时间:2023-07-28 17:31:37
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇地理实验教学的功能,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。

《义务教育地理课程标准(2011年版)》非常重视地理实践教学,强调“实践内容包括图表绘制、学具制作、实验、演示、野外观察、社会调查和乡土地理考察等”;在课程目标中要求学生“掌握简单的地理观测、地理实验、地理调查等技能;在课程内容的活动建议中提出许多初中地理实验的教学和内容建议。初中地理实验是培养学生的地理科学素养、发展学生科学思维和探究能力的一条高效途径,也是地理教师进行直观教学和提供感性认识的重要方法。笔者发现初中地理实验教学存在诸多困难,急需解决。
一、初中地理实验教学的困难及原因分析
根据笔者近期对初中地理教师实验教学的调查发现,58.25%地理教师“只讲述实验”而“不做演示实验”;21.20%地理教师只是简单地播放实验录像、动画等;13.40%地理教师根据自己的实验能力,在地理课堂上演示过一些简单的地理实验;7.15%地理教师根据学生的兴趣利用课外时间组织学生开展一些地理小实验。
初中地理开展实验教学的困难有:初中学校几乎没有地理实验室,实验器材短缺,学校现有实验设备无法满足实验教学要求且使用率极低;初中地理实验教学时间不足,7、8年级共安排140学时,可以安排实验教学的学时很少;初中地理实验没有一个独立的教材体系,实验内容不成系列地分散在教材不同章节的活动中;初中地理实验教学的课程资源短缺,地理实验的教学课件偏少,模拟动画较少,动手操作过程的视频更少,导致实验教学的课程资源二次开发难度加大;初中地理教师实验教学能力不强,个别学校由非地理专业教师兼任,没有经过实验教学专门培训;为了考试,地理教师简述实验,学生死记硬背实验的过程,实验教学过程理论知识与实践操作相互脱节。学生对初中地理实验内容不熟悉,只能面对教材和教师枯燥的讲解,凭空想象着地理实验过程的各种实验画面,很多学生失去了地理实验的兴趣。当前,由于实验条件和时间等的不足,初中地理实验教学与新课程标准的要求还有一定的差距,初中地理实验教学的困难是多方面的原因造成的。
1.从初中地理课程特点看
由于受传统教育观念影响,许多教师和学生认为地理是纯粹的社会科学,既然不是自然科学就不需要地理实验的教学过程,这种认识非常不利于初中地理实验教学的开展。地理是一门自然和社会综合的学科,自然地理内容抽象且时空跨度大,初中学生难以感性认识;人文地理内容重于体验、分析和感悟,人地关系又是地理学科研究重点,基于地理学科实践性强的特点,必须坚持开展初中地理实验的教学。地理事物和地理现象在大尺度的空间上分布和在漫长跨度的时间上演变,学生无法直接感知,初中地理实验教学把学生认为抽象的地理事物和地理现象演变过程深刻、形象、直观地展现在学生面前。
2.从初中学生地理思维特点看
初中地理实验以模拟实验为主,全部用虚拟的动画模拟实验替代学生动手实验,学生没有经历自主真实实验环节的学习,学生的实验动手能力越来越差,对实验的真实性产生怀疑,认为做实验与不做实验结果都一样,学生对地理科学探究的兴趣就逐渐弱化了。初中学生学习地理的兴趣间接来自好奇,这是难以持久的。初中地理实验在激发学生学习地理的兴趣方面的功能是其它教学手段无法替代的。初中学生以形象思维为主,处于从感性认识到理性认识为主的过渡阶段,需要借助地理实验来化解初中学生抽象思维的难点,以加深理解和掌握地理知识,满足学生逻辑思维发展的需求。
3.从初中学生地理学业水平看
初中学生学习的积极性和主动性低下,地理思维处于低级水平,实验基础技能薄弱,实验动手能力差,怕出错就不敢放手操作,不能主动、大胆地进行自主实验。为此,必须加强初中地理实验教学,充分发挥地理实验教学功能,为学生在地理实验实践中提升学生学习地理的兴趣;在地理实验演示中培养学生地理观察能力;在地理实验操作中感知地理知识和获得鲜明的知觉形象;在地理实验参与中高效地解决学习重点难点;在地理实验探究中培养学生地理创新思维和良好实验探究习惯。
4.从初中地理实验教学资源需求看
初中地理实验教学不重视校内外地理实验课程资源的开发和利用,教材中提供的实验课程资源不能满足初中地理实验教学的需求。初中地理实验教学资源的二次开发能为地理教师提供多样的实验教学素材和丰富的实验教学案例,充分利用学生自己实验素材资源和课外地理实验课程资源,让每个学生都有自主实验的机会,激发学生对地理实验的兴趣。这有助于提高地理教师实验教学水平,以教师的专业成长推动学生的科学素养发展。
5.从初中地理实验教学效果看
目前,初中地理实验教学侧重于教师演示实验和验证性实验,演示实验替代学生自主动手实验现象普遍存在,学生观察的距离较远,无法看清楚实验全过程,重复观看演示实验没有条件,自己动手实验操作却没有时间和教师具体指导。即使安排了学生动手实验,往往被教师设计成验证性的实验,实验目的,实验器材,以及实验方法,都事先做了具体的规定,学生被动地完成整个实验,缺乏主动探究,发现和创新。初中地理实验为学生提供一个轻松快乐地学习地理的平台,学生在实验设计、实验准备、实验操作、实验观察、探究讨论的过程中培养了观察的能力,激发了学习地理的兴趣,提高了地理实验的技能,锻炼了创新精神。
二、初中地理实验教学的改进策略
1.教师示范演示与学生自主实验相结合
教师通过课堂实验示范演示、现场指导学生代表动手演示、播放实验的微课视频这三种方式,要求学生能模仿并按照实验规范进行操作,训练学生基本的实验操作技能。教师必须鼓励学生仔细观察实验的全过程,适时启发学生发现演示实验中出现的错误操作,把这作为最好的实验教学资源。教师示范演示与学生自主实验相结合,注重实验操作的过程评价,以促进师生和生生之间互动,帮助学生养成良好的自主实验探究习惯。例如探究黄土高原水土流失自然因素实验总共有四组对照小实验,教师预先制作实验的微课,根据学生学业水平选择其中一组拍摄自己演示实验过程视频,在初中地理实验学习平台,供学生自主学习和自主实验参考。学生(小组)设计自主实验方案,动手完成自主实验,绘制实验过程示意图并进行课堂展示。鼓励有条件的学生(小组)做四组对照实验并拍摄实验过程,制作成学生自主实验视频(见图一),作为实验学习素材和学习成果进行在线展示,教师和学生可以在线进行实验评测。
2.动画模拟演示与学生自主实验相结合
随着现代教育技术的发展,利用计算机进行模拟实验越来越普及,尤其是针对一些空间尺度大和时间演变长的地理事物和现象则可以在计算机上进行直观的动画模拟演示,期望辅助学生感知、理解抽象的地理事物和现象。但是,仅仅用纯粹的虚拟动画进行实验会让学生产生怀疑,因此动画模拟演示要与学生自主实验相结合。例如海陆的变迁需要模拟板块运动,首先利用动画模拟2亿年来世界海陆的地质演变过程,解决了学生认识板块运动空间分布上的宏观性和时间演变上的漫长性的困难。然后进行板块运动,学生自主演示实验(见图二),是学生(小组)设计自主实验方案,动手模拟演示实验。实验过程准备脸盆、水、吸管、泡沫板,用泡沫板制作联合古大陆的各板块,拼接后放在装有大半脸盆水的水面上,吸管一端插入古大陆水下,嘴对吸管另一端吹气,观察并描述联合古大陆分离开来的过程,探究海陆变迁的原因,最后撰写实验报告。动画模拟演示实验与学生自主实验相结合,真正培养了学生的地理创新 思维。
3.课外实践活动与学生自主实验相结合
【关键词】GIS;空间分析;城市规划;
1、GIS与城市规划
1.1 G1S概述
地观倍息系统(Geographic Information Syslem, GIS) “一个收集、储存、分析和传播地球上关于某一地丨
空间分析(Spatial Analysis )是GIS的核心与灵魂,其特有的对地理空间信息的提取、表现和传输功能是GIS区别于一般信息系统的主要功能特征。空间分析源于20世纪60年代地理和区域科学的计量革命,是对分析空间数据有关技术的统称,空间分析的目的是:①有效地获取、科学地描述和认知数据,如绘制风险图;②理解和解释生成观察地观阁案的背景过程,如住房价格中的地理邻居效应;③预报,如传染病爆发;④调控在地理空间上发生的事件,如合理分配资源.
