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關(guān)鍵詞:科學(xué)實(shí)驗(yàn);培養(yǎng);教育功能;實(shí)現(xiàn)
人才的培養(yǎng)要符合時(shí)展的要求,當(dāng)今社會(huì)所需要的是實(shí)踐性人才,創(chuàng)新性人才和適應(yīng)性人才,因此,我們的教育也應(yīng)該是注重于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性、創(chuàng)新性、實(shí)踐性。但當(dāng)今教育教學(xué)工作中出現(xiàn)了理論脫離實(shí)際的問(wèn)題,其表現(xiàn)為學(xué)生只是注重課本知識(shí),過(guò)多的關(guān)注解題思路,并不能夠從實(shí)際問(wèn)題中獲取有效信息并解決問(wèn)題。從我們的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)上來(lái)看學(xué)生是學(xué)到了知識(shí),但是他們并沒(méi)有真正獲得處理實(shí)際問(wèn)題的能力。面對(duì)這樣的現(xiàn)狀,為扭轉(zhuǎn)局面,促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展,我國(guó)已經(jīng)采取了一定的方法,就是改變?cè)械慕逃虒W(xué)方法,實(shí)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)教育。
一、科學(xué)實(shí)驗(yàn)的教育現(xiàn)狀
改革開(kāi)放以來(lái),我國(guó)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的教育已經(jīng)有了空前的發(fā)展,現(xiàn)今,劉良華在《西南師大學(xué)報(bào)》中將我國(guó)的科學(xué)實(shí)驗(yàn)教育概括為四大家族,即學(xué)導(dǎo)式教學(xué)實(shí)驗(yàn)家族、目標(biāo)教學(xué)實(shí)驗(yàn)家族、情境教學(xué)實(shí)驗(yàn)家族、創(chuàng)造教學(xué)實(shí)驗(yàn)家族。我國(guó)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教育雖然取得了很大的成績(jī),但是與一些發(fā)達(dá)國(guó)家之間仍存在著很大的差距。我們要充分認(rèn)識(shí)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教育中的不足之處,比如在科學(xué)實(shí)驗(yàn)教育中因?yàn)槿鄙賹?zhuān)業(yè)指導(dǎo)老師而不能有效的開(kāi)展科學(xué)實(shí)驗(yàn),諸如此類(lèi)的問(wèn)題有很多,要解決這些問(wèn)題,首先要引導(dǎo)教師隊(duì)伍轉(zhuǎn)變觀念,那就需要我們系統(tǒng)正確的認(rèn)識(shí)到科學(xué)實(shí)驗(yàn)的諸多教育功能。
二、科學(xué)實(shí)驗(yàn)的教育功能
我國(guó)的科學(xué)實(shí)驗(yàn)教育推行以來(lái),人們?cè)谟H身體會(huì)之后對(duì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的教育功能有了一定的了解,在物理、化學(xué)、生物等學(xué)科方面也進(jìn)行了一些有關(guān)于實(shí)驗(yàn)教育功能的總結(jié),但是很多總結(jié)過(guò)于零散,沒(méi)有進(jìn)行系統(tǒng)的概括,以下是對(duì)現(xiàn)今科學(xué)實(shí)驗(yàn)教育功能的系統(tǒng)闡述。
(一)科學(xué)實(shí)驗(yàn)可以培養(yǎng)學(xué)生的思維能力
通過(guò)科學(xué)實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生分析和解決問(wèn)題的能力。在學(xué)習(xí)過(guò)程當(dāng)中,學(xué)生只有將理論與實(shí)踐結(jié)合起來(lái),形成的思維方式才是完整的、全面的,才能夠?qū)ψ匀皇挛镉幸粋€(gè)全新的認(rèn)識(shí);同時(shí),通過(guò)科學(xué)實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生統(tǒng)籌兼顧的設(shè)計(jì)能力。一個(gè)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的成功,不一定是使用了最好的實(shí)驗(yàn)儀器,而是將實(shí)驗(yàn)中的每個(gè)步驟都設(shè)計(jì)的科學(xué)合理,利用有限的科學(xué)儀器,使科學(xué)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果達(dá)到空前的精度。并且在可以達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡那疤嵯?,盡量的降低對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器的要求,這樣可以節(jié)省一大筆實(shí)驗(yàn)投入。所以,在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí),必須要樹(shù)立一種成本、效益的意識(shí),這也是衡量一個(gè)學(xué)生是否會(huì)做事的標(biāo)準(zhǔn)之一。
(二)科學(xué)實(shí)驗(yàn)可以培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手操作能力
科學(xué)實(shí)驗(yàn)是一種實(shí)踐活動(dòng),是一個(gè)手腦并用的過(guò)程。在科學(xué)實(shí)驗(yàn)中,開(kāi)放的研究?jī)?nèi)容需要我們自己動(dòng)腦思考,利用實(shí)驗(yàn)儀器來(lái)獲得大量的信息,然后再在這些信息中來(lái)篩選、分析和利用有效信息,達(dá)到學(xué)習(xí)目的。在這一過(guò)程中,不僅訓(xùn)練了我們的思維,還培養(yǎng)了學(xué)生的動(dòng)手操作能力。在傳統(tǒng)教學(xué)中,重“勞心”而輕“勞力”、重“思辨”而輕“實(shí)踐”的思想比較嚴(yán)重,所以科學(xué)實(shí)驗(yàn)可以協(xié)調(diào)學(xué)生手腦的發(fā)展這一功能就顯得更具有現(xiàn)實(shí)意義。
(三)科學(xué)實(shí)驗(yàn)可以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力
現(xiàn)在我們所處的時(shí)代是一個(gè)競(jìng)爭(zhēng)激烈的時(shí)代,只有不斷創(chuàng)新,不斷發(fā)展,才能立于不敗之地。培養(yǎng)創(chuàng)新性人才是現(xiàn)在教育的一大熱點(diǎn),也是教育發(fā)展的一個(gè)方向??茖W(xué)實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造能力和創(chuàng)新精神的一個(gè)重要方式。1.激發(fā)學(xué)生的好奇心與求知欲。好奇心和求知欲是學(xué)生獲得知識(shí)的源泉,學(xué)生只有渴望獲得知識(shí),才能夠不斷地接受新的信息,才能夠不斷攀登科學(xué)的巔峰。在科學(xué)實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行過(guò)程中會(huì)伴隨著五彩繽紛的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)效果,這就很好的激發(fā)了學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)新知識(shí)的欲望,增強(qiáng)了學(xué)生探索學(xué)習(xí)的內(nèi)部動(dòng)機(jī)。教師在引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí),假如能夠有效地使用教學(xué)策略,讓學(xué)生自覺(jué)地觀察、分析、總結(jié)和反思實(shí)驗(yàn),達(dá)到科學(xué)實(shí)驗(yàn)的教育目的,這樣不僅可以滿足學(xué)生原有的學(xué)習(xí)需要,還可以促進(jìn)學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)需要的產(chǎn)生。2.培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力與創(chuàng)新精神。布魯納認(rèn)為,發(fā)現(xiàn)的興奮感能發(fā)揮學(xué)生的智慧潛力,激發(fā)學(xué)生的內(nèi)部動(dòng)機(jī)。學(xué)生通過(guò)科學(xué)實(shí)驗(yàn),親自在大自然中“發(fā)現(xiàn)”科學(xué)規(guī)律,這種成就感是其他學(xué)習(xí)方式難以體驗(yàn)到的,它極有力地激發(fā)了學(xué)生主動(dòng)探索自然、改造自然的熱情,從而為發(fā)明、創(chuàng)造預(yù)備了條件。這樣不但培養(yǎng)了學(xué)生的各種思維能力和合作能力,而且提高了學(xué)生的創(chuàng)造能力,同時(shí)也培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新精神。
