以物体浮沉条件教学实录谈随堂实验的操作性研究

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  “IhearandIforget,IseeandIremember,IdoandIunderstand.”(我听说了,然后又忘记了;我看到了,于是我记住了;我动手做了,我才明白了其中的道理.)心理学家认为:听可以记住10%的信息;看可以记住30%的信息;动手做可以记住90%的信息.上述的内容就告诉大家,印象特别深刻的知识是通过亲自动手实验所获得的.
  初中科学是一门以实验为基础的学科,运用实验能提高学生的学习兴趣,能培养学生的观察能力、逻辑思维能力、分析问题和解决问题的能力.因此,在教学中必须充分重视实验,让实验教学为有效课堂服务.目前,初中科学课堂中存在的实验形式主要有:演示实验、分组实验、随堂实验三种形式.选择何种实验方式都会因针对不同的教学内容、以求取最佳教学效果而改变,但每种实验方式都是初中科学教学中不可缺少的.我校正以《初中科学随堂实验的操作性研究》为立项课题进行随堂实验的研究,本人结合《物体的浮沉条件》教学过程实录对初中科学随堂实验谈一点粗浅的认识.
  1随堂实验的概念
  所谓“随堂实验”就是为了达到一定的教学目的,在教师的启发指导下,由学生自己独立地运用实验去探求知识或获取必要的感性认识的教学活动.它可配合教师的讲授,达到边实验、边教、边学,因此又被称为“三边教学法”.
  案例《物体在液体中的浮沉条件》
  2.科学前概念引入:“生活中我时常会看到有些物体会沉下去,有些物体会浮起来,同学们,你认为物体的浮沉与什么有关?讲出你所看见过的具体事例.”
  A.与物体的轻重有关,轻的浮,重的沉
  B.与浮力大小有关,浮力大的浮,浮力小的沉
  C.与物体的密度有关
  D.与物体是不是空心有关
  E.其他
  (绝大多数学生根据生活事例说出了前三种,并且有一半以上的同学会说出密度大的物体会沉下去,密度小的物体会浮起来.)
  结论钩码的重力大于木块的重力,钩码会沉下去,木块会浮上来.
  沖突学生会不自觉的去测算铁钉的重力,观察铁钉的浮沉情况,产生结论的冲突.(木块的重力大于铁钉的重力,可浮沉情况刚好相反,重力大的木块反而浮起来,重力小的铁钉反而沉下去.)
  结论
  说明通过同学们的设计思路介绍,都以船为设计思路来源.
  问题六“老师对同学们的要求再严格点,请同学们再做一个外形没有开口的也不会沉下去的橡皮泥?”
  结论同学们会不自觉往空心角度考虑,将橡皮泥做成空心的如同饺子形状.(此处的设计就可以与前概念引入的第四点相呼应)
  4.课堂小结:对本节所学的两种物体浮沉的条件作一个简单小结.
  2随堂实验的优势
  随堂实验能与教师的讲授密切配合,是教师为了让学生获得直观的感性认识、更深刻的理解科学概念和规律,掌握科学方法而设计的课堂实验,是探索科学问题的重要手段.随堂实验同时把教师的讲授、演示和学生实验、讨论结合起来,不但为学生创造科学环境,扩大师生在课堂内的信息交流,更有利于学生主体作用的发挥.通过对本节案例的课后思考,本人总结了几点随堂实验的优势,希望对随堂实验的操作性研究有所帮助.
  2.1提高随堂实验的操作性,必须讲求实验的科学探究
  教师在引导学生参与科学探究活动时不仅让学生参加科学探究的某些方面活动,也应该注意让学生有机会参与若干完整的探究活动,培养学生科学探究能力.日常教学过程中的大理演示实验、分组学验可以改为随堂实验,特别是一些新的概念、规律,让学生自己去探索、去感悟.教师则不断创设情境引导学生提出问题,结合问题建立猜想,鼓励学生设计实验方案,并进行实验,充分体现随堂实验的科学探究性.
  在《物体的浮沉条件》教学过程中,我将教科书中原本要求的演示实验改成了随堂实验,给学生提供了钩码、木块、铁钉、橡皮泥、装满水的气球等主要实验器材.抓住学生错误的科学前概念来创设情境,采用“问题——探究——冲突”的循环链式过程,逐步引导学生得出正确的物体浮沉条件,即物体的浮沉由物体重力和浮力大小关系决定.整个教学过程充分体现着随堂实验的科学探究性,学生的探究能力得到了培养.
  同时,本人在设计随堂实验时不追求随堂实验的完整性,没有将一个完整的探究物体浮沉条件的随堂实验扔给学生,而是将一个主题分割成四个问题,逐步的来引导学生,直至最终实验结论的正确获得.那为什么原本完整的一个实验可以分割呢?因为,随堂实验不同于演示实验或分组实验.演示实验由教师一人扮演完成,事必要求探究过程的完整度,如中途出现刻意的拆解可能会给学生带来知识理解上的不完整或缺失.其次分组实验时,教师一定会在实验开展前详细的介绍清楚整个过程、要求和注意事项,学生可以一气合成,不需要中途去打断他们,至多将学生实验过程中的意外记录下来或拍下学生错误实验的照片,以便在后续的实验总结中提出并纠正错误.但随堂实验不同,就此节教学实录而言,本人也尝试过将前四个问题一次性抛给学生,出现的课堂现象是:大多数学生只测出了钩码、木块、铁钉的重力,观察到了三种物体的浮沉情况,接来学生们就不知道该去做什么;一部分学生算出了三种物体的浮力,但没有把重力与浮力的大小联系起来;少数学生就干脆是为了好玩.相比之下,片面追求随堂实验的完整与合理、分割随堂实验的效果可想而知.
