东北师大学报自然科学版
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巧设实验情境激活科学课堂

  论文导读:教学过程中教学情境的设置是教学的基本策略之一,教学情境的创设有助于激发学生的学习兴趣,提高学生的学习效率。实验本身就是一种教学情境,通过科学教师的创造和设计,可以使实验教学更富有情境性,形成对未知事物进行探究的心向,激发学生的创造性,从而提高科学教学的有效性。

  关键词:实验教学,情境创设,激活课堂

  教学情境是指知识在其中得以存在和应用的环境背景和活动背景,学生所要学习的知识存在于其中,而且得以应用。论文检测,实验教学。科学实验本身就被教师借作为教学情境设计的一部分。那么,当教师进行科学实验的原理、技能等方面的教学时,是否需要另外一种情境呢?科学实验的事实表明只有当学生被教师设计的实验情境所感染,或思维进入预定情境之中时,实验才能取得预期的效果。例如,当一个“马德堡半球”呈现在没有情境准备的学生面前时,在学生的脑海中只能形成一个冷冰冰的球形铁制品视觉形象。这种孤立的视觉形象脱离了丰富的内涵,它既不能激发观察者的兴趣,更不能激发观察者丰富的联想。观察者在心灵深处的感觉是非常微弱的。但是,如果教师先介绍发生在1654年德国马德堡市验证大气压存在的惊人实验后,再呈现“马德堡半球”,它在学生的视觉中就成了个富有传奇色彩的、生动活泼的历史见证物。

  教学情境设置的途径是多种多样的,如:叙述或再现科学史中的事实,介绍历史上或当代伟人、学者等对同一问题的不同观点,借助实物、图片、模型等直观手段或应用信息技术,显示与科学概念冲突的日常生活概念,引导学生观察各种矛盾的事实……在浙教版《科学实验活动册》中,每一个实验、制作、技能训练或探究活动,都为我们设置了“情境”这一环节,在教学过程中,我们应如何灵活运用这种情境为实验教学服务。现就我教学过程中的几个事例来说明。

  1、应用历史典故设计实验情境

  每一项科学发现都有其艰难的发展历程,都有其曲折动人的故事。实验教学的过程在一定程度上,就是科学家探索历程的一个缩影,用科学史实正确引导我们的实验思维,体验科学探究的快乐。如:在学习“浮力”时,用了僧人怀丙捞铁牛的故事,宋治平三年(1066),有四头重达万吨的铁牛被洪水冲进了河底。论文检测,实验教学。由于铁牛太重,谁也想不出好办法来打捞,同学们,你们有什么办法呢?(大家开始议论,方法多种多样,但使用的都是现代的方法如吊车等之类。)你们想知道铁牛是怎样被捞出来的吗?(教师解释:一个名叫怀丙的僧人提出了一个很好的办法:首先准备两条大船,船上装满土,使船下降到一定浓度的水中,用钩架住铁牛,然后将土从船上搬走,随着船的上浮,铁牛也浮出了水面。)你也想试试吗?学生情绪高涨,开始用准备好的器材设计实验。你想知道浮力有多大吗?把刚才怀丙的方法可作怎样的改进?可否用弹簧秤来替代搬走的土泥?……在教学阿基米德实验原理时,教师也可以在恰当的时机向学生介绍阿基米德解开皇冠之谜的故事,其体现的一种体积测量方法,如何应用在现在的阿基米德实验中?历史典故为我们创设的这种情境,首先是集中了学生的注意力,让学生对将要学习的知识产生了浓厚的兴趣。经过教师的引导和点拨,典故中的科学思维、科学方法论就逐渐清晰地呈现出来。让学生像科学家那样去思考、去观察,让学生像科学家那样去行动、去实践,符合了新课程的教学理念。

  2、联系生活实际设计实验情境

  科学实验,源于生活,用于生活,如何挖掘生活中的事例来为我们的科学实验服务。在一次校本科学教研活动中,一位教师关于“大气压强的存在”是这样来设置实验的:教师准备了两瓶饮料,一瓶打开,一瓶打一个小孔(恰好允许管子通过),各插一根管子,请两位学生上台表演“吸饮料”,活动结束后。论文检测,实验教学。请两位学生说出“吸饮料”的感受。随着学生的回答,教师进行了谈话式的提问:①你们认为这可能是什么原因造成的?②生活中你们碰到过这种“吸不上来,倒不出来”的情况吗?跟今天“吸饮料”的情况相似吗?③请一位同学从空的矿泉水瓶吸气,大家能解释观察到的现象吗?④如果在矿泉水瓶底有一个细小的洞,那又会产生什么现象呢?请观察并解释解释。⑤你能演示桌子上给你准备的小魔术:不湿手取硬币(实验器材:培养皿、硬币、锥形瓶、小蜡烛等)。请说明方法和原理。大气是看不见,摸不着的东西,怎样才能使学生感受到在气压强的存在?教师设置的学生活动,首先是抓住了学生的心,吸饮料还要表演,难道还有什么新花样?紧接着,矛盾就出来了,怎么吸不上来?认知冲突已经形成,即使教师的问题不提出来,在学生心中,疑问早已经生成,教师如何来解开这个谜团呢?如果直接告知学生答案的话,刚刚培养起来的兴趣随即就会消失,积极的思维状态会立即中断,此时,教师提出了问题2,学生中的议论声随之产生“有的,烧酒倒出来时,很困难的……”学生的学习兴趣仍然高涨,问题3、4教师通过实验对比的方式,让学生感觉到了“哦,原来是存在大气的缘故”。问题5的出现,让学生有一种跃跃一试的感觉,既巩固了新知识,又激发了学生的参与意识。

