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化學是一門以實驗為基礎的學科,許多物質間的反應變化及其規律都是建立在實驗的基礎上的。通過實驗,學生不僅能獲得物質及變化的感性材料,有利于形成相關化學基本概念,理解和鞏固所學化學基礎知識,而且能進一步培養學生的觀察能力、分析綜合能力、想象力和實驗動手能力。那九年級化學實驗有哪些教育功能呢?在知識與技能層面,主要是培養學生初步形成基本的化學實驗意識,能夠設計并能完成一些簡單的化學實驗和基本操作;在過程與方法層面,使學生初步學習運用觀察、實驗等方法獲取信息,進一步引導學生認識體會科學探究的基本過程,能夠設計和進行簡單的探究活動,從而增進對科學探究的認識和體驗;在情感態度與價值觀層面,主要是激發學生對生活和自然界中化學現象的好奇心和探究欲,發展學習化學的興趣,增強安全意識。例如:初三第1課和初學階段怎樣運用化學實驗,發揮實驗教學的功能?運用化學實驗方面,要圍繞“學化學”的中心,幫助學生認識“化學學什么”“學化學很有趣”“學化學很重要”,不能只講“化學是什么,化學有趣、化學重要”。運用化學實驗素材要有趣,最好是貼近生活實際的;應是學生能理解的、能引起學生共鳴、思考的;能從中體會學化學在認識物質、物質變化上的作用和魅力的;不能只圖熱鬧、新奇,不能一味追求吸引眼球、刺激。最好要讓學生動手進行一些簡單的化學實驗,初步體會什么是化學實驗,了解化學實驗在認識物質及其變化中的作用,初步認識怎樣做化學實驗。
二、做好化學實驗教學是開展科學探究的關鍵
1.把握基礎學生實驗的學習要求。
學習化學、進行科學探究的重要方法和手段是實驗。新課標明確規定了8個必做基礎學生實驗。這8個基礎實驗分別是粗鹽中難溶性雜質去除、氧氣的實驗室制取與性質、二氧化碳的實驗室制取與性質實驗、金屬的物理性質和某些化學性質的探究實驗、燃燒條件的探究實驗、一定溶質質量分數的氯化鈉溶液的配制實驗、溶液酸堿性的檢驗實驗、酸、堿的化學性質實驗。這8項基礎學生實驗共同點是承載對藥品的取用、簡單儀器的使用、儀器的連接、根據實驗需要選擇實驗藥品和儀器、實驗安全操作等基本技能的培養,但各個實驗的基本技能和學習目標各不相同。如粗鹽中難溶性雜質去除實驗,主要是讓學生掌握簡單的混合物分離方法主要有過濾和蒸發,能夠利用這兩種方法分離混合物;氧氣和二氧化碳的實驗室制取與性質實驗有許多異同點,可以通過對比、分析、歸納的方法讓學生知道氣體的制備原理、反應物的狀態及反應條件的不同而選擇的氣體發生裝置就不同,氣體的性質不同就選用不同的方法進行收集,從而讓學生能夠運用簡單的實驗裝置和方法制取、收集氣體并進行一些性質的實驗;通過金屬的物理性質和某些化學性質的探究實驗,使學生懂得實驗現象的觀察、描述,認識不同金屬性質存在一些共性與差異;通過金屬與酸溶液、鹽溶液的作用,探究并認識金屬的活動性順序;利用燃燒條件的探究實驗,通過推理判斷和實驗驗證,認識燃燒的條件和滅火的原理,從而了解防火和合理用火的一些常識;通過一定溶質質量分數的氯化鈉溶液的配制實驗,懂得配制一定溶質質量分數的溶液的方法;通過溶液酸堿性的檢驗實驗,會用酸堿指示劑檢測溶液的酸堿性、用pH試紙檢驗溶液的酸堿度,學會依據物質性質檢驗物質的實驗方法;通過酸、堿的化學性質實驗,認識酸堿的主要性質,了解如何根據酸堿的不同性質用化學方法檢驗和區分常見的酸和堿。以上幾個基礎學生實驗若能讓學生親自動手完成的話,則除了能培養學生的基本的化學實驗技能之外,還能鍛煉和提高學生通過提出問題、假設與猜想、制訂計劃進行實驗、搜集證據、驗證假設等方法進行科學探究學習的能力。
2.根據學校的實際,結合學生認知水平精心設計和組織科學探究活動。
