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教師在課堂上進行演示實驗是科學教學中的一個重要環節。教師善用演示實驗,既可以將抽象的科學知識變得形象、直觀,突破教學難點,又可以培養學生分析科學問題和解決科學問題的能力,激發學生學習科學課的興趣,促使學生養成開展探究性學習的良好習慣。因此,在教學中,教師要認真做好演示實驗。例如,教學“空氣的性質”的內容時,教師可以進行“空氣占據空間”的演示實驗。在實驗過程中,教師用杯子罩住乒乓球往下壓、向上取時要垂直,做到杯底附近沒有水,為學生進行正確的示范。這樣的演示實驗,使教學過程變得生動活潑,使學生的注意力集中,對所學知識有深刻的印象。
二、組織分組探究實驗
分組實驗是學生通過親自動手、動腦,對有關科學概念、科學規律進行檢驗,從而進行理論思考的升華的動態過程。組織分組實驗的目的在于讓學生親身參與使某一現象發生或重演,促進學生對科學知識的消化和拓展,提高學生學習科學課程的積極性。教學時,教師可以選擇一些操作相對簡單、實驗現象比較明顯、趣味性強、危險性低的實驗,讓學生分小組自己動手進行實驗,如利用熱脹冷縮的原理開瓶子、用溫度計測量物體溫度等。組織分組實驗,教師要善于引導,讓學生積極動腦思維,大膽動手實踐,“了解實驗原理—準備實驗器材—進行實驗操作—測出實驗數據—得出實驗結果”的全過程都應充分體現學生在實踐中的主體作用。教師還要注意以下幾點:不包辦代替;不能只教學生如何做實驗,必須使學生明白其中的道理;不能只求得出實驗結果,應重視實驗后的反饋與數據的分析,重視實驗的完整性。
三、做好課外實驗輔導
1.1高中生物實驗的內容
根據實驗的主要方法,可將高中生物必修部分的實驗劃分為7種類型:觀察類、檢測類、探究類、模擬類、調查類、設計類和搜集類[5].其中,觀察、檢測和模擬類實驗比較常見;設計類實驗是學生探索和發現真理的重要途徑;調查類實驗主要是針對已經存在的事實或現象,要求學生通過對客觀事實和現象之間的了解得出結論,培養學生收集和分析資料信息的能力;而搜集類實驗則要求學生根據問題擬出資料收集的具體方案,然后通過各種途徑收集相關資料,最后對搜集到的資料進行篩選歸類整理,并以各種形式(如黑板報、論文、報告及辯論賽等)展示.在選修模塊實驗中,選修1的實驗以實踐活動為主要學習方式,全部為實驗操作,不同實驗內容的教學目標各有側重,有的側重基本概念或原理,有的側重實際應用,還有的側重科學方法訓練和培養學生的科學態度.實驗類型大多數為引導式探究.在引導式探究活動中,學習資料中提出的實驗結構或程序,學生自己設計并進行實驗,通過參與探究過程有所體驗和發現,從而達到預期的實驗目標[6].根據選修2的實驗中的活動建議,主要是進行調查、討論和探究活動.教師引導學生開展這些活動,培養學生的參與意識,使得學生關注社會、關注生活、關注身邊的科學和技術,能幫助學生體會到生物科學與人類社會、與學生的日常生活密切相關.選修3的實驗中,除了技術要求較高的“DNA的粗提取和鑒定”外,其它實驗都不在實驗室進行,而多為口頭交流、辯論等活動,由于本模塊實驗所涉及的科學領域研究進展迅速,教師要積極引導和組織學生查閱有關資料,練習撰寫專題綜述報告并組織開展這些活動[7].
