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    以實(shí)驗(yàn)為載體,提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)

    2009-07-30 07:02:20單明娟
    關(guān)鍵詞:科學(xué)素養(yǎng)現(xiàn)象科學(xué)

    單明娟

    科學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科,實(shí)驗(yàn)法是科學(xué)教學(xué)重要的思想方法和科學(xué)方法。改變知識本位、學(xué)科本位的觀念,實(shí)現(xiàn)從科學(xué)知識邁,向科學(xué)素養(yǎng)(尤其是提高科學(xué)素養(yǎng))的轉(zhuǎn)變,既是課程改革的必然要求,也是科學(xué)課程的總目標(biāo)。

    亞里士多德說:“毫無疑問,我們應(yīng)該教給孩子們對他們確實(shí)有用的東西。”科學(xué)教學(xué)中,這“確實(shí)有用”的東西就是“科學(xué)素養(yǎng)”。具有科學(xué)素養(yǎng)的人能夠提出、發(fā)現(xiàn)和解答與日常生活有關(guān)的問題,能夠描述、解釋和預(yù)言自然現(xiàn)象。

    科學(xué)教學(xué)中如果能注重以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ),充分利用實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源,精心組織實(shí)驗(yàn)教學(xué),積極開展探究活動,通過實(shí)驗(yàn)啟發(fā)學(xué)生由“觀”生“趣”、由“趣”生“疑”、由“疑”生“思”、由“思”得“知”,這對于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,增強(qiáng)問題意識,培養(yǎng)學(xué)生觀察能力、動手能力、思維能力,優(yōu)化思維品質(zhì)具有舉足輕重的作用。

    一、實(shí)驗(yàn)在提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)中的作用

    (一)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象激發(fā)學(xué)習(xí)興趣

    教師針對不同的教學(xué)內(nèi)容,利用豐富生動有趣的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,可以有效激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的興趣和探索科學(xué)奧秘的強(qiáng)烈求知欲。例如,鐵絲燃燒火星四射;氧氣使帶火星的木條復(fù)燃;二氧化碳滅火;用澄清的石灰水和碳酸鈉溶液制取“牛奶”……這些都會令學(xué)生興奮激動,再結(jié)合現(xiàn)象分析原因,便可自主獲得結(jié)論。

    當(dāng)然,應(yīng)當(dāng)注意,興趣并非一產(chǎn)生就能持續(xù)穩(wěn)定。這就需要教師不斷用新奇的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不斷強(qiáng)化學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,從而使學(xué)生暫時(shí)的淺層興趣逐漸轉(zhuǎn)化為較深層的興趣。那些把實(shí)驗(yàn)“停留”在黑板上、書本上,背實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)結(jié)論的做法是錯誤的。

    (二)呈現(xiàn)實(shí)驗(yàn)過程,優(yōu)化思維品質(zhì)

    1培養(yǎng)思維的深刻性

    例如,做“氫氣還原氧化銅”的實(shí)驗(yàn)時(shí),在筆者介紹實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)后,有學(xué)生提出:“假如實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí),沒有繼續(xù)通氫氣到試管冷卻為止,會有什么現(xiàn)象呢?”這時(shí),筆者不急于回答學(xué)生的問題,而是引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行兩種不同的實(shí)驗(yàn)操作,預(yù)見實(shí)驗(yàn)可能出現(xiàn)的不同現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)后,根據(jù)不同現(xiàn)象(有沒有產(chǎn)生紅色的銅),組織學(xué)生討論、分析,從而得出結(jié)論。由于強(qiáng)化了實(shí)驗(yàn)過程的呈現(xiàn),這一教學(xué)對培養(yǎng)學(xué)生思維的深刻性大有好處。事實(shí)上,科學(xué)實(shí)驗(yàn)功能的體現(xiàn)不僅僅在于獲得所謂的“正確”實(shí)驗(yàn)結(jié)果,更重要的是使學(xué)生經(jīng)歷和體驗(yàn)獲得實(shí)驗(yàn)結(jié)果的探索過程。不重視過程的實(shí)驗(yàn)等于把生動活潑的科學(xué)現(xiàn)象變成了靜止的某個(gè)預(yù)期的“結(jié)論”,引不起學(xué)生的積極思維。