教師應根據學生的認知水平發展,精心設計探究活動,有效組織和實施探究教學。如:探究“物質燃燒的條件”,可設計三組探究實驗,從物質的可燃性、氧氣、可燃物的著火點三個方面引導學生進行探究。結合學生查閱的“鉆木取火”等資料,引導學生對資料進行分析、討論、歸納出物質燃燒的三個條件。讓學生既能獲得化學知識,又懂得科學探究是主動獲取化學知識的重要方式之一。學生掌握了一定的化學知識和化學試驗技能后,可讓設計科學探究要素相對比較完整的探究活動得以提高。例如:二氧化碳氣體通入氫氧化鈉溶液,溶液沒有明顯變化,二氧化碳氣體和氫氧化鈉是否發生了化學反應?你是如何判斷的?從二氧化碳與石灰水、氫氧化鈉溶液的反應,我們可以作出什么推論?怎么檢驗這些推論?怎么通過科學探究得到答案?可以有哪些方案?等等。
三、在實際教學中設計和組織實驗探究應注意的環節
1. 要實現科學探究的學習目標,必須讓學生親身經歷豐富的探究活動,所以開展實驗探究必須落實在各主題的學習中,不宜孤立地進行探究方法的訓練,不要只搞紙上談兵,不要認為教學時間短,對探究學習教學被動應付,設計一些科學探究的題目代替科學探究實驗,沒有讓學生通過實驗真正體驗探究的過程,不要主觀臆造科學探究的題目,導致有的科學探究的內容脫離生活實際,存在嚴重的科學性錯誤。
桂馨鄉村小學科學課教師培訓――鄉村小學科學課教師培訓項目,是基金會為支持中國鄉村小學提升教學質量、完善和規范開展教學而特別設立的鄉村教師支持項目。項目旨在提升鄉村小學科學課教師的教學理念,增強系統知識,改進教學技能,使其成為對學生科學素養形成有決定意義的合格教師。
一、調研問題背景
二、國際科學教育歷史上的“探究” (內容見本刊11月、12月)
三、當前主要國家科學課程標準中的“探究”
6. 南非
在南非2002年頒布的《R-9年級國家課程標準(Overview)》中,最初用的都是“科學調查”(Scientific Investigations)的提法,定義為:學習者依賴其對自然現象的好奇心進行活動;探察事物間的聯系,從而解決科學、技術和環境領域的相關問題。
而在專門的《R-9年級國家自然科學標準》的第一章“引言”部分,才開始提到“探究(inquiry)”和“科學探究(scientific inquiry)”的說法。以下這段文字可以從一定意義上反映其對科學探究的定義:“一些探究的方法在科學領域被廣泛采用,它們促進可重復性、努力追求客觀性,進而發展成一套系統的科學探究方法。這套方法主要包括:提出假設、設計和操作實驗來驗證假設。在科學探究中,常采用多次重復的調查,并且研究方法和結果在被采納為有效之前都要經過謹慎的檢查和討論?!蓖ㄟ^科學探究,“科學知識的產生是一個正在發生的漸變過程,但有時新知識也能帶來飛躍,作為一個新的理論取代原來占統治地位的舊理論。像其他的知識一樣,隨著人們不斷獲取新的信息,改變對世界的舊有觀念,科學知識本身也逐漸變化了?!?/p>
但在后面關于各學段“學習計劃”的章節表述中,仍以“科學調查(Scientific Investigations)”作為各階段學習成果(Learning Outcome)的第一個方面。在這一學習成果上的能力包括:“學習者查找書籍和咨詢他人獲取信息、產生和設計調查、收集自然界和工業領域的數據、產生可測試的問題和操作公平實驗,解釋結論”;并且指出:“學習者要表現出主動性,將自己的構想轉化成至少四類實踐問題:制作問題、觀察和測量、比較、確定某些因素的效應”。這里所描述的科學調查,與前文所述的“科學探究”在過程和步驟上有較大重合,但范圍和要求更為寬泛,應用更廣。
7. 巴西
