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试论小学科学教学疑难实验改进策略

作者:第一论文网 更新时间:2018年01月09日 12:12:12
  【摘要】实验是小学科学课程的主要学习方式之一,是学生完善科学认识的重要手段,也是提高学生科学素养的重要环节。但在目前的教学中,还有许多实验在器材配备、操作实施、实验条件、学生认知等方面存在着一些不足与问题,导致教学效果低下。本文作者认为通过对实验器材的整合利用、实验步骤的简化、实验条件的优化、与信息技术的结合等措施,可以有效改进这些疑难实验,从而提高实验教学的有效性。   【关键词】小学科学疑难实验改进策略   小学科学是以实验为基础的学科,科学实验是学生完善科学认识的重要手段,也是提高学生科学素养的重要环节。教学实践证明,实验活动开展的是否顺利直接关系到教学的成功与失败,加强并改进实验教学可以培养学生学科学用科学的本领,是培养学生创新精神和实践能力的最好途径。而当前的科学实验教学,在器材配备、操作实施、实验条件、学生认知等方面存在着一些不足与问题,很多实验成了疑难实验,导致了教学效果的低下。但不管是哪一个原因造成的,如果不设法解决这些疑难实验,科学教学目标就难以有效达成,科学素养的培养也就成了空话。下面就结合笔者的教学实践,谈谈改进这些疑难实验的一些策略:   1.整合利用实验器材,提高材料的结构性   有结构的实验材料是学生开展科学探究的基础,学生进行科学探究活动,经历科学探究过程、体验科学探究的乐趣都需要运用实验材料。如果实验材料准备不恰当、甚至不科学,就会直接影响科学探究的有效性。   (1)“移花接木”整合器材,提高材料的适切度   在准备对比实验材料时,教师要比准备其它实验材料更精心。不管是几组实验对比,该相同的材料要绝对相同,该不同的材料的要绝对不同,尽量选择差距大的材料,只有这样,才能保证对比实验的现象有明显的差异。但在实际准备的材料的过程中,教师们往往会不自觉地把其他变量也改变了。在《摆的研究》一课中,用数量不等的螺帽来研究“摆锤重量是否与摆的快慢有关系”就属于这种情况。如果把螺帽换成沉浮实验盒中的小吊桶,里面分别装上体积相同的金属块和塑料块(或木块),就能有效克服多个螺帽相叠后体积也随之改变的问题,提高了材料的科学性,也保证了对比实验的严谨性。   (2)自制教具学具,扩充实验材料的资源   “巧妇难为无米之炊”,作为科学教师来说,我们的“米”便是材料,没有材料,我们的科学探究也就无从开始,没有材料,我们的科学课成了纸上谈兵,无法开展探究实验,无法完成教学目标。通过开展师生自主研发教具的活动可以有效解决材料的缺乏问题。   如《摆的研究》中的“摆的快慢与什么因素有关”的实验,要解决缺乏控制“摆幅大小”的器材这一难题,可以通过改进量角器的方法来解决,只要把半块量角器和一块三角板进行粘合,让三角板的一半垂直粘在量角器的0刻度线上,就能制成一个简单而实用的“摆幅控制器”了。实验时,只需把它夹在铁架台的横杆上,把摆锤拉开到一定位置后,让一名学生从侧面观察摆线所在的刻度,就能知道摆幅的大小了,从而顺利地开展相关的研究发现“摆的快慢只与摆绳长短有关”了。   (3)通过网上“淘宝”,优化实验材料的选择   如今网购越来越普遍了,既便捷又省钱,也节约挑选的时间。通过网上搜索,可以找到一些有用的实验材料,弥补已有材料不合适的问题,获得理想的探究效果。如《沉和浮》单元中需要的能多次使用的橡皮泥,是要那种以碳酸钙等原料为填料,以液体石蜡为油性成分,与甘油等配制而成的,通过网上查询,可以买到这样橡皮泥。   2.化繁为简实验步骤,降低操作的难度   实验步骤是学生动手操作的要领,实验前指导学生学习规范操作的步骤,有利于提高实验的成功率,使学生在有序的观察和分析中获得科学知识,培养科学素养。对于那些步骤表述比较繁琐的实验,教师可以通过引导学生抓每一步操作要求的关键词语,在理解的基础上将实验步骤适当地化繁为简,降低记忆的难度。用显微镜观察洋葱表皮细胞的活动,教师可以引導学生记住“三个一”操作要领,即:安放距桌边一掌;对光要目(目镜)物(物镜)通光(通光孔、光源)一直线;标本距离物镜一厘米。教师边演示边讲解这些要点,学生就很容易掌握并顺利观察到视野中的图像了。   3.传统实验与信息技术相结合,解决学生认知困难   “课程整合”的教学模式是我国面向21世纪基础教育教学改革的新视点,把信息技术与小学科学进行整合,主要是利用计算机接口技术、多媒体技术和虚拟仿真技术对实验进行数据采集、储存、处理和监控以及对实验进行模拟、重现的教学过程。开展计算机辅助实验教学研究,可以充分发挥信息技术的多种优势,与传统实物实验优势互补,化抽象为形象,解决传统实验教学模式中难以解决的一些问题,提高实验教学效率。   (1)通过虚拟实验提高探究效率   有一些实验需要亲身体验才能达到效果,当现实条件达不到时,用信息技术手段虚拟现实,也能让学习者有身临其境的“做实验”感觉,也能帮助学生深刻认识科学概,可以起到辅助教学的作用。   比如对声音高低和强弱的辨别,可以利用一些虚拟软件(如:频谱、虚拟示波器等)来测出声音频率,对声音高低(物体振动快慢)进行音高本质上的探索,通过对数据的分析,破解“声音高低”教学中的疑难问题。教学时,教师只要准备一台电脑、一个麦克风即可。通过麦克风采集声音,在软件中对声音进行分析判断,实时显示声音的频率,频率(HZ)越高,音高越高。此项实验能让学生通过直观的测试数据认识音高本质,还能提高学生的研究兴趣和应用现代科学技术解决实际问题的能力。由于计算机在家庭中的普及,让探究延伸到课外还会更好地激发学生的探究意识。   (2)借助多媒体技术拓展对实验现象的观察角度   小学科学中的有些演示实验,受实验条件(如仪器尺寸小、操作困难等)的限制,实验可的见度很低,特别是教室后面的学生往往不容易观察清楚。此时可利用多媒体技术辅助教学。如观察金鱼的呼吸、观察小电动机结构、解剖一朵油菜花等,教师在操作时可以运用视频展示台展示,后排学生也能观察得清清楚楚。有的实验反应速度过快,现象稍纵即逝,运用多媒体技术则放大实验的过程,只要学生的根据学习情况,控制播放速度和播放次数,使那些现象模糊的实验能一步步清晰起来。有的实验因条件限制不能完成。这些疑难实验则都可以通过CAI课件模拟演示,放大实验的过程。   实验教学作为科学教学中的一个重要组成部分,在提高学生的综合能力,提升学生的科学素养中起到了举足轻重的作用。通过对疑难实验解决来提高科学教学的有效性,是小学科学教师应该研究的重要课题,也是需要教师和相关教育部门长期共同努力的。