信息化社會帶領人類步入了知識經濟時代,人類的生存環境與生活質量越來越依靠科學技術的發展及其有效的應用。實驗教學是學生探索科學,獲取知識的重要途徑,各國都非常重視學校實驗建設。我國自實施素質教育以來,一直加大在此方面的投入,許多一線教師也開始對實驗教學管理加以研究。
中學的物理、化學、生物,小學的科學均屬于以實驗為基礎的自然科學,其本身就是科學知識、科學過程和思維方法以及科學文化的和諧統一。實驗是自然科學研究的重要方法,中小學理科課程是與社會發展有著最密切聯系的科學,由于教學和認識事物在某些方面是一致的,因而實驗在理科教育中的學習與研究的過程同樣具有重要的意義。
一、應注重學生的主體作用
理科課程中的科學探究是學生積極主動地獲取科學知識,領悟科學研究方法而進行的活動。其基本要素包括:提出問題、猜想與假設、制定計劃與設計實驗、進行實驗與收集證據、分析與論證、評估、交流與合作。探索創新是科學的重要特征,也是未來社會對人才的需求及評價的重要方面。理科教育的目標是探索創新,雖然在理科教育中,學生學習的都是已知的結論,但并非是像容器那樣去簡單地容納知識,而是主動參與獲取知識。讓學生運用已有的知識,科學利用學科課程教材和教師提供的材料與其他資源,有效利用現代教育技術和相應的實驗教學手段,去觀察、實驗、分析、綜合,發現事物的本質和規律,讓其意識到學習是一種極其有趣、充滿生機的探索發展活動。
二、教師應具有創新意識
理科教育的實踐性和理論性都很強,因此在理科教育中必須具有探索創新的意識,必須體現理科的實踐性。明確理科教育的任務,不僅是搜集整理已有的素材,更重要的是探索未知規律。傳統的學科式理科教育在內容上是封閉的,它主要從學科知識的邏輯體系出發,強調內容的系統性、完整性和嚴密性;強調科學知識的學習,側重于知識的傳授,把一些科學的結論灌輸給學生,而人類對科學認識的歷史痕跡幾乎被擦拭凈盡,科學家們曲折頑強而又閃爍著智慧的創造性思維和實踐過程被公式和邏輯的面紗遮蓋無余。事實上學生所需要的不僅僅是作為研究結果的結論性知識,更重要的是科學研究的思想方法和能力。離開引向研究結果的發展本身去把握結果,實際上是等于沒有結果。正如愛因斯坦所說:“科學并不一定是某一種定律的匯集,也不是某些各不相關的目錄,它是人類頭腦用其自由發明出來的觀念和概念所作的創造。”也就是說,科學不是一堆靜態的、孤立的概念和原理的集合,它是不斷發展、不斷創新的過程,是科學、技術、社會相互作用,相互促進的過程。所以,中小學的理科教育必須體現其主要特性,以科學實驗、實踐活動為主要內容,讓學生親自參加這種科學活動過程,使他們在動態發展中掌握科學知識,提高自身的科學素質。
三、注重培養學生的學習興趣
教師確立科學教育是基礎教育核心的觀念,優化課程結構,實現科學教育課程的綜合化,營造科學教育的校園文化環境,加強實驗教學與實踐教育。特別是在理科教育過程中要讓學生通過實驗來主動獲取知識,獨立進行提出假說、實驗論證、實驗設計、實驗分析及推測結論;讓學生按實驗要求設計實驗,按實驗設計選擇使用儀器、材料,按照步驟進行實驗,記錄、分析實驗現象,描述實驗結果;使學生在參與問題設定,實驗設計,尋求答案,進行實驗和分析結果的同時,培養他們收集信息資料,科學處理信息、分析信息及評價信息的綜合能力和分析社會實際問題的能力。從而不斷提高學生學習科學的興趣與運用科學方法的能力,培養學生理科興趣、學科素養和科學態度,以及尊重社會的態度和與人合作的能力,建立正確的對社會和他人的價值觀,并能學會珍惜和尊重生命,關注社會。
四、要堅持以實驗為基礎
加強實驗教學是理科教育的必然要求。理科教育的過程只有基于實驗,走進生活,走向自然才能使學生真正掌握科學知識,學會科學方法,形成科學精神,這就是理科教育不同于其他教育過程的一個重要特點。實驗是使學生對所研究的問題獲得重要的感性認識的基本途徑,它能有效地使學生清晰認識自然科學中的概念和規律是在怎樣的基礎上建立起來的,從而加深對自然科學規律的理解和形成正確的觀點,增強他們分析問題的能力、實驗能力、動手能力和掌握研究探索理科問題的基本方法。從知識因素、能力因素、非智力因素三個維度努力使傳授知識、能力培養、發展智力以及非智力因素開發有機結合,相互促進,提高學生的科學素質,為他們今后發展和終身學習打好基礎。所以,新一輪課改中對理科教育的實驗教學十分重視,在指導思想上堅持以實驗為基礎,在教學上增加實驗比重,著重實驗能力的訓練和技術能力的培養。
總之,實驗教學要遵循傳授知識、培養能力、提高素質、協調發展的教育理念,構建以課堂教學改革為核心,以優質實驗資源開放共享為基礎,以學生實踐能力、創新能力和提高教學質量為宗旨,創新管理機制,以全面提高實驗教學水平和實驗室使用效益為根本目的,加強學生實踐能力和創新能力的學習實踐,加強學生的實驗技能與方法訓練和創新精神與實踐能力培養,全面促進學生的知識、能力、素質的綜合協調發展。