法國“做中學”(LAMAP)項目中心先后為巴西、智利、埃及、以色列、瑞士等國家提供各類科學教育的信息,并且為他們提供“做中學”培訓。因此,巴西等這些國家的科學教育思想多源于法國。在巴西當前的“ABC科學教育計劃”中,探究被表述為“Mao na Massa”,即等同于“Hands-on”或“La main à la pate”的提法。在這份計劃文件中,并沒有對“探究”作專門的定義和闡述,只是約定俗成的沿用法國LAMAP的指導思想,將LAMAP全面引入巴西的科學教育中去。
8. 新加坡
作為亞洲的發展中國家,新加坡、日本、中國等也在西方科學教育改革理論和實踐的基礎上,將“探究式科學教育”引入本國,發展并落實到新的“科學課程標準”中。
在新加坡教育部課程計劃開發司2005年開始實施的《新加坡小學科學課程大綱》中,雖然沒有明確的文字對“探究”或“科學探究”作出定義和描述,但在“前言”部分闡述“科學應當怎樣教”時說到:“科學技能的習得主要通過尋找問題的答案的過程實現。在此基礎上,通過這一過程獲得的知識,經過組織可以形成一些基本原理,依據這些原理,人們便能對自然現象作出合理的預測。對于那些通過有意義的學習方式學習科學的學生來說,允許他們體驗獲得一手資料解決問題的過程非常重要。這就要求學生在日常生活環境中或實驗室里親身體驗探索、發現知識的過程。在此基礎上,他們還必須能夠有效地把新的概念融入原有的知識體系當中,把二者有機地聯系起來。”這段文字在很大程度上反映了“科學探究”的主要特點和核心思想。
而在闡明“小學科學課程大綱的目標是什么”的文字中,第一次在文字上明確提到“科學探究”,要求小學科學課程要“為學生提供機會,培養進行科學探究所必需的技能、思維習慣和態度”。此外,其余4個課程目標為:“基于學生的興趣為學生提供學習經驗,激發他們對周圍環境的好奇心;教給學生科學概念,幫助他們認識自己和周圍的世界;培養學生運用科學知識和方法作出個人決定的能力;幫助學生了解科學與技術對人類生活與環境的影響”,在很大程度上也是科學探究所重視和希望達到的目的。
小學科學課程大綱有一個部分是專門關于“小學科學技能和探究過程”,文中提到:“為了有效地開展科學探究,學生需要掌握足夠的過程技能??茖W過程技能既包括抽象思維技能也包括操作技能。小學科學課程大綱試圖培養學生的基本過程技能和運用這些技能解決復雜問題的綜合過程能力。在小學科學課程中需要教給學生的基本技能和綜合技能包括:A.基本技能:觀察、比較、分類、測量及使用儀器、交流、分析、形成個人觀點、評價;B.綜合技能:創造性地解決問題、做出決定、調查”。綜上可見,新加坡科學教育同樣非常重視以科學探究為核心的實踐(practical)操作活動,使科學實踐操作與理論知識的理解與應用形成有機結合。
此外,據新加坡教育部介紹,2008年將進一步修改小學三年級與四年級科學課程,加重課程中的科學探究(Science as Inquiry),激發學生從多問多學中增進科學知識。在2008年的小學科學課程中,探究將繼續是課程的中心。教師將激發學生的好奇心,增進知識和經驗,培育他們成為積極發問的“探求者(inquirers)”,這也是科學探究的直接目的。
9. 日本
日本中央教育審議會1998年6月所作的《教育課程標準的改善》報告中指出,今后的理科教育應從以前以傳授知識為基本的教育,轉變為以培養學生自學能力、獨立思考能力為基本的教育,并且應重視解決問題學習和體驗學習。基于此,教育審議會最終確定了如下理科改革的基本方針:①親近自然;②有目的、有意識地進行觀察和實驗;③培養科學的調查研究能力和態度;④培養科學的見解和思考方法。與以前相比,此次理科改革基本方針最突出的特點是強調了有目的、有意識地進行觀察和實驗,也就是說,在理科教育中,不只是讓學生簡單地進行觀察和實驗,而是讓學生在進行觀察和實驗之前就有設想,了解觀察和實驗的目的、方法并預測結果,使學生能主動學習。這一新的改革基本方針的提出,充分表明日本正在將基礎教育中的理科學習從記憶學習轉變到探究學習上來。
