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随着现代教育改革的不断深入,传统的应试教育已转到全面提高学生科学文化素养上来,旧的科学教学思想与教学模式逐渐被现代科学教学观念所取代。新一轮的基础教育课程改革的目标之一就是改变课程过于注重知识传授的倾向,强调学生形成积极主动的学习态度,使获得基础知识与基本技能的过程同时成为学生学会学习和形成正确价值观的过程;改变课程实施过于强调接受学习、死记硬背、机械训练的现状,倡导学生主动参与、乐于探究、勤于动手,培养学生搜集和处理信息能力、获取新知能力、分析和解决问题能力以及交流和合作能力。新课程标准将每一位学生的发展提供了多元化的平台,其注重学习的结果,重视学习过程和知识技能的掌握。在“标准”中倡导科学探究能力和实事求是科学精神的培养。实验教学是学生探究学习获取知识的重要手段,是实现新课改的有效途径。
实施创新教育是迎接知识经济全球性综合国力竞争的需要,是深化教育改革、实施素质教育的需要。创新教育是以培养人的创新精神和创新能力为基本价值取向的教育。实施创新教育是一项综合改革,它包括教育观念、教育思想、教育内容、教育方法等方面的创新。对学科教学而言,创新教育就是培养学生综合的创新素质。科学是一门以实验为基础的学科,科学实验能够创设一个巧妙的促进思维发展的情景,使学生在观察实验中获得感性知识,在分析研究实验过程中从生动的直观现象到抽象的思维知识,完成从感性到理性的认识过程。记得一位初三学生在作文中这样写道:“以前刚上科学课时,老师在课堂上演示实验,感觉真是新奇,轮到我们自己做了,一开始还觉得有意思,但做了几个实验后,发现实验也挺没劲的。因为我们做的实验在课堂上老师已经做过了,不用做也知道结果……”。因而加强实验教学,培养学生科学探究能力和实事求是科学态度和勇于创新精神,以适应培养新时代创新人才的需要。因而我认为新理念下初中科学实验课的教学应该做到以下几点:
一、教师观念的转变
依照新课标理念,我们在教学过程中特别要注意纠正一些学生不爱动手、喜欢背实验结果的学习习惯,培养学生学习的独立性和自主性,使实验教学成为他们质疑、信息收集和处理、探究的实践活动。教师必须转变教学观念,将学生的发展放在首位,引导学生积极的参与科学探究。二、完成教学模式的革新
初中科学实验一般分为演示实验、学生分组实验、边讲边实验、实验习题、选做实验、家庭小实验等类型,实验教学创新还应包括学生自己设计的实验。教学模式是在教学实践基础上建立起来的一整套用于组织和设计教学活动,再现和调节教学结构和功能的教育策略体系。要求我们注重探究性实验,实施实验教学的改革。具体要从以下几个方面做起:
(一)探究性实验的设计
1.探究物质性质
认识身边一些物质的性质是初中科学的重要内容,运用探究实验的方法可以加深对物质性质的认识、了解或掌握。 如对二氧化碳密度的认识,可以用测量空气、二氧化碳质量的方法。也可以用在大的烧杯里盛二氧化碳气体,用蘸有肥皂水的导管在烧杯中吹空气泡,看见吹的空气肥皂泡向上漂浮。再用蘸有肥皂水的导管在烧杯的空气中吹二氧化碳气泡,看见吹的二氧化碳肥皂泡沉在烧杯底部。
2.探究实验条件
由于实验条件的不同,往往得到不同的现象或不同的产物。如铁的吸氧缓慢氧化。将小片废旧的铁丝石棉网剪成宽约2cm,长3cm~4cm的网片,去掉上面的石棉放入锥形瓶里,加入少许稀盐酸,除去铁锈,露出光亮的铁丝,倒去盐酸,加水冲洗,再加入少许饱和食盐水,塞上单孔塞示,3min~5min后可见在玻璃导管中形成一段液柱。说明铁丝与空气中氧气反应,形成负压,产生液柱。
3.探究实验装置