1.2高中生物實驗的特點
1.2.1實驗數量多,類型多樣化且綜合性強僅《高中生物課程標準(實驗)》列舉的實驗活動建議就有68條,當然這些實驗并不要求學生全部掌握,但大多數是最基礎的,學生掌握這些后,還要了解教材以外的實驗,如試卷和課外書上出現的,要對大綱要求的實驗有所擴展和延伸,才能夠學以致用.實驗數量多則相應地要求實驗課時也多,據統計,實驗課時甚至占到生物課總教學時間的40%[8].高中生物實驗類型多.各種類型實驗的方法不同,包括顯微鏡觀察、染色鑒定、模型制作、多媒體技術模擬、戶外調查及課外收集信息等;實驗形式也不同,包括教師演示、學生分組完成及獨立完成等.高中生物實驗綜合性強.往往一個生物實驗中融合了多種實驗類型特點.如“探究影響酶活性因素”的實驗過程不僅要讓學生經歷一個完整的科學探究過程,而且還要求培養學生的實驗設計能力,在實驗過程中要考慮單一變量并進行定量分析;又如“設計并制作生態瓶”的實驗不僅需要學生小組合作設計制作完成,而且也是一個模擬實驗,模擬的過程充滿探究的要素,此外,實驗還要求學生對自己制作的“生態小瓶”進行長時間的觀察,這無疑也培養了學生的觀察能力.1.2.2科學探究受到重視,實驗內容貼近生活且技術比較先進課程標準的4個基本理念之一是倡導探究性學習,在能力目標別提出了發展科學探究能力,并詳細列舉了11條與探究緊密相關的能力,這為開展探究性實驗教學提供了重要指導.強調和重視科學探究還具體表現在新課程實驗的結構和內容上,必修的3個模塊中,具有探究性的實驗幾乎占到全部實驗的三分之一,而選修部分的生物技術實踐模塊的13條活動建議中幾乎均包含探究性的內容,另外2個模塊的活動建議也多為可以進行資料收集探究的活動或調查[9]102.由此可見,課程標準把科學探究以不同層次和形式融合到實驗教學中.高中生物課程標準強調關注學生的生活經驗,注重與現實生活的聯系,在現實生活的背景中學習生物學,倡導學生在解決實際問題的過程中深入理解生物學的核心概念,這樣可以激發學生的學習興趣,也可以讓學生學以致用.如調查類和搜集類的實驗都要求學生到現實生活中去調查和搜集信息,并對這些調查和搜集來的信息進行研究分析等.如選修1“生物技術與實踐”中有果酒、果醋及腐乳的制作等,選修2“生物科學與社會”中對設施農業的參觀和對綠色食品生產或消費情況的調查等,這些實驗活動貼近生活,實驗材料也來源于生活.實驗技術比較先進.特別是選修部分的實驗,大都與生命科學新技術、新應用緊密聯系.如基因工程、克隆技術及干細胞研究等.此外,還有多媒體技術的運用,如“利用計算機輔助教學軟件模擬人體某方面穩態的維持”等.
2生物科學(師范)專業實驗內容及存在的不足
2.1實驗內容
在高師生物科學(師范)專業課程體系中,生物類專業必修課比重大,幾乎每門專業課程均設置了相應的實驗課程,包括動物學、植物學、微生物學、遺傳學、生態學、生物化學、細胞生物學、分子生物學、植物生理學及人體生理解剖學等實驗,每門實驗課程的實驗數均在8~12個.
2.2存在的不足
2.2.1課程內容強調專業性,缺少與高中生物新課程的聯系受傳統高師生物課程觀的影響,實驗課內容傾向于強調系統性、整體性和全面性,突出學科專業性,而師范性不明顯,驗證性實驗占據主導,設計性和綜合性實驗欠缺,缺少與中學生物實驗教學有機聯系的問題尤其突出.生命科學的發展日新月異,高中生物新課程很注重知識的時代性和前沿性[10],但生物科學(師范)專業的實驗教學內容設置往往多年不變,不能反映生命科學學科發展的最新成果,與學生科學素質、實驗技能和創新能力培養的要求不符.2.2.2實驗教學內容缺乏與生產、生活和社會實踐的聯系高中生物課程標準提出注重與現實生活的聯系理念,就是要改變輕視學生生活的現狀,讓學生在真實的生活中學習和體驗知識.從課程標準建議了大量的調查類和搜集類的實驗可以看出,高中生物實驗更加強調與生活的聯系,倡導學生在解決實際問題的過程中深入理解生物學的知識.但生物科學(師范)專業的實驗內容大多是對理論的驗證,更強調實驗的學術性,相對而言忽視了與學生生活以及現實自然、社會的聯系,不能激發學生學習的興趣,無法讓師范生深切地體會到專業知識的價值,可能會影響到以后工作的教學質量.2.2.3實驗教學缺乏體系建構生物科學作為一門獨立形態的自然科學,應有其自上而下、自下而上的實驗體系,但師范院校的實驗教學缺乏這種體系的建構[11]75.每一門課程僅從單一學科的知識系統性和完備性方面設計教學內容和技能訓練,各門課程自成體系,與本專業其它課程聯系不緊密,對課程內容整合較少,因而造成一些實驗內容重復,如微生物學中的“霉菌觀察”與植物學中的“菌類植物”實驗內容基本一致.2.2.4實驗教學模式化高師生物學實驗教材編制模式化,實驗設計程式化,即實驗目的基本原理實驗內容與材料等儀器與設備等操作步驟實驗結果實驗分析報告[11]76.實驗過程以教師講解、演示為主,學生履行三步曲,即按實驗指導的要求或教師總結的實驗步驟進行操作觀察實驗結果完成實驗報告[12].學生對實驗材料的采集培養、藥品配制等實驗的準備過程和實驗方法步驟的設計參與度低,對實驗方法步驟缺乏必要的思考理解和創新,師范生獨立實驗能力的培養受到限制.2.2.5研究性實驗內容缺乏目前,生物科學(師范)專業開設的專業課實驗內容大多為驗證性實驗,雖然可以加深學生對理論知識的理解和培養基本的實驗技能,但仍屬于間接獲取知識的渠道,對培養師范生的科學探究能力不利.