1.2 GIS用于城市规划的必要性和可行性
在城市规划领域,随着经济、社会和人口的发展,世界城市化进程逐渐加快,城市问题更加复杂多变,这些都对传统的城市规划提出了严峻的挑战。由计算机技术与空间数据相结合而产生的GIS这一高新技术包含了处理地理信息的各种高级功能,它所具有的空间数据管理、空间分析、空间建模与空间决策支持、地理信息可视化等功能使其成为应用于城市规划领域的强有力支撑工具。城市规划的主体是城市物质空间的规划,它要为城市经济产业、政策措施等非物质规划对象提供实体空间,城市规划的核心在于科学、合理的进行城市物质空间的规划决策,空间是城市规划的主角。而GIS有海量空间数据的管理功能和强大的空间分析功能,空间在GIS中也是核心要索,城市规划和GLS的“空间"本质相同,二者在’空间’有相互借鉴、吸收整合、集成的切合点,所以将(GIS技术应到现代城市规划中在实践.是必要的,在技术上是可行的,,GIS 的应用可以渗透到城市规划的各个方面,包括从设计到管理,从前期资料收集到成果出来,从小范围的详细规划到大的区域规划,从综合性的总体规划到专业性的专项规划,从项目选址到可持续发展战略制订等方面,可以说,GIS为城市规划提供了一种崭新的思路和先进科学的技术方法。
2、GIS在城市规划实验教学中的应用
利用GIS技术,结合传统的基于CAD的规划实验技术可以逐步构建定性定量相结合的科学决策模式,由此来对传统的实验教学体系进行更新和完善。而且由于GIS技术日益被广泛地应用到城市规划编制和管理实践中,特别是目前各个城市纷纷建立了基于GIS 技术的数字城市规划管理信息系统,实现了规划管理的数字化、智能化和自动化,作为未来规划专业人才培养基地的规划专业教育也要加强对G1S知识的传授,否则所培养的专业人才将不能很好地胜任规划设计和管理丁作。我的法定城市规划编制体系包括城市总体规划和详细规划两大层次,相应的城市规划实验教学也以总体规划和详细规划为主干教学课程。因此在这两种核心专业实验教学中引人GIS空间分析技术具有典型的示范意义。
2.1在总体规划实验教学中的应用
城市总体规划是城市在一定时期内发展的计划和各项建设的总体部署,是城市规划编制工作的第一阶段,也是城市详细规划编制的依据。总体规划的特点在于其战略性,它强调对城市未来发展方向、性质、规模等事关城市全局问题的分析、评价和预测。因此,让学生规划分析的方法和技术在总体规划实验教学中具有重要的地位,GIS以其强大的空间分析功能为城市总体规划实验教学提供了一种全新的教学方法和模式。
2.2应用实例
在城市规划中必须要做的一项工作是对城市土地进行开发建设的适宜性评价。用地适宜性评价要确定土地对开发建设用途的适用程度,为建设用地的合理选择和布局提供科学依据。用地适宜性评价是GIS技术在规划编制领域内相对最成熟的应用,它综合了 GIS的各种空间分析技术,如缓冲分析、叠加分析、数字地形DEM构建、表面分析等。在城市规划传统的实验教学中,城市用地适宜性评价建立在对各种资料的主观定性判断上。其分析结果的优劣很大程度上取决于学生的专业经验和技能,带有较强的主观随意性,评价结果缺乏说服力,并且常常因人而异。而GIS 可为城市用地适宜性评价提供科学、方便、逼真的定量分析平台,具体的实验分析过程包括以下步骤:
(1)利用等高线或点高程数据在GIS中构建城市规划区的数字{程模型,利用数字高程模型在GIS中计算出坡度在30%以下的地区作为可能的城市建设用地范围;
(2)对生态保护用地、基本农田保护K、水域执行缓冲K分析,缓冲距离可根据相应的国家、行业标准规范或14行设置。这些特殊用地及其缓冲范围内的用地应从规划范围内剔出,不作为可能的建设用地考虑;
(3)建立现状及规划道路、现状城市建设用地范的不同距离的缓冲区;
(4)将2和3步骤中得到的图层作叠加分析,距离现状和规划道路以及现状城市建设范围较近的可能建设用地作为城市近期建设用地,距离较远的则作为城市远期发展用地。运用GIS的空间分析功能对城市适宜建设用地数量和空间分布进行分析,为确定规划建设用地规模和空间布局奠定基础,也为确定城市的空间拓展方向和空间范围提供了较为准确的依据,进一步为规划方案的编制提供了科学的决策支持。
结语
现代城市规划实验教学面临新的挑战和机遇,G1S 以其强大的空间分析能力可以为现代城市规划实验教学提供一个全新的技术平台和分析决策7:具。但应看到,GIS是一个非常复杂和庞大的系统,对于城市规划实验教学来说不可能全面教授和学习GIS知识。因此,重点教授GIS的空间分析技术对于GIS在城市规划实验教学中的应用来说具有特殊的意义。在城市规划专业实验教学中积极运用GIS技术,引导学生树立科学理性的思维方式、掌握必要的定量分析方法,由此来对传统的城市规划专业实验教学体系进行更新和完善,逐步构建以“ CAD + GIS”为技术支撑平台的全新的城市规划专业实验教学体系。这既是今后城市规划专业教育界探索和努力的方向,也是现代城市规划对城市规划专业教育的必然要求。
参考文献
【关键词】高中地理;实验教学;有效性
中图分类号:G633.55 文献标识码:A 文章编号:1671-0568(2015)30-0042-02
基金项目:本文系吉林省高等教育学会2015年度科研项目“高师院校课堂教学模式创新研究”(编号:JGJX201501144)的科研成果。
由于新课改的要求,地理实验教学不断普及,但是它的起步比较晚,且不成体系,实验条件有限,教师缺少实验能力,影响了实验教学的有效性。因此,教师应着力探讨对策,构建完整且高效的实验教学体系。
一、存在问题分析
高中地理教师在开展实验教学的过程中,习惯采用传统教学大纲下的教材,新课标的实验教学还处于尝试中。
第一,教师夸大了实验教学功能。教师把教材中的其他体例,如思考及活动等当作是实验素材,这样在教学的时候不但会浪费时间,操作也比较复杂,无法达到良好的效果。另外,在教学过程中,有的思考及活动缺少实验器材,也影响了教学效果。
第二,简单的教学内容被复杂化。在教学过程中,原本可以采用比较简单的教学方法,但有的教师却把它当作了实验。比如,在对外力作用这一知识点进行教学的过程中,用了较长时间开展沉积物分选这一实验,学生在开始时还有比较高的兴趣,但之后却没有得到成就感,这是因为这一实验得出的结论是高中生的常识,如果仅仅追求形式,就无法满足学生的好奇心。此外,有的教师在面对复杂问题时却将其简单化。教师认为通过替代材料对相似的环境进行模拟,就能够将原理揭示出来,但模拟情境与真实情境是存在区别的,无法满足其时空要求。