(四)科學(xué)實(shí)驗(yàn)可以培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度
科學(xué)實(shí)驗(yàn)在培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)態(tài)度中具有不可代替的作用。看學(xué)生是否具有科學(xué)態(tài)度,就要看他是否能夠尊重事實(shí),突破定式思維;是否能夠一切從實(shí)際出發(fā),具體問(wèn)題具體分析;是否能夠客觀、全面的對(duì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)做出合理的評(píng)價(jià)。1.培養(yǎng)學(xué)生尊重客觀事實(shí)的科學(xué)態(tài)度。在進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí),會(huì)發(fā)現(xiàn)大部分學(xué)生都過(guò)分依賴于已學(xué)過(guò)的理論知識(shí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),完全不在乎已經(jīng)改變了的實(shí)驗(yàn)條件,最終把實(shí)驗(yàn)結(jié)果的不準(zhǔn)確歸因于誤差,而不進(jìn)一步的進(jìn)行研究分析。這樣不僅削弱了科學(xué)實(shí)驗(yàn)的價(jià)值,而且可能會(huì)使學(xué)生失去一個(gè)重大科學(xué)發(fā)現(xiàn)的機(jī)會(huì)。長(zhǎng)此以往,所培養(yǎng)出來(lái)的人也不具有創(chuàng)新精神,難以從事一些具有開(kāi)創(chuàng)性的工作。因此,我們要在科學(xué)實(shí)驗(yàn)中幫助學(xué)生突破定式思維,尊重客觀事實(shí)規(guī)律,勇于表達(dá)自己的所見(jiàn)、所思、所感。2.培養(yǎng)學(xué)生因時(shí)施宜的科學(xué)態(tài)度。在進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí),會(huì)發(fā)現(xiàn)大部分學(xué)生老是根據(jù)書(shū)本理論一步一步的往下做實(shí)驗(yàn),不敢對(duì)書(shū)本內(nèi)容有一點(diǎn)點(diǎn)的逾越。我們?cè)诳茖W(xué)實(shí)驗(yàn)中要培養(yǎng)學(xué)生因時(shí)施宜的科學(xué)態(tài)度,即就是在科學(xué)實(shí)驗(yàn)中引導(dǎo)學(xué)生在保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果、結(jié)論準(zhǔn)確的基礎(chǔ)之上,發(fā)現(xiàn)并應(yīng)用最便捷、簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)方法來(lái)達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?,做到高效?shí)驗(yàn),從而節(jié)省一部分時(shí)間。3.培養(yǎng)學(xué)生積極反思的科學(xué)態(tài)度。一節(jié)成功的理論課程需要反思,一節(jié)失敗的理論課程也需要進(jìn)行更加深刻的反思,相同,一個(gè)成功的科學(xué)實(shí)驗(yàn)需要反思,一個(gè)失敗的科學(xué)實(shí)驗(yàn)更需要進(jìn)行認(rèn)真的反思。科學(xué)實(shí)驗(yàn)中的反思還與理論課程的反思不同,它不僅需要對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果、結(jié)論進(jìn)行反思,還需要對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)中的各個(gè)步驟進(jìn)行反思,看看數(shù)據(jù)的來(lái)源是否可靠,科學(xué)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是否不同,科學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否出入過(guò)大,在什么地方出現(xiàn)了什么樣的問(wèn)題,可以采取什么樣的手段解決問(wèn)題。
(五)科學(xué)實(shí)驗(yàn)可以培養(yǎng)學(xué)生的審美能力
科學(xué)實(shí)驗(yàn)之美揭示了實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域的勞動(dòng)過(guò)程及其結(jié)果所呈現(xiàn)出美的本質(zhì)、人對(duì)科學(xué)的美感、科學(xué)藝術(shù)的特征等??茖W(xué)實(shí)驗(yàn)之美一面是科學(xué),一面是藝術(shù),二者攜手共建人類(lèi)的科學(xué)思維與藝術(shù)思維的新思維方式。1.領(lǐng)略實(shí)驗(yàn)儀器之美,培養(yǎng)學(xué)生審美能力??茖W(xué)實(shí)驗(yàn)儀器本身就擁有美感,從外形上來(lái)說(shuō),它們具有直線美、曲線美以及造型美,從質(zhì)地上來(lái)說(shuō),大多數(shù)都是由玻璃制成的,給人以晶瑩剔透的美感。在進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,要引導(dǎo)學(xué)生充分感受科學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器外形的美,再在使用科學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器的過(guò)程當(dāng)中感受它們的性能美,讓學(xué)生加深對(duì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器的認(rèn)識(shí)。2.感受實(shí)驗(yàn)變化之美,提高學(xué)生審美能力??茖W(xué)實(shí)驗(yàn)展示出來(lái)的是一種動(dòng)態(tài)的美。在科學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行過(guò)程當(dāng)中,會(huì)帶來(lái)視覺(jué)上的美感,讓我們?cè)谙硎苊栏械耐瑫r(shí)展開(kāi)想象。在一些科學(xué)實(shí)驗(yàn)中,可以體會(huì)到顏色的驟變、物質(zhì)的產(chǎn)生與消失、物態(tài)的變化,還可以體會(huì)到科學(xué)實(shí)驗(yàn)當(dāng)中的發(fā)光、發(fā)熱、發(fā)電、發(fā)聲等現(xiàn)象。在豐富多彩的科學(xué)實(shí)驗(yàn)當(dāng)中,不僅可以體會(huì)到大自然的神奇,還提高了學(xué)生的審美能力。
(六)科學(xué)實(shí)驗(yàn)是糾正“前概念
”的重要途徑簡(jiǎn)單的說(shuō),“前概念”就是“前科學(xué)概念”,具體的來(lái)講,“前概念”就是存在于人腦之中的非科學(xué)概念。在學(xué)生群體中,“前概念”的現(xiàn)象普遍存在,糾正“前概念”,就是要打破學(xué)生原有的認(rèn)知體系,來(lái)引導(dǎo)學(xué)生形成新的認(rèn)知體系,但這并非易事,然而科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以最典型地概括呈現(xiàn)一般經(jīng)驗(yàn)事實(shí),克服學(xué)生片面經(jīng)驗(yàn)的不足,并且由于其鮮明的針對(duì)性和直觀性,完全可以根據(jù)學(xué)生頭腦中的錯(cuò)誤概念設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),從而使學(xué)生建立新的表象,形成新的正確概念。
