時間:2022-04-08 18:37:02
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇實驗技能,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
下面是與雙冊教材有關的幾個有代表性的實驗項目訓練內容。
一、電磁鐵性質實驗
1.實驗原理
1820年丹麥科學家奧斯特發現,不僅磁鐵周圍存在著磁常電流周圍也存在著磁場,如果把導線繞成螺線管,螺線管就有了磁性。利用通電螺線管有磁性和鐵在磁場中能被磁化的原理,可制成磁性很強的電磁鐵。電磁鐵有很多性質:通電產生磁性,截斷電流磁性消失;電流越強磁力越大:螺線管的線圈匝數越多磁性越強;電磁鐵的南北極性可以由變換電流方向來控制。
2.實驗操作
(1)把帶有絕緣外皮的導線,按照相同的方向纏繞在一根大鐵釘上。接通電流,用它接近鐵制品,有吸引現象出現;切斷電流。現象消失。(2)用電磁鐵的一端去接近磁針兩極,出現相斥相吸現象。改變電流方向,又出現相吸相斥變化。(3)改變電磁鐵線圈匝數,磁力隨之改變。改變電池節數,磁力也改變。
3.實驗教學設計
(九年義務教育教材五年制第六冊第8課)(1)自制電磁鐵。(2)綜合定義。(3)分組實驗:研究電磁鐵有無極性和變換極性的方法。(4)分組實驗:研究加大電磁鐵磁力的方法。(5)講述電磁鐵的用途。
二、電路的組裝實驗
1.實驗分析
在設計、安裝、維修各種實際電器的時候,常常需要表示電路連接情況的圖。為了簡便,通常這種圖不用實物,而用符號代表,這種用符號表示電路連接情況的圖叫電路圖,根據需要電路有串、并聯之分。把電路元件逐個順次連接的叫做串聯,把電路元件并列接在電路兩點間的叫做并聯。教材中涉及到的電路圖如下:圖中①是串聯電路,②③④是并聯電路,使用了電燈、開關、電池組、導線四種符號。并聯電池能加大外電路電流,串聯電池能提高外電路電壓,通常采用串聯電池方法。串聯燈泡光線弱,不能控制每只燈泡的亮滅;并聯燈泡光線強,可以分別控制。
2.實驗操作
(1)組裝串聯兩節電池、兩個燈泡、一個開關的電路。(2)組裝串聯兩節電池、并聯兩個燈泡,一個開關控制的電路。(3)組裝串聯兩節電池,并聯兩個燈泡、兩個開關,分別控制每盞燈泡亮滅的電路。(4)組裝串聯兩節電池和一個分別控制三個并聯燈泡亮滅的開關的電路。
3.實驗教學設計
五年級教材涉及電路的內容是第6課《電流》,目標是指導學生學習一些電流電路的初步知識,培養學生的想象能力和獨立思考能力,磨練其攻克困難的意志。學生動手實驗操作是課堂教學中的主要活動,教師需要做的是:①提供充足的器材。②明確三個研究課題:一是分別試用一節和兩節電池做電源,看小燈泡的亮度有什么變化。二是試用同一電源,使兩只小燈泡同時發光的方法。三是設計控制三只燈泡分別亮滅的電路。③組織學生課內外實踐活動,參與觀察,實驗制作,分析綜合,形成概念。④讓有創見的同學演示自己組裝的電路。⑤總結。三年級教材也安排了電路內容,要求學生知道什么是電路,會連接簡單的串并聯電路。課堂教學中雖然也讓學生進行實驗、比較、探究、嘗試,但實驗能力要求只是初步學會組裝電路,做不同電路的對比實驗。
三、沉浮規律實驗
1.實驗原理與操作
(1)浮力的產生:挪動水中的物體,有省力的感覺,這說明水對物體有向上托起的力,這種力叫浮力。浮力是怎樣產生的呢?這可用下圖來說明。假定在水中有一個立方體,它的六個面都要受到水的壓力。物體的左右兩個面因在同一深度,所受的壓強大小相等方向相反,所以側面上的壓力是彼此平衡的。前后兩個面也是這樣。而上下兩個面在水中的深度不同壓強就不同了,下面的壓強比上面的大,也就是說下面的向上壓力比上面的向下壓力大,這壓力差就是水對物體的浮力。浮力的方向是豎直向上的。(2)浮力的大小跟什么有關系:用實驗圖示來研究。在彈簧的下面掛一個金屬筒,筒下吊一個金屬圓柱體,記下彈簧伸長后達到的位置。另外取一個溢水杯,杯里的水裝到溢水位置,把金屬圓柱體浸入水中,這時彈簧縮短,同時水從溢水口流出,把溢出的水全部倒入金屬筒,這時彈簧又伸長到原來位置。這個實驗可以說明,金屬體所受的浮力等于被它排開的水的重量。如不用水而用酒精等液體做這個實驗,結果也一樣。(3)沉浮條件:我們知道,浸在液體里的物體要受到兩個力的作用。一個是豎直向上的浮力,大小等于排開液體的重量;另一個是豎直向下的重力,大小等于物體的重量。物體在液體中的沉浮就取決于這兩個力的大校如果物體受到的浮力大于物體的重量,物體就上浮;如果物體受到的浮力小于物體的重量,物體就下沉;如果物體的重量等于浮力,物體就停留在水中不動。浮在液面上的物體所受到的浮力等于它的重量。
在中學化學教學中加強演示實驗和各類學生分組實驗,對學生進行化學實驗技能的培養,是提高化學實驗教學質量的根本途徑之一。中學化學實驗技能的具體內容和要求包括基本儀器的使用技能;實驗基本操作技能;實驗設計技能以及實驗事故的正確處理等。這是在教學中培養學生化學實驗技能的依據。
那么,如何培養學生的實驗技能?在實際教學過程中,我認為應當做到以下幾個方面。
一、創造條件,讓學生有更多的練習機會。
根據心理學的研究,技能就是近乎自動化了的動作,是經過練習形成的。培養技能,實際是要求形成一定熟練程度的技能技巧。因此,培養化學技能,也就是要學生通過反復多次的練習,形成熟練的化學技能技巧,這就必須創造條件給學生更多的練習機會。
[例1]實驗員在課前臨時給化學老師準備了一套乙醛性質實驗和洗滌銀鏡的藥品:NaOH溶液、氨水、CuSO4溶液、AgNO3溶液、稀HNO3、乙醛等六瓶規定濃度的溶液。由于時間倉促,僅在盛乙醛的試劑瓶上貼了標簽。但這位老師在演示實驗時每次都能準確地取得所需藥品。那么,這位教師是怎樣辯認藥品?
這道例題可以培養學生正確存放幾種特殊藥品的方法。其中CuSO4溶液為藍色;NaOH溶液應是橡皮塞;AgNO3溶液和稀HNO3都應是棕色瓶,但稀HNO3不能用膠頭滴管;余下無標簽者是氨水。
在中學化學教學中,有的教師在準備學生實驗課時,常代替學生把儀器和藥品都事先裝配和稱量好。這種做法,盡管出于多種原因,但削弱了學生練習操作的機會,是不宜提倡的。
二、要有循序漸進的訓練計劃。
化學實驗技能的形成過程一般分為“初步學會”、“學會”和“熟練掌握”三個階段。所以,要把實驗技能的項目和要求,循序漸進地訂進每一個實驗或實驗目的中去。例如在實驗目的中明確提出重點學會哪種技能,鞏固熟練哪種技能等。在實際教學中,我們可以采取如下步驟進行教學活動。
(一)進行嚴格的單項操作訓練,培養學生優化實驗的基本技能。單項操作訓練,是讓學生根據儀器或具體的基本操作,分解動作進行練習的方法,通過反復嚴格訓練,使學生重點掌握操作要領,基本動作準確、穩定。
首先,由教師講解儀器的名稱、圖形、用途和操作的原理,然后示范每種儀器、每個操作過程的分解動作,學生掌握要領后再示范連貫動作,學生模仿操作練習,等到練習基本掌握后教師要精心設計一些簡單實驗,激發學生練習的興趣。
在這些步驟中,要使學生能識別儀器,知道名稱、了解用途。并在教師指導下能夠正確使用,在教師指導下能正確進行實驗操作并做好實驗記錄和進行簡單實驗的設計。例如對容量瓶的使用,應明確知道名稱、規格,了解它是用來配制準確濃度溶液的儀器,懂得不應在容量瓶內溶解藥品,不應在容量瓶中長期存放堿液和直接加熱容量瓶等注意事項;在教師指導下能正確握持、洗滌容量瓶,并進行瓶塞是否密閉的檢查,以及正確配制溶液,溶液的稀釋、定容、搖勻和轉移等操作。
(二)完成具體的實驗,初步形成實驗技能。嚴格的單項操作訓練為過渡到完成具體實驗創造有利的條件。在學生的實驗中教師要充分保證學生能夠獨立操作,并仔細觀察,若發現學生操作不正確,應予及時糾正,以防止學生形成錯誤的操作習慣。因為學生一旦形成了錯誤的操作習慣,就很難糾正了。在糾正學生的錯誤操作中,教師要善于分析學生發生錯誤的根源,針對不同的原因采取不同的糾正方法,以培養學生嚴肅認真的科學態度。學生發生錯誤操作的原因,一般是由于不了解操作原理,或由于操作比較復雜而顧此失彼,或由于思想上的疏忽等。此外,準確的觀察、忠實的記錄,即使出現預想不到的現象,也要求學生實事求是地進行記錄,并幫助學生分析原因,找出問題的癥結所在。這樣,既培養了學生良好的科學態度,也可以開闊學生思路,培養學生分析問題和解決問題的能力。
當然,為了提高學習效率,在教學中,教師可以采用放實驗錄像的方法,對實驗操作進行講解和示范。但是,對于重要儀器(如:分液漏斗、容量瓶、滴定管等)、重點實驗一定不能“紙上談兵”,應讓學生有充分時間動手操作。在動手過程中,學生可以居高臨下,有目的提高實驗技能,抓住觀察的重點,提高分析問題解決問題的能力。
實驗中的許多現象(正常、異常)只有通過做實驗才能發現。
[例2]乙烯是稍有氣味的氣體,實驗室制乙烯時所得氣體為什么有刺激性氣味?這對乙烯的性質實驗有什么影響?如何排除影響?怎樣證明乙烯中所含氣體雜質的成分?