这些问题都影响了学生的学习兴趣和学习效率,因此,教师要结合教学实践,对提升实验教学有效性的措施进行总结。
二、教学有效性策略
1.对实验教学内容进行合理选择
对于高中地理来说,在开展实验教学的过程中,教学内容的选择方式主要有两种:一种就是对教材中的实验进行完善。教师要对教材中的实验地位和作用加以研究,分析教学目标和可操作性,并结合实际条件对其进行完善;另外一种就是对实验进行原创。教师要结合教学中的需要,对地理素材进行科学选择,并对地理原理的条件以及秩序进行分析,模拟出类似的情景,还能够根据地理原理进行假设与逆向倒推,将实验步骤确定好之后,教师要反复进行实验,确保其可操作性及科学性,并将实验场地和实验器材确定好。比如,在开展大气温室效应相关实验时,教师首先要对实验的可行性进行分析,并编制相关报告,之后,要结合温室效应的具体含义,对实验环节进行确定,一是要制作模拟温室,二是要在阳光下比较温室内部与外部的温度。最后,教师还要对实验步骤进行细化,不断进行操作和完善。一是要准备两个玻璃盘,将少量土壤分别放在其中,再准备白色塑料瓶,从腰部剪断之后,将其倒到其中一个玻璃盘之中,从而制作一个微型温室。二是要从温室顶部位置钻出小孔,并一个温度计,而在另外一个盘中也需要放温度计。三是把玻璃盘都挪到阳光下,每过一个小时就对温度计进行观察,记录其温度后再比较。
2.为了确保教学的有效性,还需要联系生活
生活是开展地理教学的起点,也是教学资源。在开展地理教学的过程中,需要联系学生生活,使学生能够对地理学科产生一种亲切感。对于地理事物来说,其成因都是有规律的,在课堂中无法亲历这些规律的变化。但教师可以在教学过程中联系生活,利用生活小实验对地理原理是否真实和科学进行验证。比如,在对洋流这一知识点进行教学的过程中,可以通过生活中的一些小例子开展探究活动。在一个杯子中装上冷水,装满1/4即可,由学生观察,看有没有水汽蒸发,之后,将开水倒入杯中,让学生思考,这属于寒流还是暖流,随着水温的升高,让学生观察杯子口的现象,利用这个实验,学生可以认识到暖流的性质。然后再做一个实验,在一杯中装上1/4的开水,由学生进行观察,看有没有水汽蒸发,之后将冷水倒入杯中,思考这属于寒流还是暖流。接着,不断加进冷水,这时候的水温是在下降的,让学生观察杯子口的现象,利用这个实验,学生能明白寒流性质。通过以上两个小实验,学生就能够理解寒流和暖流的性质:如果寒流通过,那么沿岸的气温就会比较低,且水汽少;如果有暖流通过,那么沿岸的气温就会比较高,且水汽增加。另外,还要联系学生的实际,让他们对生活中常见的现象进行体验、反思和验证,从而使学生发现其中的科学知识,并进行领悟与理解。教师在对比较抽象的地理原理进行讲解时,可借助学生实际生活中的实例,通过地理实验,为学生讲解实验过程,使学生能够对地理原理有深刻的理解。
3.结合教学实际对实验程序进行及时调整
实验操作是不断变化的,在开展地理实验教学时,教师需要关注学生的表现,结合教学情境变化,对实验程序进行调整,从而确保实验教学的有效性。比如,在做热力环流这一实验的过程中,有的学生可能会问:能不能将一束香插到热水以及冰之间,实验中使用的冰能不能用冷水代替等,有的学生还会结合自己的设想开展实验操作。在出现这些情况时,教师要对预定的教学程序进行及时调整,引导学生依据自己的设想开展实验,之后再对各组的实验结果进行比较和讨论,从而对学生的思维能力进行培养。
4.教师在开展实验教学时,要对主体性加以关注
第一,要引导学生参与到实验活动中来。在开展实验教学的过程中,教师要营造有趣的氛围,调动学生参与实验的热情,树立自主意识,使学生都能够主动参与实验活动并进行互动。比如,教师可以进行合理分组,确保小组的规模合理,且人员构成比较科学,利用协商分工,保证所有学生都有自己的任务,确保小组中的成员能够互相协作并进行配合。要引导各个小组加强平等交流与磋商,这样所有的学生都能够参与进来,不断促进与互动,使学生树立合作意识,提升其观察能力、操作能力、逻辑能力和创新能力等。
第二,要对学生进行科学评价。在开展实验活动的过程中,教师不但要对学生存在的偏差进行及时矫正,还要发现学生在实验过程中的进步及创新思路,利用精当的语言对其进行激励性评价,同时注意激发其他学生的主动性与积极性。在结束实验之后,教师要对实验结果进行客观和科学的评价,教师要善于捕捉学生在这一过程中的闪光点并进行放大,鼓励他们提出独特见解,使其在实验教学过程中感受到喜悦及成就,能够有所收获,并主动参与到实验活动中来。
5.在开展地理实验活动的过程中,为了提升教学的有效性,需要和相关学科进行联系
地理学科,不但包含自然地理,还包括人文地理,它属于多个学科交叉后的边缘学科。地理学科中的各种知识都涉及物理、化学和生物知识。比如,地球运动及水体运动和大气运动等都涉及到了物理知识,所以,在教学时,要和物理、化学及生物知识联系,不但能够使学生具备综合学科素质,还能使他们更加深刻地理解地理知识点。比如,在模拟火山喷发的时候,对实验进行设计要用到物理原理。造成火山喷发的主要内因就是存在压力差,因为温度差及热胀冷缩等导致了压力差的产生,且内部的温度比较高,这个时候,岩浆及空气就会逐渐膨胀,导致内部压力增加,如果压力大到火山口已经不能承受,那么高压气体就会冲破其中的岩石层,最终导致岩浆的喷涌。结合这一原理,教师就可对模拟实验进行设计。首先,将红色水装在烧瓶之中,并通过小吸管橡皮塞将瓶口封住,然后用蜡油把吸管口封住。接下来,再对烧瓶进行加热,由于温度不断上升,红色水以及空气就会逐渐膨胀,内部压力也会加强,直至将封口位置的蜡块冲破,这时候红色的水就会喷涌出来,像岩浆喷发一样。
综上所述,实验教学是高中地理教学中的一个重要教学方式,由于其起步比较晚,影响因素多,存在比较多的问题,影响了教学有效性。因此,教师要在教学实践中不断总结经验,采取有效措施,提升教学的有效性。
参考文献:
[1]仇彬.怎样增强高中地理课堂教学有效性[J].考试周刊,2009,(26).
[2]刘以果.如何强化地理课堂实践的有效性[J].地理教育,2010,(11).
