初中科学有效开展实验教学的实践与反思

发表时间:2021/1/6   来源:《教学与研究》2020年第54卷第24期   作者:冯翠苗
[导读] 当前初中科学实验教学中存在的一些问题,

        冯翠苗
        绍兴元培中学       
        摘  要:当前初中科学实验教学中存在的一些问题,如教学目标走歧路、实验教学信息化、教学方法枯燥化,就需要使课堂教学活化。如何有效开展实验教学,可以从5方面着手,如积极开发身边资源,创造实验器材;充分利用演示实验,激发学生兴趣;努力开设课外活动,丰富学生生活等。
        关键词:有效开展,实验教学
        爱因斯坦说过:“一个美妙的实验,通常要比我们头脑中提取二十个公式更有价值。”有效的实验教学,不仅可以使学生获得科学知识,而且有利于训练学生的科学方法,培养其实验能力和创新精神,使其养成严谨求实的态度、追求真理的科学精神,形成科学的价值观。
        然而,现在的孩子动手能力越来越弱,很多孩子火柴都不会用,进实验室酒精灯也点不着,只会埋头读书,这对学生以后综合能力的发展是有局限性的。中国的基础教育很扎实,但在实践方面还是要多向国外学习。举个例子,一条河水发臭,国外的孩子可能会把它当做一个实验课题,取一些河水当做样本带去实验室分析,通过各种途径查找资料,最后归纳总结,完成一份实验报告,学生在这个过程中充当的是研究员的角色。而我们的中国学生只会埋头于解答习题。
        随着新课程改革的不断推进,广大初中科学教师在实验教学实践中积累了一定的经验,总结了一些规律,这对促进学生实验技能、探究能力和创新精神的形成具有举足轻重的作用。但也不可否认在初中科学实验教学中还存在一些问题,如果对这些问题不能及时地、妥善地解决,将直接影响实验教学的有效性,进而严重影响科学课程的深入推进。本文试图立足于当前初中科学实验教学中存在的一些问题,探讨其解决的对策,让实验成为课堂教学的点睛之笔。
        一、实验教学中存在的主要问题
        1.教学目标走歧路
        由于我国基础教育过分强化知识性考试,尤其是升学考试,产生了一些弊端,考试本来只是检查与促进教与学的一种手段,但实际上应试教育却成了教与学追求的最终目标和评价教与学的一种手段。在这种形式下,教师不得不将实验教学慢慢缩减,只为留得更多的时间来讲习题。所以在实际教学中,很多教师会直接采用“讲实验”的方式,何为“讲实验”呢?即实验不是做出来的,而是讲出来的,教师将实验的基本操作、注意点、实验中会出现的问题、结果的分析等等一一讲个透彻,然后让学生直接记住这些实验,死记硬背实验现象和结论,应付中考。这是典型的应试教育,完全违背了新课程理念。
        2.实验教学信息化
        随着办学条件的改善,电脑越来越普及,实验动画也越来越多,演示实验大多被多媒体课件所代替。另一方面,学生实验虽然比较全面,有目标、器材、过程、讨论,步骤非常详细,但由于实验室的部分实验器材的老化或损坏使得一些实验无法正常进行或者即使做了效果也不太明显,甚至有些实验容易发生事故。教师在无奈之下,只能用多媒体课件来代替演示实验和学生实验,虽然学生不能动手操作,但至少画面清晰,效果明显,每个人都能看清楚实验过程。然而一些科学教师由于认识上的原因,“神化”了信息技术的功能,将多媒体当成无所不能的灵丹妙药,不管教学内容和教学目标,一味利用课件代替实验进行教学,甚至连演示实验都用课件来虚拟,造成了实验的“失真”。信息技术仅仅是一种辅助教学手段,多媒体课件只是对实验教学的一种补充,是在师生动手操作的基础上,对一些稍瞬即逝的现象进行回放,对一些不易观察的细节放大处理,让学生更好地理解现象,把握本质。但多媒体动画只是辅助,不能代替实验。
