改进科学实验教学方法以提高学生设计实验的能力

课程教育研究　ＣｏｕｒｓｅＥｄｕｃａｔｉｏｎＲｅｓｅａｒｃｈ　２ｏｊ３±　鱼型　科学・自然　改进科学实验教学方法以提高学生设计实验的能力　徐勇军　（福光中学　浙江　富阳３１１４０４）　【摘要】初中科学教学中如何加强客观实验因素的认识，定量性实验研究，探索性要素加强，实验方法的多样性的训练，实验装　置组合及实验规律的总结论述。　Ｉ关键词】实验设计客观因素定量探究　【中图分类号】Ｇ６３３．８　【文献标识码】Ａ　【文章编号】２０９５—３０８９（２０１３）０３—０１５７—０２　进行多种方法的尝试。对于实验方法的多样性的训练，笔者认　近年来中考科学卷中都有实验设计的题型，它体现了考查　学生的实验能力，开发学生的智力。设计实验并完成科学　实验。不仅能巩固和熟练操作技能，而且能排除一般学生在操　作和结果的局限性．更大限度地发挥实验教学所承担的特殊任　务．即培养学生的观察能力、分析能力和解决实际问题的能力。　笔者从初中化学的教学中。采用以下几种方法来培养学生的实　验设计能力。　一、加强实验中客观因素的认识　随着新课程的发展。越来越强调科学实验中的实际性问　题．面对初中阶段在实验册上规定的实验大都是实验条件理想　条件的实验，考虑客观的因素比较少。学生对中考中出现了实　际性实验问题时。往往出现不能很好处理的现象。实际随着学　生的年龄的增长，也为了过渡到高中的学习。如果一味把实验　的内容或条件的实际问题理想化。将对学生思维对细节的考　虑．充实及校正等品质的形成产生负面的影向。所以实验中的　客观因素的正确的把握，将有利于学生思维的发展。如实验室　制取Ｈ　、ｃｏ　、ｏ　等气体时，让学生讨论在气体中还可能混有哪　些成分，并且让学生设计实验来证实它们的存在。这无疑是增　加了学生设计实验的能力。在初中化学中，气体中可能混入杂　质的分析和净化方法及防止有毒气体、物质，而设计的收集和　引入装置及对加热系统防止爆炸及倒吸，而设计的安全措施都　应予以在学生实验中正确的认识。这些即为客观因素的认识，　在学生实验中应适当适时贯穿。　二、加强实验的定量性研究　从量的角度去进行实验研究。做出实验结论是实验研究的　高层次。初中阶段。一般进行定性实验而较少进行定量研究。但　这样有时学生会把一些不完全正确的认识默认下来．造成认识　的错误。如Ｃｏ　通入Ｃａ（ｏＨ１　溶液中，看到浑浊。实验只做到这　里，会使学生引起认识上的偏面。如果Ｃｏ　再多一会儿，浑浊变　澄清，这样可使学生导致更全面的掌握知识，不至于有些时候　认识的偏面而导致错误的结论。　再如用还原性物质去还原金属氧化物对其成分的测定．混　合物中的某种成分的质量分数的测定，测定某元素的式量，测　定某物质的组成等等。这种定量或半定量演示实验的引入，会　使学生认识到完全可以用学过的知识来解决此类问题，并能使　学生在认识的基础上起到深化。这无疑也是提高学生设计实验　能力的一种方法。但在做定量实验时要握好“度”，为高中的学　习起抛砖引玉的作用　三、加强实验中的探究性要素　探究性学习是近年来学习的主流．如果把探究性过程引入　培养学生的实验设计中，将起到很好的作用。它是对某个问题　提出假设，由假设来设计实验，以实验结果来验证假设是否正　确性的一个过程。在初中化学实验教学中。引入探究方法着重　应把握提出假设和设计实验的过程。如盐酸溶液中分剐加入　Ｚｎ、ＣｕＯ、ＮａＯＨ溶液、＾ｇＮＯ　溶液等物质对其酸性强弱的影　响的研究。教师设计教学过程中引导学生分三个步骤完成这个　实验。