  总之,从一个研究者角度而言,实验讲求科学探究,随堂实验的操作性了必将得以提高.
  2.2提高随堂实验的操作性,要充分体现“教师主导,学生主体”的原则
  新课标中指出:“教师应对学生的探究活动给予适当的指导,指导与开放的程度要适合学生的能力发展水平.”随堂实验的教学组织模式改变了教师讲、学生听;教师写、学生抄;教师做、学生看的那种因学生处于消极地位而使课堂气氛沉闷的情况.随堂实验在教师的指导下,由学生自己做,还可以自由的讨论,使学生成为真正的主人,课堂学习常有意想不到的效果.   在《物体的浮沉条件》教学过程中,“物体密度是物体浮沉的条件”在学生的头脑中已形成一个正确的科学概念,所以对密度决定物体浮沉的探究全部放手于学生.我只是设计了一个简单的问题:“制作一个不会沉的橡皮泥”,学生主动探究、讨论、自主思考来达到自我不断完善的过程,学生始终处于探究的积极状态,发挥了学生们的主体性.接着,我只是对学生的探究做了一个简单的描述,以此为基础提高探究的难度,“请再做一个不开口、不会沉的橡皮泥”.学生对我的问题产生了好奇,“按老师的要求做成的橡皮泥怎么不沉下去呢?”,有了浓厚的兴趣激发了强烈的探究欲望,水到渠成的想到空心橡皮泥会不会沉不下去呢?随后实验成功,探究结论出现.
  实施随堂实验的关键在于放手让学生去看、去想、去做、去说,尽量让学生设计实验和进行实验,教师的主要工作是“布疑”、“集疑”、“巡视”、“发现”,在适当的地方、时间,给予必要的点拨与引导.
  2.3提高随堂实验的操性性,需注重实验的灵活度
  (1)实验器材简单、操作方便
  随堂实验的实验器材简单、操作方便,有利于在较短时间内让学生得到直观的感性认识,加深对概念、规律的理解.我在设计“物体重力与浮力关系决定物体浮沉条件”时,将他分割成四个随堂实验,每个实验一般为3~6分钟,以同桌两位同学为一组展开随堂实验,提供的器材:钩码、小木块、铁钉、橡皮泥、装满水的气球、弹簧测力计、细绳、烧杯、水,器材简单便于实验的开展.四个随堂实验每个学生都能亲自动手进行实验操作,实验现象的可见性非常强,使学生对实验过程有清晰的印象,既能学到科学知识,又能提高学生实验能力以及学生的兴趣和主动性.
  同时,设计“物体密度决定物体浮沉条件”时,我更加注重培养学生的自主动手能力、实验现象观察能力及实验结论分析归纳能力.因此,在实验器材与实验操作上也力求简单、方便,加上学生本身的科学前概念,随堂实验自然而然获得了成功.
  (2)实验内容灵活、形式多样
  随堂实验要根据教师的需求,作出合理的安排,内容可以灵活、时间可以随动、形式可以多样.我设计本节课的随堂实验作为科学规律的探索、研究与验证,就教学要求而言,本节课可以不安排随堂实验,采用教师的演示實验也可以进行教学任务,但是课堂效果与学生学习效率肯定无法与随堂实验相媲美,因此,我改变了原有设计,采用了随堂实验.并且在最后的教学环节处还设计了一个课外实验来拓展,起到与课内随堂实验相呼应、配合的作用.
  本次教学实录中,我的随堂实验形式采用了研究式、创造式、讨论式等多种形式,学生相互学习及合作,具有较强的灵活性.
  3随堂实验的注意点
  通过对本次教学实录的课后思考、研究与总结,也发现一些问题和提高随堂实验操作性的注意点.
  3.1想要提高随堂实验的操作性,要注意恰当选择实验内容
  3.2想要提高随堂实验的操作性,要精心准备实验器材
  我要实施此次“物体浮沉条件”教学之前,对随堂实验中的器材进行了多次的改良,最后选定了钩码、木块、铁钉、橡皮泥、气球.我准备器材时总结出了“五不一保证”的仪器准备要求,即器材不宜复杂、操作要求不宜过高、实验规模不宜过大、一次实验所需器材不宜过多、实验时间不宜过长;实验安全要有保证.如果有必要,教师准备好实验器材后可以按照教学要求自己操作一遍,以便于了解随堂实验器材的性能、规格,发现实验中可能出现的故障与意外,做到成竹于胸.
  对于精心准备实验器材的感想上,在多次学习了教研员汪国善老师的讲座后,我明白了随堂实验的器材不一定要来源于实验室,可以是生活中的一些小物件,可以是现成的,也可以是自制.我的此次教学实录中就使用了橡皮泥这种生活小物件.同时在日常随堂实验教学中也可以引导学生参与制作实验器材,不但能提供实验器材,还能帮助学生在自制器材过程中增长才干,提高动手能力.
  3.3想要提高随堂实验的操作性,要注意培养学生的科学素养
  随堂实验一般包含三个环节:“设疑引学、辨疑解难、释疑项固”.教师开展随堂实验教学时,必须经历这三个环节,不然随堂实验的系统性无法得到体现,会呈现为结论而做、为做实验而做的现象.教师不能为了跟风随堂实验这种新颖的实验形式,而不顾及课堂教学的效果,这违背了科学课程的核心理念——提高每一位学生的科学素养.
  “动手、动眼、动脑”是随堂实验的操作性研究追求的终极目标.利用随堂实验如能真正做到学生动手、动眼、动脑;利用随堂实验能实现兴趣、知识、能力的融合;利用随堂实验把课堂还给学生,让学生成为主人,变“被动”为“主动”,那将是我们教师教学的最终成功,使学生实现可持续发展,成为有创造头脑的人才.
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