3有效銜接高中與大學的生物學實驗教學
3.1加強高中相關實驗內容的滲透,增加和生活聯系比較緊密的實驗內容
生物科學(師范)專業的教師要致力于高中生物學實驗教學的研究,了解其基本內容和方法手段.在保證實驗課內容達到本科水平的前提下,選擇與高中生物教學聯系密切并能充分發揮現有實驗條件的實驗內容,制定切實可行的實驗計劃,力爭使中學生物學實驗中的基礎部分、經典部分成為高師生物學實驗的研究主題之一,使得高師生物實驗內容與手段上形成和中學生物學實驗的包涵關系.
3.2改進生物科學(師范)專業的生物學實驗手段,使實驗內容跟上科學技術的發展
在實驗內容上,應該結合當前高中生物教學崗位的要求,組織各教研室有經驗的任課教師對實驗教學進行改革,剔除內容陳舊、技術落后的實驗,增加反映現代定量分析、探究性、設計性和綜合應用的新實驗技術內容,跟上生命科學技術的發展.此外,在實驗課程中,可以結合相關的研究課題和最新研究進展,在課堂講解或是實驗過程中穿插介紹,補充同一個實驗的不同技術與方法.有些新技術、新方法,即使因為條件所限不能親手做,但也應讓學生有所了解,如光合強度的測定既有傳統的改良半葉法、氧電極法及紅外線二氧化碳氣體分析儀法,也有較為先進的便攜式光合儀測定法.
3.3整合實驗內容
在制定生物科學(師范)專業的實驗教學計劃時,要統籌規劃、互通有無、科學整合以及合理安排實驗內容,避免學科間實驗的簡單重復,以增加實驗的多樣性和豐富度,提高實驗教學效率,讓學生在有限的實驗教學中,接觸和了解更多的實驗內容與方法,這也契合高中生物實驗內容和形式多樣化的特點.實際上,高中生物涉及的68個實驗,均可按照生物科學(師范)專業的專業課程進行分門別類,分別歸入或融入到具體的相關課程實驗中去,使學生在大學實驗教學過程中,基本能接觸到所有的中學生物實驗內容.
3.4改革實驗教學體系
將以驗證性為主的實驗教學體系改變為實驗內容要求由低到高的生物基礎實驗、綜合訓練實驗、研究設計實驗3個不同層次的新體系[9]101.生物基礎實驗主要完成中學生物學新課程標準及實驗大綱規定的基本內容,旨在培養學生的專業基本實驗技能和動手能力,掌握生物學基本研究方法;綜合訓練實驗則由學生實驗小組(6~8人)自己設計方案、準備藥品儀器及獨立撰寫實驗論文,完成大綱規定的提高性內容或感興趣的問題,旨在培養學生的綜合能力和創新能力;研究設計實驗為教師根據本地生物資源或結合本地生產實際而開設的科學研究性實驗項目,在教師的帶領下有針對性地開展科學研究實驗,旨在培養學生的參與意識、科研意識和自然科學研究工作所應具備的科學態度.
3.5鼓勵師范生積極參與實驗準備工作
準備實驗也是一名生物教師應有的專業素養之一.高師院校在生物實驗教學中,應該鼓勵師范生積極參與到實驗準備工作中,如動植物實驗材料的采集與培養、試劑的配制、儀器的調試、微生物菌種制作及消毒滅菌等,使學生系統地了解實驗從始至終的全過程,這將提高師范生準備和組織生物實驗的能力.
3.6培養學生口頭表達能力,鍛煉文字駕馭能力
教師應按照學生的認識規律,對實驗內容加以組織、潤色,并且用科學、準確、生動及富于啟發性的語言表達出來,以便學生理解和接受.在實驗教學中,教師要引導學生從實驗現象出發,能夠用生物專業語言表達、組織及研究實驗,還應認真對待學生的實驗報告,對表達不準確和書寫不規范等情況及時糾正.