一般情况下,一个实验有一种固定实验装置,但是一个实验也可以用多种不同的实验装置来完成。有的实验装置简单,有的实验装置复杂;有的实验装置能够说明某一种性质,有的实验装置有某一种特殊的功能等等。如电学实验板,可以设计成复杂的实验,也可以设计成装置简单的实验。
4.探究实验方法
相同的实验,采用不同的实验步骤,会使实验成功或失败,或形成危险。
如氢气还原氧化铜实验,应该先通氢气,后加热。还原出铜后,停止加热,再通入氢气,至铜粉冷却。
方法一:取少量氧化铜粉,加适量水研磨成糊状,用一端扎有棉球的玻璃棒蘸取糊状氧化铜,均匀地涂在距试管底部为1/4处内壁上,形成宽约为2cm的黑色氧化铜薄层环,用酒精灯烘干,然后通氢,加热,约为2min~3min,即可看到黑色氧化铜环变成紫红色铜环。
方法二:将一段绕成螺旋状的长粗铜丝,置于酒精灯外焰上,加热呈红热状态。把赤热的铜丝从酒精灯火焰取出稍冷,让学生观察铜丝外表为黑色氧化铜后,立即伸入盛满氢气的锥形瓶内,可见铜丝很快变成紫红色。
5.探究微型实验
微型实验是近20年发展较快的一种新的实验,微型实验节约药品,节约材料,节省时间,操作安全,污染少,学生可以自己动手自制仪器,自行实验,积极参与,激发兴趣,培养创新精神。 如水和酒精混合实验。取一干燥带肚的胶头滴管,倒置,从导管口向滴管中加入显红色的水,水面约占总体积的一半,再从导管口向滴管中加入无色的酒精,加满滴管。用拇指按住管口,上下颠倒滴管两三次,红色的水和无色酒精混合,有少量气泡产生,橡胶头稍稍瘪下。松开拇指,液面下降2cm~3cm。仪器易得,操作简便,用料很少,现象明显。
6.探究生活中的实验
科学实验要贴近生活、贴近社会,探究生活、社会中的科学问题,解释、解决日常生活中的实际问题,拓宽科学实验的功能,培养学生创新能力。
(如图)
如自制天然指示剂。把一些新鲜植物的花瓣、花冠、果皮等洗涤干净,晾干,加入适量的95%的酒精浸泡1h~2h。然后将浸出液过滤,向所得溶液加入1/3体积的水,即可使用。几种不同植物色素在不同酸碱性溶液里的变色情况如表所示。
7.探究实验的趣味性
科学实验具有动机功能,可以激发学生学习科学的兴趣,启迪学生思维,开拓创新精神。要探究如何增加科学实验的趣味性。例如:在组织“探究水的沸腾现象”的教学时,在课的开始我安排用“纸锅烧水”这个实验。学生凭自己的经验认为一点就能燃烧的纸,折成小纸盒装入水放在酒精灯上烧时,纸盒肯定会被烧破。考虑到学生对实验有操作兴趣,我决定让每个学生都亲自动手做这个实验,当他们看到通过自己的实验“纸锅”真的把水烧开而并没有被烧破时,他们在惊叹的同时也对本课的探究产生了浓厚的兴趣。在本课接下来的“水的沸腾现象”的探究中,他们在观察水的沸腾现象的时候都出奇的仔细和认真。
8.探究实验的安全性和环境保护
探究实验的安全性,避免、减少事故的发生。探究实验要减少环境污染,让学生建立起对社会的责任感,处理好实验中产生的废液、废气,尽量减少废液、废气的产生,进行绿色科学实验的研究等。
如氢气的爆炸实验: 用小塑料袋进行氢气爆炸实验。
9.科学探究性实验的要求:
实验目的明确,有确定的能力培养目标,科学合理,操作规范。实验要有可参考的实验方案,设计的实验步骤要科学合理。要认真观察实验现象,正确记录,分析实验结果,处理实验有关数据,得出正确结论。要注意实验安全,防止污染环境。指导学生写好实验报告、实验论文,提高学生探究实验能力,提高探究实验的质量,培养学生创造能力。
( 二)强化演示实验教学
课堂教学中的演示实验,最能调动学生的情绪,激发他们学习的兴趣和求知欲。
