小学科学（心得）之浅谈初中科学实验教学中学生创新能力的培养

小学科学（心得）之浅谈初中科学实验教学中学生创新能力的培养

小学科学论文之浅谈初中科学实验教学中学生创新能力的培养 ‎ ‎ 　　摘  要：初中科学实验是培养学生的实践能力和创新精神，激发学生学习兴趣和强烈求知欲的重要内容。教师的责任，既要利用科学实验这一得天独厚的条件，引导学生去观察、感知、探究物理、化学、生物等方面的知识，又要通过探究性实验活动，教会学生科学研究的方法，发展学生的思维能力和创新能力。‎ ‎　　关键词：初中科学  实验教学  创新能力  培养 ‎　　初中自然科学是一门以实验为基础的学科，在学习过程中要求学生动手做实验，对实验现象进行思考和探索，尝试去揭示和发现事物的内在规律，并运用这些规律来解释现象，解决问题。这些对于激发学生去探索自然界的奥秘，提高实际动手操作能力，促进创新能力发展都十分有利。所以在初中自然科学教学中，实验教学是培养学生创新能力的有效途径。下面笔者结合自身的教学实践，就如何利用实验教学培养学生的创新能力谈一些看法。‎ ‎　　一、激发兴趣是培养创新欲望的前提 ‎　　学生对科学的兴趣是学习科学最直接和持久的内部动力，对学生今后的发展至关重要。作为老师，必须在教学过程的各个环节，有计划、有目的地对学生实施兴趣的激发和培养，激发学生强烈的求知欲，才能达到令人满意的效果。‎ ‎　　1、有意识地创设情境，激发学生的学习兴趣。‎ ‎　　教师在课堂教学过程中，有意识地创设情境通过提出一些与课内有关的富有启发性的问题，将学生引入情境之中，容易激发起学习的动机，培养学习的兴趣。如在讲大气压强时，我做一个小实验，取大、小两个试管，小的恰能套在大的里面，先在大试管中倒入半管水，然后把小试管插入大试管中，再把它们倒过来。当学生看到小试管不掉下来，反而不断进入大试管时，会惊讶地发出疑问：“小试管怎么不掉下来？”“是不是水把小试管吸进去了？”，“是不是有一种什么力把试管推进去了？”这们创设问题情景，达到扣人心弦，引人入胜的效果。‎ ‎　　2、教师要以良好契机为切入点，诱导学生的学习兴趣。‎ ‎　　科学教学过程中，很多教学内容都能引起学生学习科学的兴趣。教师要以良好的契机为抓手，立足于诱导学生的学习兴趣。如：在学习“液体压强”教学后，我就引入发生在海啸中的怪异现象，在印度地震和海啸发生之前，有几种深海鱼突然出现在海边，这些鱼胃翻出口外，眼睛突出眼眶，都已死亡。有个聪明女孩因为知道意味着令人胆颤的海啸就要来了，她就马上告诉海边人们，有危险，并带领人们迅速离开现场。正是这个女孩有着丰富的科学知识，才挽救了一大批人的生命。充分体现了知识是无价之宝。‎ ‎　　3、精心设计教学过程，保证实验生动有趣又培养学生的学习兴趣。‎ ‎　　在科学教学中，教学应运用科学本身的魅力激发学生求知的欲望和情感。同时，教师本身以饱满的热情、强烈的求知欲、热爱科学的情趣，带领学生去探究自然的奥秘，就会对学生的学习兴趣产生巨大影响。在教学过程中，教师要从教学效果出发，通过精神设计，将最新的教学理念融入到每节课的教学过程中，注意广泛收集科学的最新成果，结合教学内容，巧妙包装，隆重地介绍。‎ ‎　　一是利用教材实验资源创设情境。教材上的实验内容较为丰富，蕴涵了各种方法，利用教材中出现的典型实验进行问题情境的创设，可以增强问题探究的趣味性。如学习《热胀冷缩》一课时，我把“温控演示仪”搬到课堂上，演示给学生看。开始演示仪工作电路上的绿色灯泡亮着，当我用酒精灯在铁片的末端加热时，铁片中间的温度表达到一定的温度，绿灯泡灭了，而报警的红色灯泡亮了，报警的铃声响了，学生的兴趣一下子被激发起来了。这时，我移走酒精灯，过了一会儿，绿色灯泡又亮了，学生看到温度表中红色液柱的升降和红绿灯泡的亮灭，听到急促的铃声，脑子里闪现了很多“为什么”。这样学生研究物体热胀冷缩的兴趣和以后继续探究其它奥秘的间接兴趣，都被激发起来了。‎ ‎　　二是通过拓展实验内容创设情境。拓展实验所涉及的内容很多，通常包括实验的改进、实验的设计、实验方案的评价等多方面的内容。在特定的知识背景下利用拓展实验创设问题情境，对培养学生的创新思维有着十分重要的意义。