以上問題只有通過實驗操作,才能使學生得到真正的理解和掌握。通過實驗,可以發現反應液變黑,這說明有碳生成。濃H2SO4和碳在加熱條件下發生氧化還原反應,生成SO2、CO2、H2O,其中SO2有刺激性,因此制得的乙烯有刺激性。在做乙烯跟溴水或酸性高錳酸鉀溶液反應的實驗時,如果將反應器中所得氣體直接通入,SO2也能使上述兩種溶液褪色,不能證明乙烯發生了反應。因此需將SO2除去(用稀NaOH溶液)。如何證明乙烯中含SO2和CO2呢?問題的內涵是:(1)檢驗SO2時排除乙烯的干擾――用品紅溶液檢驗SO2,而不能使用溴水或酸性高錳酸鉀溶液。(2)檢驗CO2時排除SO2才能用石灰水檢驗CO2。因此,實驗的順序為:使氣體依次通過盛有品紅溶液的洗氣瓶(檢驗SO2)、盛有酸性高錳酸鉀溶液的洗 氣瓶(除去SO2)盛有品紅溶液的洗氣瓶(品紅不褪色、證明、SO2已除盡),盛有石灰水的洗氣瓶(檢驗CO2)。
實驗中經常出現所謂的“異常”現象,其原因可能是客觀因素(試劑不純、變質或伴隨其它反應),也可能是主觀因素(操作不合理、不規范)。學生只有通過具體實驗操作才能發現這些問題,然后分析原因,找到解決問題的方法,從而達到提高和鞏固自己的實驗技能。
學生的基本操作能力,在完成具體的實驗過程中綜合運用,并不斷得到鞏固和完善,在操作原理和操作方法兩方面獲得較系統的知識,初步形成定向觀察能力和書寫實驗報告的能力。
(三)初步學會簡單的實驗設計、繪制裝置圖。實驗設計是綜合運用已學知識和技能的過程。要手腦并用,理論實踐相結合,開發學生創造性思維能力,在解決簡單的實際問題中鍛煉學生獨立工作能力,可以給學生布置一些實驗習題,根據已學知識設計實驗方案,要求做預習報告,指出反應原理,說明操作步驟,列出實驗用品,給出實驗裝置圖。必要時還可組織學生針對各項要求進行討論,相互交流比較,取長補短,確定最佳方案,最后讓學生進行實踐練習,教師進行評定成績。
[例3]實驗室用簡易的實驗方法測得數據,從而求出常溫下濃度為Cmol?L-1稀氨水的電離度。簡要步驟和計算式是 。
實驗設計屬于一種綜合能力的體現,它要求學生理解掌握化學基本原理的有關知識,熟練掌握實驗基本原理和技能,并且能夠將化學實驗基本操作、物質檢驗的定性和定量實驗融為一體,熟悉有關反應原理,準確按照題給的要求,選擇最佳的實驗設計方案。學生要能透過實驗現象,分析推理反應的實質,并能以簡練、準確規范的文字表述有關內容。這道習題就屬于實驗方案設計類型。要求學生用清潔的玻璃棒蘸取稀氨水,點在PH試紙上,并和標準比色卡對比,測得該氨水的PH,據以求出OH-濃度,即知已電離的NH3?H2O和溶質NH3?H2O的比,通過對實驗數據進行運算處理就可測出該烯氨水的電離度。
三、做好對學生技能的考核。
關鍵詞:化學;實驗技能;科學素養
中圖分類號:G427文獻標識碼:A 文章編號:1992-7711(2013)02-037-2
一、示范引路,夯實基礎
1.強化實驗觀察
俄國著名化學家門捷列夫曾說過:“科學的原理起源于實驗的世界和觀察的領域,觀察是第一步,沒有觀察就不會有接踵而來的前進。”任何實驗都離不開實驗觀察,教師在實驗演示的同時應引導學生學會科學的觀察方法,提高他們的實驗觀察能力。
首先,要讓學生明確觀察的一般順序和內容,提高實驗觀察的全面性。化學實驗觀察遵循的一般順序是:物質的物理性質——物質的化學性質;化學實驗儀器、裝置和操作——反應物——物質的變化過程——生成物。觀察的內容主要有實驗儀器和裝置、實驗操作、化學物質及其變化。在具體的觀察過程中通常根據實驗操作的先后,分別對各項內容進行觀察。
其次,要讓學生學會正確進行化學實驗觀察記錄,提高實驗觀察的科學有效性。化學實驗觀察記錄是用文字、化學術語、化學用語、數字、實驗儀器、裝置圖、表格等形式對實驗觀察對象進行簡要、概括描述的一種科學方法。在進行實驗觀察記錄時應事先設計好記錄表格,做到真實有序、簡明完整、主次分明、用語正確。
2.規范實驗操作
首先,讓學生掌握中學常用儀器的性能和使用方法。凡是在實驗中首次出現的儀器,教師都應做詳細的介紹,對一些重點儀器的使用方法和注意事項,在作好示范的同時還應經常復習鞏固。
其次,讓學生學會正確選用儀器。通過具體的實驗例子,如實驗室制NH3,讓學生明確選擇實驗儀器一般應考慮以下幾方面:①反應物的性質;②反應條件;③反應速度要求;④實驗安全;⑤生成物性質;⑥生成物的量;⑦環境保護;⑧操作簡單易行等。
第三,讓學生學會綜合運用實驗儀器。通過分析一個典型實驗講清一類實驗的操作內容,如通過銅和濃硫酸反應的實驗分析,可歸納總結出下述操作內容:(1)儀器的選擇、連接和固定:(2)裝置氣密性的檢查;(3)藥品的取用;(4)加熱方法;(5)尾氣處理;(6)裝置的拆卸;(7)廢物處理等。對這些操作,都應講清它們的操作要領和理論根據。
二、體驗形成,提高能力
1.加強實驗設計
(1)在教學中練習實驗方案的改進
教材中的一些實驗方案有時并非十分嚴密,在教學中可以通過引導學生對實驗方案進行評價,提出改進意見,從中領悟實驗設計的方法和原則。例如,實驗室用濃鹽酸和二氧化錳反應制氯氣的實驗方案,可通過設問“這套實驗方案制得的氯氣是否純凈?”來引導同學提出改進方案,體會氣體制備實驗裝置設計時應從發生裝置、凈化裝置、收集裝置、尾氣處理裝置等幾方面著手。又如,把實驗室制備的乙烯直接通入高錳酸鉀溶液、溴水中發生褪色現象,不能說明乙烯能使它們褪色。在教學中可因勢利導,提出如下題:①制得的乙烯中有何雜質氣體?②高錳酸鉀溶液、溴水褪色是否一定是乙烯的原因?③如何證明制得的乙烯氣體中混有雜質氣體SO2、CO2?④如何除去乙烯氣體中混有的SO2、CO2?引導學生討論、分析、得出結論。
(2)在習題中強化實驗方案的設計
實驗方案設計還只是個思維藍圖,不受物質和條件的限制,可以在課后習題中進行訓練。
例如,教材通過蔗糖和濃硫酸反應的實驗說明濃硫酸有脫水性和強氧化性,但沒有進一步實驗說明氧化產物是CO2。教師可布置習題,設計實驗方案,證明碳和濃硫酸反應的產物有CO2、SO2和H2O。
2.開展實驗探究
(1)課堂實驗探究化
教材中的課堂實驗以發現式為多,缺乏探究性,在教學中可進行探究化改進。例如,鈉和水的反應實驗探究過程如下:
①問題情景:學生分組實驗,將一小塊鈉投入盛水的小燒杯中,提醒仔細觀察,提出問題“鈉與水反應的產物有哪些?”
②提出假設:學生根據現象進行假設,鈉與水反應放熱;鈉與水反應生成氫氣和NaOH;鈉與水反應生成氧氣和NaOH。
③設計方案,驗證假設,教師指導。
④實驗驗證:(三組代表)
現象:兩組均產生大量氣泡;用帶火星的木條靠近燒杯口,木條不復燃;用燃著的火柴靠近燒杯口,有爆鳴聲;反應后溶液溫度升高,加酚酞溶液變紅。
結論:反應是放熱反應;反應產生氫氣;有堿性物質生成。
⑤結論:鈉與水能反應,放出的熱量使鈉熔成小球,生成的氫氣推動鈉塊四處游動,生成的NaOH使酚酞變紅。
(2)拓展、延伸課外實驗
課外實驗是指在沒有教師現場指導下,學生在課外用一些簡單易得的器材,獨立完成設計、操作并得出結論的實驗。如:學習影響平衡移動的因素后,可讓學生探究溫度對某加酶洗衣粉去污效果的影響;學習鹵素性質后,可讓學生檢測家里用的食鹽是否是加碘鹽,探究不使碘份流失的適宜溫度;學習溶液的酸堿性時,可讓學生用pH試紙檢測當地污水、雨水或土壤的pH,分析原因并提出解決辦法等。并嘗試將實驗的方法和結論寫成論文或研究報告。
通過親歷實驗的探究過程,學生既學到了化學知識與技能,同時也學習了多種科學方法,提高了動手能力,從而有效地培養學生的創造精神和科學探究能力。
三、評價導向,提供動力
研究表明,要使學習達到最佳狀態,學習者必須能有意識、有目的地監測和調節自己的知識、加工以及認知和情感狀態。積極有效的評價能讓學生發現自己學習上的閃光點,保持健康、向上的心態,為學生的學習創造良好的心理環境。同時,教師應注意診斷學生在學習中存在的問題偏差,使學生能揚長避短,優化學習過程,使自己不斷發展。
【摘 要】在生物學實驗教學中,培養學生設計實驗的技能,對提高學生的創新精神和實踐能力具有獨特的優勢。文章探討了生物實驗教學中對學生設計實驗技能的培養意義和培養技巧,提出了相應的培養方法,是全面提高學生能力的一個根本途徑。
【關鍵詞】生物試驗;實驗技能;培養
所謂設計試驗,指在實驗開始前,讓學生先嘗試設計實驗方案,然后對照教科書上的實驗指導,找出自己設計實驗的不足,通過小組間討論和老師的指導并加以改進。讓學生帶著問題做實驗,使學生逐漸認識到在科學探索的過程中,要遵循一定的科學原理、科學方法、還需要熟練掌握一定的操作技能。
在以往的生物實驗中,學生手中有現成的生物實驗報告手冊,即使不預習、不做實驗,學生對教師布置的作業也能“一氣呵成”,把實驗完成的“無懈可擊”。這種實驗帶有明顯的被動性,很難激發學生的興趣,更不要說擴展學生的思維了。因此,在實驗中培養學生設計實驗的興趣和能力,正漸漸成為生物教學中的一個重要環節。