如,在讲述氢氧化纳性质时,我补充了氢氧化钠与CO2、SO2反应的两个演示实验,然后提出两个问题:1.为什么烧瓶中的小气球会自动胀大?2.大试管中红色的喷泉是如何形成的?由于实验现象饶有趣味,所提出的问题富有思考性,既使学生认识氢氧化钠与酸性氧化物反应的性质,又与所学的其他知识联系起来,启迪了学生的思维,收到明显的教学效果。
(三)努力上好边学习边实验课
边学边实验教学是指在教师指导下,让全班学生通过自己动手、动脑、动口去获取知识,培养学生用实验方法探索科学知识能力的过程。这种教学形式有利于调动学生学习的积极性。边学边实验,时间可长可短,灵活机动,与学习新课结合紧密,不一定需要正规的实验室,也不需要写正规的实验报告,很受学生欢迎,教学效果一般都很好。因此积极创造条件,开设这类教学实验,对于大面积提高物理教学质量,培养学生的能力无疑将起到重要的作用。
(1)边学习边实验课增加了学生实际操作练习的机会。天平、刻度尺、滑动变阻器、安培表、伏特表、弹簧秤等基本实验仪器学生的使用次数都普遍增加,这就增加了学生动手操作的机会,更加有利于培养学生的实验技能。(2)边学边实验是一种上课形式的学生实验,一般要求两个学生用一套实验仪器。由于初中科学实验仪器一般都比较简单,多数实验都是定性的,有些定量的实验精确度要求也不高。因此,部分实验仪器都可以自制,可供选择的器材也很广泛。例如:没有平底试管,我们用废旧的平底小药瓶代替;没有弹簧秤,我们发动学生用废钢丝绕做;没有溢水杯,我们用玻璃杯套上二根橡皮筋代替,不仅满足了教学实验的需要,而且促进了初中科学教学质量的提高。
(四)开展形式多样的课外实验活动
组织科学兴趣小组是开展课外活动的很好方式,兴趣小组活动除了举办扩展课内所学过的知识内容的专题讲座外,还以做科学趣味实验,制作实验教具、组织参观、进行社会调查等多种形式展开。在小组活动中我尽量发挥学生的特长,鼓励学生多动手、多动脑、多实验。如学生自己制作生物标本,制作孔明灯等。
三、借助现代化教学设备,改进实验手段,使实验更简易,要想得到更好的实验效果,还有更重要的一点,就是要有多样化的实验手段。
借助幻灯投影,有助于学生更清晰地观察到实验现象,如:镁、铝、锌、铁分别与酸反应速度的比较等等,投影出的现象明显,效果非常好。利用计算机多媒体电化教学设备,可把一些在教室做不了的实验和不适合做的实验,如:从微观角度解释氧化汞受热分解生成汞和氧气、离子化合物、共价化合物的形成和有毒的、有危险的或装置过于复杂的实验,制成教学软件,在课堂上反映,也能取得非常好的教学效果。
四、培养学生合作学习的意识和能力
新课程理念要求教学要面向全体学生,设法促进每个学生都能得到充分发展。为此,我将全班学生进行合理编组,即每一小组中有的学生口头表达能力强,有的学生观察能力强,有的学生思维深刻,具有独特的创新精神,将这些具有不同能力优势的学生组合在一起,不仅能提高小组活动的效率,更有助于每个学生的全面发展。如探究实验室制二氧化碳的原理时,我让学生自主设计并动手装配一套装置。要求组内各同学互帮互助,相互配合,明确分工,各负其责,并积极转变角色,以促进组内同学相互合作,共同解决实验中所面临的问题,以此达到学生人人有事干,人人都动手,个个有收获的目的。由于老师提供给各组的仪器不尽相同:有的有试管、广口瓶,有的有锥形瓶、平底烧瓶,有的有单孔橡皮塞,有的有双孔橡皮塞等等,故各组同学设计的装置多种多样,并由组内表达能力好的“推销员”介绍装置的优点,由全班同学评价。同学们看到自己的劳动成果得到老师和同学的认可,心里由衷感到高兴,激发了学生的兴趣和创造热情。总之,我们要认真学习新课程标准,体会新课改的精神实质,在实验教学中渗透新课程理念,不仅要培养学生的基本实验技能,更要培养他们的探索精神、创新能力和科学素质,使实验教学真正成为培养学生科学素养的重要环节。创新教育的原则就是让学生主动创新。在实验教学中体现创新意识,创新思维和创新技能的培养,关于在于教师要成为创新型教师。只有具有强烈创新意识的教师,才能明确基础教育中创新教育是核心,才能在教学中注重培养学生的创新人格和创新精神。当然,基础教育改革和新课程标准的落实不是一蹴而就的,其任重而道远,我们作为初中化学教师理应进一步更新教育、教学的理念,以创新的勇气和饱满的精神投入到实验教学改革的洪流中,为初中化学基础教育做出自己的贡献。