4結語
素質教育是一種著眼于發展,著力于基礎的教育,其根本出發點是提高全民族的整體素質。因此,素質教育必須面向全體學生,培養德、智、體、美、勞全面發展的人才?;瘜W是中學教學中的一門重要的基礎學科,掌握一定的化學知識是每個現代公民必須具備的科學素質之一。這就要求我們決不能把化學教學搞成僅為少數學生的升學服務,而大搞“題海戰術”,走“應試教育”的老路,使學生負擔過重,妨礙學生全面發展。然而,強調面向全體學生,也并不是“齊步走”、“一刀切”或“扯平拉齊”,要承認學生的客觀差異,根據不同學生的學習水平作出不同的目標要求。一要保障優秀學生的正常發展,不能使他們處于“嗷嗷待哺”狀態,要盡可能滿足他們的求知愿望,使他們的潛能得到充分開發;二要提高中等學生的現有水平,讓他們“吃好”,鼓勵他們趕超優等生;三要加大轉變后進生的力度。首先,對后進生不能歧視,他們中的絕大多數是由于受非智力因素的影響,造成學習成績上的暫時落后。作為化學教師應利用化學與生活、化學與社會、化學與環境以及化學趣味實驗等有利條件,激發他們的學習興趣,培養他們正確的學習方法,養成良好的學習習慣,產生迎頭趕上的學習動力,使其成長為對社會有用的人才。
二、強化德育功能,培養現代意識是貫徹素質教育的標志
進行素質教育,思想道德素質起著導向、動力和保證的作用,是衡量素質教育能否得到強化的重要標志。德育工作并不僅只是校長、班主任和政治課教師的事,而應滲透到各個學科中去?!敖虝恕笔敲總€教師的責任,化學課也不例外。
1依靠化學學科的特點進行辯證唯物主義教育?;瘜W學科本身充滿著辯證唯物主義思想方法,我們可以在化學教學中通過質量守恒定律、分子、原子、離子、質子、中子、電子等建立學生的辯證唯物主義物質觀;通過氧化與還原、化合與分解、溶解與結晶等內容樹立學生的對立統一的觀點;通過元素周期律等內容幫助學生理解量變到質變的規律;通過酸、堿、鹽、氧化物間的相互關系以及烴和烴的衍生物之間的衍變關系培養學生的聯系轉化的觀點;……總之,在化學教學中主觀能動地進行辯證唯物主義教育,有利于學生樹立正確的世界觀,用辯證唯物主義的思想方法來分析問題、解決問題。
2在化學教學中,應結合教學內容不失時機地向學生進行愛國主義教育。化學發展史是對學生進行愛國主義教育的好素材。教學時,應確定好知識傳授與德育的最佳結合點,潛移默化地自然滲透,達到“潤物細無聲”的境界。如我國是世界上最早利用煤、石油和天然氣的國家,古代的四大發明,化學方面就占了二項;愛國科學家侯德榜創造的“侯氏制堿法”填補了我國“純堿”工業的空白;我國首先在世界上合成了具有生物活性的“結晶牛胰島素”;等等。特別是改革開放以來,我國化學工業迅猛發展,鋼鐵、能源、水泥、化纖等年產量均居世界前列。這樣,寓德育于化學教學之中,點燃學生的愛國之火,使學生產生強烈的民族自豪感和使命感,堅定他們為祖國現代化建設而努力學習的信心。
3在化學教學中,要加強化學與社會、化學與人的關系的教學,使學生了解化學與現代社會的關系和影響。教學中,結合教學內容適時穿插和滲透一些現代社會面臨的、急需解決的重大問題,如淡水資源的危機、主要能源(煤和石油)的危機、環境污染(臭氧層破壞、溫室效應、酸雨等)。如在教學“NO和NO2是污染大氣的重要污染物”時,可介紹這些氮氧化合物受日光紫外線的照射后,發生一系列光化學反應,形成光化學煙霧污染事件。如1943年9月,發生在美國的“洛杉磯煙霧”就是光化學污染的典型事件。學到SO2、SO3的性質時,告訴學生硫氧化合物會污染環境,嚴重危害人們的健康。1952年12月發生在英國的震驚世界的“倫敦煙霧”事件就屬此例。再如由CO2、CH4等引起的“溫室效應”,氯氟烴引起的臭氧層破壞,塑料形成的“白色污染”等等。以此培養學生形成三個觀念:愛護淡水資源節約用水的觀念;防止污染,保護良好生態環境的觀念;節約能源,合理利用現有能源的觀念。強化兩個現代意識:科技意識和減災意識
三、養成思維習慣,學會思維方法是落實素質教育的核心
21世紀更需要能力型人才。民族的進步,國家的富強是同整個國民的素質是密切相關的,因而我們應重視學生能力的培養。化學教學中能力的培養主要包括觀察能力、實驗能力、思維能力、自學能力等的培養,而發展思維能力是能力培養的核心。在教學中,我們應使學生養成良好的思維習慣,學會科學的思維方法,諸如求同思維、求異思維、逆向思維和聯想思維等。