  3、把握演示实验,设置合理的问题情境

  演示实验是教师进行表演,并引导学生观察和思维的教学双方协调活动的实验,它具有特殊的魅力,容易激发学生的兴趣,提高教学效果。做好课本上的实验是科学课堂教学的出发点。真实、生动、形象、直观的“演示实验”,不但能赋予学生丰富的感性知识,而且能通过感官刺激,唤起他们对科学知识学习的热情及对科学问题的深入思考。例如:在教学“光的色散”时,怎样在演示三棱镜实验前给学生创设一种积极的学习情绪?课本上首先呈现的是彩虹,“雨过天晴,天空出现美丽的彩虹,你知道它是怎样形成的吗?”学生小学里就学过七色太阳光,但关于彩虹是怎么形成的,学生就可能不知道。紧接着书本就安排了一个户外活动,在课堂教学中进行有一定的难度,所以作了改动:你看到过五颜六色的肥皂泡吗?肥皂泡为什么五颜六色?学生猜想议论。教师继续问:你现在想看看太阳光真的是七彩的吗?教师用三棱镜演示把太阳光分解成七色光的实验(最好让学生自己来做)。最后让学生将眼睛眯成一条细细的狭缝,去观察太阳,同样也能看到彩色的光带。旧事重提,必须要有一定的手段和策略,通过问题情境的设置,教师的启发引导,必定会引起学生强烈的好奇心,有信心、自觉地去揭示事物的现象和本质,使学生既获得了知识,又增强了对科学实验探究的浓厚兴趣。

  教学过程中情境设置的两点思考:

  1、情境设置必须能引起学生的兴趣,激起学生学习的一种欲望,产生一种积极探究的心理倾向,将自己对科学实验的学习内化为一种需要、一种乐趣、一种有力的内驱力,从而推动学生的学习。怀丙捞铁牛的故事,学生既觉得好奇,又觉得难以解决,给学生造成一种认知上的冲突。学生的议论说明了情境的设置已引起了学生高度的注意和兴趣,教师的解释和提示进一步地提升了学生的探究欲望。随后的教学活动沿着问题解决生动展开,学生始终怀着极大的兴趣主动地探究、讨论、合作,让学生获得知识的同时,也得到了能力的发展。

  2、情境设置应该是学生熟悉的,贴近生活联系课本的一些事例,当然在这些事例中,有些是与我们的生活实际相符合的,但也有些是有悖常理的,好像是一些不可能完成的任务。论文检测,实验教学。“吸饮料”本身很简单、也很熟悉,但教师就是设计了一个有悖常理的事,饮料吸不上来了。不用教师指导,学生立即会找原因,找得很主动、很快速。论文检测,实验教学。这说明了教师创设的情境引来了学生主体的积极参与,学生的那种仔细观察、认真思考的学习态度和学习习惯自然养成,不用老师经常说:看好了,想好了。论文检测,实验教学。当教师提到有没有类似的现象时,学生会充分利用自己的生活经验,提出一些:抽水机抽不上水——漏气,酒倒不出来——真空(气压小了)等现象,学生恍然大悟,原来也是大气压作的怪。这也得益于学生平时对生活的关注,教师的正确引导和分析,会让学生的这种关注态度一直保持下去。这一过程的学习,不仅让学生巩固了新学的知识,同时也得到了应用,学生从获取知识——联想——解决问题——方法应用,都是在教师设置的情境中,学生通过自身积极地、全面地开展内部认知心理活动,主动地获取知识,为今后终身学习,不断的认识客观世界打下扎实的学习基础,形成相对稳定的科学素养和品质。

  当然,实验情境的设置,不仅在于历史的陈述、故事的阐述、生活事例的呈现,更重要、更大量的是知识背景的铺垫。只有当实验情境与学生原有认知结构紧密相联,并相互作用时,实验所要观察的现象、探索的规律、验证的结论,才能牢牢拴在原有认知结构的锚链上,才能转化为知识和能力。作为中学科学教学,实验本身只是一种手段,科学教师应通过各种途径有效地创设实验情境,从而使实验成为整个教学过程的有机部分,赋予生硬的器材以勃勃生气,单调的实验才能具有丰富的色彩,实验效果也自在其中了。

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