三、科學(xué)實(shí)驗(yàn)教育功能的實(shí)現(xiàn)
(一)提高科學(xué)實(shí)驗(yàn)教育地位,實(shí)現(xiàn)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教育功能
現(xiàn)在,在我們的學(xué)校教育中,科學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的開(kāi)設(shè)具有明顯的附加特點(diǎn)。我們要將科學(xué)實(shí)驗(yàn)的教育列為基礎(chǔ)教育課程,提高科學(xué)實(shí)驗(yàn)的教育地位。從小學(xué)開(kāi)始進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)教育,讓學(xué)生從小就養(yǎng)成勤觀察、勤動(dòng)腦、勤動(dòng)手的好習(xí)慣。另外,利用實(shí)驗(yàn)室開(kāi)展豐富的第二課堂,開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室,放開(kāi)學(xué)生的雙手,放飛學(xué)生的想象,為學(xué)生的小制作、小實(shí)驗(yàn)、小發(fā)明提供廣闊的空間,讓學(xué)生從自己的小制作中不但培養(yǎng)了動(dòng)手能力,而且體驗(yàn)到成功的歡樂(lè)和科學(xué)的魅力,學(xué)生利用自己設(shè)計(jì)的小實(shí)驗(yàn)解決了困惑。學(xué)生動(dòng)手搞小制作和小發(fā)現(xiàn),把美妙的幻想變成了現(xiàn)實(shí),引領(lǐng)學(xué)生在化學(xué)世界里放飛夢(mèng)想,從而為創(chuàng)造文明埋下了種子。[1]在中學(xué)物理、化學(xué)、生物等課程中,加大對(duì)實(shí)驗(yàn)課程考試的比重,但在此之前,我們應(yīng)該先制定好科學(xué)實(shí)驗(yàn)考試的考察形式以及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn),以免走進(jìn)誤區(qū)。
(二)加大對(duì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的教育投入,實(shí)現(xiàn)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的教育功能
我們科學(xué)實(shí)驗(yàn)教育開(kāi)展不了的一個(gè)主要原因就是在學(xué)校教育中,能夠用于科學(xué)實(shí)驗(yàn)教育的師資力量不足。在科學(xué)實(shí)驗(yàn)中,會(huì)用到各種各樣的藥品以及儀器,而有一部分儀器和藥品價(jià)格比較高昂,學(xué)校無(wú)法承受。科學(xué)實(shí)驗(yàn)的教育與普通的理論教育不同,在科學(xué)實(shí)驗(yàn)教育中,不僅要引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)理論知識(shí),還需要在實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中觀察和糾正學(xué)生的錯(cuò)誤步驟及其動(dòng)作。因此,在科學(xué)實(shí)驗(yàn)的教育中,我們不僅僅需要實(shí)驗(yàn)藥品、實(shí)驗(yàn)儀器等硬件設(shè)施,還需要有專(zhuān)業(yè)的科學(xué)實(shí)驗(yàn)教育工作者來(lái)引導(dǎo)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教育工作??梢詳喽?,在完善了科學(xué)實(shí)驗(yàn)的硬件設(shè)施之后,一大批實(shí)驗(yàn)教育專(zhuān)業(yè)人員深入教學(xué)第一線之日,就將是科學(xué)實(shí)驗(yàn)教育更加興旺之時(shí)。
(三)改革科學(xué)實(shí)驗(yàn)的教育內(nèi)容,實(shí)現(xiàn)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的教育功能
在我們現(xiàn)在的科學(xué)實(shí)驗(yàn)教育中,大多實(shí)驗(yàn)都是屬于驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),并且有些實(shí)驗(yàn)過(guò)于陳舊。在一定意義上對(duì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教育功能的發(fā)揮具有拘束性。所以,我們可以在物理、化學(xué)、生物等課本中改革一部分實(shí)驗(yàn),將驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)改為探究性實(shí)驗(yàn),或者在驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)后面附加一個(gè)探究性實(shí)驗(yàn);將過(guò)于陳舊的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行變化,使之更加適應(yīng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教育的規(guī)律,更加符合時(shí)代的發(fā)展要求。這樣不僅可以達(dá)到教育目的,而且還可以使科學(xué)實(shí)驗(yàn)的教育功能更好地發(fā)揮出來(lái)。隨著科學(xué)實(shí)驗(yàn)教育的推行,教育工作者們?cè)诳茖W(xué)實(shí)驗(yàn)的具體實(shí)踐中越來(lái)越認(rèn)識(shí)到科學(xué)實(shí)驗(yàn)的重要性。未來(lái)教育質(zhì)量的提高將越來(lái)越依賴于科學(xué)實(shí)驗(yàn)的一系列方法以及模式的普遍應(yīng)用,通過(guò)科學(xué)實(shí)驗(yàn)不僅可以豐富理論知識(shí),而且可以開(kāi)闊思維。
四、結(jié)論
通過(guò)分析了科學(xué)實(shí)驗(yàn)的重要性,意識(shí)到科學(xué)實(shí)驗(yàn)教育的重要性。在推動(dòng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教育發(fā)展之前,首先要對(duì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的教育功能有一個(gè)系統(tǒng)的了解,進(jìn)一步認(rèn)識(shí)我國(guó)現(xiàn)在科學(xué)實(shí)驗(yàn)教育的現(xiàn)狀以及存在的一些問(wèn)題,就需要針對(duì)具體的問(wèn)題采取相關(guān)的措施來(lái)解決問(wèn)題,即就是要采取一些切實(shí)可行的辦法來(lái)實(shí)現(xiàn)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的教育功能,只有科學(xué)實(shí)驗(yàn)的教育功能得到充分發(fā)揮,才能使我國(guó)的科學(xué)實(shí)驗(yàn)教育再上一個(gè)臺(tái)階。通過(guò)對(duì)我國(guó)當(dāng)前科學(xué)實(shí)驗(yàn)的教育現(xiàn)狀進(jìn)行分析,可以提出一些對(duì)策解決科學(xué)實(shí)驗(yàn)教育中存在的問(wèn)題,其措施主要有提升科學(xué)實(shí)驗(yàn)的教育地位、加大對(duì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的教育投入、改革科學(xué)實(shí)驗(yàn)的教育內(nèi)容。當(dāng)然這些都是從國(guó)家政策的宏觀角度來(lái)說(shuō)的,具體要落實(shí)到全國(guó)各個(gè)學(xué)校,還需要全校師生的共同努力。