求同思維是教學中常用的思維方式。求異思維是一種創造性思維,要求學生對同一材料從不同角度、不同形式、不同耦聯關系去探索結論。因此,在化學教學中應注重加強這方面的訓練。例如,二氯苯有三種同分異構體,四氯苯有幾種同分異構體?按常規,學生會先寫出四氯苯的一種結構式,然后用變換氯原子位置的方法逐一去找,此法很慢且易出錯。若能變換角度去考慮:二氯苯的三種同分異構體是二個氯原子在苯環上分別呈鄰、間、對位,如果我們改換一下觀察問題的角度,把四氯苯看成是苯環上兩個氫原子分別呈鄰、間、對位,就很容易知道四氯苯也有三種同分異構體。培養學生的求異思維,應做到對一式或一題要多思、多變、多解、多聯,才能使學生的思維不局限于某一固定思維模式之中,受思維定勢的束縛,表現出思維的靈活性、變通性和發展性。
逆向思維是從順向思維的反方向去思考問題,也就是通常所說的“反過來想一想”。在化學知識中,有大量的可逆思維的素材。如元素的“構、位、性”互推,有機物官能團與化學性質的互推,各種不同濃度的互算,根據化學方程式的計算,有機化合物合成路線的選擇等逆向思維訓練的教學內容,以此促進學生逆向思維能力的形成和發展。
聯想思維是指對有相似特點的事物通過對比聯想,推測其它方面相似性的一種邏輯思維方法。化學教學中,有許多物質之間存在著相似的結構特點,因而具有相似的化學特性。如硫氰〔(SCN)2〕與鹵素有相似的結構特點,從而性質也相似。這樣,通過類比聯想,寫出硫氰與NaOH溶液、乙烯等反應的化學方程式。由醛基官能團的特性,可聯想到具有這種官能團的物質,如醛類、甲酸、甲酸鹽、甲酸某酯、葡萄糖等都可能發生銀鏡反應。由相似性質的氣體可聯想到其有相同的制備裝置。如:O2、NH3、CH4組,Cl2、HCl組,H2、CO2、H2S組等。學生一旦掌握了聯想思維的方法,就可舉一反三,減輕學生負擔。
四、增強應用化學知識解決實際問題的能力是提高學科素質教育的重要手段
知識的積累,智力的發展,能力的提高,重在于應用。學生的化學素質不僅在于其掌握化學知識的多少,也不僅僅在于其能解多少化學難題,更重要的是看他能否運用化學知識去理解、解決生活中的化學問題,去學習新知識以適應社會發展的需要。因此,在化學教學中應緊密聯系生活、生產、科技等方面的知識,訓練學生應用化學知識解決實際問題的能力。
首先,讓學生從解釋身邊化學現象、處理身邊化學問題做起,引導學生用所學知識去觀察生活、解釋生活中的化學現象,處理一些生活實際中的問題。例如,可結合消防常識介紹一些滅火器的類型、用途及操作方法。如在介紹泡沫滅火器時,可問學生:滅火器中盛裝的是什么溶液?玻璃筒中裝的是什么?鐵筒中裝的是什么?使用時發生了什么反應?它的滅火原理是什么?滅火時應該怎樣操作?再如學到《硫硫酸》一章的計算題時,不妨讓學生算一算所居住的城市一年由于燒含硫的煤向空氣中排放多少SO2,能形成酸雨的量,酸雨對大自然有什么危害,如何治理等問題,強化學生的環境保護意識。對農村學生可提出如何科學使用化肥,各種不同的化肥對土壤酸堿性有何影響,并用鹽類水解知識解釋,使學生了解科學種田的重要意義。諸如此類問題,不勝枚舉。
“做是學的中心,也是教的中心?!鄙飳W家測定人體的每一塊肌肉在大腦皮層中都有著相對應的神經中樞,其中手指運動中樞在大腦皮層中所占的區域最廣泛。手的動作,特別是手指的動作,越復雜、越精巧、越熟練,就越能在大腦皮層上建立更多的神經聯系,從而使人的大腦更發達。在初中階段,對學生雙手手指靈活度的訓練基本上靠做精細的實驗來完成,做實驗就是把動腦和動手高度結合的過程,經常做實驗的學生,他的邏輯思維能力遠遠超過不動手做實驗的學生。為此,全體教師一定要重視實驗在教學工作中的作用,提高認識,充分利用教學資源,把實驗教學工作做得更好。
二、實驗員專業化、管理規范化