1. 培養學生設計實驗技能的意義 在實施素質教育的今天,教育的目的不僅是傳授學生知識,更主要的是培養學生的素質和能力,即不僅要學生知道是什么,而且要知道為什么,更重要的是知道怎么做;不僅要使學生學會已有知識,而且要學會動手動腦收集、加工知識,學會自我增長知識和生產知識。生物學是以實驗為基礎的自然科學,實驗是培養學生這方面能力的十分重要的途徑。因此,應重視生物學中的實驗教學。
實驗設計是根據問題的需要確立研究目標,應用所學原理,選擇適當的儀器、藥品和材料,設計各種實驗去驗證或探索某一原理或現象的過程。想把學生從照抄、照搬、照做的狀態引導為自主、獨立、創新的狀態,需要教師從平常的教學中不斷貫徹新的教學理念,新的教學方法,鼓勵和肯定學生的思維火花,不斷放手讓學生訓練。新課標教學大綱也有要求,以實驗為主的課,不能簡單地讓學生按照傳統的教學方法,照貓畫虎的完成實驗,而應利用實驗訓練學生設計實驗的技能,這樣既提高了學生們的生物科學素養,又激發了他們的探索精神,為將來從事生物科研、醫學研究和農業工程研究等打下牢固的基礎。
2. 培養學生設計實驗技能的技巧
2.1 啟發學生的思維積極性。興趣是思維活性的觸發劑,求知的需要是學習動機的基礎。當學生對某個問題發生興趣時,就會圍繞著這個問題積極地思考起來。但是,單純由“實驗”表面的“魅力”所引起的,只是直接的興趣,如果沒有更深層次內涵的吸引,維持不了多久。要想保持學生持久的興趣,就要善于“創造”種種誘因。比如,從生產實際和學生生活實際引出實驗課題,不斷明確實驗目的意義,不斷提出有趣而又有思考性的問題引起學生思考等等。通過這些手段,及時地把學生的直接興趣發展為間接興趣。
思維總是在觀察和解決問題的過程中進行的。當一個人產生必須排除困難的需要,或要了解某一問題時,思維就活躍起來。實踐證明,有意識地創設發現問題的情境是引導學生積極思維的好方法。我們要善于利用實驗中的[觀察與思考]、[討論]等欄目中的問題,以及在輔導實驗的教學中用有啟發性的問題巧妙地引導和調動學生思維的積極性。
初一的學生,從小學自然學科中的一些生物知識,到剛接觸初中的獨立生物學科,好奇心強。如何使他們對生物學的好奇心轉變為濃厚的學習興趣呢?這時可以得用他們對生物實驗的好奇心,激發興趣。通過生物實驗培養他們實驗能力,通過對實驗中某些實驗步驟地設計,使學生獲得學習生物的方法和能力,增加自己的成就感。
2.2 讓學生從驗證性實驗上升為探索性實驗。 教育家布魯納指出,教學不應該“奉送真理”,而應該“教人發現真理”。傳統的生物實驗只是驗證課本上的知識,學生在整個教學過程中處于從屬的、被動的地位,他們關注的是實驗結果,而對實驗的理論背景和實驗設計的方法不加思索。這種重結果、輕過程;重接受、輕參與的做法不利于能力的培養。因此,在實驗過程中,要有意識地培養他們的逆向思維能力,鼓勵他們大膽設想,讓驗證性實驗上升為探索性實驗,并且要為他們創造條件,去探索、實施他們想要做的實驗,從而培養他們的觀察、思維及創造能力。有時,有的學生可能會“異想天開”。此時,教師應倍加關注那些愛標新立異的學生,充分挖掘其“異想天開”中的合理因素,使他們敢想、敢說。例如,人教版七年級上冊“綠葉在光下制造有機物”這一實驗,課本上方法步驟3中要求陽光下照射幾個小時以后,摘下葉片,可能會有學生提出疑問,到底幾個小時是多少個小時?怎么把握這個時間段?如果有了這樣的疑問,就要鼓勵他們通過實驗來解答。通過這一探索過程,一方面滿足了學生的好奇心和求知欲,另一方面也培養了學生的主體意識和科學思維的能力。
2.3 幫助學生懂得設計實驗的指導思想。
第一,實驗設計要遵循一定的科學原理、科學方法。
第二,理解并熟練掌握科學研究的基本過程:問題假設實驗結論。掌握一定的操作技能。
第三,實驗的耗費應提倡低成本和簡單易行,生物材料應盡量就地取材。這也是新課標大綱所要求的。
第四,實驗設計前,應先嘗試設計實驗方案,然后對照教科書上的實驗指導,找出自己設計實驗的不足,然后在老師指導下,小組間討論。在討論中,注意每個實驗步驟中應包含一定的科學原理和方法。
第五,要善于分析實驗結果。能對實驗結果成功與失敗的原因進行分析。
總之, 實驗設計在中學生物課程改革方面越來越呈現出重要性。全面培養學生能力是減輕學生負擔的根本途徑。生物學是實驗科學,所以培養學生實驗設計能力是這一根本途徑的重要方面。
參考文獻
[1] 顧勤英.2002. 培養學生實驗設計能力的教學探索. 生物學教學,07期
[2] 束義福. 2001. 培養學生實驗設計能力探討. 實驗教學與儀器,11期
關鍵詞:化學實驗;實驗技能;操作技能
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)51-0241-02
高等教育改革和發展的戰略目標是建設高等教育強國,創新教學觀念、教學體系和教學模式,提高人才培養質量已經成為高等教育發展的核心任務。作為一門以實驗為基礎的學科――化學,它的存在和發展,實驗貫穿始終。化學實驗教學是整個實踐教學工作的重要組成部分,在本科化學類專業教學中占有特別重要的地位,它與理論教學相輔相成,是培養新世紀人才的重要環節。化學實驗教學主要培養學生的觀察能力、分析能力、實踐能力、解決問題能力,培養學生掌握科學的研究方法,形成嚴謹的科學態度和實事求是的作風;通過實驗課程掌握基本操作,規范使用儀器,獲取正確實驗數據;通過認真觀察現象,進行分析判斷最終得出科學結論。因此,實驗教學是培養學生創新實踐能力的重要環節和基本途徑之一。
良好的實驗習慣、規范的實驗操作、嚴謹的治學態度和科學的思維方法等的養成,都是從實驗這里邁出第一步的,這個階段對學生的成長來說是至關重要的。然而,在化學實驗教學中發現,學生在基本操作中普遍存在不少共性的錯誤問題。
一、化學實驗操作常見問題
1.物質稱量。常見問題有:稱量前沒仔細檢查電子天平是否在水平面上;沒有關閉天平門,就直接讀數;藥品灑落在天平托盤外;減量法稱量時,直接用手接觸稱量皿;敲擊稱量皿用力過大,致稱量皿損壞;直接稱量時,未掌握輕彈手背;稱量完后,不及時打掃。
2.移液管和吸量管使用。常見問題有:未注意管內是否水珠掛壁,就直接使用;未用移取溶液來潤洗管;潤洗衣管從上端口放液體;常用大拇指封住上端管口,無法控制液面;讀數時眼睛沒有與刻度線平視,仰視較多;貪方便,放液體時用吸耳球快速吹出液體;放液體完后時,沒使管停靠在容器內壁10~15秒;移取低于吸量管滿刻度液體時,常使用管嘴以上刻度直接吸取,未從滿刻度慢慢放出液體到所需量度處。
3.滴定管的使用。常見問題有:選用滴定管不當,酸式當堿式來用;涂凡士林過多或不均,造成堵塞孔或漏液;使用之前未做檢漏和未用滴定溶液來潤洗滴定管;滴定前未排空氣泡;接近滴定終點時,未掌握滴半滴或一滴,致終點過量;滴時速度太快;滴定液滴在錐瓶內壁,未用洗瓶用水沖下去;滴定管嘴上有掛水珠就直接讀數;讀數時,俯視或仰視刻度線或未從滴定管架取下讀數或手握滴定管下方;滴定姿勢不規范。
4.容量瓶的使用。常見問題有:未注意瓶內是否水珠掛壁,就直接使用;手握容量瓶的位置不對,常拿瓶底或刻度線以下部位;讀數時,眼睛沒有與刻度線平視;搖勻液體時,只是晃動瓶子,沒有上下搖勻;直接用洗瓶來定容,以致過量;直接把容量瓶置于烘箱干燥。
5.蒸餾和回流等裝置的連接與安裝。常見問題有:圓底燒瓶直接放在桌面上容易滾動而掉到地上被打破;連接處沒檢查密封;冷凝管進水管與出水管反接;裝置安裝零亂,擺放不整齊。
6.分光光度計的使用問題。常見問題有:未用空白液調零就直接測定;未注意調節測定波長就直接進行測定;手指常接觸比色皿光亮一面;比色皿與比色皿之間不配套;未把比色皿的光面放置光路的方向;用比色皿盛裝所測試的樣本溶液過程中,操作不規范;比色皿及比色托架在使用中放不到位,拉不到位。
7.有效數字的掌握。各種量器有有效數字不明確;實驗報告里有效數字的記錄、取舍和運算均沒有準確表達。
二、化學實驗技能比賽的組織與實施
為了貫徹落實“高等學校創新能力提升計劃”,全面提高學生積極參與化學實驗操作與創新研究的興趣,規范學生化學操作,強化實踐教學環節,促進我校本科化學實驗教學質量的提高,也為選拔優秀學生參加廣東省大學生化學實驗技能大賽做準備,學院面向全校理工學生舉辦化學實驗技能比賽。化學實驗技能比賽是對學生化學實驗技能的一種綜合檢驗,比賽著重考核學生綜合運用實驗基礎知識的能力,考核學生的實驗綜合技能,考核學生的操作能力和創新精神,內容涵蓋相關化學實驗的基礎知識、基本技能、實驗原理、實驗方法等知識領域。因此,開展實驗技能競賽,提高化學實驗技能和基本操作水平,在化學化工等專業人才培養中有著舉足輕重的作用,同時也是提高學生科研創新能力和培養高素質人才的重要途徑。經過兩屆比賽,取得了良好的效果,大大提高了學生的化學實驗操作技能。