实施创新教育是迎接知识经济全球性综合国力竞争的需要,是深化教育改革、实施素质教育的需要。创新教育是以培养人的创新精神和创新能力为基本价值取向的教育。实施创新教育是一项综合改革,它包括教育观念、教育思想、教育内容、教育方法等方面的创新。对学科教学而言,创新教育就是培养学生综合的创新素质。科学是一门以实验为基础的学科,科学实验能够创设一个巧妙的促进思维发展的情景,使学生在观察实验中获得感性知识,在分析研究实验过程中从生动的直观现象到抽象的思维知识,完成从感性到理性的认识过程。记得一位初三学生在作文中这样写道:“以前刚上科学课时,老师在课堂上演示实验,感觉真是新奇,轮到我们自己做了,一开始还觉得有意思,但做了几个实验后,发现实验也挺没劲的。因为我们做的实验在课堂上老师已经做过了,不用做也知道结果……”。因而加强实验教学,培养学生科学探究能力和实事求是科学态度和勇于创新精神,以适应培养新时代创新人才的需要。因而我认为新理念下初中科学实验课的教学应该做到以下几点:
一、教师观念的转变
依照新课标理念,我们在教学过程中特别要注意纠正一些学生不爱动手、喜欢背实验结果的学习习惯,培养学生学习的独立性和自主性,使实验教学成为他们质疑、信息收集和处理、探究的实践活动。教师必须转变教学观念,将学生的发展放在首位,引导学生积极的参与科学探究。二、完成教学模式的革新
初中科学实验一般分为演示实验、学生分组实验、边讲边实验、实验习题、选做实验、家庭小实验等类型,实验教学创新还应包括学生自己设计的实验。教学模式是在教学实践基础上建立起来的一整套用于组织和设计教学活动,再现和调节教学结构和功能的教育策略体系。要求我们注重探究性实验,实施实验教学的改革。具体要从以下几个方面做起:
(一)探究性实验的设计
1.探究物质性质
认识身边一些物质的性质是初中科学的重要内容,运用探究实验的方法可以加深对物质性质的认识、了解或掌握。 如对二氧化碳密度的认识,可以用测量空气、二氧化碳质量的方法。也可以用在大的烧杯里盛二氧化碳气体,用蘸有肥皂水的导管在烧杯中吹空气泡,看见吹的空气肥皂泡向上漂浮。再用蘸有肥皂水的导管在烧杯的空气中吹二氧化碳气泡,看见吹的二氧化碳肥皂泡沉在烧杯底部。
2.探究实验条件
由于实验条件的不同,往往得到不同的现象或不同的产物。如铁的吸氧缓慢氧化。将小片废旧的铁丝石棉网剪成宽约2cm,长3cm~4cm的网片,去掉上面的石棉放入锥形瓶里,加入少许稀盐酸,除去铁锈,露出光亮的铁丝,倒去盐酸,加水冲洗,再加入少许饱和食盐水,塞上单孔塞示,3min~5min后可见在玻璃导管中形成一段液柱。说明铁丝与空气中氧气反应,形成负压,产生液柱。
3.探究实验装置
一般情况下,一个实验有一种固定实验装置,但是一个实验也可以用多种不同的实验装置来完成。有的实验装置简单,有的实验装置复杂;有的实验装置能够说明某一种性质,有的实验装置有某一种特殊的功能等等。如电学实验板,可以设计成复杂的实验,也可以设计成装置简单的实验。
4.探究实验方法
相同的实验,采用不同的实验步骤,会使实验成功或失败,或形成危险。
如氢气还原氧化铜实验,应该先通氢气,后加热。还原出铜后,停止加热,再通入氢气,至铜粉冷却。
