在实验中感悟 在探究中提升

施淑芳

摘要 新课程背景下,实验对于完成初中科学课程的任务具有不可替代的作用。期望通过实验使学生的科学素养水平得以提高。但在科学实验教学过程中对实验教学功能的认识上会有一些偏差。本文希望通过对一堂实验教学课的分析,提出新课程背景下发挥实验教学探究功能的新思考。

关键词 新课程改革 实验教学 探究能力

1、问题的提出

初中科学课程内容充分体现了“通过实验学科学”的思路,不仅在教材中有教师的演示实验内容,还增加了学生的探究实验,而且单独设置了《科学实验活动手册》,期望通过实验使学生的科学素养水平得以提高。这样的设置安排也充分体现了科学是一门以实验为基础的学科。

我们知道实验对于完成初中科学课程的任务具有不可替代的作用,无论是传授知识、训练技能、发展能力,培养科学态度和科学方法,还是进行政治思想教育和品德教育,都离不开科学实验。且实验是增强学生学习科学兴趣的催化剂,实验教学是科学教学中一个重要环节,但在科学实验教学过程中对实验教学功能的认识上会有一些偏差。这是一位老师在八年级下《空气》中的一个教学片断:

教师在课堂上成功地演示空气中氧气含量的测定实验后,

提问:“同学们你观察到什么现象?”

学生答:“看到红磷在瓶中剧烈燃烧,产生大量的白烟;反应停止,打开止水夹后观察到瓶内水位上升,约有15体积的水进入瓶内。”

师又问:“根据观察到现象,可推测空气中氧气的体积分数为多少?”

学生答:“红磷燃烧时,是红磷与空气中氧气反应,生成五氧化二磷固体,五氧化二磷溶于水,使瓶内的气压减少,打开止水夹后,水在大气压的作用下,被压入瓶中,容积约为15从而证明氧气约占空气体积的1/5。”

然后,教师了得出结论空气中氧气的体积分数约占1/5左右。

像这样由教师事先演示实验,再由学生根据实验现象得出实验结果的教学安排是实验教学中非常常见的,从这表面上看教师的演示实验做得很成功,学生的观察也很仔细,且能通过逻辑思维活动很好的解释了产生现象的原因。教师能充分利用科学实验培养和发展学生的观察能力,引起学生学习兴趣,激发学生学习科学的积极性。但这只是假象,因为学生只是被动去看、听,尽管教师分析非常清晰实验现象也非常,而至于为什么要做这个实验?为什么要这样做?诸如此类问题全部被教师事先安排的流程淹没,学生并未产生真正的思维活动,或者说学生并未产生深层次的思维活动。这样的教学过程,实际上是学生在教师有意的引导下得出正确答案,并没有引起学生思维的火花,学生也只是在“读科学”,并没有做到新课程要求的“探究科学”。

2、问题的解决

在实验教学中,教师应该将教材中的一些实验设计成真正的探究性实验,实验的结论应是在探究后由学生独立或讨论得到,这样做才会更有利于真正引起学生的思维活动,更有利于学生思维能力的培养。因此本人在设计《空气》这堂课时,对这部分的实验内容进行认真思考,我通过创设问题情境,引领并激发学生的探究精神。以下是我这个实验的教学实录:

开始做好实验铺垫引入:拿一支小蜡烛,点燃后放入集气瓶中,盖好玻璃片,等蜡烛熄灭,集气瓶冷却后,把他倒扣到水里,移开玻璃片一会儿,重新盖好玻璃片。引导学生观察

[ 学生发现集气瓶中有一些水。]

问题1:为什么水能吸入集气瓶中?进入集气瓶中的水的体积取决于谁的体积?

引导学生讨论分析得出:焟烛燃烧消耗了氧气,瓶内气压减小,外界大气压把水压入集气瓶中,于是学生就会很自然的认为进入瓶中水的体积就是消耗氧的体积。

[学生发现水进入集气很少。]

问题2:科学家的结论是氧气约占空气体积的1/5,而刚才同学们看到的实验中,气体体积减少却远远少于1/5,为什么?

这时根据学生对实验的现象提出质疑,教师提出问题,激起学生探究的欲望。学生经过激烈的小组讨论,提出猜疑可能是蜡烛燃烧后的产物是二氧化碳和水,二氧化碳是气体占了一定的体积,所以气体的减少小于1/5。

问题3:蜡烛燃烧的产物是气体对实验的结果会有所干扰,那该实验的材料该做如何的选择呢?