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整個(gè)小學(xué)階段,兒童的思維都在不斷地從具體到抽象、從感性到理性發(fā)展的。小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)于豐富學(xué)生的感性認(rèn)識(shí),發(fā)展學(xué)生的理性認(rèn)識(shí)具有重要的作用。在小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,我們不僅要引導(dǎo)學(xué)生掌握豐富的科學(xué)知識(shí),更要培養(yǎng)他們敢于創(chuàng)新的精神。通過(guò)近幾年的小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐,我深刻地體會(huì)到,要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力,就應(yīng)當(dāng)激發(fā)學(xué)生的參與意識(shí),激發(fā)學(xué)生的好奇心;抓住小學(xué)生的思維特點(diǎn),敢于放手讓學(xué)生主動(dòng)地發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題;在實(shí)驗(yàn)中激發(fā)學(xué)習(xí)興趣讓學(xué)生體會(huì)到創(chuàng)造的快樂(lè);在參與中豐富學(xué)生的感性認(rèn)識(shí),發(fā)展學(xué)生的理性認(rèn)識(shí)。那么,在小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中怎樣培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力呢?下面結(jié)合教學(xué)實(shí)踐,談?wù)勅绾卧诳茖W(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。
一、在實(shí)驗(yàn)中激發(fā)參與意識(shí),培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力
小學(xué)生具有強(qiáng)烈的好奇心,對(duì)周?chē)氖挛锍錆M新鮮感,好學(xué)好動(dòng)是他們的天性,這也是他們觀察事物提出問(wèn)題的動(dòng)力,小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生有強(qiáng)烈的吸引力。因此,在教學(xué)過(guò)程中要抓住時(shí)機(jī),引導(dǎo)他們?cè)谡J(rèn)真思考的基礎(chǔ)上提出各種問(wèn)題,培養(yǎng)他們參與意識(shí),使學(xué)生成為科學(xué)實(shí)驗(yàn)的主人。例如,《電產(chǎn)生磁》的教學(xué)中要求學(xué)生用一節(jié)電池連接在電路中,并觀察吸引大頭針的個(gè)數(shù),由于電池個(gè)數(shù)少,實(shí)驗(yàn)效果并不明顯,可是在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,我發(fā)現(xiàn)有的小組的同學(xué)實(shí)驗(yàn)效果就很明顯,原來(lái)他們是用了三節(jié)電池,雖然他與實(shí)驗(yàn)的要求不一致,但這使他們發(fā)現(xiàn)了電磁效果更明顯的一種方法,因此,我們應(yīng)對(duì)學(xué)生進(jìn)行進(jìn)一步啟發(fā),除了增加電池,還有哪些辦法也能增強(qiáng)電流的磁效應(yīng)呢?請(qǐng)你們先討論,然后再自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)手驗(yàn)證自己的猜想。通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)更強(qiáng)烈了。所以,我們?cè)诮虒W(xué)中要適時(shí)地對(duì)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)進(jìn)行鼓勵(lì)和引導(dǎo)。
二、在實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)問(wèn)題意識(shí)
陶行知曾經(jīng)說(shuō)過(guò)“發(fā)明千千萬(wàn),起點(diǎn)是一問(wèn)。禽獸不如人,過(guò)在不會(huì)問(wèn)。智者問(wèn)得巧,愚者問(wèn)得笨。人力勝天工,只在每事問(wèn)?!痹趯?shí)驗(yàn)教學(xué)中,我們要引導(dǎo)學(xué)生帶著疑問(wèn)去學(xué)習(xí),引導(dǎo)學(xué)生不斷地發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,從而為學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)奠定基礎(chǔ)。如在學(xué)習(xí)《擺的秘密》一課時(shí),為了能夠讓學(xué)生自己提出問(wèn)題,特意構(gòu)建如下情境:剛上課時(shí),我向?qū)W生們出示了一個(gè)單擺,讓一名學(xué)生用力讓單擺擺動(dòng)起來(lái),讓學(xué)生明確單擺的構(gòu)造后,提出問(wèn)題:你們現(xiàn)在想說(shuō)些什么呢?學(xué)生紛紛提出關(guān)于單擺自己想要探究的問(wèn)題:?jiǎn)螖[擺動(dòng)的快慢與哪些因素有關(guān)?有哪些方法可以使擺錘擺動(dòng)得更快?是否與擺錘的重力有關(guān)?是否與擺線的長(zhǎng)度有關(guān)?恰當(dāng)?shù)膯?wèn)題開(kāi)啟了學(xué)生思維之門(mén),激發(fā)了學(xué)生探究的熱情。學(xué)生討論后,教師適當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證自己的猜想。在問(wèn)題中,學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)得以激發(fā),深入探究的愿望油然而生。
三、在體驗(yàn)中培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力
在實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中要充分發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性,讓學(xué)生充分參與到活動(dòng)中來(lái),對(duì)于很多的科學(xué)實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)需要的器材;讓學(xué)生通過(guò)親身體驗(yàn)豐富直接經(jīng)驗(yàn),在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,引導(dǎo)學(xué)生樹(shù)立參與、合作、進(jìn)取、創(chuàng)新的意識(shí);培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、動(dòng)手操作、信息處理、語(yǔ)言表達(dá)的能力;引導(dǎo)學(xué)生在“玩中學(xué)、做中學(xué)、用中學(xué)”。例如在“認(rèn)識(shí)巖石”活動(dòng)中,孩子們積極性非常高,為了研究巖石的特點(diǎn),我讓學(xué)生搜集各種巖石,他們開(kāi)動(dòng)腦筋,到自然中采集各種各樣的巖石,精心設(shè)計(jì)研究巖石的方法。他們搜集的巖石豐富多樣,設(shè)計(jì)的研究方法科學(xué)新穎,比我預(yù)想的好得多。在這次活動(dòng)中,學(xué)生體會(huì)到了自然的力量,在體驗(yàn)中培養(yǎng)了他們的創(chuàng)新能力,也讓我深刻體會(huì)到了學(xué)生智慧的力量和創(chuàng)造帶給他們的快樂(lè)。
四、在實(shí)驗(yàn)中激發(fā)學(xué)習(xí)興趣讓學(xué)生體會(huì)到創(chuàng)造的快樂(lè)
在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中要引導(dǎo)學(xué)生成為知識(shí)的發(fā)現(xiàn)者、研究者和探索者,體驗(yàn)到創(chuàng)造的快樂(lè)。這就要求我們要為學(xué)生提供更多地參與實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的機(jī)會(huì)。例如,在學(xué)習(xí)《玩鏡子》一課時(shí),在學(xué)生學(xué)習(xí)了平面鏡的特點(diǎn)后,我要求學(xué)生在課后自制潛望鏡。有的學(xué)生找來(lái)廢舊牙膏盒制作精美的潛望鏡;還有的同學(xué)使用塑料圓筒制作了可以任意調(diào)節(jié)方向的潛望鏡。課堂上,我讓學(xué)生玩一玩自己制作的潛望鏡,同學(xué)們熱情高漲,在玩潛望鏡的過(guò)程中分享了快樂(lè),我抓住了同學(xué)們展示的機(jī)會(huì),對(duì)制作得較好的幾個(gè)同學(xué)進(jìn)行了表?yè)P(yáng)和獎(jiǎng)勵(lì)。通過(guò)這次制作活動(dòng)激發(fā)了學(xué)生的參與實(shí)驗(yàn)的興趣,增強(qiáng)了學(xué)生創(chuàng)新能力,讓學(xué)生體會(huì)到了創(chuàng)造的樂(lè)趣。所以,引導(dǎo)學(xué)生體會(huì)到創(chuàng)造帶來(lái)的快樂(lè),讓學(xué)生經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)探究的過(guò)程,對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力更加重要。