例如在“为什么降水”‎ 的教学活动中，分给学生刚从冰箱中拿出的葡萄，让学生动手用纸巾去擦拭葡萄上的水分，学生擦了一次又一次，可葡萄上还是有水分，他们感到很惊讶，并进行积极地思索。这一现象与学生的常识、经验相违背，引发了学生强烈的认知冲突，头脑中产生了疑问，学生通过思考、讨论，找到了答案。又如学习压强知识时，要求学生动手实验，即用力压铅笔（铅笔一端平、另一端尖），实验效果很明显，用力一样，力的作用效果各不同，为建构压强知识提供了感性的素材。实践表明通过实验的情境型设计，更能激发学生的问题意识，激活学生的学习兴奋点，并能迅速切入对新知识的学习。‎ ‎　　二、充实知识，有效整合，奠定创新的基础 ‎　　科学是一门以观察和实验为基础的学科，许多原理和规律是通过观察和实验，认真加以思考和总结得出的。充分发挥好实验的作用，不仅能使学生很直观地学习知识，同时也是培养学生创新能力的关键。由于受到器材、人数等因素的影响，又不能全部由学生亲自动手来。没有直接参与，不利于学生创新能力的培养。因此，必须改变实验的教学方法和思想。‎ ‎　　1、变演示实验为学生实验。‎ ‎　　众所周知，演示实验习惯上都是由教师在讲台上做，学生在下面看，学生总是处在被动参与与观看者的位置。这些由教师做的实验，虽然也能引起多数学生的兴趣，但因为不能亲自做，兴趣持续时间不长，教学效率就大打折扣。将演示实验改为学生实验，能让学生主动地参与到他们喜爱的实验中去，大大地激发学生的兴趣，充分调动其学习积极性。如：液体的压强实验，可以由学生自己带饮料瓶、气球、细线等，由学生自己来，证明液体对容器的侧壁、底部有压强，液体压强随深度的增加而增大。也可用镜子和一盆水做光的色散实验。教师可安排学生在课上做，也可在课下做，让学生分别动脑、动手、动口，发挥学生的主体作用，从而有利于激发学生的创造性思维。‎ ‎　　又如，为了得出晶体、非晶体概念，教材安排了海波和松香的熔化实验，而海波和松香的熔化需要一定的时间，如果按照传统的教学由教师一人在讲台上完成这一实验，下面的学生时间长了，就会对实验失去兴趣。为此我们可将这一些演示实验改为师生互动的合作实验。我们可以让一学生上讲台观察温度变化，一个学生执秒表报时间，其他学生记录数据，从而使每个学生都参与到实验中去，共同得出晶体、非晶体概念。‎ ‎　　2、改验证性实验为探索性实验。‎ ‎　　因为探索性实验教学较验证性实验有更广阔的活动空间和思维空间，可以激发和满足不同层次学生的探索和创新欲望，学生在自己探索规律的实验过程中可以把动手和动脑结合起来，锻炼和培养自己的创新能力。例如在学习液体内部压强与深度、密度关系这一教学内容时，原教材安排学习在前，学生实验验证在后，这样学生做实验只是被动地验证、机械地重复，缺乏主动性，在一定程度上影响了我们对学生观察、分析、和解决问题能力的培养。为此可把这一实验改为学生探索在前，讲解分析在后的方法。教师在实验过程中可以设计一些有针对性、启发性的问题，利用学生原有知识，引导学生有所“创新”地解决问题。这样可以使学生在实验中变被动为主动，从而在实验技能、观察现象、分析问题及解决问题等方面能力得到全面训练，培养他们的创新意识。‎ ‎　　3、实验方法多样化，有利于活跃学生思维。‎ ‎　　对于学生分组实验，教师在帮助学生掌握实验原理的基础上，允许学生用不同的器材、不同的实验步骤进行实验。在实验中，需要在各种因素中进行取舍，对所得信息进行筛选。如：在测量木块密度时，可以用刻度尺、天平作为实验器材，也可以用天平、量筒、细铁丝、水作为实验器材这就要求学生在不同情况下善于应变，培养学生的应变能力，有利于活跃学生的思维。‎ ‎　　通过引导学生从一些典型的实验入手，可使学生对自然科学中的化学实验的认知由一般性上升到规律性的认识，从而逐步提高学生的思维层次，为创新能力的培养打下坚实的基础。‎ ‎　　（1）运用多媒体技术增加实验的可见度和清晰度。‎ ‎　　对实验结果的观察是科学实验教学的重要环节。借助计算机辅助教学为学生创设观察的通道，将实验现象投影放大，能增加可见度，缩短观察时间，提高实验效果。如在《家庭电路》的学习中，介绍测电笔的使用时，由于测电笔的氖管发光非常微弱，教师在演示的时，坐在后排的学生无法看清实验的现象，运用实物投影，可以把实现的现象投影到屏幕上，这样就可以放大了实验的效果，使学生清楚地观察。