實驗室教師必須具有良好的職業道德修養,有廣泛的實驗專業知識,具有科學的實驗室管理知識,要會管理、會準備實驗、會協助任課教師輔導實驗、會維修保養儀器設備、會自制教具?!陡拭C省教育廳關于加強中小學教育裝備工作的意見》中指出要進一步加強教育裝備隊伍的建設:實驗室管理人員必須是專職的,高級中學不少于3人,初級中學不少于1人,小學可有兼職人員,保證實驗室管理人員的專業性。實驗室管理人員必須要定期地、有計劃地、有目的地進行培訓,保證實驗室管理人員的整體素質水平。學校在評職稱等方面要把實驗室管理人員同任課教師同等對待,以保證實驗管理人員隊伍的穩定性。實驗室教師首先應該了解四個行業標準(《小學數學、科學教學儀器配備標準》《中小學理科實驗室裝備規范》《教學儀器管理制度》《初中實驗室儀器操作規范》);其次還應該會進行實驗室管理,主要包括實驗室各項管理制度的建立、儀器的科學存放、儀器的保養維修及安全防范措施、儀器賬目的管理及使用、實驗室的整體環境及管理、實驗室工作的職責分工及管理。實驗室教師只有熟悉各種制度,才能做到儀器存放科學、規范、安全、美觀、方便;賬目清楚,儀器性能熟悉,才能更好地為實驗教學服務。
三、實驗室工作與實驗教學相結合
1.充分利用現有實驗室資源教材的多元化導致了同一實驗的多樣化,也就導致了實驗用具的不同化。例如,在有的教材中,凸透鏡成像實驗是使用光具盤來做的,而我們學校只有光具座,那么用光具座來代替光具盤做透鏡實驗就是不二的選擇。又如,教師在展示什么是凸透鏡時,我們利用的是從報廢的投影儀上拆下的鏡頭。在資源不足的情況下,充分利用現有實驗室資源是新課程所提倡的。
2.多摸索實驗技巧
許多實驗方法不僅提供給我們化解疑難實驗所需的知識和技術竅門,更重要的是還可以給我們智慧的啟迪和激勵,使對實驗敏感、勤于思考的人獲得創造性地解決問題的能力。例如,在“壓縮氣體做功能使物體內能增加”的實驗中,利用空氣壓縮引火儀壓縮氣體體積做功來點燃棉花。這個實驗一般很難做成功。經過多次實驗,我們發現實驗成功的關鍵是:用力下壓時要快、脫脂棉不能放的太多、最好用撕毛的擦鏡紙代替脫脂棉。又如,“固體分子引力”實驗中,演示分子引力一般采用的是將兩個鉛圓柱體塊壓緊在一起后不易拉開的方法。這樣一來,對實驗的要求就高了。具體做法是:首先,要將兩鉛塊接觸面的氧化層用刀刮去,要注意向同一方向用力并盡量將接觸面刮平,對兩鉛塊施壓時不要采用兩個接觸面對壓的方法,而是要將兩鉛塊慢慢相對用力推壓,逐漸增大兩鉛塊的接觸面。這樣壓好以后,一般可以承受10N的拉力,而且拉開鉛塊后,從其面上的印痕可以看出,兩鉛塊壓緊時的接觸面積一般都很小,因此足以說明是分子間的引力在起主要作用。
3.轉變實驗方式
(1)變演示實驗為分組實驗。在課堂教學中,學生是主體,教師只是起了引導學生自主學習的主導作用,因此只要實驗室條件允許,我們就盡可能把實驗器材多準備幾套,把演示實驗變為分組實驗,使每一個學生都能參與到實驗中來。
(2)變驗證實驗為探究實驗。在物理教材中有很大一部分實驗是驗證性的,對于已經知道結果的實驗,學生普遍沒有太大興趣,而且也存在記憶不深刻的弊病。如果把教材中的驗證實驗放在結論前做,變驗證為探究,那么就能很好地調動學生學習興趣。
(3)變課內實驗為課外實驗。由于上課時間有限,一些與常見的物理現象有關的實驗和復雜的實驗就沒時間做,多數情況下就由做實驗改為教師講實驗了。針對這一現象,我們采取的方法是面向全體學生開放實驗室,學生可以利用課余時間到實驗室,把課內沒時間做的實驗放到課外時間完成。
4.改進實驗
(1)化小為大,變微觀為宏觀。例如,我們可以利用激光筆來演示厚木板的微小形變。把激光筆固定在木板上,當木板發生微小形變時,激光投在墻上的光斑就會發生明顯移動。又如,在“光沿直線傳播”實驗中,光在空氣和水中的傳播路徑一般無法觀察到,為了顯示出光在空氣和水中的傳播路徑,我們采用激光筆作為光源,讓激光通過充滿煙霧的玻璃瓶或滴有牛奶的純凈水,這時就會看到一束筆直的光線通過空氣或水中。當然我們也可利用幻燈機或投影儀把實驗現象進行放大。
(2)化夷為險,變靜態為動態。在保證安全的前提下,把平淡無奇的實驗改為驚險刺激的游戲,或把靜態的實驗變為動態實驗,加深學生印象。探究“平面鏡成像規律”時,可讓一小球慢慢滾向鏡面,這時,可看到小球和球的虛像分別由透明玻璃的前方和后方以相同的速度接近鏡面,并同時到達。
(3)化凡為奇,使無趣變有趣。我們要改進實驗設計,在實驗原理不變的前提下,用有趣味的實驗代替無趣的、常見的實驗,以引起學生興趣。比如,講“水是熱的不良導體”時,可演示“煮不死的魚”(試管傾斜放置,試管底部有魚,用酒精燈加熱試管上端)。在探究“摩擦起電”現象中,可用會跳舞的乒乓球引入新課,具體操作是;把乒乓球放在一個平面上靜止不動,用皮毛摩擦塑料殼鋼筆桿,然后讓它靠近乒乓球,移動鋼筆桿,乒乓球也會跟著動,就像乒乓球伴著鋼筆桿的指揮在跳舞。