在同年12月頒布的《日本中小學新學習指導要領》中,對理科課程的目標概括為:提高對自然的關心,通過觀察和實驗,培養科學的調查能力和態度,加深對自然事物和現象的理解,培養科學的見解和思考方法。其中在小學強調“要有計劃地進行觀察和實驗等,突出以學生為主體”;在初中“要有目的有意識地進行觀察和實驗,并在各領域目標中提出通過分析觀察和實驗的結果,得出自己的看法,培養表達能力等,突出培養學生的創造性?!闭n程目標包括能力、態度、方法、技能和知識等幾方面,在內容上體現了重視觀察和實驗、重視培養能力、態度和科學方法以及將知識與日常生活密切聯系等特點。這也體現了“科學探究”的特征和目的。
10. 中國
我國教育部2001年新頒布的《科學(3~6年級)課程標準》中,明確指出:“科學學習要以探究為核心”,并將“科學探究”列為科學教育的第一目標。在新課標中,對科學探究的雙重含義作了類似《美國國家標準》中的界定:一方面,指的是科學家們用來研究自然界并根據研究所獲事實證據做出解釋的各種方式;科學探究也指的是學生構建知識、形成科學觀念、領悟科學研究方法的各種活動。在討論科學教育的文獻中,不管是使用探究還是科學探究這個詞,除特別注明外都是指探究式的學習活動而非科學家的探究。并且指出,科學探究過程包括提出科學問題、進行猜想和假設、制定計劃和設計實驗、獲得事實與證據、檢驗與評價、表達與交流等活動。
關于探究的目的,根據新課標總目標和分目標內容的解讀分析,主要把教師指導下的科學探究的重點放在以下四個方面:①通過探究滿足學生求知欲;②通過探究獲得對身邊世界的理解;③通過探究培養科學思維能力,鍛煉問題解決能力、合作與交流能力,培養科學精神與態度,初步習得科學方法;④逐步獲得對科學探究本身及科學本質的理解。
而在“探究式科學教育”(做中學)項目中,對探究的定義目前基本參考《美國國家標準》的內容。在目的上,提出了以下七點(《指導書》中原為六條):①保護孩子的好奇心和激發學習科學的主動性;②激發想象力,擴展思維;③獲得重要的科學概念和科學概念之間的聯系;④學習探究的技能;⑤改善合作和交往能力;⑥促進語言和表達能力的發展;⑦關心日常生活中的科學問題,關心環境和關愛生命。
此外,還將“探究能力”作為“做中學內容標準”之一:“學生通過科學課程能夠做到:①對周圍的物體、生物和發生的事件進行思考、提出問題;②提出可能找到問題答案的觀察或實驗方法;③用簡單的工具和設備來收集數據;④分析數據得到結果;⑤對探究結果進行表達和交流”。
四、國際科學教育評測體系中的“探究”
隨著科學探究成為國際科學教育的核心理念,對科學探究能力的評測也成為世界科學教育專家關注的焦點。目前國際上主要采用了三種測評方法,分別為TIMSS、PISA和NAEP。下面,我們就對這三種測評中科學探究能力目標分類和特點的考察,從能力評測的角度對探究的定義和目的作進一步調查。
1.TIMSS。
國際教育成就評價協會(International Association for the Evaluation of Educational Achievement,簡稱IEA)是美國教育測試中心的一個組織。從1995年開始,每4年一輪測量國際上學生在數學和科學成績的狀況,了解影響成績的不同因素。2003年的TIMSS(Third International Math and Science Study,第三次國際數學與科學研究)評測框架科學包括科學內容、科學認知和科學探究三個方面。
其中“科學探究”作為一個獨立的評測因素。這部分測評是通過學生完成需要在實際情況中應用所掌握的知識、技巧和思維過程的項目或任務來檢測學生對科學探究的理解程度和能力,包括能有系統地描述問題以及做法,設計調查方案,收集數據資料并分析、理解,得出結論和形成解釋。科學探究占整個測評時間的15%。
