摘要:初中科學是一門以實驗為基礎的課程,實驗在教學中具有十分重要的作用。運用實驗教學能夠有效培養學生的觀察能力、想象能力,培養學生嚴謹的科學態度和探索創新的精神。
關鍵詞:實驗教學 創新精神 能力 培養
心理學研究表明,人的思維活動是在感性材料基礎上產生的,感性材料是思維活動的源泉和依據。初中科學課中各種類型的實驗,能具體形象地展示知識的形成和發展過程,為學生學習提供豐富的感性材料,強化學生感知,啟迪學生思維,從而達到發展智力、培養能力的目的。
一、做好演示實驗,培養觀察力和想象力
演示實驗是教學的基礎,是最有效的直觀教學手段。它既生動形象,又富有吸引力,可以使全體學生的觀察、思維集中在講臺上,對培養學生觀察力和想象力十分有效。
(1)激發學習興趣,培養觀察能力。興趣是影響學習積極性的最直接因素。那些新奇的、對生活有意義的知識和問題,能引起學生強烈的興趣。在觀察這些現象時,教師要引導學生注意整個現象發生的過程、產生條件和特征等。如在觀察“摩擦起電”現象時,要提示注意:①手帕摩擦過的塑料膜對碎紙屑有什么作用?②手帕摩擦過的兩塊塑料膜,在相互接近時會發生什么現象?③把用手帕和毛皮分別摩擦過的兩塊塑料膜靠近些,它們之間會產生什么現象?通過觀察,學生自己得出了“摩擦過的物體帶電及同種電荷相斥,異種電荷相吸”的結論。不僅成功地誘發了學生的學習興趣,滿足了求知欲望,而且有利于發展學生的觀察能力。
(2)引導學生聯想,培養想象能力。由于實驗本身的設計問題及實驗條件限制,有些演示實驗操作不方便,現象不明顯。這時,就應運用聯想的方法。如“電磁感應現象”這一節,在學習“導體做切割磁力線的運動”這一內容時,可啟發學生聯想“右手拿鐮刀割麥子”的情形。根據“右手定則”,磁力線方向(麥子)、導體運動方向(鐮刀)、導體中感應電流方向(四指)的關系就十分明確了。
二、上好實驗課,培養實驗操作能力和創造性思維能力
(1)加強操作訓練,培養實驗操作能力。實驗操作能力是學生必備的基本功,因此在教學中有目的、有意識的加強實驗操作能力訓練是實驗教學的一項重要任務。要提高操作能力,必須從培養基本功入手,要求學生明確實驗目的、原理、步驟,正確使用實驗儀器,掌握計數、讀數和處理數據的技巧,能夠通過分析、推理得出正確結論。
(2)營造良好氛圍,拓展創新思維空間。 學習知識的最佳途徑是自己去發現,這種發現使理解更深刻,更容易掌握其內在規律、性質和聯系。而良好的教學氛圍,能促進求知欲滋長,激發解決問題的興趣,刺激新思維的開拓。因此,在教學中應重視營造良好氛圍,培養學生的學習興趣和創新思維。例如在講物體的熱脹冷縮時,設計了一個“熱噴泉”實驗,學生對實驗現象非常驚奇,產生極大的研究興趣。在探究活動過程中,有個學生說:“如果我把做的‘鋁皮風車’裝在上面,就成為一個新型自動風車了” 這不正是創新思維火花的閃現嗎?