首先要求学生课前提出酸盐酸性强弱变化的趋势分析　（假设过程，分组完成），并设计出实验过程；再次课堂上交流实　验设计的方案，确定最好的方案；最后，实验实施．得出结论。在　此类实验中让学生了解探究性实验的一般过程。加强学生实验　设计的能力。在初中阶段中，如钢铁的锈蚀及酸、碱、盐的性质　的得出等等问题都可以开展探究性进行实验　四、加强实验方法的多样性的训练　具有一定量开放性的实验设计题，是培养学生实验设计能　力很好的手段。故教师在进行教学时，一定要注意思雏的开阔．　为主要是实验思路的多样性和仪器装置组合选择多样性把握。　这里所述的实验思路不涉及实验仪器的物质变化过程达到结　果的过程。如，测定Ｆｅ　ｏ，和Ｃｕ粉中Ｃｕ的质量分数的实验设　计．其思路：　１．称取一定量混合物，与足量ＨＣｌ或Ｈ２Ｓｏ４充分反应，过　滤，滤渣洗净，干燥称取质量，即可知Ｃｕ的质量分数；　２．称取一定质量混合物。把混合物在空气中充分灼烧，冷却　再称量即可知Ｃｕ的质量分数：　３．称取一定质量混合物，把混合物放入足量的ＡｇＮＯ　溶液　中充分反应。过滤。洗净干燥，称量，即可知Ｃｕ的质量分数；　４．称取混合物质量。把混合物用充足的Ｃｏ或Ｈ　充分还原，　冷却再称量．即可知Ｃｕ的质量分数。　作为以上思路。平时学生在学习过程中是零散的接触到　的。教师可以在复习时把它们有机结合起来，以加强知识的联　系，使学生能触类旁通，以点带面，学生的设计能力就提高了。　另外还要培养学生对多种实验方法优劣的判断。从中选择最容　易的。最符合实际的操作方案。在初中化学教学中，在研究金　属活动性顺序强弱等问题时。可以用卖验思路多样性的训练。　另外．实验方法多样性是指使用仪器装置组合的多样。如　制取氢气可以用启普发生器。也可以用简易装置，也可以根据　实际需要来自行设计仪器。再如Ｃｏ，和ＮａＯＨ形成喷泉的实　验。可以根据ＮａＯＨ和Ｃ０　反应气压减小形成喷泉的原理，设　计出不同的喷泉实验装置等等。自行设计装置的前提是搞清楚　原理。它是无形中培养学生实验能力的方法。　五、加强实验装置组合及实验规律的总结　实验装置中，涉及最多的是某气体的制取，除杂，干燥，收　集或性质的验证的装置。下面对这一问题进行分析，教师应加　强规律性的总结。　如。对于实验装置处理的方法，一般按从下到上，从左到　右。从大到小的顺序依次进行。一般气取装置顺序及气体　进行性质给证时的顺序应为：气体发生装置一气体除杂一气体　干燥一气体收集或性质验证一尾气处理。　１．气体发生装制首先分清楚是什么类型，ｏ　型、Ｈ：型、ｃｌ２　型；Ｏ　型指固体和固体，需加热反应；Ｈ２型指固体和液体反应，　不需加热：Ｃ１，型指液体和固体反应需加热型。　２．气体除杂装置：其中仪器选择洗气瓶或干燥管（球型或ｕ　型），里面的试剂要根据杂质气体来选择。注意被除杂的气体不　能跟除杂荆反应的原则。　３．气体干燥装置：其中仪器洗气瓶或干燥管（球型或ｕ型）：　干燥剂分类：酸性干燥剂：Ｈ２ｓＯ　（浓）、Ｐ　Ｏ　；中性干燥剂：ｃｕ—　ＳＯ　、ＣａＣｌ￣；碱性干燥剂：碱石灰、ＮａＯＨ。一般酸性气体可以用　酸性或中性干燥剂干燥。碱性干燥剂和中性干燥荆可以干燥碱　性气体，中性气体既可以甩酸性干燥奔ｌ也可以甩碱性干燥裔Ｉ以　及中性干燥剂干燥。　４．气体的收集：排水法，难溶于水。排空气法，密度和空气相　差比较大的气体（只要比较空气的平均式量２９。也就是和２９相　差比较大式量的气体）。　５．尾气处理：污染环境或有毒气体的处理。方法是可以点燃　或收集或被碱液吸收，注意倒吸的处理。　以上规律掌握外，还可以让学生画实验的装置图。加深印　象。