關(guān)于教什么的問(wèn)題,倪勝利在“通識(shí)教育:真諦、問(wèn)題與方法”一文中提出:有價(jià)值的知識(shí)必然具有轉(zhuǎn)換和生成功能,可以貫通專(zhuān)業(yè)知識(shí)與整體世界。這種具有橋梁作用的知識(shí)在外部世界可以汲取能量和信息,并在其與外界交流的過(guò)程中保持不斷地生長(zhǎng)。人類(lèi)了解和認(rèn)識(shí)自然的特點(diǎn)和方式遠(yuǎn)比一些技術(shù)上的細(xì)節(jié)和知識(shí)點(diǎn)更為重要,因?yàn)檫@才是獲得知識(shí)的關(guān)鍵。在生命科學(xué)中有許多具有轉(zhuǎn)換和生成功能的知識(shí),在課堂中介紹一些常見(jiàn)的生物材料,從熟悉的知識(shí)出發(fā),引入新的知識(shí),引導(dǎo)同學(xué)積極思考,總結(jié)得到新的知識(shí)。例如蝸牛會(huì)分泌一些化學(xué)物質(zhì)用于營(yíng)造保護(hù)柔軟身體的“蝸居”;分泌粘液幫助它們保持身體的濕潤(rùn);它還可能會(huì)有一些行為幫助自己在自然界中生存和繁衍,吃新鮮的葉片填飽肚子;分泌性激素吸引異性以傳宗接代等。在生物個(gè)體的生命活動(dòng)過(guò)程中數(shù)以萬(wàn)計(jì)的各種各樣的物質(zhì)隨著生命活動(dòng)的進(jìn)行不斷地產(chǎn)生,然后或自身消耗掉或?yàn)榱硪恍┥锼?。我們?nèi)祟?lèi)就經(jīng)常利用這些生物資源,例如我們?cè)谖r、蟹、昆蟲(chóng)、烏賊和真菌中找到了一種廣泛存在于自然界被稱為殼聚糖生物材料。殼聚糖可以形成動(dòng)物堅(jiān)硬的外殼保護(hù)它們?nèi)彳浀纳眢w,并且近年來(lái)人們還發(fā)現(xiàn)了它具有醫(yī)療保健作用,被廣泛用于食品醫(yī)藥等領(lǐng)域,成為新興的生物材料。在課堂上,教師提出一系列問(wèn)題:殼聚糖是什么樣的?它的化學(xué)性質(zhì)如何?它對(duì)細(xì)胞中的生物化學(xué)反應(yīng)有何作用?在生命的化學(xué)活動(dòng)進(jìn)行過(guò)程中它是怎樣影響細(xì)胞的代謝和生物體的生命活動(dòng)的?隨后圖文并茂地講解:帶有陽(yáng)離子的殼聚糖,在腸道內(nèi)可以與脂肪及膽汁酸結(jié)合,從而阻斷脂肪消化與吸收,因而具有降低中性脂肪及低密度脂蛋白,溶解血栓的作用,在防止動(dòng)脈硬化及腦中風(fēng)等方面得以廣泛應(yīng)用。最后請(qǐng)同學(xué)們思考?xì)ぞ厶菫槭裁从羞@么多的作用呢?通過(guò)殼聚糖功效的發(fā)現(xiàn)和對(duì)其的利用,引導(dǎo)學(xué)生舉一反三認(rèn)識(shí)到生物資源是寶貴的,生命是大自然的恩賜,珍惜生命,熱愛(ài)生活。
二、教學(xué)方法
關(guān)于如何教的問(wèn)題,并沒(méi)有統(tǒng)一的規(guī)范,但教育者應(yīng)在保證教學(xué)方法的科學(xué)性和教學(xué)內(nèi)容合理性的前提下,打破桎梏,不拘一格地發(fā)揮個(gè)人魅力,在選題相應(yīng)的最新技術(shù)前沿的背景下,有理論、有歷史、有應(yīng)用,或輕松幽默,或思辨嚴(yán)謹(jǐn)?shù)匦纬衫碚摳叨?、歷史縱深、學(xué)習(xí)趣味的有機(jī)結(jié)合。我們可以學(xué)習(xí)國(guó)外“開(kāi)放而思辨的教學(xué)方式”,但絕不能“邯鄲學(xué)步”,失去自身的特色。因?yàn)橹形鞣轿幕尘安煌?,中?guó)教師在課堂上更多地以自己的講述為主,與學(xué)生互動(dòng)較少;學(xué)生則習(xí)慣于老師說(shuō)什么就是什么,或者對(duì)于不感興趣的知識(shí)就干脆選擇不聽(tīng)、不看、不學(xué)習(xí)。因此,探索真正適合教師自己并且適合其所教學(xué)生的教學(xué)方法必須是在實(shí)踐的基礎(chǔ)上,利用現(xiàn)有的理論實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)摸索出來(lái)的,通過(guò)實(shí)踐筆者通常會(huì)將以下三種方法結(jié)合進(jìn)行講授:1.“興趣是最好的老師?!痹O(shè)計(jì)一個(gè)引人入勝的話題,讓學(xué)生去探索和發(fā)現(xiàn)知識(shí)的樂(lè)趣,使他們?cè)谡n堂上享受精彩知識(shí)的同時(shí)掌握獲取知識(shí)的方法,激發(fā)其想象和創(chuàng)新欲望,充分調(diào)動(dòng)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí),提高他們學(xué)習(xí)知識(shí)的積極性。2.“以問(wèn)題為基礎(chǔ)的教學(xué)法”(ProblemBasedLearning,PBL)是一種教學(xué)方法,它以一系列動(dòng)態(tài)的相關(guān)問(wèn)題為基礎(chǔ),隨著學(xué)習(xí)的進(jìn)展、新信息的增加而不斷發(fā)生變化問(wèn)題來(lái)達(dá)到確定的學(xué)習(xí)目標(biāo)。將學(xué)生分為小組來(lái)解決這些問(wèn)題,同時(shí)不去要求他們最后獲得所謂的正確答案。3.“紀(jì)錄片教學(xué)”幫助學(xué)生在專(zhuān)業(yè)課程的學(xué)習(xí)中培養(yǎng)形象性思維。國(guó)內(nèi)外有許多生命科學(xué)類(lèi)通識(shí)教育課程適用的優(yōu)秀紀(jì)錄片,因其信息量大尤其是非常適合在短時(shí)間內(nèi)讓學(xué)生系統(tǒng)地了解知識(shí)框架,從總體上把握生命科學(xué)類(lèi)知識(shí)的產(chǎn)生、發(fā)展和分類(lèi)等宏觀內(nèi)容,又能直觀形象地展現(xiàn)生命的奧秘,促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。課堂上使用的紀(jì)錄片片段得到學(xué)生的普遍好評(píng):“課堂上的紀(jì)錄片讓我們經(jīng)歷了一場(chǎng)又一場(chǎng)精彩絕倫的生命之旅,以前我不會(huì)知道生命中那么多的事情來(lái)之不易,生命的價(jià)值難以衡量,大自然中又那么多珍貴的財(cái)富可以去擷取,人類(lèi)的智慧還遠(yuǎn)沒(méi)有能夠解答所有疑問(wèn),但總有一天,我們將了解更多,得到更多的智慧?!毙畔⒌陌l(fā)展促進(jìn)了現(xiàn)代教育技術(shù)的發(fā)展,使得教育改革既面臨前所未有的機(jī)遇又面對(duì)著巨大的挑戰(zhàn),作為教學(xué)改革的重要執(zhí)行者教師,應(yīng)該清醒地意識(shí)到現(xiàn)代技術(shù)的應(yīng)用必將促使教育界不斷發(fā)生深層次的變革。教師必須不斷更新知識(shí),與時(shí)俱進(jìn),及時(shí)調(diào)整自己的知識(shí)結(jié)構(gòu),利用現(xiàn)代化的教學(xué)工具增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、自主探索。同時(shí)教師必須建立新的教學(xué)理念和實(shí)踐觀念,形成新型教學(xué)結(jié)構(gòu)和教學(xué)模式,體現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)主體作用的,而不再實(shí)行以“課本、教員、教師”為中心的封閉地傳統(tǒng)授課狀態(tài),始終走在變革的前列。在生命科學(xué)的通識(shí)教育教學(xué)中,首先要讓學(xué)生了解通過(guò)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的方法進(jìn)行科學(xué)研究是生命科學(xué)的重要特征,通過(guò)觀察、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、收集數(shù)據(jù)和分析數(shù)據(jù)等多方面的內(nèi)容掌握生命科學(xué)是行之有效的方法。