根據學生的行為將科學探究能力測評目標分為五個方面:
“科學探究過程Ⅰ:觀察和測量。①觀察物理的記錄;②用簡短的語言敘述觀察過程;③物體或變化的測量;④選擇合適的測量工具;⑤估計測量和了解精確度。
科學探究過程Ⅱ:發現問題并找出解決問題的方法。①認識問題;②提出工作想法;③選擇檢驗的合適手段;④設計適當的實驗方法。
科學探究過程Ⅲ : 解釋數據和系統概括。①實際數據的加工;②用函數關系的形成來注明數據;③實際數據的注明和結果;④外推和內推;⑤根據測驗中得到的數據評價假設;⑥根據發現的關系概括定型。
科學探究過程Ⅳ:建立、測試和修改理論模型。①對理論模型需求的認識;②模型的理論化;③模型滿足關系的注明;④從一種理論模型推出新假設;⑤模型檢驗的說明和評價;⑥糾正、加工和引申模型的公式。
關鍵字 高中;生物;有效性;策略;素養
課堂教學是教學的基本形式,高效率的課堂有效教學是促進學生有效學習的基本前提條件,是實施新課程的重要保障,實現課堂教學的有效性,已成為當前課程改革的重要方向。高中生物有效教學中要求教師不僅要關注學生在生物學知識、情感態度及能力等方面的進步或發展,更要關注教學效益,要求教師要有時間與效益的觀念,教師是以研究者的心態致力于教學中的,以研究者的目光審視和分析生物學教學中的多種問題,不僅反思教學中的自身行為,還對學生中出現的多種問題進行反思,及時總結和上升已有的認識。下面我就談談自己在實際的教學實踐中的一些初步的經驗和做法,以供大家的借鑒。
一、實施生物課堂的探究化策略,倡導自主、探究與合作式的學習模式
新課程要求改變學生過分依賴死記硬背和信息簡單接受的學習方式,倡導自主、探究與合作式的學習,在活動中落實三維課程目標。讓學生用類似科學家探索科學問題的方式,親身經歷科學探究活動過程,領悟科學思想與觀念,學習科學研究的方法和初步形成科學探究的能力。生物學是與日常生活聯系非常緊、實踐性非常強的一門自然科學。生物學的有效教學當然離不開對學生探究性實踐能力的培養。實踐離不開理論,但學生現有的無論是知識結構還是思考能力都不全面,如果完全放手讓學生自己去實踐,則學生很可能找不到正確的探究方法和偏離探究的方向,使實踐活動達不到目的;但如果手牽得太緊,先把探究的步驟告訴學生,讓學生熟記之后,按部就班地去進行實驗,也就無創新可言,也就又回到了傳統的教學模式上去了。所以在培養學生自立探究能力時,我先是講了一個實驗專題,把設計實驗的一些相關理論,科學研究的基本方法,透過現象看結論的探究過程通過一些具體的例子,講給學生聽。在學生掌握了一些基本探究技能之后,再讓他們逐步嘗試探究性實踐。
二、注重基本技能的培養,提高學生的生物科學素養
選取適應學生發展的生物學基礎知識與基本技能。融合科學和人文,提高學生的生物科學素養,21世紀的生物學教育,應該更加關注社會,貼近于生活,密切聯系生產實踐,強調科學與人文的融合。全面提高學生的生物科學素養是高中新課程標準提出的核心任務。在肯定“雙基”的基礎上要強調學生具有一定的科學探究和實驗能力,養成科學思維習慣,理解人與自然和諧發展的意義,提高環境保護意識,逐步形成生物學的基本觀點和科學態度,為確定辯證唯物主義世界觀奠定必要的基礎。
在高中階段所學習的生物學知識,對學生的終身發展只起到奠基的作用。知識內容與基本概念、基本原理的相關性越高,實現遷移的可能性就越大,其時效性就越長久,對學生終身學習和發展的價值就越大。因此,在高中生物教學內容中,一要選擇最基本的生物學概念、原理、規律以及生物的物質結構基礎知識。二要選擇生物學科的主干知識,因為學科的主干知識一般都是學科中最基礎、最常用和最有價值的知識,它構成了學科知識體系的“綱”。如生物體的結構組成,生物體的功能,遺傳和進化,生物與環境等。三要重視生物實驗與實習,突出生物實驗的重要地位和功能,尤其是突出探究式實驗和實驗設計。