并让学生清楚装置中的“气密性”、“液封”、“安全性”等细节　性问题的考虑，这样就会大大提高学生的设计实验能力　以上是笔者在化学实验教学中采用的方法，在培养学生的　实验设计能力中，还要注意加强科学方法的运用。如在探究性　・１５７・　科学・自然　课程教育研究　２０１３年３月　上旬刊　论初中物理实验创新　苏兰兰　（甘肃省宁县太昌初中　甘肃宁县７４５２００）　【关键词】教学创新趣味性简易性科学性过程性探究式　【中图分类号】Ｇ６３３．７　【文献标识码】Ａ　【文章编号】２０９５—３Ｏ８９（２Ｏ１３）Ｏ３—０１５８－０１　基础教育课程改革的核心是教育创新，而教育创新的基础　是学科教学创新。物理学从本质上说是一门自然科学，物理规　律的发现和物理理论的建立都必须以严格的实验为基础并受　到实践的检验．而物理知识的学习和物理规律的掌握要依赖实　验，因此物理学的教育创新首先应体现在实验教学的创新上，　实验创新的重点应当在实验资源的开发和实验教育功能的发　挥上．下面从设计实验应遵循的原则和实验教学应采取的模式　提出一些看法．与同行交流。　实验内容创新　一实验中要尊重实验事实，不要只关注与假设相符的实验数据或　现象。而忽略观察收集那些与预期结果相矛盾的信息．这样往　往失去了科学的态度和方法，进而由部分数据得出错误的实验　结论。　５．课内外相结合的原则　物理学是一门来源于自然而又应用于自然的基础科学，它　是以物理实验为基础探究物理现象和规律的学科．教材从学生　的经验和发展需要出发，注重知识的关联性，整体性和开放性，　、新课程标准的一个重要的价值取向就是变课程的预定性　和封闭性为课程的生成性与开放性．同时教师也由课程规范的　复制者变为课程的创造者。作为课程的主体，教师要全方位地　主动地介入课程的研究、开发、设计和实施等一系列的创新活　动，因此一个新的理念被突现出来：“教师即课程”。在这种理论　指导下。教师完全有必要针对学生的实际情形．根据当地的教　学条件和自然条件富有针对性地对物理实验进行适当的增舍，　最终突破狭义的课堂教学的封闭环境．建构起以教科书为载　体。以教室为物理空间的小环境和以所有媒介为补充以日常生　活乃至宏观世界为大环境的高中物理实验教学体系。　教师在实验创新上要把握好几个原则：　１．以教材为主的原则　扩大学生认识事物的视野。帮助学生从不同侧面了解物理。同　时关注物理学与技术、经济、社会的互动作用是新一轮课程改　革的重要目标。将学生从课堂、教材、习题中释放出来。组织丰　富多彩的课外活动。　二、教学方法创新。变“传授式”为“探究式”模式　无论是演示实验还是分组实验．传统的教学模式是老师介　绍实验的原理、器材、步骤、要观察的现象、记录的数据、要得出　什么结论、产生误差的原因等等。甚至连实验报告中的表格都　替学生设计好，在实验过程中，学生根本不用自己思考，或者看　热闹般地“观察”，仅仅被表面现象所吸引而忽略内在原因的考　虑；或者机械地按老师的要求操作。不知道为什么要这样做，不　会想有没有其它等效的或更好的操作方法．更不会想重新设计　此实验的做法。由于要观察的现象或要得出的结论已经先入为　虽然说新课程是以开放性、生成性和创新性为价值取向　主，所以根本不分析采集到的数据．更谈不上由实验的数据去　的，教科书不再是教学的中心，也不再是唯一的课程资源，但教　演绎、归纳出结论了，长此下去，学生的创新精神和解决问题的　科书是大量的专家、学者结合一线教师长期工作的经验信息而　能力不能提高．反而下降。　编写的，是物理学全程学习的阶段安排，它不仅安排了当前学　苏联教育家苏霍姆林斯基说过：“在人们的心灵深处．都有　习课程，同时统筹物理学全程学习。