教會(huì)學(xué)生用一種或多種感官(包括為提高感官的靈敏度使用諸如如望遠(yuǎn)鏡、光學(xué)顯微鏡和電子顯微鏡等輔助儀器)來(lái)深入觀察,并收集有關(guān)這個(gè)世界的真實(shí)、準(zhǔn)確的信息,真實(shí)地反映出感官所感知的事物或現(xiàn)象。指導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)巧妙的實(shí)驗(yàn)去驗(yàn)證由現(xiàn)象推測(cè)出的科學(xué)觀點(diǎn),并在科學(xué)探究中,將觀察到的現(xiàn)象結(jié)果等如實(shí)地記錄在筆記本上,通過(guò)這種方式將科學(xué)實(shí)驗(yàn)獲得的證據(jù)或數(shù)據(jù)保存下來(lái),最后讓學(xué)生明白除了構(gòu)思巧妙的實(shí)驗(yàn)外,生命科學(xué)研究實(shí)際上也是由一系列科學(xué)研究必不可少的步驟組成的,即如實(shí)地記錄分類(lèi)、觀察或測(cè)量得到的內(nèi)容和結(jié)果,運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)整理、分析、歸納所得數(shù)據(jù),進(jìn)而得出科學(xué)家自己的見(jiàn)解,并發(fā)現(xiàn)事物的內(nèi)在規(guī)律,之后通過(guò)實(shí)驗(yàn)報(bào)告與他人交流。將生命科學(xué)的特征通過(guò)歷史上生命科學(xué)的發(fā)展呈現(xiàn)給學(xué)生,例如對(duì)于自然發(fā)生說(shuō)的“腐肉生蠅”這樣中世紀(jì)流行的說(shuō)法進(jìn)行介紹,說(shuō)明觀察的結(jié)果不一定正確,讓學(xué)生們自己嘗試設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)論證在沒(méi)有顯微鏡等設(shè)備的情況下如何考證蒼蠅是從哪里來(lái)。然后講述歷史上的科學(xué)實(shí)驗(yàn)方法,即雷迪通過(guò)自己的仔細(xì)觀察發(fā)現(xiàn),只有蒼蠅在腐肉上產(chǎn)卵后才會(huì)發(fā)生“腐肉生蛆”的現(xiàn)象。通過(guò)雷迪的實(shí)驗(yàn),告訴同學(xué)們要解密“腐肉生蛆”還需要經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。舊問(wèn)題解決新問(wèn)題又誕生:雷迪的故事實(shí)際上是根據(jù)現(xiàn)有證據(jù)和實(shí)驗(yàn)做出推論,而推論也是有可能出錯(cuò)的,通過(guò)設(shè)計(jì)新的實(shí)驗(yàn)可以檢驗(yàn)科學(xué)觀點(diǎn)的正確與否。如何檢驗(yàn)?zāi)兀繗v史上的科學(xué)家們?yōu)槲覀兘獯鹆诉@個(gè)難題,同時(shí)向世人證明巧妙地設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)是生物科學(xué)研究中檢驗(yàn)推論正確與否的最佳途徑。就如雷迪用一個(gè)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)一項(xiàng)因素并用一個(gè)對(duì)照實(shí)驗(yàn)做比較,即肉和蒼蠅接觸或肉和蒼蠅不接觸,就能把不同的結(jié)果歸因于一項(xiàng)可變的因素。然而科學(xué)真理向來(lái)有著光明的前景,人們?cè)谙蛑饷髑斑M(jìn)的過(guò)程中卻走過(guò)不少的彎路,比如許多科學(xué)家因?yàn)槲⑸锏陌l(fā)現(xiàn)質(zhì)疑雷迪實(shí)驗(yàn)證明的生命不能自然發(fā)生這一經(jīng)過(guò)科學(xué)實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論。后來(lái)斯巴蘭扎尼設(shè)計(jì)了對(duì)照試驗(yàn),他觀察了4組不同加熱時(shí)間的肉湯在同樣的密封條件下微生物的發(fā)生情況,經(jīng)過(guò)認(rèn)真收集實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的各種數(shù)據(jù),在分析數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上得出結(jié)論,即只要密封肉湯并長(zhǎng)時(shí)間加熱煮沸便能殺滅全部微生物,新的微生物不會(huì)自然產(chǎn)生,這個(gè)結(jié)果進(jìn)一步論證了生命不會(huì)自然發(fā)生。然而事實(shí)上,當(dāng)時(shí)仍然有許多科學(xué)家堅(jiān)決擁護(hù)自然發(fā)生說(shuō),因?yàn)樗拱吞m扎尼的實(shí)驗(yàn)中盛有肉湯的燒瓶因密封而缺乏了空氣這一生命要素。后來(lái)為了驗(yàn)證微生物能否自然發(fā)生,巴斯德設(shè)計(jì)了鵝頸狀的彎曲的燒瓶盛放肉湯,這種巧妙的設(shè)計(jì)使肉湯與空氣通過(guò)彎曲的長(zhǎng)頸連通,而又阻止了外界的微生物進(jìn)入肉湯,最終的實(shí)驗(yàn)結(jié)果向人們證明了微生物不能自然發(fā)生,至此自然發(fā)生說(shuō)才在生命科學(xué)的舞臺(tái)上失去支持者。通過(guò)歷史故事的講述和精心設(shè)計(jì)的教學(xué)內(nèi)容,證明通識(shí)教育教學(xué)是可以形成理論高度、歷史縱深、學(xué)習(xí)趣味的有機(jī)結(jié)合的。
三、教師隊(duì)伍的建設(shè)
物理實(shí)驗(yàn)使指人們根據(jù)研究的目的,利用科學(xué)儀器設(shè)備人為的控制或模擬物理現(xiàn)象,排除干擾,突出主要因素,在最有利的條件下研究物理規(guī)律的一種活動(dòng)。物理實(shí)驗(yàn)可以簡(jiǎn)化和純化研究過(guò)程,可以強(qiáng)化研究條件,可以加速或延緩物理過(guò)程,可以重復(fù)再現(xiàn)物理過(guò)程,可以對(duì)物理現(xiàn)象或過(guò)程進(jìn)行定量研究??偠灾锢韺?shí)驗(yàn)在物理教學(xué)中有十分重要的作用。下面從以下幾點(diǎn)加以說(shuō)明:
一、物理實(shí)驗(yàn)可以培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力
教師在演示實(shí)驗(yàn)中,首先要讓學(xué)生明確實(shí)驗(yàn)觀察的目的;其次要讓學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)的裝置,認(rèn)真觀察實(shí)驗(yàn)儀器的初始狀態(tài),了解各部分儀器、儀表的作用與功能,使學(xué)生對(duì)觀察的目的,實(shí)驗(yàn)的儀器裝置有一個(gè)整體認(rèn)識(shí)。在做電學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí),要先讓學(xué)生看清電路。第三,要引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的發(fā)生和變化過(guò)程,演示實(shí)驗(yàn)一般要重復(fù)做二至三次,以便于學(xué)生反復(fù)觀察,紀(jì)錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、結(jié)論,教師還要帶領(lǐng)學(xué)生分析思考逐步形成理論。這樣,學(xué)生的觀察能力得到了培養(yǎng),對(duì)理論知識(shí)建立的過(guò)程有了較清楚的認(rèn)識(shí),使知識(shí)具體化,幫助學(xué)生理解較抽象的理論物理知識(shí),能夠使其久久留與腦海之中,保持較長(zhǎng)的記憶時(shí)間。一般地,第一次演示時(shí),讓學(xué)生集中觀察發(fā)生的現(xiàn)象,第二次要求學(xué)生觀察老師的操作,以便明確現(xiàn)象是怎樣發(fā)生的,第三次讓學(xué)生綜合觀察現(xiàn)象發(fā)生的過(guò)程及其結(jié)果如何。
為了增強(qiáng)演示實(shí)驗(yàn)的效果,培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力,教師可以在演示實(shí)驗(yàn)前或演示實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,提出一些思考性的問(wèn)題,以便引導(dǎo)學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)中發(fā)生的現(xiàn)象及現(xiàn)象變化過(guò)程,把學(xué)生的無(wú)意注意轉(zhuǎn)化為有意注意,引導(dǎo)學(xué)生集中注意力觀察最需要觀察的事物,并在演示實(shí)驗(yàn)過(guò)程中指導(dǎo)學(xué)生觀察方法,以及觀察中應(yīng)注意的問(wèn)題。