关键词:EDA 数字电路 实验
课 题:本文是在建设江西省冶金工业学校电子技术应用重点支持专业建设项目“改革教学模式”过程中的实践研究成果。
EWB的英文全名是Electronics Workbench(电子工作台),它虚拟了一个可以对模拟电子电路和数字电子电路进行模拟仿真的工作台;它的仿真功能十分强大,几乎可以100%地仿真出真实电路的结果,而且它在桌面上提供了万用表、示波器、信号发生器、扫频仪、逻辑分析仪、数字信号发生器、逻辑转换器等工具。它的器件库中则包含了许多大公司的晶体管元器件、集成电路和数字门电路芯片,器件库中没有的元器件,还可以由外部模块导入。对于电子设计工作者来说,它是一个极好的EDA工具,它也可以作为电学知识的辅助教学软件使用。
一、数字电路实验教学现状
在实验课上,指导老师发给每个学生各种硬件芯片,学生根据实验指导书进行各种连线,通过观察实验结果了解课程的内容。这种传统的实践教学虽然能锻炼学生的动手能力,提高学生的学习积极性,但存在一些弊端。第一,数字电路课程的实验学时较多,因此完成这些实验需要大量的硬件芯片。第二,在一些非设计性实验中,学习自我创新的能力得不到发挥,不能更好地理解课程的理论内容。
二、EDA技术与数字电路实验教学结合
随着EDA技术逐渐成为电子电路和系统设计的重要手段,将EDA技术与电子电路实验教学相结合,对改革电子电路实验教学,提高学生的实践动手能力、创新能力和计算机应用能力起着十分重要的作用。
1.改变了传统实验教学对时间和空间的限制
EDA仿真实验的运用改变了传统的实验教学模式,推进实验教学向科学化、现代化方向发展。传统的实验教学整个过程学生在很大程度上是处于被动地位。对于一些复杂的实验,通过老师的讲述和学生有限时间的操作,学生很难将实验仪器及实验过程完全弄清楚,更谈不上对实验进行改进、创造和运用,因此传统的实验教学受时间和空间的限制比较大。
2.可以借助EDA工具进行仿真,用波形、图形等形式生动形象地进行表现
在课程的实验教学中,对于一些抽象、繁杂的变化过程可以借助EDA工具进行仿真,用波形、图形等形式生动形象地进行表现,能够帮助学生更好地理解所学知识。图文并茂的仿真实验界面和较好的人机交互能力又能极大地调动学生的学习兴趣,提高学习效率。
3.可以克服实验室在元器件的品种、规格和数量上的不足,避免损坏仪器等不利因素
基于EDA技术的数字电路实验可以克服实验室在元器件的品种、规格和数量上不足的限制,避免损坏仪器等不利因素,可以节省实验费用,缩短实验时间,提高实验效率。
4.可以将仿真实验与传统实验教学相结合
仿真实验是计算机技术飞速发展的必然产物,是一种现代化的教学手段,它能弥补传统实验教学的不足,具有许多优点。但是也不能将实验教学完全建立在仿真实验的基础上,因为仿真实验毕竟也有自己的缺陷,比如完全用仿真实验来进行实验教学会淡化学生对真实仪器的感受,减弱学生的基本操作技能。
三、EDA实验教学实例
1.设计一个4人表决电路
设计4人表决电路,即如果3人或3人以上同意,则通过;反之,则被否决,用与非门电路实现。
(1)通过分析得到真值表如图1所示。
图1 经分析得到的真值表
(2)按由真值表转换成最简逻辑表达式的按钮,得到相应的最简逻辑表达式。
(3)按由逻辑表达式转换成与非门电路,得到如图2所示电路,即所求电路。
图2 用与非门实现的4人表决电路
2.利用逻辑转换仪对逻辑电路进行分析
利用逻辑转换仪对逻辑电路进行分析如图3所示。依次按逻辑转换仪上由逻辑电路转换成真值表的按钮和由真值表转换成最简表达式的按钮,得到所要的分析结果,如图4所示。
图3 待分析的逻辑电路
图4 经分析得到的真值表和表达式
逻辑功能分析:当A、B不同时为1时(任意一个不为1或都不为1),输出为C非;当A、B同时为1时,输出为C。A B端作为控制信号控制输出与C的关系。
1.初中生物演示实验教学的现状
中学物理、化学、生物三门课程,都是以实验为依据的基础学科,今年生物学课程已纳入中考范围,从某种意义上说提高了生物学的档次,将会引起学校、家长和学生的重视。在教学上应加强分组实验和演示实验教学,使抽象理论变为直观现象,不但能启迪学生思维,拓展学生视野,增强学生记忆力,使学生更好地理解知识和掌握知识,而且还能使学生学到一些简单的科学实验技能,激发他们的学习生物学的兴趣。但在实验过程中,有些教师并不能很好地运用这一直观教学手段。一方面,由于实验条件的限制,特别是一些农村中学,在实验室的设备配置和规范管理方面比较落后,因此,给教学带来了一定的限制,是教师“心有余而力不足”。另一方面,有些教师对这一极为有效的教学手段认识不够,从而忽略了演示实验的优越性。教师只在黑板上做实验,课后要求学生背实验,报告册上填写实验。
2.课堂演示实验教学的艺术性。
2.1验证式实验——先授课后实验,例如:初中生物学实验教材中在讲叙茎的辅导作用时,取两枝生长健壮的植物枝条,把它们插入盛有红色墨水的杯中放在阳光下照射一段时间后取下,可以看到叶脉变红了,说明茎(此处指的是枝条),具有输导水分以及溶解在水中的无机盐的作用。
2.2同步式实验——边授课边实验,在“显微镜构造”的教学过程中,教师可利用显微镜实验,按照一定的顺序(从上而下或分光学系统和机械系统),对显微镜各部分的结构和功能——进行讲解。这样可以使学生直观,形象和深刻地掌握显微镜各部分结构名称和作用。
2.3探索式实验——先实验后讲授。例如:探究“脊髓的反射实验”实验目的是验证脊髓具有反射的功能,属于低级反射中枢。在实验中把去脑的蛙进行翻身反射实验,在验证脊髓具有反射功能时,也应该重复的使用不同浓硫酸来进行刺激,反复进行实验。最后让学生认识在适宜的条件刺激下,脊髓能完成低级的反射功能。通过这些直观现象极为容易掌握,教师再加以讲解,进一步加深了学生的印象。
3.课堂演示实验教学的意义
3.1充分调动学生学习兴趣,活跃课堂气氛。课堂演示实验教学通过看得见,感受得到的现象,学生由被动学习变主动学习。
3.2加快学习速度,提高学习效率,通过课堂演示实验讲授生物学知识,能使学生的学习走近路、走正路,用较少的时间获得更多的知识。
以人为本,坚持传授知识,提高综合素质,培养学生创新能力与实践能力。重视实验教学,从根本上改变实验教学依附于理论教学的传统观念。充分认识到实验教学在学校培养人才中的重要性,形成理论教学与实验教学统筹协调发展的理念。
二、改革实验教学内容,增加设计型实验
目前实验课以经典的原理实验为主,综合性实验为辅,缺乏设计性实验。实验项目设置也仅局限于小范畴。在实验教学改革中,应以综合性实验为主,以基础教学、专业发展、学科融合为主线设置实验项目。合理选取大范畴下的教学内容,增加研究设计性实验项目。形成从基本到前沿、从传统的传授知识到培养综合能力的实验教学体系。以培养学生接受和处理信息的能力、获取知识的能力、分析问题和解决问题的能力,以及交流合作的能力。
三、应用新的教学手段,优化实验教学
实验教学手段的现代化,是深化实验教学改革的一个时代课题。
1.现场讲授与多媒体演示相结合
在教师现场讲授实验教学的基础上,利用多媒体等现代教学手段,把一些难以用传统教学方法和演示的内容制成多媒体教学课件,使学生更好地理解实验原理与方法,提高实验教学的质量与效果。
2.网络辅助实验教学与网上实验教学相结合
利用现代技术,建立实验教学中心网络。学生可以通过网站对实验项目进行预习,并对实验中遇到的难题通过网站进行答疑。实验中心安排实验指导教师负责网上回答学生提出的疑问,与课内实验教学互为补充,提高教学效果。
3.充分利用虚拟、仿真等现代实验技术