方法一:取少量氧化铜粉,加适量水研磨成糊状,用一端扎有棉球的玻璃棒蘸取糊状氧化铜,均匀地涂在距试管底部为1/4处内壁上,形成宽约为2cm的黑色氧化铜薄层环,用酒精灯烘干,然后通氢,加热,约为2min~3min,即可看到黑色氧化铜环变成紫红色铜环。
方法二:将一段绕成螺旋状的长粗铜丝,置于酒精灯外焰上,加热呈红热状态。把赤热的铜丝从酒精灯火焰取出稍冷,让学生观察铜丝外表为黑色氧化铜后,立即伸入盛满氢气的锥形瓶内,可见铜丝很快变成紫红色。
5.探究微型实验
微型实验是近20年发展较快的一种新的实验,微型实验节约药品,节约材料,节省时间,操作安全,污染少,学生可以自己动手自制仪器,自行实验,积极参与,激发兴趣,培养创新精神。 如水和酒精混合实验。取一干燥带肚的胶头滴管,倒置,从导管口向滴管中加入显红色的水,水面约占总体积的一半,再从导管口向滴管中加入无色的酒精,加满滴管。用拇指按住管口,上下颠倒滴管两三次,红色的水和无色酒精混合,有少量气泡产生,橡胶头稍稍瘪下。松开拇指,液面下降2cm~3cm。仪器易得,操作简便,用料很少,现象明显。
6.探究生活中的实验
科学实验要贴近生活、贴近社会,探究生活、社会中的科学问题,解释、解决日常生活中的实际问题,拓宽科学实验的功能,培养学生创新能力。
(如图)
如自制天然指示剂。把一些新鲜植物的花瓣、花冠、果皮等洗涤干净,晾干,加入适量的95%的酒精浸泡1h~2h。然后将浸出液过滤,向所得溶液加入1/3体积的水,即可使用。几种不同植物色素在不同酸碱性溶液里的变色情况如表所示。
7.探究实验的趣味性
科学实验具有动机功能,可以激发学生学习科学的兴趣,启迪学生思维,开拓创新精神。要探究如何增加科学实验的趣味性。例如:在组织“探究水的沸腾现象”的教学时,在课的开始我安排用“纸锅烧水”这个实验。学生凭自己的经验认为一点就能燃烧的纸,折成小纸盒装入水放在酒精灯上烧时,纸盒肯定会被烧破。考虑到学生对实验有操作兴趣,我决定让每个学生都亲自动手做这个实验,当他们看到通过自己的实验“纸锅”真的把水烧开而并没有被烧破时,他们在惊叹的同时也对本课的探究产生了浓厚的兴趣。在本课接下来的“水的沸腾现象”的探究中,他们在观察水的沸腾现象的时候都出奇的仔细和认真。
8.探究实验的安全性和环境保护
探究实验的安全性,避免、减少事故的发生。探究实验要减少环境污染,让学生建立起对社会的责任感,处理好实验中产生的废液、废气,尽量减少废液、废气的产生,进行绿色科学实验的研究等。
如氢气的爆炸实验: 用小塑料袋进行氢气爆炸实验。
9.科学探究性实验的要求:
实验目的明确,有确定的能力培养目标,科学合理,操作规范。实验要有可参考的实验方案,设计的实验步骤要科学合理。要认真观察实验现象,正确记录,分析实验结果,处理实验有关数据,得出正确结论。要注意实验安全,防止污染环境。指导学生写好实验报告、实验论文,提高学生探究实验能力,提高探究实验的质量,培养学生创造能力。
( 二)强化演示实验教学
课堂教学中的演示实验,最能调动学生的情绪,激发他们学习的兴趣和求知欲。
如,在讲述氢氧化纳性质时,我补充了氢氧化钠与CO2、SO2反应的两个演示实验,然后提出两个问题:1.为什么烧瓶中的小气球会自动胀大?2.大试管中红色的喷泉是如何形成的?由于实验现象饶有趣味,所提出的问题富有思考性,既使学生认识氢氧化钠与酸性氧化物反应的性质,又与所学的其他知识联系起来,启迪了学生的思维,收到明显的教学效果。
(三)努力上好边学习边实验课