    2培養(yǎng)思維的獨(dú)創(chuàng)性

    例如,在“如何用實(shí)驗(yàn)方法區(qū)分食鹽水和純水”的教學(xué)中,筆者讓學(xué)生自己去發(fā)現(xiàn)問題、去設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。布置任務(wù)后,給學(xué)生一段時(shí)間讓他們先獨(dú)立思考。學(xué)生設(shè)計(jì)出很多方案,匯總起來竟然有27種之多。(1)嘗(味道);(2)蒸發(fā)(有無鹽粒);(3)洗傷口(疼痛感);(4)放雞蛋(沉、浮);(5)導(dǎo)電(強(qiáng)、弱);(6)泡泡菜(生、熟);(7)養(yǎng)魚(死、活);(8)治魚的霉斑(效果);(9)放菠蘿(味道);(10)稱質(zhì)量(輕、重);(11)放冰箱(結(jié)冰快慢);(12)加鹽(有無沉析);(13)曬干(有無鹽粒);(14)放鐵釘(生銹快慢);(15)放冰塊(溶解快慢);(16)放木條(沉、浮);(17)退燒(效果);(18)放雞血(是否凝結(jié));(19)過濾(有無雜質(zhì));(20)加糖(溶解狀況);(21)洗碗(清潔程度);(22)滴油(擴(kuò)散狀況);(23)洗茶垢(清潔程度);(24)漱口(治牙痛);(25)養(yǎng)海魚(死、活);(26)養(yǎng)花(死、活);(27)用試紙(效果)。雖然不是每種方法都簡單、可行、有效,有些還基本雷同,但每個(gè)人都有獨(dú)立的見解、新穎的觀點(diǎn),這是很寶貴的。然后,筆者組織學(xué)生一起分析、討論、比較設(shè)計(jì)方案的可行性和優(yōu)缺點(diǎn)等。最后,選擇優(yōu)秀的設(shè)計(jì)方案,由學(xué)生在課堂上演示,對比較好的方案給予表揚(yáng),對較差的也要從其中找出某方面的優(yōu)點(diǎn)給予肯定,從而調(diào)動各層次學(xué)生的創(chuàng)造積極性,發(fā)展思維的獨(dú)創(chuàng)性。

    (三)借助實(shí)驗(yàn)結(jié)果就事論理

    學(xué)生應(yīng)當(dāng)具備學(xué)會透過現(xiàn)象找出事物本質(zhì)特性和規(guī)律的本領(lǐng)?,F(xiàn)象往往是表面的、零散的,如何通過現(xiàn)象找出事物規(guī)律性的東西,是培養(yǎng)學(xué)生分析、概括、推理、判斷等思維方法的重要過程。就“事”論“理”中的“事”就是實(shí)際存在的問題,“理”是對實(shí)際問題作出必要的理論分析和說明。如在“大氣壓”教學(xué)中,筆者設(shè)計(jì)了“喝飲料比賽”:準(zhǔn)備兩只瓶子,一只瓶口有塞子,一只沒有。在有塞子的瓶子中放一個(gè)裝有清潔飲用水的小瓶,在沒有塞子的瓶子中也放一個(gè)裝有清潔飲用水的小瓶。請一位班里公認(rèn)力氣較大的男同學(xué)用吸管插入瓶塞吸水,請一位班里公認(rèn)力氣較小的女同學(xué)用吸管吸另外一瓶水。在全班同學(xué)都認(rèn)為男同學(xué)必勝的情況下,結(jié)果卻是女同學(xué)贏了。學(xué)生對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的預(yù)測和實(shí)驗(yàn)結(jié)果根本不相吻合,究竟是什么原因?qū)е碌哪?通過實(shí)驗(yàn),學(xué)生明白了大氣壓的原理,原來水不是吸出來的,而是壓出來的。

    二、以實(shí)驗(yàn)為載體提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的策略

    (一)圍繞實(shí)驗(yàn)主題提煉問題

    圍繞實(shí)驗(yàn)主題提煉問題,可以增強(qiáng)學(xué)生的問題意識,培養(yǎng)學(xué)生提出問題、分析問題、解決問題的能力。

    一是提出系列性問題。例如,在演示氫氣還原氧化銅的實(shí)驗(yàn)中,由于注意點(diǎn)較多,筆者提出了以下問題,以指導(dǎo)學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn):氧化銅在反應(yīng)前后顏色有什么明顯變化?試管口有什么變化?試管口為什么要向下傾斜?導(dǎo)管為什么要伸入試管底部?開始加熱前為什么要先通一會兒氧氣?實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,為什么要先熄滅酒精燈再通一會兒氧氣?以上問題的設(shè)置,使學(xué)生對本實(shí)驗(yàn)應(yīng)掌握的內(nèi)容一目了然。

    二是提出對比性問題。例如,圍繞制取二氧化碳的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,筆者提出了如下問題:不用稀鹽酸而改用濃鹽酸跟石灰石反應(yīng),行不行?為什么?又例如,圍繞物質(zhì)燃燒條件的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,筆者提出了如下問題:為什么用嘴對蠟燭迅速吹氣火焰滅,而對爐火迅速吹氣卻反而越吹越旺?通過對比性問題的提煉,有利于學(xué)生辨析概念,掌握原理,養(yǎng)成思考實(shí)驗(yàn)問題的習(xí)慣。

    (二)利用實(shí)驗(yàn)手段開展探究活動

    在課堂實(shí)驗(yàn)中,盡量將驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)化成探索性實(shí)驗(yàn),將演示實(shí)驗(yàn)放手讓學(xué)生去做(注意演示實(shí)驗(yàn)并不是指教師做的實(shí)驗(yàn)),讓學(xué)生主動參與、樂于探究,可以提高學(xué)生的探究興趣和探究能力,從而提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

