作实验目的:通过合作实验,探究液体内部是否存在压强,对容器四周是否有压强,如何验证,液体内部的压强规律如何分布。(2)实验步骤:第一步,创设情境来启发学生思考。教师可引导学生回想在游泳潜水时的身体感受情况,以此引入液体内部是否有压强,压强的特点如何,其大小跟什么因素有关等。第二步,各小组设计实验方案。要求各小组设计实验方案,同时向各小组发放实验器材。各小组对实验方案进行讨论修改,教师不参与各组设计,但可给予一定帮助。第三步,进行实验操作。各小组动手进行实验,观察实验现象,记录实验数据,总结实验规律,教师在各小组间进行巡视,帮助学生解决实验中遇到的困难。第四步,交流讨论。各级实验完毕后,以小组为单位进行汇报实验方案、原理、实验过程、得出的结论。教师在此基础上进行最后的归纳总结,说明液体压强的特点和规律。
总之,通过实验,学生可以从中学习到在其他科目中很难获得严谨的科学态度、科学思维方式、科学作风,从而逐步培养其进行科学研究的基本科学方法。更可以提高学生动手能力,实践能力,发现问题、分析问题、解决问题的能力,团结协作的能力, 更能促进学生养成批判质疑、勤思维的火花,发展批判质疑、乐学善学等核心素养。
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