再如：在学习《电磁感应》时，电流表的指针偏转非常小，学生不易观察，观察的实验现象不明显。我们也可以用实物投影来解决这个问题，能收到较好的效果。‎ ‎　　（2）运用多媒体技术增加实验的效果。‎ ‎　　学生在操作实验时，有时学生对实验的结果或现象不能作出判断时，可以用多媒体技术来指导学生。如在学生操作显微镜观察永久装片实验中，学生首先要会对光，实验手册中告诉学生“当从目镜中看到一个光亮的光斑时，说明对光已对好了”‎ ‎，可是在实验操作过程中，很多学生都不知道怎么样才算调好光了，此时，如果在教师演示的显微镜的目镜上安装一个摄相头，再把摄相头与电脑连接，就能够直接把显微镜的效果投影在屏幕上，学生只需要把他自己的实验现象与屏幕上对照即可了。再如粗准焦螺旋与细准焦螺旋的调节作用，很多学生都只认为粗准焦调节有变化，细准焦螺旋调节无变化，如果还是用刚才的这个方法，让全班所有的学生一齐来观察教师演示时，屏幕中像的变化，肯定会改变学生认为无变化的观点。‎ ‎　　三、重视应用实践是培养创新能力的落脚点 ‎　　创新教育是以培养创新精神和能力为基本价值取向的教育，它能够使学习者通过对已有的知识的学习，了解前人是怎样解决具体问题的，从而模拟前人解决问题的思考方式。在现有的基础上积累经验，拓展视野，孕育创新。也就是说创新教育要求学生学习的是解决问题的方式和方法，而不仅仅是知识的本身。因此，教师应积极鼓励学生留心观察日常生活中的物理现象，用课本上没有出现的实验或器材启发学生的创新能力，解决日常生活中的一些实际问题。因为应用才是学习的最终目的，学生通过实际应用更加明白物理就在身边，物理与生活联系非常紧密。从而大大调动学生刚刚起步的创新意识和创新精神。‎ ‎　　例如，在测定物质的密度时，可以让学生设计一个测定圆柱体金属块密度的实验。‎ ‎　　方案1：用天平测出圆柱体金属块的质量；用刻度尺测出圆柱体的高和底面直径，求出圆柱体体积；再根据密度计算公式，求出其密度。‎ ‎　　方案2：用天平测出圆柱体金属块的质量；用水和量筒测出其体积；然后根据密度计算公式，求出其密度。‎ ‎　　通过这样的实验设计，培养了学生的创造性，增强了他们解决实际问题的能力。‎ ‎　　又如，浓硫酸具有吸水性，但教材没有用实验证明，所以可能有学生不信。为此，可请学生设计实验证明浓硫酸具有吸水性。‎ ‎　　方案1：在大试管里注入10-15毫升的浓硫酸，用塑料绳象系秤盘一样系一塑料瓶盖，瓶盖直径小于试管直径，在瓶盖内放一块蓝色的硫酸铜晶体，悬放在距浓硫酸液面1-1.5厘米处，用橡皮塞塞紧试管口，静置约5分钟，可见蓝色硫酸铜晶体表面有白色斑点出现，随时间的延续，白点会越来越多越大，若停留2-3日，蓝色硫酸铜晶体会全部变成白色粉末。‎ ‎　　方案2：用小刀切一块富含水份的瓜果（萝卜、梨等）块，在天平上称量其质量，用塑料绳固定，放入盛有10-20毫升浓硫酸的试剂瓶中，使瓜果块悬于距浓硫酸液面1-1.5厘米上方，塞上橡皮塞，使试剂瓶密封，静置约20分钟，瓜果块有些萎蔫，把瓜果块取出在天平上称量，其质量明显减小。‎ ‎　　方案3：在托盘天平左盘上放一干燥表面皿，倒入约15毫升的浓硫酸，在天平右盘内添加砝码将天平调平，静置约15分钟，可看到天平向左倾斜，这说明，浓硫酸吸收了空气中的水蒸气，质量增加。‎ ‎　　总之，实验教学有着其他教学手段无法替代的作用。只要我们在实验教学中能根据学生的特点精心设计教学内容，不但能使学生的学习积极性和主动性得到大大的提高，取得良好的教学效果，还能使学生在知识应用、方法设计、思维创新等诸方面的创新能力得到提高。‎ ‎　　参考资料 ‎　　1、郑志湖  《实验教学与创新能力的培养》  教学月刊理科 版  2001年3月 ‎　　2、梁文勇 《在自然教学中培养学生的创新能力》人民教育出版社2002（10）‎ ‎　　3、顾光霞 《例谈改革实验教学 ，培养学生素质能力》 中学物理2002（4）‎ ‎　　4、姚小春 《研究性课程的学科支持》教育发展研究2002（1）‎ ‎　　5、何双双 《在实验教学中培养学生的能力》 实验教学与仪器2002（10）‎