三、體現激勵性評價調動學生的學習積極性
在評價學生的時候,應從關注學生學習的差距和不足轉變為努力發現學生在學習過程和結果等方面的成績和長處,堅持“從實際出發”的原則,尊重個體差異,對學生區別對待,充分考慮學生的努力程度、學習態度、學習過程等情況。比教學原則強調以學生為中心,尊重學生的個性與情感,引導學生積極運用學習策略完成學習任務,這就要求我們要把評價作為課程、教學的有機環節,它不是為了給出學生在群體中所處的位置,而是為了讓學生在現有的基礎上謀求實實在在的發展。通過激勵性評價可以使學生體驗到進步與成功,充分調動學生學習的積極性,提高學習的興趣,改變學生的學習態度,減少厭學現象的發生,切實提高生物課堂教學的有效性。
四、實行教學方式的最優化、多樣化提高教學效率
教學方式是指實現教學目標所采取的一切手段、技術、途徑。有效的教學方式是課堂教學效率的提高的有力保障。任何一種教學方式,都不是萬能的,教學方法選擇的最優化實質也包含了教學方式的多樣化的含義。就一堂課而言,教學方式的多樣化表現為課堂教學縱向上是多樣化的,即在一堂課上,教學可能會使用幾種不同的教學方式,例如,講授、探究、討論、操作等。就不同的課而言,教學方式的多樣化又表現為不同課堂教學所采用的主要教學方式是多樣化的。多樣化的教學方法可以激發學生的學習積極性,不同的教學方式為學生提供了多種機會。
在傳統教學中,以教師講授為主的教學方式,造成了學生的創新能力、實踐能力、合作能力比較弱,學生的才華和智慧得不到應該有的展示。因此,課改專家特別強調和呼吁在轉變學生學習方式的同時要轉變教師的教學方式,要有利于每一位學生的發展,要以學法的改革帶動教法的改革,保證課堂教學的科學性、靈活性、創造性,為課堂教學注入新的活力,
對教學方法的優化選擇,要求教師根據教學目標、內容、學生認知和能力發展水平,結合教師自身的特長和風格,靈活運用各教學方式,實現各種方式的優化組合。
參考文獻:
關鍵詞:上教版初中生命科學教材;“實驗與實踐”欄目;教學價值
上教版初中生命科學教材“實驗與實踐”欄目是教材“學習與探究”模塊的核心欄目,該欄目比較系統地論述了生命科學的實驗研究方法與實驗技能,并對相關的實驗實踐做了基本的說明和建議。初中學生通過該欄目的學習可獲得臨時裝片的制作、低倍顯微鏡的使用、動植物的基本觀察和解剖、人體基本生理數據的測量、生物分類和檢索表的使用、生物活體實驗等技能,初步掌握實驗觀察、比較分析、交流討論、資料搜集、實踐調查等方法,初步養成科學思維的習慣,提升批判性思維和創造性思維品質。因此,教師應積極引導學生通過實驗實踐,掌握探究生命活動的基本方法與技能,加深對學科概念和規律的理解,建構生命科學的知識體系,培養對生命科學的興趣,為學生終身發展奠定必要的知識、技能、方法和情感基礎。
1“實驗與實踐”欄目的教學價值
在《上海市中學生命科學課程標準》的內容標準中并未對具體教學內容規定相應的實驗,而是提出了相應的活動建議及說明。上教版初中生命科學教材編寫者在基于《課程標準》要求下,結合教學內容及學生已有的知識經驗,精心設計了“實驗與實踐”欄目,共涉及15個實驗和1個實踐活動,每個“實驗與實踐”欄目均由實驗目的、實驗內容、方法與技能、實驗建議、討論等幾部分組成,其中“實驗目的和實驗內容”規定了學生要完成的學習內容和達到的具體要求;“方法與技能”重點介紹了生命科學的一些基本研究方法與技能;“實驗建議”重點介紹了實驗所需器材及完成該實驗的主要建議,具有一定的開放性;“討論”提出的問題是該實驗的核心和關鍵,是對整個實驗與實踐的概括和深化。