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新課程下科學(xué)實驗的重要性
科學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科,研究科學(xué)需要實驗,學(xué)習(xí)科學(xué)也離不開實驗。實驗是科學(xué)教學(xué)的重要內(nèi)容,又是基礎(chǔ)教育新課程改革倡導(dǎo)的教學(xué)方法和學(xué)習(xí)方法,是進行探究性學(xué)習(xí)的重要途徑。這就要求我們轉(zhuǎn)變以往主要為驗證理論和配合理論教學(xué)而進行科學(xué)實驗的觀念,重新認(rèn)識實驗在科學(xué)教學(xué)中的作用。下面小編就為你帶來新課程下科學(xué)實驗的重要性,歡迎大家分享!
科學(xué)實驗的重要性
一、實驗?zāi)軌蚣て饘W(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的興趣
夸美紐斯說過:“興趣是創(chuàng)造一個樂觀和光明的教育環(huán)境的主要途徑之一。”學(xué)生的學(xué)習(xí)動機和求知欲,學(xué)習(xí)的積極性和主動性,是形成創(chuàng)新意識的主要條件。教師在實驗教學(xué)時,不但要注意鼓勵學(xué)生的直觀興趣和操作興趣,還要積極培養(yǎng)學(xué)生的探究興趣和創(chuàng)造興趣。只有形成探究興趣和創(chuàng)造興趣,才能推動和促進學(xué)生發(fā)揮實驗學(xué)習(xí)的能動性。教師應(yīng)充分利用演示實驗以引起學(xué)生的直觀興趣,除盡可能完成課本中要求的演示實驗外,還可補充一些現(xiàn)象更加生動、更加新奇的實驗。如我在進行“水的三態(tài)變化”教學(xué)中時,補充了一個演示實驗,達到了較好效果。具體操作如下:
在圓底燒瓶里裝入約三分之一的水,瓶口處用帶導(dǎo)管的橡皮塞塞緊,防止漏氣。用酒精燈給燒瓶加熱,過一段時間,燒瓶里的水沸騰,產(chǎn)生大量水蒸氣,水由液態(tài)變成氣態(tài)即汽化過程。水蒸氣經(jīng)過導(dǎo)管,遇到冷的玻璃杯,變成小水滴落下,水又由氣態(tài)變成液態(tài)即液化過程。通過該演示實驗不僅使學(xué)生知道了汽化和液化的原理,而且說明氣態(tài)和液態(tài)可以互相轉(zhuǎn)化,也較形象地演示了云、雨的成因。
又如:在“大氣壓的存在”教學(xué)中,除演示課本中的覆杯實驗和壓扁易拉罐實驗外,又另外補充了幾個趣味性的小實驗,以進一步提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。實驗一、將粗試管裝滿清水,再把空的細試管慢慢插入粗試管內(nèi),并讓它留出三分之一在外面。用手扶住細試管,把粗試管倒過來,放開手,細試管不僅不落下,反而逐漸上升,最后幾乎全部進到粗試管里面去。(提示:兩只試管粗細相差不宜太大,以細試管剛好可以在粗試管內(nèi)上下自由移動為宜。細試管內(nèi)壁最好涂上顏色,以示區(qū)別。)
實驗二、有“磁性”的玻璃杯實驗:先把吸水紙弄濕,再把短蠟燭放進其中一個玻璃杯,點燃蠟燭,迅速地把濕潤的吸水紙蓋在玻璃杯上。最后小心地把另一個玻璃杯倒扣在第一個玻璃杯上。一小會兒時間后,蠟燭就熄滅了。提起倒扣在上面的杯子時,下面的杯子也會跟著上面的杯子一起被提起來。(提示:兩個玻璃杯大小要一樣,杯口要平,倒扣時兩只杯子的杯邊應(yīng)是緊貼的,不留任何空隙。)
學(xué)生在產(chǎn)生直觀興趣的基礎(chǔ)上,教師應(yīng)讓他們動手在實驗中解決一些與自然現(xiàn)象、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、日常生活聯(lián)系密切的問題,將有助于學(xué)生對科學(xué)的興趣向著持久的方向發(fā)展,形成穩(wěn)定的探究興趣和創(chuàng)造興趣。如將二氧化碳通入澄清石灰水中,觀察到石灰水變渾濁,從而解釋石筍、鐘乳石的形成。由于學(xué)生有越來越多的機會通過實驗認(rèn)識事物的本質(zhì)特性,這使學(xué)生不僅對實驗保持了極大的興趣,也使他們對科學(xué)這門學(xué)科的內(nèi)容產(chǎn)生了濃厚且持久的興趣。
二、實驗?zāi)軌騽?chuàng)設(shè)生動有趣的教學(xué)情景
實驗是教師創(chuàng)設(shè)教學(xué)情景最有效的手段,例如在介紹排氣集氣法時,演示如圖所示的實驗,使剛熄滅的紙所產(chǎn)生的煙充滿集氣瓶,用可見的煙代替無形的空氣。用充滿煙的集氣瓶收集氣體,如收集H2,隨著H2的導(dǎo)入,可觀察到上方瓶底部分先變?yōu)闊o色,同時煙從下方瓶口排出,無色區(qū)逐漸擴大,這一實驗情景非常形象直觀。又如,收集比空氣密度大的氣體,同樣可以觀察到煙從瓶口上方被排出的情況。通過這樣改進過的實驗,能有效地說明向下或向上排空氣集氣法的原理。