(3)引導學生設計實驗,培養創新精神。為了達到培養學生創造性思維這個目的,應允許學生在探索問題和尋找答案時,不茍同于傳統或習慣的思維方式,提出不同的設想。在實驗過程中,教師可引導學生對實驗內容或裝置進行適當改進,增加實驗的創造性成分。
(4)在篩選猜想時設計實驗。科學探究中,提出問題后,學生會從不同角度作出種種猜想。這是一個發散思維過程,我們不可能對所有猜想都一一用實驗驗證。如:探究“電阻大小與什么因素有關”。學生猜想與長度、材料、密度、體積、橫截面積、質量等有關。教師與學生一起分析:考慮長度、橫截面積,實際上考慮了體積;考慮材料實際上考慮了密度;考慮體積、密度,實際上考慮了質量。經過分析,學生明白了為何只考慮材料、長度、橫截面積以及溫度。大大節省了實驗時間。但有時探究某些物理量難以分析而實驗又容易做,還是依猜想設計實驗。比如,探究“摩擦力大小與什么因素有關?”學生猜想除了與壓力、接觸面粗糙程度有關外;還涉及壓力作用點、運動方向、運動速度等,可以做實驗給學生看。
(5)在明確實驗原理時設計實驗。科學教材中常將一些公式作為原理設計實驗。如V=S/t,測運動物體的平均速度,只需測出路程以及通過這段路程的時間。圍繞測這兩個物理量,選用器材和儀器設計實驗即可。
(6)在比較實驗方案時設計實驗。如測一只未知電阻Rx的阻值。現有器材是電壓表、電流表各一只,定值電阻(10歐)一只,滑動變阻器(0-20歐)一只,以及電源、開關、導線等。請根據以上器材和下列要求,用不同方法測出未知電阻Rx的阻值。要求:①電壓表、電流表、定值電阻、滑動變阻器四個器材中,每次只能用兩個;②測量器材在一種方法中可使用兩次。通過實驗,不僅有效幫助學生領會知識,更重要的是通過討論交流,分析和解決實驗中的問題,能夠培養學生的創造性思維能力。
(7)訓練發散思維,培養創新思維能力。科學教材為發展學生思維能力提供了大量素材,作為教師應深鉆教材,挖掘教材中各因素,培養學生發散思維能力,在課堂中讓學生有更多暢所欲言的機會。如教學大氣壓強時,設計實驗:拿一只瓶子,瓶口塞緊帶漏斗的瓶塞,再把水倒進漏斗,觀察水是否能流進瓶子里;再把瓶塞松一松讓學生觀察有什么現象(水流進了瓶里);你還有其它方法能讓水流進瓶里嗎?學生思索后,爭先恐后,踴躍發言,氣氛十分熱烈,有的說可以在瓶塞上開一個小孔;有的說可以在瓶子上鑿一個洞……通過交流他們獲得了意外的信息或“靈感”。
三、重視課外實驗,培養實踐能力
科學實驗,從某種意義上說是一種特殊的、直觀的實踐。課外實驗不僅可以培養學生學習興趣,更重要的是它對培養學生動手能力,思考問題的能力,處理問題的能力,應用創新能力等都有極大幫助。學生在動手完成各種小實驗、小制作過程中,思維異常活躍,學習欲望高漲,參與意識增強,都迫切地希望進一步探索問題。通過實驗,學生學到的知識就比較深刻、牢固。
課本中“紙盒燒開水”、 “小風輪”、“電鈴”等小實驗、小制作,有很強的趣味性和知識性,十分貼近學生生活,符合初中學生好奇、好問、好動的心理特征。教師要鼓勵學生做好這些課外小實驗、小制作,并有意識地在教學中加以講評。引導學生把對教學內容的學習和對小實驗、小制作的學習結合起來達到某種程度的互補。
四、創造實驗條件,多讓學生參與
利用實驗培養學生能力,是一項長期細致的工作。在實驗教學中,教師除了認真示范,發揮主導作用外,還必須以學生為主體,盡量多給學生創造實驗條件,爭取實驗機會。①變演示實驗為邊講邊做實驗。對于某些重復性的實驗操作,教師不必千篇一律的演示,可直接改為邊講邊做實驗,讓學生參與其中。②變演示實驗為學生實驗。為充分調動學生學習積極性,培養學習興趣,對一些簡單實驗,可讓學生登臺表演,教師只作指導。③變驗證性實驗為探究性實驗。這類實驗成功的可能性大,但如改為探究性實驗,就加大了難度,要求學生開動腦筋,自己設計實驗去證明,有利于培養理性思維能力和創新精神。
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