其中“方法與技能”是教材“實驗與實踐”欄目的重要內容,從一般的實驗操作技能上升到比較系統的科學研究方法,不僅有利于培養學生科學思想方法和生命科學實驗技能,而且對學生開展課題研究和探究性學習活動有很好的借鑒和引領作用。實驗實踐是初中生命科學教學的基本方式與手段,教學過程寓知識、方法、觀念與科學探究能力、情感態度價值觀教育于一體,使學生在直觀形象、豐富多樣的實驗實踐中,體會學習的樂趣。在學生思維智能發展、科學素養形成及科學方法熏陶等方面具有獨特的教學價值。例如,顯微鏡觀察、活體小動物的解剖等基本實驗和經典實驗,能夠培養學生的實驗能力和動手能力,增強學生的知識和技能,體現生命科學實驗實踐的認知價值;測量、觀察、調查等實驗實踐,則讓學生學習生命科學的研究方法,體現科學研究的方法價值;此外,也有一些實驗實踐則引導學生應用生命科學基本原理、方法分析解決生活中遇到的相關問題,形成最基本的生命科學思想,從而理解生命科學的社會功能。因此,教師在教學中應針對某一實驗實踐的內容特點,在教學預設時充分考慮哪些實驗方法與技能是該實驗教學的重點和難點,需要在課堂上如何引導和點撥?哪些實驗方法與技能可以在課堂上作適當的拓展和延伸?等等。通過“實驗與實踐”欄目的教學,使學生具備生命科學的基本知識,學會生命科學最基本的研究方法,初步養成科學、健康的行為習慣和生活態度,形成結構與功能的統一、人與自然的和諧、可持續發展以及生物進化等觀念。
2“實驗與實踐”欄目的教學啟示
2.1整體思考
“實驗與實踐”欄目內容,統籌落實相應的目標要求上教版初中生命科學教材“實驗與實踐”欄目內容既有對學生進行科學方法和探究技能綜合訓練等比較完整的實驗實踐,也有側重訓練某一科學方法或探究技能的實驗實踐,對培養學生的科學素養至關重要。對該欄目中涉及的實驗與實踐名稱、方法與技能和目標要求的梳理見表1。教學中教師必須對“實驗與實踐”的整體安排有一個清晰的思考。例如,觀察人體的基本組織、水質的簡易測定和不同水質對水生小動物的影響等實驗重點突出了實驗觀察的基本方法;測量人體的體溫、心率、唾液的pH等生理數據、觀察條件反射、探究水蚤對光照強度的反應等實驗都涉及實驗數據的測量、記錄、處理、分析等方法;酒精對水蚤心率的影響、探究某一因子改變對生態瓶的影響等實驗重點強調了科學探究的過程與方法,并指導學生設計觀察記錄表及較長時間的觀察計劃;觀察并解剖鯽魚、蝗蟲、花、果實等實驗則重點強調了生物的解剖技能及從整體到局部的觀察方法,等等。教師通過對實驗方法與技能的歸類整理,結合實驗內容和學生的實際,分析學生應該在哪個實驗方法或技能上多下工夫,引導學生把主要的精力放在需要強化的要素上。例如,在“酒精對水蚤的心率的影響”的實驗中,可突出實驗方案設計中的“對照實驗和重復實驗”的教學,引導學生關注“對照實驗和重復實驗”中的細節,如對照組和實驗組除酒精的濃度不同外,其他條件都應該相同;實驗要重復多次,實驗的個體數目越多,結論越可靠;每只水蚤放入酒精溶液中的時間應相同;實驗用過的水蚤不要再放回到原來的容器中;每次實驗前都要將載玻片清洗干凈;等等。而在“探究某一因子改變對生態瓶的影響”實驗活動中,可以重點強化“實驗方案設計”這一研究方法,讓學生分小組討論設計實驗方案,充分感受實驗方案設計的主要原則和基本方法,培養學生設計實驗的能力和思維的嚴密性。
2.2優化改進
一、重視基礎兼顧實驗探究
1.重視基礎知識、基本技能的教學
高中化學所涉及的內容是非常廣泛的。雖然《新課標》對課程的基本范疇有所限制,但卻是比較寬泛的。蘇教版教材注重對學生今后發展有重要意義的基礎知識的選取,重視基本概念和基本規律的教學。全套教材較好地體現了高中化學課程改革的基本理念,著力提升高中生的科學素養水平。