教师针对学生的猜想,进一步的追问,激发学生对这实验的反应物选择的思考。这时学生的思维非常敏捷,马上有同学提出应选择物质燃烧后生成产物是固体,且容易与空气中的氧气反应,但由于学生刚接触科学宫化学知识,对物质的认识不是很多,不知道哪些物质反应生成物是固体,这时教师就引导学生看书了解红磷燃烧生成的产物五氧化二磷是固体,并指出硫、碳燃烧产物是气体,铁、铜在空气中不易燃烧,于是学生就明白了该实验的最佳反应物是选红磷。接一下来师生共同演示实验(这时教师提供4组实验,让班级中动手能力比较强的学生来一起实验,分布在班中的不同位置,便于小组中其他同学观察实验现象)

[学生观察现象:红磷剧烈燃烧,产生大量的白烟,打开止水夹时水就压入集气瓶中,但不同小组水进入的量都不一样的]

这时学生表现出来很大疑惑,学生眼神中充满期待,为什么一样的空气会有不一样的结果呢?

问题4:刚才不同组同学实验都选择了相同且最佳的反应物了,为什么实验的结果会有这么大的差距呢?我们实验过程中该要注意哪些事情呢?

教师引导学生共同讨论、探究、分析原因,学生明白水进入瓶中量不同,可能装置气密性不好,可能是红磷不足,没有把氧气耗尽,可能没有冷却应打开止水夹等原因造成。学生的疑问得到了解,课堂的气氛达到了高潮,本节课的重点得到突破。

整个过程通过教师设计的环环相扣的问题情境,引导学生解决实验中的问题,采用了猜想、否定、改进、完善的群体探究方式,体验探究过程,自主地认识了实验的设计原理、原料的选择和实验过程中的注意事项,学生兴趣与信心倍增,课堂教学较成功。教师自觉地成了教学活动的组织者,引导者。学生自然地成了科学探究的主体,达到了教师的主导作用和学生的主体地位的和谐统一。对于空气中氧气的体积分数测定的实验中,所含的显、隐性知识的掌握和能力的培养水到渠成。

3、问题的思考

众所周知,搞好科学实验教学是提高科学教学质量的关键之一,我们教师在教学中,应该抓住实验教学的各种契机,充分利用科学实验,激发学生科学探究的欲望,在实验教学中,只有让问题贯穿于探究实验的全过程,才能体现新课程理念,充分发挥探究实验在科学教学中的重要作用。

实验教学是科学教学重要的组成部分,在实验教学过程中,存在一些教师只按课本及格式化的实验报告中所描述的实验方式去做、看到实验现象就算完成实验任务,使探究实验不能很好地发挥其在培养学生思维能力和探究精神方面的功能,且这也极大地影响了学生的问题意识和对实验的探究意识,因此在实验教学中,教师更多地站在学生的角度组织教学,给学生充分的实验空间和思考余地,在整个实验过程中,他们有更多的时间去理解有关实验,提出自已的假设,带着问题进行实验,可以驱使他们更加细心地进行实验现象的观察,对实验结果与自已的猜想进行比较,发现问题并设计新的实验进行探究,从而全面的获得新知。帮助学生自主构建知识体系。

在新课程改革全面铺开的今天,我们更注重的是学生的主动构建知识结构,通过学生自我的感悟,使自身得到提高。在此,实验更应作为一种载体,应使科学实验贯穿于教材的各个环节,如新课的引入,重点、难点的突破,设疑和研讨,小结和复习,习题和课外活动等,以尽可能地发挥实验教学的综合效益。因此不应该只把实验当作一种教学情境或只是起到一激发学生学习兴趣的作用。

科学(7-9)年级课程标准中叙述:“应给学生提供充分的科学探究机会,让学生通过手脑并用的探究活动,体验探究过程的曲折和乐趣,学习科学方法,发展科学探究所需要的能力并增进对科学探究的理解。”因此我们更应该把实验教学看成是转变学生学习方式和发展科学探究能力的重要途径。

【参考文献】

[1] 科学(7-9)年级课程标准

[2] 中学化学教学参考 2007、12