在演示實(shí)驗(yàn)的觀察訓(xùn)練中可以逐步減少教師的指導(dǎo),從開(kāi)始時(shí)實(shí)驗(yàn)前做詳細(xì)的指導(dǎo)觀察逐步地變?yōu)橛兄攸c(diǎn)地指導(dǎo)觀察。在學(xué)生具備一定的觀察能力后,可運(yùn)用“無(wú)聲演示”的方法,即教師在演示前和演示過(guò)程中都不講解指導(dǎo),而只操作給學(xué)生觀察,演示結(jié)束后,讓學(xué)生把觀察到的現(xiàn)象和過(guò)程用科學(xué)語(yǔ)言正確描述出來(lái),可以先提一名學(xué)生回答,然后請(qǐng)其他學(xué)生補(bǔ)充,直至達(dá)到要求為止。也可以讓每個(gè)學(xué)生看完教師的無(wú)聲演示后,寫(xiě)下自己所觀察到的現(xiàn)象和過(guò)程,這也是考察學(xué)生觀察能力的有效方法之一。經(jīng)過(guò)這樣反復(fù)多次的訓(xùn)練,即可不斷提高學(xué)生的觀察能力。
二、通過(guò)物理實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律,建立物理概念
在物理學(xué)中,物理規(guī)律一般都是通過(guò)實(shí)驗(yàn)總結(jié)出來(lái)的。一些物理學(xué)家為了探索自然的規(guī)律,不惜從事十年數(shù)十年的艱苦實(shí)驗(yàn),有的還要冒著生命的危險(xiǎn)來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。例如法拉第電磁感應(yīng)定律是經(jīng)過(guò)十年的實(shí)驗(yàn)探索才發(fā)現(xiàn)的,在此之前1820年奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng),這使善于思考的法拉第由此得到啟發(fā)并提出“磁轉(zhuǎn)化為電”的設(shè)想,1822年法拉第就開(kāi)始了艱苦漫長(zhǎng)的轉(zhuǎn)磁為電的研究,經(jīng)過(guò)無(wú)數(shù)次的實(shí)驗(yàn),終于在1831年發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象,接著又進(jìn)行了一系列的實(shí)驗(yàn)研究,最后成功的實(shí)現(xiàn)了磁轉(zhuǎn)化為電的設(shè)想,并經(jīng)過(guò)進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)探索,總結(jié)出了法拉第電磁感應(yīng)定律,開(kāi)創(chuàng)了人類(lèi)的電氣化時(shí)代。美國(guó)科學(xué)家富蘭克林是冒著生命危險(xiǎn)進(jìn)行“捕捉雷電”實(shí)驗(yàn)的,并為電學(xué)的發(fā)展作出了貢獻(xiàn)??茖W(xué)實(shí)驗(yàn)也是發(fā)明家取得成功的必由之路。如美國(guó)發(fā)明大王愛(ài)迪生曾獲1093項(xiàng)發(fā)明專(zhuān)利,可以說(shuō),他的每一項(xiàng)發(fā)明都是通過(guò)實(shí)驗(yàn)取得的。例如愛(ài)迪生發(fā)明白熾燈時(shí)為了尋找燈絲的合適材料,曾先后用1600多種礦物和金屬材料進(jìn)行反復(fù)的實(shí)驗(yàn),歷時(shí)13個(gè)月,終于研制成功一只亮度達(dá)40燭光的炭化竹絲燈泡。可以說(shuō)科學(xué)實(shí)驗(yàn)是人們認(rèn)識(shí)自然,改造自然的重要途徑。因?yàn)槿藗冎挥型ㄟ^(guò)變革自然界的活動(dòng)才能獲得關(guān)于自然界的現(xiàn)象和本質(zhì)的種種感性材料,并在概括大量感性材料的基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)規(guī)律和建立理論。
三、通過(guò)物理實(shí)驗(yàn)可以驗(yàn)證物理假說(shuō),檢驗(yàn)物理理論
通過(guò)實(shí)驗(yàn)不僅可以發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律,建立物理理論,而且還能驗(yàn)證物理假說(shuō),檢查物理理論的真?zhèn)巍R虼?,?shí)驗(yàn)既是建立理論的源泉,又是檢驗(yàn)理論真理性的標(biāo)準(zhǔn)。例如1956年李政道、楊振寧提出的“弱作用下宇稱不守恒”的假說(shuō),在被吳健雄的鈷―60實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證后,才被公認(rèn)。法拉第由“電生磁”萌發(fā)的“磁生電”的假說(shuō),被實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證后才變?yōu)槲锢硪?guī)律。另一方面一些物理理論被實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)后不得不拋棄,如亞里士多德的“落體觀念”在統(tǒng)治了物理學(xué)兩千多年后被伽利略的實(shí)驗(yàn)證明是錯(cuò)誤的而被人們拋棄。有如“以太”和“燃素”雖在物理學(xué)中存在多年,最終還是被實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)而宣告并不存在。
作為物理實(shí)驗(yàn),它之所以能夠充當(dāng)驗(yàn)證物理假說(shuō)的依據(jù),檢驗(yàn)物理理論的標(biāo)準(zhǔn),是由于物理實(shí)驗(yàn)具備檢驗(yàn)科學(xué)真理性的根本屬性。物理假說(shuō)和理論是人們的思維對(duì)于自然界規(guī)律性的反映,那么作為檢驗(yàn)這種反映正確與否的標(biāo)準(zhǔn)不能是理論本身,同時(shí)又不能是客觀對(duì)象本身,因?yàn)樽鳛榧兇獾目陀^對(duì)象并不能證明理論與對(duì)象是否符合一致;另一方面,作為標(biāo)準(zhǔn)又必須具有把人的思維同客觀世界聯(lián)系起來(lái)的特性。物理實(shí)驗(yàn)恰恰具備以上作為檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的條件,所以物理實(shí)驗(yàn)是驗(yàn)證假說(shuō)、檢驗(yàn)理論的標(biāo)準(zhǔn)。
四、通過(guò)實(shí)驗(yàn)完善理論體系,發(fā)展物理理論
關(guān)鍵詞:物理實(shí)驗(yàn) 觀察能力 物理理論
物理學(xué)是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué),實(shí)驗(yàn)始終是研究物理學(xué)的重要方法,因此在中學(xué)物理教學(xué)中實(shí)驗(yàn)是重要的教學(xué)方法,通過(guò)演示和實(shí)驗(yàn)不僅能提供學(xué)生對(duì)所研究的物理現(xiàn)象的感性材料,培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力,而且還可以使學(xué)生獲得一定的實(shí)驗(yàn)技能,培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?/p>
物理實(shí)驗(yàn)使指人們根據(jù)研究的目的,利用科學(xué)儀器設(shè)備人為的控制或模擬物理現(xiàn)象,排除干擾,突出主要因素,在最有利的條件下研究物理規(guī)律的一種活動(dòng)。物理實(shí)驗(yàn)可以簡(jiǎn)化和純化研究過(guò)程;可以強(qiáng)化研究條件;可以加速或延緩物理過(guò)程;可以重復(fù)再現(xiàn)物理過(guò)程;可以對(duì)物理現(xiàn)象或過(guò)程進(jìn)行定量研究。總而言之,物理實(shí)驗(yàn)在物理教學(xué)中有十分重要的作用。下面從以下幾點(diǎn)加以說(shuō)明:
一、物理實(shí)驗(yàn)可以培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力。