現代的化學教育不再把著眼點都放在知識上,而是認為只有對化學中的基本概念、原理和規律有了較好的理解,才能真正地掌握和運用這些規律,也才能更好地理解和掌握科學的方法。理解規律、掌握方法比記住知識更重要。所以,教材注重將化學內容圍繞化學基本概念、原理和規律展開,避免過多地羅列和陳述識記性的知識。
2.重視實驗探究
化學離不開實驗,實驗是化學教學中必不可少的重要組成部分。化學實驗不僅是訓練學生實驗技能的一個方面,同時也是學生認識、學習和研究事物的有效方法,因此教材非常重視實驗的安排與設計。這套教材根據不同實驗的特點,特意設計了“演示”實驗、“學生實驗”等不同的實驗欄目。
“演示”實驗一般是由于儀器、藥品或其他因素所限,主要由教師來完成的實驗;“實驗探究”欄目中的實驗一般是要求學生親自動手做的隨堂實驗,考慮到時間的因素,此欄目中的實驗多以定性的為主;這類實驗有些是驗證性的,多數則是探究性的。通過實驗來幫助學生掌握一些反應原理及規律。
二、理論聯系實際
理論聯系實際,是真正學好化學、培養學生的實踐能力最有效的途徑。只有很好地將學生已有的生活經驗同化學問題緊密結合,才能使學生感受到化學是生活中的一部分;只有將學到的化學知識應用到生活實際中去,才能使學生感到化學是有用的;只有用科學、技術、社會相聯系的觀點看待問題,才能培養出用辯證、發展的眼光對待世界的人。
1.以學生的生活經驗為基礎,引入化學問題
無論新的教育理論還是這次課改的理念,都特別關注學生的生活經驗。因此在教材編寫中,都盡可能以學生已有的社會生活經驗為基礎來引入相關的化學問題,以喚起學生已有知識與將要學習的知識間的聯系,激發學生的學習興趣,增強他們對科學的親切感。例如,在化學必修一中講到酸雨的成因及防護措施,在選修一《化學與生活》中全部介紹與人們生活息息相關的知識:溫室效應的形成、危害及防護措施,垃圾的分類處理,藥物的分類、用途及正確使用等等。
2.注意培養學生應用的意識
學習化學要從實際中來,還要到實際中去,這樣才能真正地學好化學、用好化學。因此教材在編寫中注意了概念和規律的實際應用,注意引導學生運用化學知識解釋化學現象,分析和解決各種實際問題。例如在化學選修4專題一第三單元中,讓學生運用所學的知識分析鋼鐵生銹的原因及防護措施;在專題二第一單元中運用化學反應速率知識解釋實驗室用雙氧水制氧氣時為什么加二氧化錳,夏天為什么把食物放在冰箱中可以長時間保存等。
3.促進信息技術與化學課程的整合
將信息技術滲透于化學教學內容中,改革傳統化學教育,培養創新意識。整合化學教學內容,豐富教學環境,實現信息技術與學科教學的整合,這是《課標》中所提倡的。現代信息技術是一種很好的技術手段、一個良好的信息載體,能創設一個生動的以圖、文、像再現的教學情境,可以實現一種理想的學習環境和全新的、能充分體現學生主體作用的學習方式。
三、關注科學方法,培養科學探究能力
1.注重科學方法的學習
中學化學的學了一些基本的化學知識、技能需要學習、掌握之外,更重要的是通過化學課程的學習,使學生了解和掌握一些基本的思考問題和解決問題的方法。這些方法有一般的“演繹”“歸納”“分析”“推理”等邏輯思維的方法,也有化學學科中一些諸如“觀察”“對比”等方法。教材對這些一般的方法和學科內部的方法都給予了充分注意。例如,除在具體問題的分析中運用這些方法外,還專門在適當的地方以旁批的方式點出一些具體的方法,使學生在潛移默化學習、領會科學方法的同時,增強科學方法的重要性的意識。
2.重視探究式學習的設計
《課標》中強調探究式學習在化學教學中的作用,對此在教材編寫中給予了充分的重視。教材力求為學生創造自主探究、合作交流的空間,為教師營造教學創新的環境,為師生互動式教學提供民主的氛圍和豐富的資源,促使學生主動探究。例如,在化學選修五中設置了“交流與討論”“實驗與探究”“整理與歸納”等。
四、拓展化學的視野,重視與其它學科的相互滲透