是最能充分体现创新教育　种根深蒂固的需要。这就是希望自己是一个发现者、研究者、　价值取向的课程资源之一，它不仅是知识的载体，在知识与技　探索者。而在青少年的精神世界中。这种需要则特别强烈。”新　能、过程与方法、情感态度价值观等方面的教育任务上更是有　课标的理念是从生活走向物理，从物理走向社会。　突出作用。因此在教科书的框架内进行实验的创新设计是实验　三、评价创新。变终结性评价为过程性原则　一创新教学的首要原则。　２．趣味性原则　传统的实验评价是重结果轻过程．重实验试题轻操作的技　兴趣作为主体的一种内驱力．直接导致学生主动地去关注　实验、完成实验，理解实验。转变教师角色，变“演”为“导”。教学　是一种双向互动活动，课堂活动实施前，教师首先应是一个策　划者，教学活动中，教师应是一个有效的引导者、组织者和服务　者。通过教师的有效组织，激发学生的参与意识，提高学生的兴　趣，让学生在轻松的环境中将知识潜移默化地变成自己的东　西。这是教学中最基本、最重要的方面，教学时必须要贯彻始　终。例如在光的折射学习时．让学生正午时在太阳光下用口喷　出水雾模拟彩虹的产生过程，以便理解所学知识。　３．可操作性原则　限于初中学生的理论水平和操作技能，实验设计要尽可能　的简单实用．实验原理尽可能在初中范围以内。要有可操作性。　就地取材，用简单的器材做实验容易使学生感到物理就在身　边，研究物理并不神秘，如抽水马桶原理的模拟；虹吸现象等。　４．科学性原则　能与素养，最终出现会说不会做实验的现象。美国课程理论学　家斯塔弗尔比姆说：“评价的最终目的不是为了证明而是为了　改进。”因此实验教学创新的另一个重要方面就是改变实验的　评价机制．变终结性评价为过程性评价，变单一性评价为多方　位评价，关注学生的实验结果．更关注学生实验的过程及实验　过程出现的种种表象。我们可以采用记录学生实验档案的方法　实现这一转变，例如记录学生实验中的某一个好的实验设计，　次优秀的实验报告，一组精确的实验数据，一个创见。一个小　教具等，及时发现闪光点，及时反馈给学生，使每个学生都能认　识到自己的优点，增强自信心。在原有基础上都有所进步。　总之，从学生、从教师。体会新课程改革人文性、完整性、终　生性、可持续发展性落实到现阶段物理教学、方法教育、情感教　育，实现新课程改革的目标要求。　一参考文献：　ｆ１１《物理学习心理学》乔际平主编高等教育出版社１９９１１　年版　教师在创新型实验设计上要保证不出科学性错误，同时在　『２１《物理学史教程》申先甲主编１９８６年版　，＇，，ｌ，＇＇ｌ　ｌ，＇，－，’，　，＇ｌ●●＇＇Ｉ’，ｌｌ　＇ｌＩ’　ｌｌ，ｌｌ，ｌ，，，＇，＇＇＇，，＇ｌｌ＇，　ｌｌＩｌｌｌｌ，ｌ＇＇，＇＇●　●ｌ●，＇　’＇＇’ｌｌ，，ｌｌ　实验中．要使学生学会设立对照实验。及学会如何去控制实验　量给学生提供做实验的机会。这是笔者教学过程中的一些心得，　　的变量和条件：在定量实验中要培养学生运用数学方法，如用　有不足之处，望斧正。表格或函数表达方式或函数图形，去处理实验所得的数据及误　参考文献：　差的处理方法：在实验的客观因素认识上培养学生的观察能　ｆ１１王祖浩《中国中学教学百科全书》化学卷学生实验能力　力、分析能力：在实验方法多样性中培养学生的综合能力；在实　培养１９９０年　『２１孙志国《初中化学教学疑难问题研究》２０００年　验装置组系和实验规律总结中培养学生的归纳和演译能力。当　然科学方法应灵活的应用。不能拘泥一格，以上只不过是根据实　『３１浙教版一到六册的科学教本　验的特点有所侧重，平时加强对学生的基本实验操作的训练，尽　・１５８・