5.自制教具
一、設計顯著實驗,提高現象的“可見度”
在教學中,我們會遇到這樣的問題:一些演示實驗現象不明顯,不利于學生的觀察認知。怎樣解決這個問題,是擺在我們教師面前的一項任務。譬如,在《飽和溶液不飽和溶液》一節中,食鹽溶液、硝酸鉀溶液均無色,我將食鹽換成硫酸銅,硝酸鉀換成高錳酸鉀,這樣就把原來的無色變成了鮮艷的藍色和紫紅色,便于學生觀察試管底部是否有固體剩余,從而判斷溶液是否飽和。在學習硝酸鉀和氯化鈉的混合物分離時,遇到同樣的問題,我就采取類似的方法解決,達到了較好的效果。
二、補充演示實驗,融化知識點
當我們講解純理論知識點時,光憑空洞說教學生往往是難以接受的,這就要求我們教師適當補做一些演示實驗,調動學生的形象思維,以達到對知識的理解。在《二氧化碳》一節中,講到二氧化碳的實驗室制法時,強調要用稀鹽酸而不用稀硫酸。我增加了兩點:不可用碳酸鈉代替石灰石;滅火器中應用碳酸鈉而不用石灰石。為了讓學生能更好地理解,我在講二氧化碳的實驗室制法前,先做了三個小實驗:⑴石灰石中注入稀鹽酸,反應迅速,石灰石表面不斷冒氣泡;⑵石灰石中注入稀硫酸,開始時石灰石表面迅速放出氣體,一會兒,氣泡便停止產生;⑶碳酸鈉溶液與鹽酸混合,反應非常劇烈,瞬時就完成。三個小實驗的演示,使學生對三個知識點的理解更容易、更透徹。
三、增加學生實驗,發揮學生的主體作用
長期以來,人們將實驗教學定位于輔助教學,所以實驗考核模式存在著一些弊端。
1.1僅憑實驗報告評定成績
不少學生按照書本抄寫實驗預習報告,做實驗時也只是“照方抓藥”,按部就班地照教師說的做,知其然而不知其所以然,最后抄襲別人的實驗結果或實驗報告。所以僅憑實驗報告給定成績很不科學,并造成學生對實驗產生厭煩情緒和草率應付的態度。
1.2考核方法不合理
我們以往雖然采用了實驗操作考核制度,但沒有檢查學生的操作要領,只是通過最后的結果或數據是否接近準確值來判分。其后果是,學生在做實驗的過程中不會深刻理解理論知識,也不認真觀察和分析實驗現象,更不分析產生誤差的原因。這樣的實驗考核嚴重影響了學生素質的提高和創新能力的培養,遠沒有達到開設實驗課的目的和要求。
2.改革后的考核模式
為使學生成績能夠客觀地反映學生對實驗基本知識和操作技能的掌握程度,激勵學生學習積極性,我們采用平時實驗成績與期末考試成績相結合的辦法給出最終成績。
2.1平時成績
平時考核成績占該實驗課總成績的60%。內容包括預習報告(5%)、實驗操作(20%)、態度與衛生(5%)、實驗報告(30%)。
2.1.1預習報告
預習不只是讓學生把實驗指導書上的原理、方法和步驟、注意事項等簡單地瀏覽、抄寫一遍,而是作為激發學生主動獲取實驗本領的第一環節來進行強化訓練。首先,教師提出一些既有啟發性又有一定難度,學生通過翻閱資料和認真思考能夠解決的問題。例如,在葉綠素提取實驗中,研磨葉片時加入少量石英砂和碳酸鈣粉末的目的是什么。其次,教師要求學生通過預習掌握每一步實驗的原理和內在知識聯系,挖掘實驗成敗的因素和相應措施,統籌規劃實驗步驟,以及立體交叉利用時間和儀器,寫出最佳實驗實施方案。教師除了根據預習報告的質量打出相應的成績之外,還以提問的形式隨機抽查學生,以檢查預習實驗的質量[2]。
2.1.2實驗操作
實驗操作是培養學生動手能力和提高實驗操作技能的重要一步。操作規范準確,還直接關系到實驗結果的準確性與安全性等問題。在實驗過程中,教師要巡回檢查。對發現的問題,教師不僅要從理論上給以分析,幫助學生找出問題所在,而且要親自動手示范,并要求學生重新做。同時,教師要在原始數據上簽字,以杜絕學生上課應付、課后抄襲的現象。最后教師應根據學生的操作規范、熟練程度和實驗結果給出其該項成績。
2.1.3態度與衛生
嚴謹的科學態度和良好的實驗習慣,是實驗成功的的有效保證。實驗態度主要有態度是否認真,紀律遵守情況,衛生狀況,是否節約藥品、水電,有無損壞儀器的現象,對實驗過程的異?,F象能否及時提出問題等。學生每次做完實驗后,都要清潔自己所用的儀器、設備和實驗臺,并把試劑、儀器等擺放整齊。對打破或損壞儀器、設備者,要采取嚴格的登記手續。教師根據學生在整個實驗期間的實驗態度情況給出相應成績。2.1.4實驗報告