利用虚拟现实技术开展虚拟仿真实验,充分利用现代实验方法和手段,把虚拟实验、仿真实验、和实际操作相结合,使实验教学更加系统与完善。补充延伸了教学手段。拓展了学生的知识面,培养学生的实验技能和科研能力。
四、探索新的教学模式,充分发挥实验教学功能
1.探索新的教学模式必要性
经典的实验教学模式强调基本原理与方法的掌握,基本技能的训练。即“讲解、演示、模练”型教学模式。该教学模式以教师或教材规定的实验目的、原理、教学器材、步骤等内容为基础,其基本特征是教师详解实验内容并做示范操作;学生课前预习,做实验准备。课上听讲、记忆、观察、模仿、练习。“讲解、演示、模练”型实验教学模式难以发展学生的创新精神和实践能力,不能充分发挥实验教学特有的教育功能。所以深化实验教学改革,促进学生全面发展,关键是要探讨一种新的实验教学模式。
2.实验教学的教学起点和终点问题
教学中的实验与科学家进行的科学实验一样,如果以课题性问题或任务作为实验教学的起点,意味着学生犹如科学家一样面对的是未知的问题和困难。一旦科学家对自然界的某种现象产生疑问时,他就有一种强烈的探索欲望。试图通过有目的的观察加以解决。因此,实验教学起点必须以问题开始,展开实验教学活动。值得注意的是,在以往的实验教学中,教师往往从已知结论出发设计实验教学的起点。并监控整个教学过程。学生只能经历一个没有问题,不需要自主设计,不需要思维的操作性实验。久而久之,形成了以结论为起点,以知识技能为本,以教师和课堂为中心的实验教学模式。失去了实验教学应有的意义和作用。实验教学的根本目的(即终点)在于培养有创新意识,创新精神和创新能力的人。具体的实验仅仅是手段,是学生有效认知的工具。这样,让学生在学习过程中像研究者一样工作、思考和发展。我们相信,只有这样的实验教学过程才能焕发出师生的生命活力。
3.新型“自主、合作、探究”教学模式
“自主、合作、探究”型教学模式的核心思想是:以课题性问题为起点,以实验过程与方法为轴线开展教学。即学生思考、设计、探索、体验在前,教师的讲解、演示、分析、评论在后。具体实施过程如下:
(1)教师提供课题性问题或任务,学生由此开始进行自主探究的实验(包括演示)教学过程。
(2)学生独立自主思考,主动探索问题。在原有知识和经验的基础上,努力形成各自的设计方案,避免因教师先讲解教材所造成的“先入为主”的不利影响。
(3)当学生无思路或思路受阻时,在判断学生困惑所在的基础上,教师创设新的问题情境,再次帮助、指导和鼓励学生。这种判断提供子级问题的循环可进行若干次,教师介入过早会剥夺学生发现问题,解决问题的机会。但介入太迟也有可能使学生因为问题难以求解而失去探究问题的兴趣。
【关键词】物理学科;实验教学;实验能力
物理学科是伴随着物理实验的发展而不断的发展起来的,可以说,物理实验是推动物理学科进步最主要的动力。因此,在高中物理教学活动中,实验教学在其中占据着举足轻重的地位。然而,长久以来,在物理教学活动中,向来都存在“重理论、轻实验”的观念,这就导致物理实验教学的质量总是难以提升,学生的实验能力存在着严重的短板。面对物理实验教学的这一现状,作为教师,我们要想办法改变这种现状,努力通过多种途径和手段来提高物理实验教学的质量和水平。
一、做好实验备课
与上理论课一样,在开展实验教学之前,教师也要进行实验备课。在开展实验之前,教师要明确实验目的,围绕着实验目的制定实验计划。除此以外,实验教学中需要用到的实验装置和器材,教师也要在讲课之前准备好。在实验之前,教师要认真校验每个实验装置和器材,为了保证课堂上实验的顺利进行,教师最好在上课之前进行几次准备实验,以尽量排除实验中有可能出现的问题,保证实验高效而顺利的开展。
二、引导学生做好实验预习
预习活动是提高学生听课效果最有效的手段之一,通过预习活动,学生不仅可以掌握基本的知识点,还能够在预习的过程中发现很多新的问题,从而增强思维的活跃性。而上实验课之前,学生也要认真做好预习功课,通过预习活动来明确实验的目的,了解实验原理,如果是教师演示实验,学生要通过预习活动了解清楚实验过程中需要观察的现象,而如果是学生实验,还要在实验开始前制定好实验操作计划,熟练掌握每个实验步骤,这样当教师或者学生自己在做实验的时候,才能保证实验活动有条不紊开展起来。
三、重视培养学生的实验兴趣
兴趣是推动学生从事学习活动最大的内部驱动力,在实验教学中,一旦引起学生对实验的兴趣,学生就会在兴趣的驱使下主动地投入到实验操作和思考活动中来,因此,教师在开展实验教学时候,一定要重视培养学生的实验兴趣。一方面,教师在选择实验内容的时候,可以选择一些实验现象较为明显,或者带有很强趣味性的实验;另一方面,教师可以给学生多提供一些亲自动手操作的机会,这样不但可以培养学生的实际操作能力,还可以让学生在动手操作的过程中释放出活泼好动的天性,引发学生的兴趣。
四、变演示实验为探究式教学
在现行的高中物理实验教学中,大多数实验都是属于验证性的实验。通过验证性的实验,可以帮助学生形成和巩固物理概念、验证相关的物理规律,因此,演示实验对于学生的物理学习具有重要的作用。然而,实验除了验证功能以外,还有探究的功能。通过探究性的实验,学生可以发现很多新的问题,并逐渐培养解决问题的能力。如果物理实验中验证性的实验占据的比例过大,就会影响学生探究能力、创新能力的提升。因此,教师在开展物理实验教学的时候,要注意适当增加探究性实验的比例,如果条件满足,也可以把一些验证性的实验变为探究性的实验。这样,学生在探究性的实验中,自身的主观能动性能够得到更大的发挥,从而有利于促进学生多方面能力和素质的提升。例如,“楞次定律”实验原本是一个验证性的实验,为了增强学生的探究能力,帮助学生更加深刻地理解“楞次定律”,笔者在讲到这个实验的时候,给每个学生提供了一套实验仪器,把原本教师演示的实验变成了每个学生亲自动手操作的探究性实验。在教师的演示和启发下,学生利用自己手中的实验器材进行了各种尝试,从而通过自己的努力得出了“楞次定律”。这样不但强化了学生的学习主体作用,也让“楞次定律”在学生的自主探究下更深刻地印在了学生的头脑中。
五、适当引入多媒体辅助实验教学
在实验课堂上,多媒体工具绝对是一个好帮手。在高中物理学科中,有很多的实验在课堂环境下都不具备实验的条件,例如,α散射实验,一些宏观的实验,如天体的运动、一些微观的实验,如,分子的运动、一些极慢、极快的实验等等,这些在传统的课堂环境下往往很难实现,教师只能通过图片展示、语言讲解的方式来替代,但是有了多媒体工具的帮助,那些不具备实验条件的实验也能够在课堂上开展起来。教师利用电脑对实验过程进行模拟,可以给学生模拟出仿真的实验过程,这样,在课堂上,学生透过多媒体可以清楚地看到实验过程,观察到实验现象,从而实现实验教学的诸多作用。例如,笔者在给学生讲到“自由落体”运动时,由于自由落体的过程极快,利用传统的实验手段学生很难观察清楚整个实验过程,因此,在讲到这个实验的时候,笔者就采用了多媒体计算机进行了模拟实验,通过把自由落体过程的放慢处理,学生清楚地看到了整个自由落体运动的过程,从而总结出了自由落体的相关规律。
实验作为物理学科的基础,在高中物理教学活动中,实验教学质量的高低自然会影响物理教学活动的效果。在物理学科中,实验既是重要的教学内容,又是我们进行物理学习和研究的有效手段。因此,作为教师,我们在开展实验教学活动的过程中要把握一定的实验教学技巧,采取必要的策略和措施,以不断优化实验教学的质量,提升实验教学活动的水平。
【参考文献】
[1]郝士科.高中物理实验教学之我见[J].现代教育科学:教学研究,2011年第4期.