教師在演示實(shí)驗(yàn)中,首先要讓學(xué)生明確實(shí)驗(yàn)觀察的目的,其次要讓學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)的裝置,認(rèn)真觀察實(shí)驗(yàn)儀器的初始狀態(tài),了解各部分儀器、儀表的作用與功能,使學(xué)生對(duì)觀察的目的,實(shí)驗(yàn)的儀器裝置有一個(gè)整體認(rèn)識(shí)。在做電學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí),要先讓學(xué)生看清電路。第三,要引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的發(fā)生和變化過(guò)程,演示實(shí)驗(yàn)一般要重復(fù)做二至三次,以便于學(xué)生反復(fù)觀察,紀(jì)錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、結(jié)論,教師還要帶領(lǐng)學(xué)生分析思考逐步形成理論。這樣,學(xué)生的觀察能力得到了培養(yǎng),對(duì)理論知識(shí)建立的過(guò)程有了較清楚的認(rèn)識(shí),使知識(shí)具體化,幫助學(xué)生理解較抽象的理論物理知識(shí),能夠使其久久留與腦海之中,保持較長(zhǎng)的記憶時(shí)間1。一般地,第一次演示時(shí),讓學(xué)生集中觀察發(fā)生的現(xiàn)象,第二次要求學(xué)生觀察老師的操作,以便明確現(xiàn)象是怎樣發(fā)生的,第三次讓學(xué)生綜合觀察現(xiàn)象發(fā)生的過(guò)程及其結(jié)果如何。
為了增強(qiáng)演示實(shí)驗(yàn)的效果,培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力,教師可以在演示實(shí)驗(yàn)前或演示實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,提出一些思考性的問(wèn)題,以便引導(dǎo)學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)中發(fā)生的現(xiàn)象及現(xiàn)象變化過(guò)程,把學(xué)生的無(wú)意注意轉(zhuǎn)化為有意注意,引導(dǎo)學(xué)生集中注意力觀察最需要觀察的事物,并在演示實(shí)驗(yàn)過(guò)程中指導(dǎo)學(xué)生觀察方法,以及觀察中應(yīng)注意的問(wèn)題。
在演示實(shí)驗(yàn)的觀察訓(xùn)練中可以逐步減少教師的指導(dǎo),從開(kāi)始時(shí)實(shí)驗(yàn)前做詳細(xì)的指導(dǎo)觀察逐步地變?yōu)橛兄攸c(diǎn)地指導(dǎo)觀察。在學(xué)生具備一定的觀察能力后,可運(yùn)用“無(wú)聲演示”的方法,即教師在演示前和演示過(guò)程中都不講解指導(dǎo),而只操作給學(xué)生觀察,演示結(jié)束后,讓學(xué)生把觀察到的現(xiàn)象和過(guò)程用科學(xué)語(yǔ)言正確描述出來(lái),可以先提一名學(xué)生回答,然后請(qǐng)其他學(xué)生補(bǔ)充,直至達(dá)到要求為止。也可以讓每個(gè)學(xué)生看完教師的無(wú)聲演示后,寫(xiě)下自己所觀察到的現(xiàn)象和過(guò)程,這也是考察學(xué)生觀察能力的有效方法之一。經(jīng)過(guò)這樣反復(fù)多次的訓(xùn)練,即可不斷提高學(xué)生的觀察能力。
二、通過(guò)物理實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律,建立物理理論。
在物理學(xué)中,物理規(guī)律一般都是通過(guò)實(shí)驗(yàn)總結(jié)出來(lái)的。一些物理學(xué)家為了探索自然的規(guī)律,不惜從事十年數(shù)十年的艱苦實(shí)驗(yàn),有的還要冒著生命的危險(xiǎn)來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。例如法拉第電磁感應(yīng)定律是經(jīng)過(guò)十年的實(shí)驗(yàn)探索才發(fā)現(xiàn)的,在此之前1820年奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng),這使善于思考的法拉第由此得到啟發(fā)并提出“磁轉(zhuǎn)化為電”的設(shè)想,1822年法拉第就開(kāi)始了艱苦漫長(zhǎng)的轉(zhuǎn)磁為電的研究,經(jīng)過(guò)無(wú)數(shù)次的實(shí)驗(yàn),終于在1831年發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象,接著又進(jìn)行了一系列的實(shí)驗(yàn)研究,最后成功的實(shí)現(xiàn)了磁轉(zhuǎn)化為電的設(shè)想,并經(jīng)過(guò)進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)探索,總結(jié)出了法拉第電磁感應(yīng)定律,開(kāi)創(chuàng)了人類(lèi)的電氣化時(shí)代。美國(guó)科學(xué)家富蘭克林是冒著生命危險(xiǎn)進(jìn)行“捕捉雷電”實(shí)驗(yàn)的,并為電學(xué)的發(fā)展作出了貢獻(xiàn)。科學(xué)實(shí)驗(yàn)也是發(fā)明家取得成功的必由之路。如美國(guó)發(fā)明大王愛(ài)迪生曾獲1093項(xiàng)發(fā)明專(zhuān)利,可以說(shuō),他的每一項(xiàng)發(fā)明都是通過(guò)實(shí)驗(yàn)取得的。例如愛(ài)迪生發(fā)明白熾燈時(shí)為了尋找燈絲的合適材料,曾先后用1600多種礦物和金屬材料進(jìn)行反復(fù)的實(shí)驗(yàn),歷時(shí)13個(gè)月,終于研制成功一只亮度達(dá)40燭光的炭化竹絲燈泡2??梢哉f(shuō)科學(xué)實(shí)驗(yàn)是人們認(rèn)識(shí)自然,改造自然的重要途徑。因?yàn)槿藗冎挥型ㄟ^(guò)變革自然界的活動(dòng)才能獲得關(guān)于自然界的現(xiàn)象和本質(zhì)的種種感性材料,并在概括大量感性材料的基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)規(guī)律和建立理論。
三、通過(guò)物理實(shí)驗(yàn)可以驗(yàn)證物理假說(shuō),檢驗(yàn)物理理論。
通過(guò)實(shí)驗(yàn)不僅可以發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律,建立物理理論,而且還能驗(yàn)證物理假說(shuō),檢查物理理論的真?zhèn)巍R虼耍瑢?shí)驗(yàn)既是建立理論的源泉,又是檢驗(yàn)理論真理性的標(biāo)準(zhǔn)。例如1956年李政道、楊振寧提出的“弱作用下宇稱不守恒”的假說(shuō),在被吳健雄的鈷—60實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證后,才被公認(rèn)。法拉第由“電生磁”萌發(fā)的“磁生電”的假說(shuō),被實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證后才變?yōu)槲锢硪?guī)律。另一方面一些物理理論被實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)后不得不拋棄,如亞里士多德的“落體觀念”在統(tǒng)治了物理學(xué)兩千多年后被伽利略的實(shí)驗(yàn)證明是錯(cuò)誤的而被人們拋棄。有如“以太”和“燃素”雖在物理學(xué)中存在多年,最終還是被實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)而宣告并不存在。
作為物理實(shí)驗(yàn),它之所以能夠充當(dāng)驗(yàn)證物理假說(shuō)的依據(jù),檢驗(yàn)物理理論的標(biāo)準(zhǔn),是由于物理實(shí)驗(yàn)具備檢驗(yàn)科學(xué)真理性的根本屬性。物理假說(shuō)和理論是人們的思維對(duì)于自然界規(guī)律性的反映,那么作為檢驗(yàn)這種反映正確與否的標(biāo)準(zhǔn)不能是理論本身,同時(shí)又不能是客觀對(duì)象本身,因?yàn)樽鳛榧兇獾目陀^對(duì)象并不能證明理論與對(duì)象是否符合一致;另一方面,作為標(biāo)準(zhǔn)又必須具有把人的思維同客觀世界聯(lián)系起來(lái)的特性。物理實(shí)驗(yàn)恰恰具備以上作為檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的條件,所以物理實(shí)驗(yàn)是驗(yàn)證假說(shuō),檢驗(yàn)理論的標(biāo)準(zhǔn)。
四、通過(guò)實(shí)驗(yàn)完善理論體系,發(fā)展物理理論。