    培養(yǎng)學(xué)生的探究能力僅僅靠課堂是不夠的,我們必須拓展實(shí)驗(yàn)時(shí)空,對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)、改組和改造,充分利用實(shí)驗(yàn)這一科學(xué)學(xué)科特有的載體,培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐操作能力,使學(xué)生養(yǎng)成“瓶瓶罐罐做儀器、拼拼湊湊做實(shí)驗(yàn)”的良好動手習(xí)慣。

    課外活動是課堂的延伸,開展課外活動不僅拓寬了學(xué)生的知識面,使學(xué)生掌握了研究問題的科學(xué)方法,同時(shí)也提高了學(xué)生的思維能力與實(shí)踐能力。因此,教師要根據(jù)教學(xué)、學(xué)生、校內(nèi)外的實(shí)際情況開展各類課外活動,將課堂教學(xué)與課外活動緊密結(jié)合

    起來,使科學(xué)教學(xué)更加完善。例如:(1)用pH試紙測定家庭中的食鹽水、肥皂水、茶水、食醋等物質(zhì)的pH,測定土壤的pH;(2)讓學(xué)生回家指導(dǎo)家長合理施肥、澆花、移栽植物;(3)除去熱水瓶水垢,冰箱除臭;(4)熟悉家庭電路、換接保險(xiǎn)絲、自制水果電池等。

    此外,還可以引導(dǎo)學(xué)生使用科學(xué)知識和科學(xué)方法處理生活、生產(chǎn)中與科學(xué)相關(guān)的問題。例如,通過閱讀說明書和嘗試性操作,學(xué)習(xí)使用電器和儀器的能力;利用科學(xué)知識并沿著正確的思維路線發(fā)現(xiàn)和排除自行車或家庭上下水系統(tǒng)故障的能力;等等。

    (三)組織實(shí)驗(yàn)教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生的能力

    1明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?,培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力

    在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,往往會出現(xiàn)這樣的問題:實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象錯綜復(fù)雜,學(xué)生情緒興奮,實(shí)驗(yàn)做完后,學(xué)生只記住他感興趣的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,而不明白這些現(xiàn)象說明了什么問題。因此,在實(shí)驗(yàn)過程中培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力值得高度重視。為了更好地培養(yǎng)學(xué)生的觀察力,在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí),教師必須讓學(xué)生知道觀察什么,怎樣觀察,實(shí)驗(yàn)的初始狀態(tài)如何,結(jié)果如何。只有明確觀察目的,仔細(xì)觀察,不管實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象如何,都能抓住本質(zhì)。

    2合理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)學(xué)生的動手能力

    蘇聯(lián)教育學(xué)家蘇霍姆林斯基說過:“人的心靈深處,總有一種把自己當(dāng)做發(fā)現(xiàn)者、研究者、探索者的固有需要?!痹趯?shí)驗(yàn)教學(xué)中,教師應(yīng)讓學(xué)生自己根據(jù)問題去設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),做實(shí)驗(yàn),歸納實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,作出分析、判斷。這不僅能啟發(fā)學(xué)生積極思維,而且可以培養(yǎng)學(xué)生的動手能力。例如,教師可設(shè)計(jì)這樣的問題:有兩瓶失去標(biāo)簽的稀硫酸和稀鹽酸溶液,如何鑒別?教師可指導(dǎo)學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),自己動手實(shí)驗(yàn),觀察并分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)就能發(fā)現(xiàn):用氫氧化鋇溶液和可溶性的鋇鹽溶液進(jìn)行區(qū)分,現(xiàn)象明顯,而用硝酸銀溶液鑒別,則兩者都有白色沉淀生成。對于這些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,教師可與學(xué)生一起分析原因,查溶解性表。學(xué)生可得出這樣的結(jié)論:鑒別稀硫酸和稀鹽酸溶液不能用硝酸銀溶液。這樣既培養(yǎng)了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能、動手能力,又使學(xué)生享受了實(shí)驗(yàn)過程的快樂。

    實(shí)驗(yàn)對激發(fā)學(xué)習(xí)興趣、優(yōu)化思維品質(zhì)、明晰科學(xué)道理均能起到積極而重要的作用,通過實(shí)驗(yàn)這一有效載體,積極開展探究活動,可以培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、動手能力、思維能力以及提出問題、分析問題、解決問題的能力,學(xué)生的綜合素質(zhì)也可在實(shí)驗(yàn)中得到提高,并最終內(nèi)化成科學(xué)素養(yǎng)。教師只有充分認(rèn)識到這一點(diǎn),并有意識地加以實(shí)踐嘗試,才能幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)從掌握科學(xué)知識為目標(biāo)到提高科學(xué)素養(yǎng)為目標(biāo)的轉(zhuǎn)變。

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