[2]安茂金.浅谈高中物理实验教学[J].考试周刊,2012年22期.
【摘 要】在生物探究性实验教学课题实践中,教师研读了多本有关科学教育的理论书籍,并查阅了很多国内外科学教育的资料,不但对科学教育有了更深入地理解,提高了有关科学教育研究的能力。而且,在生物实验教学技能方面,驾驭教材和课堂能力有了较大提高,教学思考也更具有前瞻性。经过几年的教学实践与研究,逐步建立了新型的学生观,形成了良好的师生关系,得到了学生的喜爱。
关键词 生物探究性实验教学;学生主体性;教师素质
一、开展生物探究性实验教学的优点
经过几年的教学实践与研究,笔者认为与传统的实验教学相比,探究性实验教学在以下三方面具有突出的优点:
1.激发求知欲,培养浓厚的兴趣
在高中生物学实验教学中,采用探究性实验教学可强烈地激发了学生的求知欲,培养了学生学习生物的稳定、持久的兴趣,同时观察能力、思维能力、综合分析能力和实验探究与设计能力等诸多方面都有所提高。学生能从实验现象、生活经历入手,提出可探究的问题并设计可行的实验方案,最后完成实验并得出相应结论。因此,教师在教学中要力求把学生的兴趣调动起来,唤起学生学习生物的热情,并使之自觉转化成为学习生物的动力。
2.发挥学生主体性,提升探究能力
“实验探究教学”模式与传统教学模式最大的不同,就在于学生不再是一味听教师讲、看教师做,而是在足够的时间和空间范围内,由自己来确定时间的分配,进行方案设计并进行实验操作,对实验的事实加以分析并做出结论。在这样的学习氛围中,学生就能真正感受到自己是学习的主人。在生物探究性实验教学中,真正体现了学生的主体作用,充分发挥了学生的主观能动性。学生在教师的指导下,积极主动地发现和提出问题、自主搜集资料、设计实验方案、自主进行实验、得出结论,并在自主的前提下进行讨论与交流。这样的实验探究活动,充分发挥了学生在实验教学中的主体作用,使他们能够在实验教学中认真实验、主动观察、大胆提问、积极思考,极大地调动了学生的积极性、主动性和创造性。
3.培养严谨科学态度,开拓创新思维
生物探究性实验教学与传统的教学方式相比,更有利于培养学生实事求是的科学精神与严谨的科学态度,提高学生的探究能力、创新能力。在实验过程中,学生自觉地遵守实验规则,逐步养成了良好的实验习惯;当出现与预想不同的现象时,认真分析原因,尊重事实而不弄虚作假;通过实验来探究、解决问题,逐步提高了学生的实验能力、探究能力和创新能力;同时,在探究的过程中,学生获得了亲自参与研究、探索的积极情感,逐步形成了一种在日常学习与生活中喜爱质疑、乐于探究、努力求知的心理倾向,养成了尊重前人劳动成果,实事求是的科学态度以及不怕困难、勇于探索。
二、生物探究性实验教学对老师的影响
在生物探究性实验教学课题实践中,教师研读了多本有关科学教育的理论书籍,并查阅了很多国内外科学教育的资料,不但对科学教育有了更深入地理解,提高了有关科学教育研究的能力。而且,在生物实验教学技能方面,驾驭教材和课堂能力有了较大提高,教学思考也更具有前瞻性。在实验教学中,逐步建立了新型的学生观,形成了良好的师生关系,得到了学生的喜爱。
1.提高教师素质,加强应变能力
传统的实验教学中,教师视实验教材为法宝,不加取舍地传授给学生。教师不是将实验作为研究课题,让学生去探究、去创造设计新的实验,也不去加宽学生的知识面,只要求学生按照大纲要求去做。在探究教学中,要求把学到的知识加以归纳概括,综合分析,判断反思,再运用到实践中去。探究性实验无疑增加了教学的难度,从而要求教师具有较高的教学素养,能驾驭实验中学生提出各种问题及实验中发生的各种问题。树立以实验为基础的教学观。改变理科教学重理论研究轻实验探究,重知识传授轻能力培养的倾向。重视和深刻认识实验教学的多重教育教学功能。尤其是对于培养学生能力,提高科学素质,造就创造性人才的意义,明确实验教学在物理教学中的重要地位。
2.更新教学方法,提倡探究精神
生物探究性实验教学要求教师不断改进教法,在实验教学中,应注重培养学生的问题意识,科学地引导学生提问,充分挖掘学生潜在的创造性,使学生成为真正的探索者。教师在教学中应注意引导方法的变化,做好“提问”的示范。传统的教学方法是“授之以鱼”,学生不会处理各种复杂的情况,而探究教学要求学生学会学习。教学中要使学生学会学习,从而达到“授之以渔”的目的。运用探究教学,实现知识与能力的统一。在实验教学中,从学生的认识规律出发,强调“以实验为基础”的理科教学观,以自然科学方法论为依据,把学生认识科学知识的活动组织成主动参与探索科学问题过程的一种教学活动方式。由于探究教学是按照科学探究的方法进行的,使学生成为主动探究者,因此,在实验教学中,培养学生的认识能力和科学创造能力,实现学生知识与能力的统一。
当今世界是人才竞争的世界,社会需要更多创新性人才。那么你对创新的理解呢?创新是指人的思维活动或实践活动具有创造性,具有不同于前人或超越自我的途径和方法。生物学是一门实验性较强的学科,职高《生物》教材中一个显著特点就是极大地突出对学生实验能力的培养,也更充分地体现了学科特点。而实验能力又是一种综合能力,不是让学生简单地做几个实验,或做几道实验题就可以得到的。我结合自身生物教学的实际,浅谈在生物实验教学中学生创新能力培养的尝试。
一、职高生物实验教学的现状分析。
实验教学中低效或无效的行为主要有以下几种:①部分教师对照考纲的必做实验,对实验的目的、原理、步骤、注意事项等一一进行讲解,导致学生听实验、背实验;②实验与生活脱节,学生缺乏学习的价值体验;③完全用计算机演示代替生物实验,一张接一张的投影片和动画播放使生物实验中的多种新鲜感觉只剩下视觉和听觉,实验的真实性大打折扣,学生对实验本身的体验几乎为零;④教师在进行分组实验教学时,只管让学生信马由缰地实验,而没有指导、交流、反馈和总结,绝大多数教师强调了学生的自主学习,却忽视了教师的主导作用;注重了学生的过程学习,却忽视了方法的指导,使实验带有很大的随意性和盲目性,从而导致实验教学的低效。
二、职高生物实验教学的途径
1.转变教学观念
实验教学是职高生物教学的重要组成部分,《职高生物课程标准(实验)》在课程理念、课程目标、课程实施建议中对实验教学的开展都有明确的阐述。有的教师认为:实验教学尽管没有开展,但学生的学习成绩并不差,这是明显的观念问题。因此,广大一线生物教师需要进一步认真学习和理解《职高生物课程标准》的相关要求,切实改变重“知识传授”,轻“实验教学”的传统思想观念;不能“以讲代做”、“以电教媒体手段代替实验操作”,应尽可能多的创造条件让学生参与实验的过程和其它实践活动。通过实验或其它实践活动的有效开展,可以促进学生知识性目标、情感态度价值观目标的实现和科学态度的形成。