實驗報告是學生對實驗的總結,也是學生撰寫論文的重要基礎,它可從一個方面反映學生的實驗全過程,是各種實驗現象、實驗結果升華到理論高度的重要步驟。實驗報告的考核主要包括報告是否整潔規范、實驗步驟和實驗現象記錄是否完整、實驗結果是否正確、對實驗現象和結果能否作出較深入的分析和討論等。所以,教師對實驗報告主要把關“實驗結果與分析”,并根據他們的分析情況給出相應的成績[3]。
2.2期末考試成績
期末考試占該實驗課總成績的40%,其中,實驗操作和實驗理論考核各占總成績的20%。
2.2.1實驗操作
實驗操作主要是觀察和記錄學生能否準確、全面地觀察到對象的變化,能否運用恰當語言描述和解釋實驗現象,能否較好地組織實驗數據,能否以科學方法從數據中得出定量或定性關系并概括出一般的原理等。
學生從試題庫中隨機抽取一張試題卡片,并根據內容進行回答和實驗操作,而教師根據學生陳述、回答和操作的情況,按照評分標準,直接給出成績。
2.2.1實驗理論
實驗理論考核強調對實驗過程、實驗原理的分析,突出考查學生的創新意識、語言表達能力和綜合設計能力。其最大優點在于它能夠在較短時間內,考核更多的實驗內容,全方位地了解學生實驗技能的水平。
3.結語
我們通過實驗改革,激發了學生的學習興趣和求知欲,從而使學生在實驗過程中始終處于興奮狀態,提高了學習的自覺性和積極性,培養了學生的吃苦耐勞精神和創新精神,提高了學生的實踐能力和創新能力。
參考文獻:
[1]張武升.教育創新論[M].上海教育出版社,2000.
[2]鄒長明,于群英,李孝良等.改革實驗考核方式的實踐與成效[J].安徽農學通報,2007,13(19):331-332.
[3]梁海生,倪新蕾,貝承訓.改革實驗考核方法,提高實驗教學質量[J].中山大學學報論叢,2006,26(5):18-21.
(一)研究結果
如圖1、2所示:接受調查的對象分為兩年級,其中,高二149人,高三23人??側藬?72人,42分以下有5人;45-56分有18人;57-62分有86人;62分以上有63人。如下圖所示:月收入2000以下、2000-4000、4000-6000、6000以上的人數分別有17人、35人、64人、56人;所占總人數百分比分別為10%、20%、37%、33%。
(二)因素分析
KMOandBartlett''''sTest采用KMO樣本測度及巴特萊特球形檢驗法,對變量之問的相關性進行檢驗。KMO>0.9時為非常優秀;0.8<KMO≤0.9時為優秀;0.8<KMO≤0.7時為一般;0.7<KMO≤0.6時為差;0.5<KMO≤0.6為很差;KMO≤0.5時不能做。本次調查問卷KMO值為0.806為優秀。KMO值較高,說明該數據適宜作因子分析。巴特萊特球形檢驗統計值的顯著性概率是0.000,小于l%。說明數據具有相關性,是適宜作因子分析的。
(三)家庭月收入的差異性
檢驗研究結果表明,“學生對化學實驗的主觀想法”只有這個因子與中考化學成績差異顯著。Sig值是0.049。其中隨著家庭收入的增高,學生對“化學實驗的主觀想法”也越來越強。
二、針對高中生化學實驗教學有關方面的應對措施
(一)改變傳統教學觀念,注重對學生科學素養的培養
所謂應試教育就是以考試為手段,以升學為目的,以分數高低論優劣的片面的教育模式,著眼于智育發展,忽視了德育美育等方面的提高,限制了學生潛能的發揮和全面素質的提高。應試教育對教學質量與效果產生了嚴重的負面影響,必須改變這種教育思想,才能讓學生更好、更全面地發展。
(二)嘗試多樣化實驗室管理,提高實驗室的開放率
可以將學?;瘜W實驗室在學生的課余時間開放,這樣可以減小課時緊張、實驗室數量有限,給實驗教學帶來的壓力。在實驗室管理方面,可以采取學生輪流值日的措施,這樣可以加強學生對實驗儀器和藥品的保管意識。使他們熱愛實驗室、熱愛實驗。
(三)注重加強化學實驗教學內容的選擇,激發學生對化學學習的興趣
實驗項目類型按照要求不同可以分為3個層次:一是基礎性試驗或驗證性實驗;二是綜合實驗;三是設計研究性實驗。教師在進行高中化學實驗教學時,對高中化學實驗進行合理分配,對于基礎性實驗或驗證性實驗,應盡量讓全體學生都能親自動手,不僅鍛煉他們動手能力還能使他們掌握化學實驗的基本操作,熟練化學實驗儀器的使用。
三、總結