比賽形式以初賽、決賽兩個階段以及集中強化訓練階段。
初賽階段:化學實驗理論筆試(閉卷,考試時間1.0小時)含無機化學實驗、化學分析實驗、有機化學實驗內容,包括誤差理論、數據處理、化學實驗室基本知識、化學實驗室安全知識、電和氣的使用、重要常規化學品的安全使用、常規化學實驗儀器的使用、基本的實驗操作規范、化學實驗基本知識等。
決賽階段:化學實驗操作考試(4~5小時),決賽人數為30名。設置兩組實驗,每組的實驗操作題不同,但均全面考查基本的化學實驗技能、實驗設計、實驗操作、實驗現象的觀察和記錄、基本化學計算、儀器使用和數據采集及其分析處理能力、實驗報告的擬定、分析和解決實驗中出現的問題等多方面的實驗綜合工作和研究能力。
強化訓練階段:是為參加廣東省大學生化學實驗技能大賽的選手作選撥。由決賽階段產生的約20名選手作為廣東省大學生化學實驗技能大賽參賽候選人,設置多組實驗,集中強化技能訓練,最后挑選4~6名學生參加大賽。
三、化學實驗技能比賽的實踐體會
1.促進學生的自主學習,提高學生學習的主動性和積極性。由于報名比賽學生較多,而進入最后決賽名額有限,最終能代表學校參加省競賽的名額只有幾個,因此學生想要通過初賽,進入決賽,最后突圍而出,就必須進行系統的學習和復習,全面掌握化學實驗基本知識和操作等,熟練完成各種實驗項目。這樣就激發了學生學習興趣,提高了學生學習的主動性和積極性。
2.有助于提高學生對實驗課的重視。平時學習過程中有些同學對實驗課不重視,常采用應付的態度,上課動手不認真。參加這類比賽能給學生帶來一定的榮譽,通過實驗競賽可使學生所學的理論知識與實際相結合,重視實驗課,使學生認識體會到實驗操作在化學學科當中的重要性,并對以后畢業論文和就業工作具有重要的指導意義。
3.實驗技能比賽有利于增強學生的化學實驗操作能力。玻璃器皿使用、化學分析、實驗器材的維護等,都屬于化學實驗操作的基礎,規范地掌握這些基礎,是做出良好實驗的根本,也是學生們基本實驗操作的體現。學生在比賽實驗操作階段時,評委教師在實驗中評分,及時發現和糾正學生實驗中的不規范操作,耐心引導他們思考實驗中出現的各種現象和問題。技能比賽培養了學生的創新能力,有助于提高學生的綜合能力。初賽、復賽題目涉及眾多的化學知識和實驗操作,要求學生具有較高的綜合設計與實踐能力。在此過程中,提高了學生的組織能力、動手能力,運用基本理論、基本知識和基本技能解決問題的能力,對以后畢業論文的完成和專業工作崗位上均有很大的幫助。
4.實驗技能比賽促進了實驗教學水平的提高。通過化學實驗技能比賽,收集學生比賽過程表現出來的錯誤問題,反饋或組織實驗課任課教師進行討論和總結,找出實驗教學中的不足,在實驗課當中重點指出常見出錯問題,有針對性地對實驗內容和教學方法進行改進,并對今后的實驗教學改革提出意見,從而促進了實驗教學水平的提高。
四、結語
開展化學實驗技能比賽促進化學教育教學創新與實踐,在創新人才培養方面發揮了很大的作用,受到全體師生的歡迎,另外,通過化學實驗技能比賽,對學生們起到了很大的幫助作用,讓學生們對此有了積極性和對化學實驗的熱情與興趣,使得大學生學習態度嚴謹,養成了認真仔細的思維方式,大大提高了學生們對實驗的實際操作能力,鍛煉了學生們的創新能力與實踐能力。比賽也提高了教師的教學水平,為我校培養人才也做出了很多的有益的啟示。
參考文獻:
[1]陳六平,鄒世春,石建新.從第5屆全國大學生化學實驗邀請賽看當前實驗教學存在的問題[J].大學化學,2007,22(1):14-22.
[2]任乃林,衷明華,林曼斌.地方高校化學化工實驗技能大賽的組織與實踐[J].廣東化工,2011,38(1):243-244,236.
[3]邢宏龍,朱文晶,徐國財.普通高校開展化學實驗技能競賽的實踐與思考[J].高教論壇,2011,(12):23-25.
[4]羅士平,陳若愚,周剛.11屆化學實驗技能競賽的實踐與思考[J].化工高等教育,2012,(5):59-63,73.
[5]蔡毅飛,薛來,周娟.化學實驗競賽促進實驗教學改革[J].實驗室研究與探索,2010,29(3):139-141.
一、結合本校實際解讀高效課堂
課堂是教師、學生以及教材、學生生活中感性知識之間的對話,承擔著整合各種教育資源,促進學生全面發展的任務。高效化學課堂應以學生的發展為本,以開啟學生心智,培養學生靈性,提高學生綜合素養為目標。基于此,我們反思一些公開課,反復的排練,盡管將美好的一面呈現給了觀眾,但多少存在演戲的成分,根本原因是由于老師對所教知識自己不熟練,對于知識的形成沒有一個理性的思考和整理,不能做到知識的水到渠成。正是見于此我們一致認為課堂高效是指平時的常規課堂教學中,通過共同研究,深入研究知識的成因,前后的邏輯關系,研究教學中諸多可能出現的變數,研究學生對于本知識掌握可能遇到的難點,而不是反復的演練,這是一種為了一部分學生而浪費另一部分學生的做法。常說讀書是天生一半學一半。教師教方法,學生用自己的心靈去悟,用自己的觀點去判斷,用自己的語言去表達,課堂是學生自主發展的舞臺。衡量一堂課的好壞,應看學生在這節課中學到了些什么?解決哪些問題?受到了哪些熏陶?學生的收獲大,才是高效。我校化學組一直在為此努力:既培養能力,又使學生身心得到潛在的發展。我校從領導到教師都達成了共識,反對時間加汗水和個人單干。我做到了:我課外不留作業,不找學生,關注課堂45分鐘和自習輔導時間。
二、創設高效化學課堂的校本化特征
(一)強實驗教學――實驗教學模式
1、以探究實驗取代驗證實驗,讓學生參與實驗探究。教學中鼓勵和引導學生獨立思考,提出自己的見解,發揮學生的潛能。讓學生經歷整個探究過程,使學生的知識和能力在實驗中得到加強,領悟科學探究的精髓。如:蠟燭燃燒現象的探究、人體吸入和呼出氣體成分的探究,先分組設計,教師按照學生實際設計準備各自的器材,允許一節課中有不同的實驗方法,充分地讓學生參與實驗探究。
2、開放化學實驗室,提供探究的平臺。學生自己提出的探究性實驗方案,老師按學生個性化要求準備儀器會有一定的困難,我們通過開放實驗室,讓學生在課余時間完成自己設計的實驗以補充實驗課堂教學的不足。化學實驗進入學生的生活,打破了學生認識過程中的思維定勢,發展了學生的創新思維,可以激發學生的學習興趣和參與意識,培養他們學習的主動性。實踐證明了,我們許多偉大的發現歸功于創新,歸功于創造,智慧的火花常常產生于某種靈感―靈機一動,教師應克服平時呆板的教學模式,還學生以思維的空間,多多鼓勵具有創新意識的學生,這樣可以大大地避免出現所謂的“高分低能”的現象。這樣培養出來的學生才是新世紀所需的人才。總之,提高學生化學實驗能力不是一朝一夕的,而應在教學中培養學生多動手、勤歸納、善總結,才會取得更好的效果。
3、實驗從課內延伸到課外。實驗目的不僅是使學生獲取知識,更重要的是再現知識的形成和發展過程,同時提高分析問題和解決問題的能力。因此,實驗教學中,在課標要求的活動和探究的基礎上,精心設計增加一些后繼實驗,給以學生探究的機會,如進行實驗室二氧化碳制取研究時,布置家庭實驗-做雞蛋殼與醋酸是否也能反應放出二氧化碳;簡易凈水器的制作、測定家里農田土壤的pH等實驗。把實驗與生活連系起來,獲取感性知識,讓化學更加地貼近生活。
4、改進實驗裝置,優化實驗設計,使實驗探究具有更強的可操作性。如:探究可燃物燃燒條件時,水中的白磷要通入氧氣比較麻煩,我們把燒杯中的熱水倒掉,讓它與空氣接觸發生燃燒,這樣也得到同樣的效果。現象生動直觀,使學生對實驗的應變能力得到加強。把一些演示實驗和學生驗證性實驗改為探索性實驗是我引導學生主動參與實驗活動,提高實驗技能的又一做法。如在《酸、堿、鹽》總復習時,由于學生本身對酸、堿和鹽這塊的知識就覺得比較難懂,我采用由實驗引出,即在教師的引導下,學生分組邊操作、邊觀察、邊分析、邊歸納、邊小結。培養學生運用科學的方法,由個別酸、堿、鹽的性質及反應規律歸納出各類物質的通性及反應規律。
5、借助現代化教學設備,使抽象的問題形象化。借助電子白板教學,讓學生清析晰地觀察到實驗現象,如:硫、磷、鐵、木炭等分別在氧氣和空氣中燃燒的比較,彌補了實際實驗中的部分學生觀察的不足。利用多媒體,把一些在直接演示不了的實驗和不適合做的實驗進行演示,讓抽象的問題具體化。如:從微觀角度解釋氧化汞受熱分解生成汞和氧氣、離子化合物形成等。
6、課堂教學中注意強弱聯合,課外注意強強聯合。課堂教學中,強弱聯合有利于帶動整體,提高了課堂效率,也有助于每個學生的發展。課外的探究實驗則進行強強聯合,這樣有利于優秀學生的發展。
總之,在實驗教學中滲透新理念,不僅培養學生的基本實驗技能,更培養他們的探索精神、創新能力和科學素養,使實驗教學真正成了培養學生科學素養的重要環節。
(二)高度重視集體備課。
關鍵詞: 中學物理實驗 操作技能 技能遷移 教學內容