        3.教学方法枯燥化
        科学是一门综合性的学科,有其本身的基本实验操作规律,但现阶段初中科学教师是由原来的物理、化学、生物专业毕业的教师担任,教师对非本专业知识还存在着一定的缺陷,在实验操作技能方面的掌握明显不足,特别是一些新教师,他们对一些实验操作不是非常的熟悉,总会有一些心有余而力不足的情况发生。这就导致教师在教学方法的选择和教学手段的应用上,易演变成照本宣科,平铺直叙,不能深入发挥,更谈不上优化教学方法和手段。再加上学校对学生的实验操作成绩、教师的实验开设情况、学校的实验开出率等还缺少必要的奖惩措施和条例,对师生中的自制教具、实验改进和创新及实验教学的理论研究,缺少一定的表彰和鼓励,没有充分调动师生开展实验教学的积极性和创造性。因此教师对实验的兴趣逐渐淡化,慢慢也就不在乎了。甚至导致一些教师认为实验教学可有可无,不做实验照样能上好课,只有在公开课、观摩课时才会想方设法开展实验教学。
        二、解决实验教学中存在问题的对策
        面对当前初中科学实验教学中存在的上述问题,我们必须要拿出切实可行的对策,提高实验教学的有效性,提升学生的科学素养。

因此,笔者结合自己日常实验教学实践谈谈如何让实验活化课堂。
1.积极开发身边资源,创造实验器材
科学课程的实施,需要特定的课程资源;开展实验教学,需要必要的实验器材。然而现实中,我们会发现实验室现有的器材并不能满足上课的需求,教材上展示的器材实验室里没有。在这种情况下,科学教师应强化课程资源的开发与利用意识,因地制宜地开发和利用各种实验室课程资源,一方面要最大限度地利用实验室现有的药品、器材,充分挖掘其实验功能,做到一物多用、废物利用。如在上《生物是怎样呼吸的》一课时,从家里找出大可乐瓶、化学实验室找出三口导管以及气球,拼剪制作出一个呼吸运动模型,效果还挺好。
另一方面要积极提倡用日常器具做实验,让学生身边的物品和器具成为重要的科学实验室资源。如《声音的产生与传播》一课中,用激光笔、小镜片、底座等自制声波演示仪(如图所示),将看不见摸不着的声波转化为光点的位置变化,实验非常直观,学生易掌握且很感兴趣,取材方便,制作简单,可操作性强。
2. 充分利用演示实验,激发学生兴趣
“兴趣是最好的老师”,为了激活学生的兴趣,可以在教学中设计一些演示实验引入课堂。如:《大气的压强》一课,直接用4个实验引入课堂。实验1把浸过酒精的棉花用火柴点燃投入事先准备好的空瓶中, 用剥了皮的熟鸡蛋堵住瓶口, 稍后, 鸡蛋被吸入瓶内。实验2给茶杯中装满水, 盖上硬纸片, 倒置过来发现水和硬纸片都不下落。实验3把浸过酒精的棉花用火柴点燃投入易拉罐中, 稍后用面团封住易拉罐的口,发现易拉罐被压得变了形。实验4给底部扎有几个孔的空可乐瓶里灌入水, 在把可乐瓶提出水面之前问学生水会不会流出来(有些学生回答会, 有些学生回答不会)。取出可乐瓶, 通过控制瓶盖, 使水一会儿流下来, 一会儿又不流下来。
用实验引入新课,学生在感叹于实验的神奇的同时,也激起了他们探知真相的欲望。对于出乎自己预料的事情,人们最容易产生兴趣,因为总想弄清楚是原因,作为求知欲强烈的学生,更是这样。
如在学习了气体的流速与压强的关系后,让学生用细线把两个兵乓球吊在空中,并使它们隔开适当的距离,对准它们用力吹气,观察现象并解释原因。让学生用学过的知识马上来解决自己实验中碰到的问题,现学现用,体验学有所得的快感。一堂有效的科学课,可以从实验——知识——实验,让科学课堂充满实验的味道,做到从实验中来,到实验中去。
3. 积极探索小组实验,活跃课堂气氛