生物教应根据大纲的规定,积极创造条件,多开设一些实验(分组实验和演示实验)。近年来,在学校领导的大力支持下,根据教学内容的需要,在实验教学中增加了几个实验,如葫芦藓的采集和观察、家鸽的解剖等,保证学生有更多机会动手操作。同时,每次实验,从实验准备到实验过程,都作好精心、充分的安排,使每位学生都明确实验目的、要求,实验过程中的注意点等,确保其较好地完成实验教学目标,培养学生的实验操作能力。
2.密切联系生活
生物学在生活中无处不在,与我们的日常生活、医疗保健、环境保护、经济活动等方面都密切相关。“生活即教育”是著名教育家陶行知教育理论的核心,在生物学教学中注意联系生活实际,结合课本知识进行教学,使内容更具实用性,更有利于学生对生物学核心知识和方法的理解,以及将这些知识和方法运用到现实生活中,解决实际问题。
“知识来源于生活,并最终指导生活”是新课程的显著特征,这一特征在各科教材中得到了充分体现。比如,生物、化学、物理、地理课程,许多内容本身就是由问题引出,让学生边学边提出解决问题的思路和设想,引导学生用所学到的知识解决生活中的实际问题,培养学生的社会责任感。而且,每一部分知识学习之后,都设计了综合实践活动,使学生运用课堂所学的知识,向课外拓展。
3.改进评价方法
实验教学评价是影响实验教学效果的重要因素,它可以制约学生的实验动机、实验态度和实验策略。不同类型的实验建议采取不同的评价方法或几种评价方法综合采用,做到全面反映学生的能力水平。例如:传统的教学评价方式――笔试,它有在短时间内有效考查实验原理、步骤、结果等理论知识的优点,但在考查学生实验操作、结果记录、合作和交流等方面存在较大局限性。因此,采用多种方法进行综合评价将有利于全面体现学生实验操作和设计能力,做到提高实验教学的有效性和学生科学素质的培养。如借助现代多媒体技术,对实验课进行摄像,用相机记录实验结果;小组汇报的形式进行交流和讨论。
4.借助信息教学
关键词:实验教学;创新;能力;培养
教育要求我们教育工作者重视学生的个性主动发展,最大限度地挖掘学生的内在潜能,并为学生贮存好能量,为以后祖国的建设做坚实的后盾。在各种面向学生的教育界活动中,正确的教育途径是至关重要的,而实验教学更有利于培养学生的创造性思维能力和实践能力的更有效途径。
(1)充分运用现有实验仪器,配合好课堂教学,不仅能提高教学质量,而且能更好地培养学生的动手能力、观察能力、思维能力、创新能力、分析问题和解决问题的能力。化学教学它是以实验为基础的科学,不做实验那就失去了自然科学的意义,对一些疑难问题,学生难以理解的问题,摆到实验桌上来,学生自己体会,更能达到事半功倍的效果。
(2)各种演示实验,学生分组实验是引发学生学习兴趣,激发学生思维的有效手段之一。学生获得系统的科学知识,主要来自课堂实验教学。因此,应提倡学生自己动手实验,探究问题,理解实验规律。实践证明,实验教学是培养学生学习兴趣,帮助理解巩固所学知识,提高各种能力的有效途径。
(3)通过实验教学引导学生进行归纳总结、触类旁通,在实验教学中应着眼培养学生的归纳和概括能力,通过实验教学,使所学的知识由会到活、由活到用,并逐步摸索出解决这一类题的一般资料,使学生从多方面、多角度去思考,探究和解决问题。充分运用已经掌握的规律解决问题,从而确立创造性思维方式。
(4)认真做好演示实验,学生看到教师提着实验仪器进入教室,总是精神兴奋、高兴异常。实验增强学生的感性认识,使学生久久难忘,同时实验还能增强学生的学习兴趣,一些简单实验尽量想办法让学生亲自动手去做,使学生下决心勤奋学习。
(5)培养实验观察能力,实验是理论的源泉、科学的依据。做实验可以明确告诉学生,去观察什么,怎样观察,培养学生实事求是的思想,如用玻璃导管做氢气在空气中的燃烧实验时,发现火焰并非淡蓝色,经过研究讨论,最后确知是由于玻璃中含钠发生焰色反应的缘故。
(6)化学实验能同时以声、光、色等多种渠道大容量地提供生动的信息。因此通过实验,可以使学生获得生动的感性知识,从而很好地理解、巩固化学知识,形成化学概念,促进观察、分析和解决问题方面能力的提高。在实验教学中,教师要积极引导,使学生从内心体验到他们自己动手实践中带来的喜悦、惊讶和满足感。有意识地把实验所带来的直觉兴趣引导到化学变化的因果关系或对实验本质的研究上来,有目的地激发和培养学生持久的认识兴趣,使之不仅成为做好化学实验的动力,也成为促进学生心理品质良好发展的重要因素。
(7)实验是化学教学的重要内容,它不仅是化学教师的基本授课手段,更重要的意义还在于可以培养学生形成科学的思维方式,掌握科学的研究方法。但传统的实验教学多为验证实验,在一定程度上影响了学生的实验兴趣,同时偏重实验操作的模仿,缺乏对学生创造能力的培养,在这种实验状态下很多学生采取旁观态度,很少用心去思考。分析学生的思维活动难度降低,发展智力、培养能力就缺乏力度。在这种情况下,应改进实验方法,注意实验的创新和探索,精心设计问题的情景,引导学生摸索、研究,强化实验教学培养学生创造能力的功能。
微课又名微型课程,是基于学科知识点构建、生成的新型网络课程资源。以微视频为核心,是指以视频为主要载体,记录教师在教学过程中围绕某个知识点或教学环节而开展的精彩的教与学活动的全过程。微课的特点包括:第一,时间短。一般为5~8分钟,最长不超过10分钟;第二,内容精。相对于传统课堂而言,微课的内容呈碎片化,非常精炼,教师在5分钟内就能讲解透彻;第三,微课易操作、易传播。微课视频及配套辅助资源的总容量一般在几十兆左右,视频格式是支持网络在线播放的流媒体格式,如rm、wmv、flv等,学生可以流畅地在线观摩课例,也可以将其下载保存到笔记本电脑、手机、平板电脑等终端设备上,学习时间、地点甚至环境都不受限制。所以,在初中化学实验教学中灵活运用微课,能产生良好的教学效果。
一、微课使演示实验直观化
演示实验可以指导学生观察和分析化学现象,获得直观的感性认识,从而更好地理解和掌握化学概念和理论。在实际教学中,有的学生上课时注意力不集中,不知道应该观察什么,以至于错过观察演示实验的现象;有的学生因为坐在教室的后排,看不清甚至看不到实验现象,以至于不能领会到操作要领;有些学生在观察实验时容易顾此失彼等。