在中學物理教育階段,最重要的是如何培養學生的實驗操作能力、創新能力和實踐能力。而設計性實驗開設得好就能提高學生的創造力。創造就是前所未有的事物。創造力既是產生前所未有的能力,又是一種復雜的心理過程[1]。在教學中學生除完成必做實驗外,還要至少完成幾個任選實驗,上課方式采取開放式[2],從而提高學生的物理實驗技能。
一、物理實驗能力和物理實驗操作的涵義
物理實驗技能,即是順利進行物理實驗并完成實驗目的的個性心理特征。物理實驗能力是一種綜合能力,是各種基本技能在實驗活動中的綜合體現,在總體上它包括思維和操作兩部分。實驗能力中思維是一種綜合性思維,是各種思維的綜合運用;而實驗操作則是物理實驗能力的核心部分。具體的物理實驗能力可以在實驗的活動中分為四個部分[3],觀察物理現象的能力、操作儀器設備的能力、分析和處理數據的能力、實驗設計的能力。
動手操作是實驗最基本的特征,因此在物理實驗能力中處于核心地位的是實驗操作能力,發展實驗操作能力的關鍵,則是培養學生的實驗操作技能,這應該成為培養物理實驗能力過程中的重點。物理的實驗操作技能主要是物理實驗中的動手操作技能,所涉及的行動主要包括準確而熟練地使用基本儀器、儀器的配套組裝和故障的排除等。實驗操作技能的主要特點是:
1.以一定的物質形式的客體作為對象,如器械等,也包括身體的某部位,如應左、右手定則時的手指。
2.動作是外顯的,可以看得見的,以頭腦以外的動作來實現。
3.活動的結構都必須實際作出,不能省略或縮減。熟練的操作技能只能使動作更連續、迅速、協調,而不能省略其中的必要動作。
二、物理實驗操作技能的形成過程分析
技能是通過練習鞏固了的已經“自動化”、完善化了的動作法[4]。因此,實驗操作技能只能在實際操作的練習中形成、成熟。巴甫洛夫條件反射學說研究表明,操作技能的形成與成熟過程是有序的。根據物理實驗的特點,物理實驗操作技能的形成過程大致可分為四個階段。下面我以滑動變阻器操作技能的形成為例進行分析。
1.動作的映象階段。
動作的映象即學生對動作方式的了解,從而在頭腦中形成關于動作的映象過程。這是形成動作技能的準備階段,是形成操作技能的重要環節。學生從事任何活動時,總是需要一定的動作映象來調節行為方式,只有讓學生了解“做什么”和“怎么做”,才能進行有效的活動。我們應讓學生在行動之前了解有關的系統知識,看到規范的示范操作,這樣才能幫助他們對有關操作技能形成正確的動作映象,這是很關鍵的一步。
滑動變阻器是初中生遇到的操作較為復雜的實驗儀器之一,學生較難形成正確的操作技能,主要問題是不能正確連線及判斷阻值的變化。在動作映象階段,應該使學生在實際操作前,了解操作技能的最高層次。講解滑動變阻器的原理及構造,并將正確操作方式示范給學生看,使他們形成正確的動作映象。
2.動作的定向階段。
動作的向階段,僅僅是形成操作技能的開始階段,這一階段是剛才開始實際操作,其特點是動作不協調、緊張、忙亂中有不少多余動作出現,操作速度較慢,一般不能判斷自己操作動作的正誤。初中生第一次實際連接滑動變阻器,動作差異很大,僅有少數學生能一次連接正確。一個主要問題是:連錯接線柱。這主要是沒有了解原理造成的,屬于前技能未成熟而影響與之相聯系的后技能形成問題。這個階段的操作動作一定要規范,不能圖快,要按操作程序逐步進行,教師還應多次進行示范操作,幫助學生分析錯誤原因。
3.動作的定型階段。
動作的定型階段,是學生通過反復練習,使分立動作互相銜接趨于協調階段,形成的定型動作是按一定程序構成的。這一段的特點是:動作基本協調,多余動作較少,操作準確率高,但操作速度仍較慢,已經可以根據操作要求來變換操作模式。例如,對于“滑片向右移動時,燈變亮”等要求,學生已能應付,但還不熟練,對操作過程中故障的排除還缺乏映象。
4.動作的“自動化”階段。
這是經過大量練習之后,操作技能達到的熟練階段,其主要特點是:各個動作已能聯合成一整體,使動作高度協調化,多余動作已消失,甚至達到不依靠意向控制,動作就能按順序正確進行下去,能及時發現自己的錯誤動作,并及時糾正,學生在“練習使用滑動變阻器”實驗中已初步練習了變阻器的操作練習。在后面的“伏安法測電阻”等實驗中,繼續進行變阻器的操作練習,一般學生可以達到熟練使用變阻器的程度,其操作技能達到了“自動化”階段,動作協調而完善,是操作技能的最高層次。
三、培養物理實驗操作技能的基本策略
1.做好各項準備,給學生一個完整的動作映象。
這是學生形成操作技能的首要環節。教師應該詳細地向學生介紹整個實驗所涉及的各項知識,要達到實驗目的、實驗步驟,對使用的實驗器械則應具體介紹其構造和操作方法,并進行規范的示范操作。值得注意的是,教師的首次操作動作會給學生留下深刻的印象,所以一定要規范進行,同時還應提醒學生必要的注意事項和常見的錯誤操作。
2.努力創設情境,讓學生充分的實際操作練習。
這是形成操作過程的必要途徑。教育者認為:教學是一門技術,創造性教學充滿藝術的教學[5]。所以,教師應努力創設實際操作情境,讓每一個學生都有充分的實際操作練習機會,并針對學生的不同情況及時予以當面指導和督促。值得一提的是,不少學生在作實驗時很少親自動手,這并不是因為器材不足,而是他忽視實驗操作過程,認為操作能力無關緊要。我們應幫助他認識:人的能力是相輔相成的,各種知識與技能是可以遷移的,某項能力是其綜合能力的基礎。
3.強調規范程序,提高學生的排障技能。
熟練的操作技能只能使動作更完善,但不能省略其中的動作。所以,對學生的操作要求必須強調操作程序,使學生形成有序、連貫的正確動作。許多學生不能排除操作故障,其主要原因是不遵守操作程序造成的,因為故障的排除也是有序的,只是按一定順序才能迅速判斷故障所在。
排除故障的技能是學生綜合能力的外顯,除了操作技能以外,還含有思維方法。如在進行電路操作時,發現電路不通,就應按照先檢查電源、再檢查連線、后看電路元器件的程序進行排障。學生的排障技能是其操作技能的重要體現,成熟的操作技能應是可以熟練排除故障的。
4.要著重培養操作技能。
每一項操作技能的形成,都是在先前已經形成了的,在一些簡單的基本操作技能的基礎上,加上新的動作重新組合而成的。中學生應該形成的基本操作技能有:刻度的認定、調整與讀取技能;減少摩擦技能;固定和移動物體技能;連接電器元件的技能,選擇最佳的動作方案等。如果這其中的某一項基本技能尚未成熟,對其他技能的形成就勢必造成障礙。例如,刻度的認定、調整與讀取技能;在秒表、彈簧秤、天平、電流表、電壓表等儀器的操作動作中,均是類似的;再如,電路元件的連接技能,是進行任何電學實驗都必需的基本技能。
我們應該把培養學生的基本操作技能為重中之重,使學生在形成其他復雜操作技能的過程中順利產生技能的遷移,同時便于較快地形成新的操作技能。
四、物理設計實驗的基本策略
1.設計性實驗內容。
我們認為,這一階段的設計性實驗是在前面實驗操作技能的基礎上,首先不能太復雜,該是一些較為簡單的實驗,所用的知識學生已經掌握,或者容易接受,所用的儀器基本是學生使用過的,或者基本結構相同相似的。比如我們所開設的小實驗,孔明燈的制作、小型電動機的制作、自制望遠鏡的制作等,用分光計研究玻璃鏡材料的折射率與光波波長的關系[6]。這些實驗所用的儀器學生基本用過,所涉及的基本知識也基本掌握了,這些都是他們獨立完成這一實驗的必要條件。
2.設計性實驗教材與實驗指導書的寫法。
在正式出版教材里,我們將設計性實驗寫得簡單,平均每一課一個小實驗,僅供一些器材,簡述原理,提出實驗任務和具體要求。寫實驗指導書也有必要,我們在設計性實驗指導書的寫法上突出一些關鍵的問題,讓學生思考,這些問題也是完成設計性實驗的關鍵。
3.對設計性實驗的課堂指導。
與其他實驗不同,基本不講或主講幾條注意事,其重點的指導是在實驗的進行過程中進行幾步必要的提示,啟發學生的思維,培養學生的動手能力,讓學生自己摸索,絕不能包辦代替,否則就失去設計性實驗的意義。
五、結語
開放物理實驗室,除了讓學生重新操作以前所作的物理實驗外,還增加一些與教學有關或有趣的物理實驗[7]。題目來源于教材或課外練習題。根據題目的內容,擺好所需的器材,完成小實驗。通過這一活動,不僅驗證了習題中的答案,而且鍛煉了學生的動手能力,達到了活用知識、培養興趣、開發智力、挖掘潛能的目的。
開放物理實驗室不僅能夠鍛煉學生的實際操作能力,活化所學的物理知識,而且對開展素質教育,培養新型人才,突破教學難點,豐富教學內容都能夠起到良好的作用。
參考文獻:
[1]俞國良.創造心理學.杭州:浙江人民出版,1988.
[2]錢守仁等.物理實驗教學全面開放的實踐體會.實驗技術與管理,1999.
[3]梁樹森.物理學論.廣西教育出版社,1996:209.
[4]郭享杰,宋麗主編.心理教程.南京師范大學出版社,1995:234.
[5]施良方,學習論;學習心理論與原理.北京人民教育出版社,1994.