小组实验是以小组活动为主体而进行的一种教学活动,它既可以有效扩大学生的参与面,提高学生课堂活动的密度,又可以充分发挥学生的主体作用,培养学生互相帮助、互助学习、取长补短,共同进步的协作精神。如《汽化与液化》一课,让学生小组实验,探究影响蒸发快慢的因素。学生之间相互合作,讨论激烈,共同完成了任务。而且好些平时不怎么开动脑筋的同学,也积极投入到小组的合作交流中。所以把小组实验的形式应用于平时的课堂,会更有利于全体学生参与课堂教学。
4. 巧妙优化学生实验,提高教学效率
现行的学生实验,一般是根据课本设计好的方案,先由教师提供好实验必需品,再让学生动手操作,几乎是一条流水线。但这样的学生实验,不利于学生的发展。对此,笔者设计了一些特别的“科学实验报告单”,报告单将结合课本中的“实验”,增减适合学生的实验,并针对学生在作业中会碰到的一些实验题目,让学生在课堂上自己探索,自己寻找答案。还设计一些讨论题,让学生通过自己实验,同学间的合作去寻找答案。最后,学生实验结束后,让学生完成实验报告,对报告中还存有的疑问可以通过讨论,申请再次自己动手实验寻找答案。例如学生实验《天平的使用》中,增加比较“左物右砝”和“左砝右物”所测质量的区别、天平没有调平测质量会导致质量如何变化等。
5. 努力开设课外活动,丰富学生生活
科学教学应当是开放的,培养学生的科学素养仅仅依靠课堂教学是不够的。课外活动是课堂教学在时间和空间上的延伸。研究教材发现,新教材中学生实验并不多,比如七上的科学书上只有4个学生实验,而七下只有1个。所以,进行课外活动,就是给学生创设一种空间,给出一定的时间,把教学重点逐渐向情商方面转移,当然方法的指导也是必不可少的。笔者所在备课组计划开设一些课外活动,比如水火箭的制作、探究种子萌发的条件、社区植物调查、树叶标签的制作、鸡蛋撞地球等等课外活动。
一方面,举办一些科学竞赛,如“鸡蛋撞地球”,活动要求将生鸡蛋从5楼的高度下落,与水泥地面相撞,鸡蛋外观无任何损伤,还要求装置质量最轻和定点着落。按鸡蛋安然无恙、装置质量最轻、落地位置离指定地点最近及装置设计具美观性、独特性等四个方面进行评价。如图所示为参加比赛的2个学生作品。看似简单的活动,但其中包含了丰富的科学知识,涉及到物理中压强、动量、物体的平衡、空气阻力等知识。虽然作为初一的学生,学过的知识并不多,但这次活动却可以激发学生的兴趣,爱上科学这门课,同时,培养了学生课外活动的参与能力,增强了学生的创新意识,增进了学生之间的合作交流。
另一方面,创设宽松、温和的实验氛围,鼓励学生自发的在家做些小实验。例如观察种子的萌发,让学生在家设置对照组,选择喜欢的种子,每天观察种子的萌发过程,并做好观察记录种子出芽情况、芽的长短等等,还可用照片记录下来种子的萌发过程,定期向教师汇报观察结果。学生课外活动是一种创新教育,实质上学生的创造性是无法教育的,要靠熏陶和培养,培养创造性需要信赖和宽松的环境。
总之,实验在培养学生创造能力方面有着不可替代的作用。新课程标准也进一步加强了对实验教学的要求,重点强调了实验教学在实现初中科学教学目标过程中的作用。作为一线教师的我们,不能剥夺学生自己动手做实验的权力,应该尽量多的创造条件让学生多做实验,在做实验的过程中巩固和应用所学的知识,并且在实验中能找出探索知识的一些基本方法,逐步培养科学家们所具有的细心观察、积极思考、坚持不懈的精神。

参考文献:
[1] 朱清时,《科学》,浙江教育出版社,七年级上册,2012年版本
[2] 王  芳,浅议初中科学实验教学中学生能力的培养,《新疆教育》,2012(1)
[3] 张力炜,浅析初级中学科学实验教学初探
[4] 何灿华,从科学知识迈向科学素养,浙江科学技术出版社,2008年。
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