在实验教学中运用微课视频,就可以直接演示实验现象,以前只有在化学实验课上才能观察到的实验现象,现在通过电脑、平板甚至手机就可以观看,而且实验内容可以反复演示,一旦学生没有听到或听懂某个环节,教师就可以反复播放微课视频。通过直接观看操作过程,学生就能明白整个实验的操作过程。
二、微课使学生实验效果化
分组实验可以巩固、加深和适当拓展已学的知识,发展学生的观察能力和思维能力,培养学生的实验技能和独立工作能力。但是,由于难以保证实验教学的课堂纪律,所以在实际教学中,教师往往会不断强调实验室的规章制度,以至于大部分的教学时间都浪费在维持课堂纪律和进行安全教育上,再加之学生对分组实验的认识偏差等因素,所以学生实验课往往只是走个形式。
如果在实验课前,学生观看了关于化学实验功能室的微课视频,事先熟悉了化学实验功能室的环境和作用,那么再来到实验室时,学生就能快速对号入座,并正确地进行实验操作。同时,实验课视频能让学生体会到实验教师的辛苦,珍惜每一次动手实验的机会。
三、微课使探究实验主体化
探究实验是充分发挥学生的主体作用,让学生直接参与获取新知的实践活动。但是,学生对探究实验中问题的提出、假设的设置、实验内容和步骤的制定,以及实验注意事项的反思等并不是很清楚,更不要说正常开展探究实验了。如在探究实验中设置对比实验,教师经常用寥寥数语进行概括。这样一来,学生很难真正理解并设计对比实验。如果教师采用微课视频,展示形象生动的对比实验装置,学生就能通过实验过程、实验现象、注意事项的对比,得出结论,真正将探究对比实验落到实处,进而充分发挥学生的主体化。
一、实验教学的发展情况
我国基础教育长期传统是重理论轻实践,实验教学依附于理论教育。1990年10月下旬,全国中小学实验教学普及县现场会在四川成都青白江区召开,1991年国家教委决定在全国推行普及中小学实验教学县活动,这一现象才逐渐有所改观。2009年11月,教育部了《中小学实验室规程》,可以说在中国基础教育实验教学发展史上具有里程碑意义。自此,我国的中小学实验教学条件建设变得有章可循,为实验教学的快速健康发展提供了政策保障。四川是人口大省,地理因素和历史原因造成实验教学建设和发展极不平衡,成都平原地区标准化建设水平较高,实验教学效益发挥较好,盆周山区及少数民族地区未完成标准化建设的学校较多,更谈不上开展好实验教学,横向与发达的沿海省、市更是差距明显。制约全省实验教学发展的主要问题有,整个社会对实验教学不够重视;实验教学仍是一个相对封闭的体系,教学模式单一,除学校统一开设的试验实践课程外,学生几乎没有进行实验实践操作;实验教学资源管理方式粗放,教学队伍建设跟不上发展需要;实验教学与现代教育技术融合深度不够;实验室建设采购的仪器设备质量较差。
二、实验教学的地位和作用
实验教学能实现更有效的学习。杜威指出“当学习是被迫的,不是从学习者的真正兴趣出发时,有效的学习相对来说是无效的”。目前课堂教学绝大多数是理论教学,学生主要是以符号和语言为媒介,通过听觉、视觉通道接受新知识。抽象的理论教学令学生在不同程度上存在知识难以被理解等情况。而实验教学可以对理论教育中抽象的知识点进行检验和印证,补充了理论教育的不足,更为重要的是在实验过程中伴随着新现象的出现,学生的学习兴趣、好奇心和求知欲得到不断激发和强化。学生充分利用手、耳、眼、脑,通过动手操作、观察,调动思维去想象、思考、推测结论,实现触觉、视觉、听觉、嗅觉等多种功能共同参与,从而让学习更加高效率。实验教学能更好地拓展学生的创新思维。一个人能够突破当前思维惯性、采取异于固有的方式及多种方案来解决问题,我们说他具有创新思维。创新思维不是生来就有的,实验教学过程中,学生从实验中发现问题、分析问题,并利用所积累的知识去解决问题。我们期望通过训练让学生遇到问题时能跳出惯性思维,主动去思考更好的解决问题的方法,让创新成为一种条件反射。实验教学能促进新时期优秀人才品格形成。新时期的优秀人才要有强健的体魄、坚定的信念、深厚广博的知识、良好的分析能力和实践技能、坚强的心理承受能力,并善于团结合作和沟通协调。无论是探究性实验还是验证性实验,实施过程都不会一帆风顺,会遇到各种各样的困难,有时候还需要集体通力合作才能得到期望的结果。这其中发生的一切情感力量都将不断促进学生积养成优秀人才所必备的品格。
三、建设新型开放式实验教学体系
传统的实验教学主要有以下特征,一是实验室提供固定的条件;二是解决实验过程中问题必需的信息可以便捷地从教材和教师处获得;三是有确定的试验方法和步骤,有已知的标准答案。长期在这样的环境下教学,不利于学生养成独立思考的习惯和培养创新能力,所以急需建立一种新型的开放式实验教学体系。新的实验教学体系将改“教师中心”模式为“学生中心”模式;实验室管理将从封闭、单一学科、粗放型向开放、多学科、集约型转变;实验内容将多源化,教学过程更加灵活,并与现代教育技术深度融合;学生可以比较自由选择试验实践的内容、时间和空间,有更多的学习自主性。首先是要做好顶层设计,理顺管理体制。改革招生考试制度,打破一考定终身。学生的成长是家庭、教育部门、社会以及自身多方作用的结果。高考指挥棒让学生、家庭和教师都不会真正地重视实验教学,因为花时间、精力去开展实验实践活动不如直接的记忆和背诵效果立竿见影。只有实现成才渠道多样化,才能让实验教学这一最直接的素质教育方式落地生根。其次是要探索建立科学的实验教学绩效评价体系。教育技术装备部门要勇于开拓创新,不断总结提炼推广基层好的经验和做法;成立实验教学专家库,充分发挥智库的作用,让决策更理性更科学;找准突破口,最大限度发挥已有实验设施设备的运用效益;制定科学的评估办法,对各级各部门组织开展实验教学的效果进行考评。第三是要实施多维度的教学仪器设备质量监管。研制教育标准,有标准可依;贯彻实施标准,有标准必依。从源头上下功夫,大幅度提高企业粗制滥造行为的处罚力度,实现生产企业从不敢粗制滥造到不想粗制滥造转变。探索一条既符合法律法规和程序又能针对教育特殊性的有效招标采购办法,解决招标采购的仪器设备产品价低质劣的问题。引入第三方质量检测机构对招标采购产品开展委托检测,多管齐下筑牢教学仪器设备产品质量防火墙。
作者:郑红梅 单位:四川省教育厅技术物资装备处