中學物理學生實驗技能主要包括六個方面:一是掌握常用基本儀器的構造、原理和使用,能正確使用儀器進行觀察、測量和讀數;二是掌握中學有關實驗的一般原理和實驗方法;三是會正確記錄實驗數據,并能進行運算和分析,以得出正確的結論;四是了解誤差概念,并學會初步的誤差計算和分析;五是會寫一般的實驗報告;六是初步養成良好的實驗習慣,包括愛護儀器、遵守安全操作規則和尊重實驗事實的習慣等。下面試從兩個方面淺談學生實驗技能的培養。
一、學生實驗技能培養的方法
(一)培養學生使用基本儀器的技能。掌握基本儀器的使用,是做好物理實驗的基矗基本儀器主要有:刻度尺、量筒、游標卡尺、螺旋測微器、秒表、天平、溫度計、測力計、壓強計、打點計時器、安培表、伏特表、滑動變阻器、電阻箱、萬用表歐姆檔等。要讓學生了解這些儀器的構造、原理、用途,掌握儀器的量程、使用方法和使用規則,以達到熟練地、正確地讀數,在介紹這些基本儀器使用方法時,應抓住各種基本測量儀器的共性來加以指導:
1.各種基本測量儀器都有一定的量程。必須要求學生在使用各種基本儀器前,搞清儀器的量程,并且能估計被測對象的情況,選用適當量程,避免超過量程而可能損壞儀器。
2.使用測量儀器前通常都要調節零點或校正零點,否則測出的數據就不準確。如:“對安培表、伏特表等應學會調整零點,對游標卡尺、螺旋測微器、刻度尺之類的儀器,還要學會零誤差修正,讓學生懂得零點是相對的,零誤差的修正在生產上有普遍意義。
3.會正確讀數。要讓學生掌握讀數的一般方法,關鍵是會讀出儀器的最小刻度值,會從最小刻度之間估計出一位有效數字。同時,要學會正確讀數的姿勢。如:從量筒上讀數時,眼視線應與液面保持相平,不能仰視或俯視,若是凹液面讀凹處,凸液面讀凸處,從安培表、伏特表讀數時,視線應與刻度盤垂直,并且正對指針,估計讀數四舍五入等。
4.根據儀器的構造原理,掌握它的使用方法和使用規則。如:天平是根據桿杠的平衡條件制成的,因此,使用前和秤量時都要做到橫梁平衡,同時必須嚴格保護刀口,要讓學生理解保護刀口的重要性,從而自覺遵守使用方法和規則;溫度計是利用液體的熱脹冷縮性質制成的,所以,根據熱平衡原理,測量液體時,溫度計不能離開液體,而且要在溫度計內液柱穩定時讀數。
(二)培養學生進行實驗過程必須掌握的技能
1.培養學生掌握實驗的一般原理、進行實驗設計和實驗方法的技能。首先要求學生明確各個實驗的目的、原理或理論根據,根據實驗的原理、要求對實驗進行設計,包括用什么物理定律、公式,電學實驗用什么電路圖等。還要搞清哪些是已知量、被測量,然后選擇所需的儀器和實驗條件,進而設計好實驗步驟,畫好記錄表格等。
2.培養學生正確記錄實驗數據,并能進行運算和分析,以得出正確結論的能力。要培養學生這方面的技能,要求學生集中精力,按實驗步驟有條不紊地操作和讀取測量數據,有的實驗則要求測量或操作時動作迅速,要把握時機,如:溫度測量、電學測量。要按實驗先后順序將需要測定的各量測出,并記錄下來。讀取數據和記錄必須注意:①讀數要及時,并馬上記錄;②要記錄完整數據,按有效數字的方式記錄;③數據的單位要正確。一般要求學生實驗前列出表格,表格設計要求:能記錄直接測出的各物理量,能記錄各次測出的量,能填寫計算出來的中間數據和最后數據等內容。
3.要使學生了解誤差概念,并學會初步的誤差計算和分析。實驗后,要指導學生分析實驗誤差的原因,說明實驗的誤差主要有系統誤差和偶然誤差。系統誤差主要是由于儀器本身的缺陷,實驗原理、裝置不完善而引起的,如:螺旋測微器零點不準;風的吹動使天平產生誤差;電表指針不對準零刻度等。減少系統誤差的方法是校準儀器,或是改進實驗方法。改進實驗的方法,可改變儀器的位置或儀器的布置,撤換某件儀器,改變所選取的某個參數,改變實驗方法乃至改換實驗操作人員等。例如將物體放在天平左、右盤上,分別稱衡,可以發現天平不等臂引入的誤差。又如精密測量同一單擺在不同擺角的周期值,可以發現周期與擺角有關。
4.會寫一般的實驗報告。學生在實驗結束后,應根據原始記錄和實驗時的體會,寫出實驗報告。實驗報告內容主要有:實驗名稱、目的、器材、原理、方法和步驟、實驗數據、數據計算和處理、實驗結論及誤差分析等。這是一個很重要的技能,對實驗報告的寫法、格式要嚴格要求,書寫時,要求層次清楚,語言流暢,文字精練、正確,圖文并茂,要總結出實驗成功的經驗或實驗失敗的原因,使學生將來進行科學實驗時能寫出自己的實踐成果,并讓別人看懂。
5.養成良好的實驗習慣,包括愛護儀器,遵守安全操作規則和尊重實驗事實的習慣等。如:做電學實驗結束時,應將儀器調到最安全的狀態再切斷電源,然后拆除連接線,整理好儀器和導線。要經常地對學生進行良好實驗習慣的教育,以免損壞儀器及發生實驗事故等。
二、培養學生實驗技能的途徑
1.實驗課是培養學生實驗技能的基本途徑。認真上好實驗課,既能幫助學生牢固地掌握物理知識,又能培養學生的實驗技能,是訓練和提高實驗技能的基本途徑。
實驗課包括演示實驗和分組實驗。演示實驗是學生使用儀器,進行實驗操作典范,它教給學生正確的實驗方法。如:如何正確使用儀器、安排實驗步驟、操作、讀數和記錄數據、列表和作圖線、分析和推理,得出正確結論及分析誤差等。通過大量的演示實驗,學生可以在長年累月的耳聞目睹中,潛移默化地學到實驗技能。
在分組實驗中,學生的活動是多方面的,既有思維,又有操作,這就需要發揮教師的主導作用。實驗時,教師可先介紹實驗目的、方法及注意事項,然后教師在臺上做示范,學生在臺下跟著教師做,這種方法對于初中起始年級的學生是合適和有效的。學生在教師的步步指導下,養成良好的實驗方法、實驗修養。隨著實驗技能的不斷提高,逐步培養學生自己設計實驗,獨立實驗的能力。
2.盡可能將演示實驗改為分組實驗。如:阿基米德定律、牛頓第二定律等。
3.將驗證性實驗改為探討性的實驗。先讓學生去研究、探索物理量之間的關系,后總結出物理規律。
4.開辟第二課堂。第二課堂既可完善、豐富、深化課堂知識,又可培養學生的實驗技能。主要形式有:①指導學生進行課外實驗;②組織參觀活動;③舉行操作實驗競賽;④組織課外興趣小組;⑤舉辦物理科技晚會等。
關鍵詞:化學實驗 實驗技能 習慣
Abstract: the students form chemical concept, understanding and consolidate the important way of chemical knowledge is one of the experiment. Chemical experiment skill belong to begin skills, hands-on skills must by students hands-on experiment operation and experiment practice to form, this is any other teaching form and teaching methods cannot replace. Its importance is self-evident.
Keywords: chemical experiment experiment skill habit
中圖分類號:G642.423 文獻標識碼:A 文章編號
前言
化學是一門以實驗為基礎的學科,其對學生的基本實驗操作技能與習慣的培養有著重要的意義。由于化學學習過程中所接觸實驗材料存在一定的危險,操作不當將會因此實驗事故,因此,注重學生化學實驗技能與良好實驗習慣的養成對保障學生人身安全、保障實驗教學的正常開展有著重要的意義。本文就學生化學實驗技能與習慣的培養進行了簡要論述。
一、概述
化學是一門以實驗為基礎的科學,化學實驗促進了化學科的形成和發展,化學實驗是學生認識化學知識的重要認識工具和媒介。加強實驗教學是提高化學教學質量的重要環節。實驗是化學的靈魂,是化學的魅力和激發學習化學興趣的主要源泉,是培養和發展學生能力的重要途徑。學生全面的實驗能力應該是運用實驗手段解決問題的能力,是―個多維的心智和動作技能等結合體。學生實驗對于學生的實驗技能、觀察能力、分析和解決問題能力的培養,科學學習方法、科學學習的習慣和科學態度的養成起著重要的作用,對促進化學教學質量的提高也起著重要的作用。
二、實驗技能
1、實驗基本操作技能
根據動手技能形成的階段理論,可將實驗操作技能的訓練分為3個相互聯系、但要求有所不同的層次。即基本操作技能練習、操作技能綜合練習和應用操作技能完成化學實驗3個層次。例如為了讓學生熟練掌握“氧氣的制取和性質”的實驗操作,可先安排學生練習“藥品的取用”。在此基礎上再練習“粗鹽的提純”,最后讓學生進行“氧氣的制取和性質”的實驗。
對于高職生來說,實驗形式應以綜合實驗為主。
化學分析課程的綜合性決定了化學分析實驗應以綜合實驗為主。試樣制備后。要按照每一章節的教學目標,按一定的順序分別測出相應待測成分的含量。綜合實驗內容較多,例如養殖專業的飼料的常規分析。包括從分析試樣的采集、制樣。到水、粗蛋白質、粗纖維、粗脂肪、粗灰分、無氮浸出物以及鈣、磷含量的測定、計算等操作技能。完成這些實驗教學要占用較長時間。綜合實驗可以培養學生的獨立操作能力。教師可以給出分析題目及項目。讓學生獨立查資料、制定分析項目和分析方法、配置試劑、實驗、檢驗分析結果的準確度。使學生獨立操作的能力和解決問題的能力得到鍛煉,真正掌握分析工作的方法和步驟。在綜合實驗中。值得注意的是教師一定要在安全和關鍵步驟方面對學生進行嚴格認真的指導。實驗操作技能形成的過程,一般有3個步驟,即行動的定向、行動的模仿和行動的熟練。所謂行動的定向,就是指學生對行動方式的了解.從而在頭腦中形成關于動作印象的過程。在化學實驗操作技能中的定向,主要是讓學生知道各項操作“怎樣做?"“為什么要這樣做?”這是操作技能掌握的重要一環。
使用儀器和藥品的技能
儀器和藥品使用技能的訓練要注意分步驟地進行。首先應要求學生對化學學習中所使用的各種儀器能夠識別,并了解它們的基本用途和使用方法,在此基礎上才能進行有關使用的操作練習。對于藥品的使用,教師應該先讓學生懂得藥品取用的規則,要求學生學會根據試劑的狀態、性質以及用量的不同,采取不同取用方法,然后再進行實踐性操作。許多同學在開始學做實驗時,常常不遵守規定的藥劑量,往往多用藥品,以為用得越多越好。結果不僅浪費了藥品,延長了實驗時間,有時甚至會出現危險(如鉀、鈉等活潑金屬跟酸和水的反應)。因此還需要對學生進行節約用藥、安全用藥的教育。要讓學生學會科學度量和準確地估用藥。
“百聞不如一見,百見不如一練。”要教育學生善于利用一切可以動手練習的機會,包括分組實驗、隨堂實驗、課外小組實驗以及由學生自己安排的家庭小實驗等。上分組實驗課時,應要求每一個同學都獨立進行操作,不要一個人做實驗,其他同學觀看。同時,還應該要求學生學會在日常生活中練習實驗操作基本功,如用鋼筆代替試管,練習試管的手握法及液體振蕩的方法,用藥瓶和筷子練習傾倒液體的方法……可別小看這些不起眼的練習,天長日久,它定能產生“熟能生巧”之功效。
開放探究活動,培養學生設計實驗的能力
首先提出實驗的課題、目的和要求等,然后讓學生設計探究實驗的方案,設計的內容包括原理、儀器的選擇、實驗步驟和記錄表等。這樣,從查找資料、提出實驗方案、具體做實驗到實驗結果分析,寫出實驗報告,讓學生親自參與全過程,學生感到獲益匪淺,讓他們真正成為實驗的主角。
培養學生發現問題的能力
蘇霍姆林斯基說:“在人的心里深處都有一種根深蒂固的需要,這就是希望自己是―個發現者、研究者、探索者”。在課堂教學中,教師應想方設法滿足學生的這種心理需要,根據新課程標準所提出的“發揮化學科自身優勢,將科學探究作為課程改革的突破口,激發學生的主動性和創新意識,促進學生積極主動地學習”的理念,讓學生以主體的姿態帶著探究的精神自主地參與實驗過程,使學生在教師的啟發引導下察賦和潛能都得到充分的發展。