實驗不但能為學(xué)生掌握知識提供生動、具體的感性材料,而且也能為訓(xùn)練學(xué)生的實驗技能及知識的應(yīng)用提供良好的情境和機會。學(xué)生初步形成的知識和技能往往比較膚淺,不夠準(zhǔn)確,體會不深,容易遺忘。通過實驗,可以進一步豐富、充實和提高他們的知識和技能。例如,通過溶液導(dǎo)電性實驗,學(xué)生不僅用實驗驗證了電解質(zhì)溶液中存在著自由移動離子的知識,還通過實驗觀察電極表面現(xiàn)象(例如有氣泡生成),深刻理解電解質(zhì)溶液導(dǎo)電時有新物質(zhì)生成的客觀事實。
三、實驗是探究性學(xué)習(xí)的一種重要方法
學(xué)科的基本特征決定了學(xué)科的學(xué)習(xí)特點,在華師大版《科學(xué)》七年級(上)第0章中的第三節(jié)就是“什么是科學(xué)探究”,足顯探究性學(xué)習(xí)的重要性,而運用實驗進行探究無疑是最有效最重要的方法之一。變幻莫測的實驗現(xiàn)象,可以激發(fā)學(xué)生探究的欲望;在實驗中獲得的實驗事實、實驗數(shù)據(jù)、實驗條件等可以為探究活動提供素材;出乎意料的實驗結(jié)果,可以促進學(xué)生更深刻、全面地思考探究問題,使探究活動走向深入。但教材中的探究活動主要是兩種類型,一是寫出了整個的探究過程,如:探索鐵釘生銹的條件、燃燒的條件、用壓強計探究液體內(nèi)部存在壓強等,學(xué)生只要按部就班地按照書本中列出的過程去做,就能夠得到結(jié)論,達不到探究活動的真正目的。而另一些探究課題雖未寫出探究過程,且課題內(nèi)容也較新穎,但就我們農(nóng)村學(xué)校的現(xiàn)狀而言,因受到種種條件的制約,很難真正付諸行動。如:高速公路上發(fā)生車輛追尾相撞事故的原因調(diào)查、船舶載重線與載貨量的關(guān)系等。
鑒于以上原因,教師在教學(xué)中,不應(yīng)局限于課本要求,可以另外提出操作性較強的探究課題放手讓學(xué)生去做,教師只要提供必要的預(yù)備知識、注意事項等,探究的整個過程要求學(xué)生自行設(shè)計,包括實驗所需的器材、實驗步驟等,教師只在學(xué)生需要時給予一定的指導(dǎo)。這樣才能讓實驗在探究性學(xué)習(xí)中發(fā)揮其特有的作用,使學(xué)生不再是操作工,而成為真正的創(chuàng)造者。如我在“二氧化碳”這節(jié)課的教學(xué)中,提出了“實驗室制取二氧化碳的最佳反應(yīng)原料的探究”和“制取二氧化碳裝置的設(shè)計”兩個課題。
學(xué)生還可以在實驗過程中發(fā)現(xiàn)有探究價值的問題,通過實驗收集解決問題的證據(jù),運用實驗檢驗探究結(jié)論的合理性,并從中體驗科學(xué)家在科學(xué)探究中的過程和方法,獲得科學(xué)探究的樂趣和感受獲得成功的喜悅。
總之,實驗之于科學(xué)的作用猶如水之于人的作用。在平時的教學(xué)中,必須注重實驗教學(xué),不斷改進實驗方法,努力設(shè)計新的實驗,以適應(yīng)新課改下科學(xué)教學(xué)的需要,培養(yǎng)知識型和技能型皆具的人才。
科學(xué)實驗的步驟
科學(xué)實驗的步驟通常包括以下幾個主要階段:
1、選定實驗課題,明確實驗?zāi)康模哼@是實驗的起點,需要確定實驗的具體研究內(nèi)容以及預(yù)期達到的目標(biāo)。
2、實驗設(shè)計:弄清實驗原理:理解實驗的理論基礎(chǔ),知道實驗如何進行。
搜集相關(guān)實驗資料:研究已有的實驗資料,了解實驗的背景和可行性。
選擇實驗方法:根據(jù)實驗?zāi)康倪x擇合適的實驗方法和技術(shù)。
準(zhǔn)備實驗材料:列出所需的材料和設(shè)備。
設(shè)計實驗過程:詳細規(guī)劃實驗的具體步驟和操作方法。
對實驗結(jié)果做出預(yù)測和評價:預(yù)測實驗結(jié)果,并設(shè)計評估方法。
3、實驗操作:按照設(shè)計好的步驟進行實驗,確保操作的準(zhǔn)確性和安全性。
4、實驗數(shù)據(jù)的分析與整理:對收集到的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析,驗證實驗假設(shè)是否成立。
5、撰寫實驗報告:記錄實驗過程、結(jié)果和分析,形成完整的實驗報告。
此外,科學(xué)實驗的設(shè)計和執(zhí)行過程中還需要注意以下幾點:
安全性:確保實驗操作的安全,避免使用危險物品時發(fā)生意外。
可重復(fù)性:確保實驗設(shè)計和結(jié)果可以被其他人重復(fù),以驗證實驗的可靠性。
倫理考慮:對于涉及生物或人類參與的實驗,需要考慮到倫理問題,確保實驗符合道德規(guī)范。
記錄詳細:詳細記錄實驗過程中的每一個步驟和觀察到的現(xiàn)象,以便后續(xù)分析和解釋。
通過上述步驟,可以系統(tǒng)地開展科學(xué)實驗,確保實驗的有效性和可靠性。
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