边学边实验教学是指在教师指导下,让全班学生通过自己动手、动脑、动口去获取知识,培养学生用实验方法探索科学知识能力的过程。这种教学形式有利于调动学生学习的积极性。边学边实验,时间可长可短,灵活机动,与学习新课结合紧密,不一定需要正规的实验室,也不需要写正规的实验报告,很受学生欢迎,教学效果一般都很好。因此积极创造条件,开设这类教学实验,对于大面积提高物理教学质量,培养学生的能力无疑将起到重要的作用。
(1)边学习边实验课增加了学生实际操作练习的机会。天平、刻度尺、滑动变阻器、安培表、伏特表、弹簧秤等基本实验仪器学生的使用次数都普遍增加,这就增加了学生动手操作的机会,更加有利于培养学生的实验技能。(2)边学边实验是一种上课形式的学生实验,一般要求两个学生用一套实验仪器。由于初中科学实验仪器一般都比较简单,多数实验都是定性的,有些定量的实验精确度要求也不高。因此,部分实验仪器都可以自制,可供选择的器材也很广泛。例如:没有平底试管,我们用废旧的平底小药瓶代替;没有弹簧秤,我们发动学生用废钢丝绕做;没有溢水杯,我们用玻璃杯套上二根橡皮筋代替,不仅满足了教学实验的需要,而且促进了初中科学教学质量的提高。
(四)开展形式多样的课外实验活动
组织科学兴趣小组是开展课外活动的很好方式,兴趣小组活动除了举办扩展课内所学过的知识内容的专题讲座外,还以做科学趣味实验,制作实验教具、组织参观、进行社会调查等多种形式展开。在小组活动中我尽量发挥学生的特长,鼓励学生多动手、多动脑、多实验。如学生自己制作生物标本,制作孔明灯等。
三、借助现代化教学设备,改进实验手段,使实验更简易,要想得到更好的实验效果,还有更重要的一点,就是要有多样化的实验手段。
借助幻灯投影,有助于学生更清晰地观察到实验现象,如:镁、铝、锌、铁分别与酸反应速度的比较等等,投影出的现象明显,效果非常好。利用计算机多媒体电化教学设备,可把一些在教室做不了的实验和不适合做的实验,如:从微观角度解释氧化汞受热分解生成汞和氧气、离子化合物、共价化合物的形成和有毒的、有危险的或装置过于复杂的实验,制成教学软件,在课堂上反映,也能取得非常好的教学效果。
四、培养学生合作学习的意识和能力
新课程理念要求教学要面向全体学生,设法促进每个学生都能得到充分发展。为此,我将全班学生进行合理编组,即每一小组中有的学生口头表达能力强,有的学生观察能力强,有的学生思维深刻,具有独特的创新精神,将这些具有不同能力优势的学生组合在一起,不仅能提高小组活动的效率,更有助于每个学生的全面发展。如探究实验室制二氧化碳的原理时,我让学生自主设计并动手装配一套装置。要求组内各同学互帮互助,相互配合,明确分工,各负其责,并积极转变角色,以促进组内同学相互合作,共同解决实验中所面临的问题,以此达到学生人人有事干,人人都动手,个个有收获的目的。由于老师提供给各组的仪器不尽相同:有的有试管、广口瓶,有的有锥形瓶、平底烧瓶,有的有单孔橡皮塞,有的有双孔橡皮塞等等,故各组同学设计的装置多种多样,并由组内表达能力好的“推销员”介绍装置的优点,由全班同学评价。同学们看到自己的劳动成果得到老师和同学的认可,心里由衷感到高兴,激发了学生的兴趣和创造热情。总之,我们要认真学习新课程标准,体会新课改的精神实质,在实验教学中渗透新课程理念,不仅要培养学生的基本实验技能,更要培养他们的探索精神、创新能力和科学素质,使实验教学真正成为培养学生科学素养的重要环节。创新教育的原则就是让学生主动创新。在实验教学中体现创新意识,创新思维和创新技能的培养,关于在于教师要成为创新型教师。只有具有强烈创新意识的教师,才能明确基础教育中创新教育是核心,才能在教学中注重培养学生的创新人格和创新精神。当然,基础教育改革和新课程标准的落实不是一蹴而就的,其任重而道远,我们作为初中化学教师理应进一步更新教育、教学的理念,以创新的勇气和饱满的精神投入到实验教学改革的洪流中,为初中化学基础教育做出自己的贡献。