例如:讓學生探究原電池實驗原理和條件時,給學生提供多樣的實驗用品如銅片、鋅片、鐵片、石墨、乙醇、蒸餾水、稀H2SO4溶液、導線、電流計、水果(如蘋果、柑橘、檸檬)或蔬菜(白蘿卜、西紅柿)、小燈泡、發光二極管、干電池等等。組織學生進行交流討論,提出探究方案,動手驗證,記錄實驗結果。最后尋出結論,形成原電池的條件是:
1.有活潑性不同的兩種金屬電極(或一種非金屬電極);
2.電解質溶液;
3.形成閉合回路;
4.有自發進行的氧化還原反應發生。
通過開放實驗室,鼓勵探索,在實驗教師管理和指導下,充分發揮學生的主觀能動性,讓學生自己設計實驗。然后進行實驗操作。培養他們運用知識分析問題、解決問題的能力,讓他們在實驗的成功中體會“創造”的樂趣,激發學生的創造力,同時提高了探索知識、獲取知識的能力。
化學實驗良好習慣的培養
l、良好化學實驗習慣養成的重要性分析
良好的化學實驗習慣是學生日后學習與工作安全的基礎,其對學生掌握科學的化學實驗方法、避免化學實驗失誤與安全事故都有著重要的意義。在口常化學實驗教學中,有針對性的對學生良好化學實驗習慣進行養成有利于學生科學的掌握化學實驗重點、減少和避免化學事故的發生。例如:在化學實驗前對實驗儀器的檢查常是有實驗教師進行的工作,在學生實際教學中直接使用儀器或器皿進行試驗。而學生工作后如果從事有關化學實驗的工作起實驗前必須自己進行器皿與儀器的檢驗以避免器皿滲漏對實驗數據的影響、對實驗安全的影響等。因此,加強化學教學過程中學生良好化學實驗習慣的養成已經成為現代化學教學工作的重點,對學生的工作與學習都有著重要的意義。
避免走馬觀花培養學生認真觀察的習慣
在化學實驗活動中,盡管有些習慣是由于無意識重復所養成的,但學生大多數良好習慣都是有意識養成的。而要使學生能有意識地養成一種良好的實驗習慣,避免在觀察實驗現象時走馬觀花,首先必須通過教育使學生懂得為什么要養成這種實驗習慣,從而激發他們產生養成這種良好習慣的欲望,其次還必須培養學生堅強的意志,即有信心、決心和恒心。
化學實驗是培養學生觀察能力及堅強意志的有效途徑,是使學生有意識地養成一種良好習慣的重要場所。觀察是一種有目的的,有計劃的,比較持久的知覺活動,觀察效果的好壞,很大程度上取決于目的和任務是否明確。若觀察有明確的目的和任務,則對事物的感知會比較完整和清晰。相反,在實驗過程中,如果只是走馬觀花,敷衍了事,則抓不住要領,一無所獲。另一方面,對化學實驗的觀察還要具有全面性,要能運用多種感觀,從多角度多方面來進行理解,從而把握研究對象的各種屬性、關系和變化。其一,實驗觀察的內容不能只停在實驗現象上,而是實驗對條件涉及的全部內容。一個化學反應的發生常常是伴隨著物理變化和化學變化的復雜過程,有靜態的,也有動態的。一般來說,它包括4個方面:
化學試劑的顏色、狀態、熔點等;
(2)實驗裝置。實驗裝置由哪幾個部分組成,各部分又是由哪些儀器組成,各種儀器又有哪些作用?各部分又是怎樣聯系在一起的;
(3)實驗現象、試劑狀態、氣味變化、聲響、反應速度的快慢等。
其二,實驗現象要善于應用多種感觀,除用眼睛“看”之外,還盡可能運用嗅、觸、聽等感覺活動去認識事物的共性和差異性,以便形成正確的實驗結論,從而使學生認識化學變化的本質特征是有其它物質的生成。
3、以科學的演示實驗操作為基礎,培養學生良好的化學實驗習慣
教師的言傳身教對學生良好的化學實驗習慣養成有著重要的影響,在培養學生良好的觀察習慣過程中以及演示實驗教學過程中,教師要注重自身實驗過程的規范化、以此為學生良好化學實驗習慣的養成奠定基礎。在演示實驗教學后,教師要當著學生的面進行實驗儀器的清洗、藥品的整理、保持桌面的整潔,以此為學生良好化學實驗習慣養成奠定基礎。避免傳統化學演示實驗后,教師簡單的將實驗儀器藥品收集后即進行后面的教學造成學生沒有認識到化學實驗后整理的重要性影響學生良好的實驗習慣養成。通過科學的實驗教學方法以及嚴格的訓練與培養,養成學生良好的化學實驗習慣,并在實驗習慣養成中,培養學生化學實驗的基本操作能力。同時運用化學操作“口訣”的方式提高學生良好實驗習慣的培養效果。例如:往試管里裝入粉末狀藥品要“一斜、二送、三直立”;裝塊狀藥品要“一橫、二放、三慢豎”;液體藥品取用的要點是“瓶塞倒放、兩U緊挨、緩慢傾倒、加蓋放回”;使用膠頭滴管應“捏頭趕空氣、放手吸試劑、懸空滴液體、管口勿觸壁”:以及酒精燈的使用要注意“兩查、兩不、兩禁止”等。以簡單的“口訣”記憶,促進學生對化學實驗操作要點的記憶,促進學生良好化學實驗習慣的養成。
結語
在化學實驗教學中,以實驗為基礎開展教學,盡量給學生動腦、動手的機會,針對教學內容,有意識地設間,讓學生帶著問題進行分析、探索、比較、綜合。充分發揮化學實驗的教育功能,引導學生積極參與教學活動,培養學生的良好學習習慣,以達到全面提高學生的綜合素質的目的.
參考文獻
【1】孫銳.現代素質教育中學生良好化學實驗習慣的養成【J】.科教信息,2009.11
關鍵詞:物理實驗 技能 實驗儀器 誤差
中學生物理實驗技能主要包括:一是掌握常用儀器的構造、原理和使用方法,能正確利用儀器進行觀察、測量和讀數;二是掌握中學有關實驗的一般原理和實驗方法;三是會正確記錄實驗數據,并能進行運算和分析,進而得出出正確結論;四是了解誤差概念,進行初步的誤差分析和計算;五是會寫簡單的實驗報告;六是初步養成良好的實驗習慣。下面僅從兩個方面介紹如何培養學生的實驗技能。
一 、培養學生實驗技能的方法
1、教會學生使用基本的實驗儀器
學會基本儀器的使用,是做好物理實驗的基礎
初中物理實驗儀器主要有:刻度尺、量筒、游標卡尺、秒表、天平、溫度計、測力計、壓強計、安培表、伏特表、滑動變阻器、電阻箱等。大綱要求:學會正確使用儀器進行觀察、測量和讀數。讓學生了解這些實驗儀器的構造、原理及用途,熟悉儀器的量程、使用方法和使用規則,達到正確、熟練地讀數,在講解這些儀器的使用方法時,要抓住這些測量儀器的共性對學生進行指導:
1.1.每種基本測量儀器都具有一定的量程
使用各種測量儀器前必須要求學生搞清儀器的量程,并對被測對象情況進行估計,選用適當量程,避免超量程而損壞儀器的。
1.2.正確讀數
要讓學生掌握讀數的一般方法,關鍵是會讀出儀器的最小刻度值,會從最小刻度之間估讀出一位有效數字。同時,要學會正確讀數的姿勢。如:從量筒上讀數時,視線應與液面保持相平,不能仰視或俯視,若是凹液面讀凹處,凸液面讀凸處,安培表、伏特表讀數時,視線應與刻度盤垂直,并且正對指針,估讀數講究四舍五入。
1.3.根據儀器的構造原理,掌握它的使用方法和使用規則
例如:溫度計是利用液體的熱脹冷縮性質制成的,所以,根據熱平衡原理,測量液體時,溫度計不能離開液體,而且要在溫度計內液柱穩定時讀數。天平是根據桿杠平衡制成的,因此,使用前和秤量時都要橫梁平衡,同時注意嚴格保護刀口,要讓學生明白保護刀口的重要性,自覺遵守使用方法和規則;學生使用基本儀器的技能培養,必須注意把儀器的使用方法與原理結合起來,既有利于基礎知識的鞏固,又有助于學生理解為什么要這樣使用儀器;只有明白了儀器原理,使用起來才會更加自如。
2、注重培養學生進行實驗的技能
2.1.學生要掌握實驗原理、進行實驗設計和實驗方法的技能培養。
第一,要讓學生明確各個實驗的目的、原理或根據,然后根據實驗的原理、要求對實驗進行精心設計,其中包括用到的物理定律、公式,電學實驗用到的電路圖等。搞清楚已知量、被測量,然后確定所需儀器和實驗條件,設計好實驗步驟、記錄表格等。
第二,培養學生正確安裝和調整儀器,正確連接電路的技能。正確的物理實驗,首先要安裝、調試好儀器或正確連接電路。如:力學實驗中斜面的架設,支架滑輪的安裝,牽引線的走向等,有時要對一些儀器做機械調整或電氣調整。電氣調整,如使用氣墊導軌前必須先調水平位置;在電學實驗中,依據電路圖連接線路,連線時將電路分為主回路和支路,從電源一端開始沿主回路按順序進行,其次為支路;主回路中必須有開關(先斷開);導線最好選用不同顏色,主、支回路各用一種顏色。往接線柱上接導線時,按順時針方向將導線纏上。電路連接后,認真復查,無誤后再通電。這種技能培養,初中時老師先示范,學生模仿學習,然后逐步過渡到老師講述方法及注意事項,由學生獨立安裝、調試。
2.2準確記錄數據,正確進行運算和分析,得出正確結論能力的培養
正確記錄實驗數據,正確進行運算和分析,是實驗能否成功的關鍵。要求學生集中注意力,據實驗步驟準確操作和讀取測量數據,有些實驗要求操作或測量時動作迅速,注意時機把握,如:電學測量、溫度測量。按實驗先后順序將需要測出的各量,同時作好記錄。讀取數據和記錄是必須注意:①讀數及時,立刻記錄;②記錄數據要完整,根據有效數字記錄;③單位要正確。盡可能要求學生實驗前設計好表格,方便記錄直接測出的各物理量、每次測出量,同時能記錄計算出的中間數據和最終數據等內容。
進行數據處理及運算,對實驗結果進行分析。在數據整理時,發現不合理數據,應重測該數據。引導學生按有效運算法進行數據處理,對實驗結果加以適當分析和討論,如:分析數據說明什么?與理論計算的偏差在哪?實驗過程為何如此設計?實驗結論是什么?對實驗能力較強的學生,一些深一層次的問題可以在此研究分析,加強對學生思維能力的培養,進而有效地鞏固知識。
2.3.能寫一般的實驗報告。學生結束實驗后,應根據實驗記錄和體會,寫出簡單實驗報告。實驗報告內容包括:實驗名稱、目的、器材、原理、方法和步驟、數據、數據計算和處理、結論和誤差分析等。寫實驗報告的技能很重要,對實驗報告的格式、寫法要求要嚴格,要求層次清楚,文字精練、準確,語言通暢,圖文并茂,要認真總結實驗的得與失,讓學生將來進行科學實驗時能寫出自己的成果,與人共享。
老師批改實驗報告時要留心學生的活躍思維,對對某項操作的有益建議,某些問題的獨特看法,對實驗的改進意見等,要給予鼓勵,及時與之討論,讓師生通過實驗都有所收獲。這樣,不僅使實驗課與理論課的教學有了更深層次的交匯與滲透,而且是提高學生的動手能力的有效渠道。
二、 學生物理實驗技能的培養途徑
1.實驗課是學生實驗技能培養的基本途徑
上好物理實驗課,既能促進學生牢固地掌握物理知識,又能夠培養學生的實驗技能,是訓練、提高學生實驗技能的基本途徑。
物理實驗課包括演示實驗和小組實驗。演示實驗是老師利用儀器,進行實驗操作示范,它向學生演示正確的實驗方法。向學生演示儀器如何正確使用、實驗步驟安排、操作、讀數和數據記錄、列表和作圖、分析及推理,進而得出正確結論,分析誤差原因等。通過大量的演示實驗,學生可以在長久的目睹耳聞中,潛移默化地學到實驗技能。
小組實驗中,學生的活動是多方面的,有思維,也有操作,這就需要充分發揮老師的主導作用。實驗前,老師可先介紹實驗,包括目的、方法及注意事項,然后老師在臺上示范,學生在臺下跟著老師做,這種方式對初中學生是合適的、有效的。學生在老師的指導下,正確積極地實驗,養成良好實驗修養。隨著實驗技能的不斷提高,可以逐步培養學生自己設計實驗,獨立進行實驗的能力。
2.將驗證性實驗改為探討性的實驗
讓學生先去研究、探索各物理量之間的關系,后歸納總結出物理規律。
3.利用第二課堂
第二課堂不但可完善、豐富、深化課堂知識,而且可以培養學生的實驗技能。可采取如下形式:①指導學生的課外實驗;②組織參觀學習;③舉行實驗操作比賽;④創建課外興趣小組;⑤舉辦物理科技晚會等。
4.實驗考查
考查包括書面實驗考試和現場實驗操作考查兩種形式。
總之,學生實驗技能培養需通過多方面的長期堅持,但作為中學生物理實驗技能的培養,上述論述是最基本的也是最主要的。因此,抓住上述技能培養也就抓住了矛盾的主要方面。
參考文獻:
[1]朱長華. 初中物理實驗教學的實踐與思考[J]. 宿州學院學報, 2005,(04).
[2]郝貴有. 做好初中物理實驗教學中的幾個環節[J]. 科技資訊, 2006,(02).
[3]高傳富. 淺談初中物理探究性實驗教學[J]. 考試周刊, 2007,(12).
物理是一門以實驗為基礎的學科因此在物理教學中,尤其是在實驗教學中,除了要培養學生使用基本儀器的技能外,還要培養學生實驗過程中的技能,不斷激勵學生通過觀察、比較、實驗、歸納、類比等探索手段提出種種假設和猜想發展他們的創新意識,在實驗過程中掌握物理知識。
培養學生掌握實驗的一般原理、進行實驗設計和實驗方法的技能。首先要求學生明確各個實驗的目的、原理或理論根據,根據實驗的原理、要求對實驗進行設計,包括用什么物理定律、公式,電學實驗用什么電路圖等。還要搞清哪些是已知量、被測量,然后選擇所需的儀器和實驗條件,進而設計好實驗步驟,畫好記錄表格等。其次,培養學生正確調整和安裝儀器,正確連接電路的技能。正確的實驗,首先是安裝、調整好儀器或正確連接電路。如:力學實驗中的支架滑輪的安裝,牽引線的走向,斜面的架設等,有時要對一些儀器做機械調整或電氣調整。這種技能的培養,從初中開始應先有示范,讓學生模仿學習,然后逐步提高到由老師講述方法及注意事項,由學生獨立去安裝、調整。
培養學生正確記錄實驗數據,并能進行運算和分析,以得出正確結論的能力
這是實驗能否成功的關鍵。要培養學生這方面的技能,要求學生集中精力,按實驗步驟有條不紊地操作和讀取測量數據,有的實驗則要求測量或操作時動作迅速,要把握時機,如:溫度測量、電學測量。要按實驗先后順序將需要測定的各量測出,并記錄下來。讀取數據和記錄必須注意:①讀數要及時,并馬上記錄;②要記錄完整數據,按有效數字的方式記錄;③數據的單位要正確。進行數據處理、運算,對實驗結論進行分析。在整理數據時,如發現有不合理的數據,應對該數據補測。要指導學生按有效運算法去處理數據對實驗結果進行適當分析討論,如:討論數據說明什么?與理論計算有何偏差?實驗過程為何這樣設計?實驗結果的物理意義(結論)是什么?對一些成績優良的學生,還可讓他們設計某個達到相同目的的實驗。對實驗能力強的學生,許多深一層次的問題都可以在這里分析研究。此外,還要使學生了解誤差概念,并學會初步的誤差計算和分析。實驗后,要指導學生分析實驗誤差的原因,說明實驗的誤差主要有系統誤差和偶然誤差。讓學生掌握減少系統誤差的方法是校準儀器,或是改進實驗方法,減少偶然誤差的辦法是多次重復測量取算術平均值,以其平均值為最終的結果。
綜上所述,要培養學生實驗過程中的技能,必須讓學生養成良好的實驗習慣,讓學生在實驗中得到諸多能力的鍛煉,同時提高他們觀察事物的能力和邏輯思維的能力,在更加熟練地掌握實驗技能的同時,達到有效鞏固知識的目的。
勝任力理論是在1970年代,由美國心理學家麥克利蘭(McClelland)最早在他的著作《測量勝任力而非智力》一文中提出來的。麥克利蘭認為,個體所處的條件和行為方式的特點是能影響到個人學習的成績的,勝任力能夠真正為個人提高工作效率,為促進一個團隊的發展做出貢獻。在該書中,麥克利蘭提出了著名的冰山模型,他認為,人的勝任力就像一座冰山一樣,山的上面主要包含了知識和技能,這主要是外在的,山的下面主要包含個性、動機等等方面。通過這一冰山模型可以看出,人的勝任力被分為不同的層次,層次越往下,包含的能力就越不容易被發現和挖掘出來,也就是說由上到下的過程,隨著深度的不同,能力激發越困難。通過這一理論延伸和應用,學者們逐步將其引用到高中教育學領域,于是這一理論為高中教育中研究化學實驗技能培養提供了一個嶄新的視角和路徑。雖然目前勝任力理論在高中教育領域的應用還處在初步發展階段,但是相信經過一段時間的發展,必將成為高中培養人才質量衡量的一個重要管理標準。在2014年召開的第13次院士大會上,國家已經明確創新型人才的培養,需要在品德和能力方面都十分突出。同時,還需要有廣泛的國際視野。由這一時代要求可以看出,所謂新形勢下基于勝任力理論的化學實驗技能培養,就是說高中所培養出來的人才,不僅要有廣博的知識、深厚的研究功底,還需要有十分強大的理論聯系實際的能力,學生的道德修養、核心價值體系、思維方式等都應該與時代相適應。
二、勝任力視野下看高中化學實驗技能培養存在的問題
(一)一定程度上存在對高中化學實驗技能培養中“創新精神”的集體誤讀
一些教師由于傳統觀念的影響,對學生的學習只關注成績,而不重視對他們的化學實驗技能培養。這些觀念都一定程度上對學生本人以及高中化學實驗技能培養工作造成一定的影響。高中層面上存在一定的考試第一、分數第一、就業為重的觀念。許多人都認為搞化學實驗技能培養、開展化學實驗技能培養占用學生大量學習時間,可能導致學生沒出息。這些傳統的觀念影響了學生在創新活動中積極的心理態度,導致學生的團隊合作精神不夠,探索進取精神不足,質疑懷疑精神不飽滿等現象出現。
(二)一定程度上存在對高中化學實驗技能培養中“創新品德”的漠視和偏見
開展好化學實驗技能培養工作,能發揮好學生在培養學生德育、智育、美育、等多方面的功能。但是目前,有些高中對化學實驗技能培養全面發展的認識還沒不深入。一些部門和學生往往會認為,做好化學實驗技能培養工作,其目的無非是為給學生傳授知識、技能、技術。通過這些素質的培養,提升學生的思想道德素質和意志品質。由于部在思想認識上一定的局限,導致高中沒有將化學實驗技能培養上升到提升學生素質、注重學生全面發展的深度和高度去理解,這樣的落后觀念,導致人才培養不能按照正常的社會道德準則來要求,為高中化學實驗技能培養活動的發展帶來了重重的障礙。
三、基于勝任力視角下的高中化學實驗技能培養的路徑選擇
(一)要把勝任力理論作為高中化學實驗技能培養的重要理念加以深入發展
在前文論述到的冰山模型中,我們可以看出,從外在的勝任力來看,主要表現在一個學生的教育過程和培訓過程中,通過教育和培訓,來發展和提高學生在知識、技能等方面的能力。從內在的勝任力來看,主要表現在一個學生能在較短時間內積極改變自己自己,提升自己各方面的修養。由此不難以看出,高中化學實驗技能培養不僅要注意到所謂冰山模型中所講的外在的勝任力,也要注意到內在的勝任力,要將兩者有機的結合。
(二)加強高中創新人才的實踐能力和知識學習能力的結合,大力推進產學研用的協同發展
在當前創新型國家的建設過程中,高中要抓緊這一有利機會,積極推進與地方相關科研院所、一些重要的國有大型企業的全方位合作,通過合作,整合科研力量,形成完備的化學實驗技能培養體系。高中要充分發揮自身的學科建設優勢、人才資源優勢、科研力量優勢,從制度層面和操作層面,通過產學研用的協同發展,實現資源互補、強強聯手,進而促進化學實驗技能培養質量的提升和學生個人動手能力、實踐能力的跨越式發展。
(三)要實施差異化的化學實驗技能培養模式,做到人才培養定位準確,人才培養模式科學