科学是一门实验性学科, 要求学生不仅要有扎实的理论基础知识, 更要有良好的实验动手能力。在科学的教学中, 必须重视对学生实验能力的培养。对中学生科学实验能力的要求包括以下几点: (1) 操作能力:用正确的科学实验的基本操作, 完成规定的“学生实验”的能力; (2) 整理分析的能力:即在实验过程中, 在认真及时地描述实验现象或通过表解、图释记录实验结果的基础上。对实验现象和结果进行分析整理, 并能解释实验现象和结果, 最后得出正确的结论, 写出实验报告; (3) 设计简单实验方案的能力:即在正式进行科学实验之前, 根据一定的目的和要求, 运用有关的科学知识、原理, 对实验过程中的材料、手段、方法、步骤等全部方案的制定。
上述三种能力对学生的要求逐渐提高。教师要培养学生的这三种能力应根据学生不同的年龄特征, 心理特征以及原有的实验能力, 采取不同的实验教育方式, 循序渐进地培养学生的实验能力。
1 实验操作能力的培养
实验操作能力是对科学实验能力的基本要求。学生只有在掌握了正确的基本操作规范, 正确操作一个实验的每一个步骤后, 才有可能成功的完成一个实验。实验操作能力培养的主要对象是刚进中学的初一学生。他们的实验操作能力还处于一个“零级”状态, 而且他们好奇心强、好动。做实验时, 经常出现不遵守实验纪律, 注意力分散在实验仪器及用品上, 不注意听教师的讲解, 不按照正确的实验操作规范进行实验等现象。
对于这些学生来说, 教师就要遵照循序渐进的原则, 指导学生进行系统化的实践。首先, 教导学生正确认识常用的科学实验仪器仪表。教师要利用归纳、分类等教学方法, 让学生认识各种常用实验仪器、仪表的性能和用途, 了解使用原理、安装步骤和注意事项等。其次, 加强对学生实验操作常规的训练。教师在指导中要强调操作的规范性, 个别问题单独辅导, 普遍问题集中辅导。要求学生不仅要学会怎样操作, 更要懂得为什么这样操作。最后, 强化实验操作训练, 培养学生良好的动手习惯。
2 整理分析能力的培养
一个学生实验的目的不仅仅在于要教会学生正确操作整个实验过程, 更是要学生能在正确操作实验的基础上培养起能整理实验数据, 分析实验结果的能力。
整理分析能力培养的主要对象是上述经过实验操作强化训练后的学生。这些学生已经具备了一定的实验操作能力, 能正确操作一个实验的始末。此时, 教师就要进一步的培养学生的整理分析实验结果的能力。培养学生对实验结果的整理分析能力可通过以下一些方法。
2.1 强调做好实验记录
在一个实验的进行过程中, 认真及时的记录实验现象和实验过程中发生的每一个问题是整理分析实验结果的基础。由于初中学生, 特别是性子比较急的学生, 他们往往急于看实验的最后结果, 对实验过程中每一个步骤出现的问题和现象不加注意。所以, 教师一定要反复强调学生要认真观察实验现象, 及时做好实验记录, 包括记录实验过程中每一个失误的地方, 以便实验结束后对实验成败的原因进行分析。
2.2 利用经典实验, 培养实验分析的能力
经典实验是科学家精心思考、巧妙设计、反复实践, 经后人多次重复证明是正确的和最具代表性的实验。经典实验的“经典”之处在于其本身蕴涵着众多科学知识, 蕴涵着众多科学家的科学思维方法以及艰难的科学探究历程。因而, 经典实验是培养学生实验整理分析能力的重要素材。例如, 初中科学教材上就有“研究凸透镜成像规律”、“观察当地阳光照射下物影长度的变化”、“验证绿色植物在阳光下制造淀粉”、“测定空气中氧气含量”等经典实验。
2.3 设计开放性问题, 培养实验分析能力
开放性的实验题既考核学生从事实验的独立能力, 也考查分析、推导等科学思维的能力。教师从开放性问题入手, 引导学生通过思考和实践去主动地获取知识, 使学生思维系统不自觉地由低级向高级, 由封闭向开放运动, 从而加深对科学本质的认识, 培养他们的科学探究分析的能力。
例如, 在学习电路图时, 可以设计一些问题答案开放的实验题, 如:在图1中a、b、c、d处填上适当的器材, 组成一个正确的电路。
由于这种题目的答案是开放、多样的, 从而更能调动学生开动大脑思考分析的积极性。
3 设计简单实验方案能力的培养
学会实验设计是对中学生实验能力的最高要求。在过去的科学实验教学中, 往往只要求学生能正确操作课本上出现的实验, 且实验过程类似于详细周全的“菜谱”, 学生只需按照其罗列的步骤一一进行操作便可, 于是学生就只会依葫芦画瓢, 能做课本上写明实验方案的实验而不能自行设计一个简单的实验方案。新课程改革后, 对学生实验能力的要求有了提高, 要求中学生能根据一定的目的和要求, 运用相关的科学知识和原理, 自行设计简单的实验方案。
要提高学生的实验设计能力, 教师在日常的实验教学过程中, 必须重视课本上出现的实验程序的分析。教导学生在理解实验目的和原理的前提下, 把握实验过程和思路, 理解实验程序, 分析实验中的每一个步骤的作用, 每一个处理的意义以及各步骤之间的联系。教师还可以通过设计情境问题, 引导学生解决问题的同时, 对实验方法进行归纳、总结, 提高学生对实验思想的认识, 从而提高学生实验设计能力。除此之外, 教师要培养起学生学习的积极主动性, 使学生能积极参与到教学中, 发挥主动性, 积极思考、积极探索, 充分发挥自主性, 锻炼自己运用知识解决问题的能力。
摘要：科学是反映世界各种现象的本质和规律的知识体系。中学《科学》教学的目标是指引学生初步完成从看事物的现象到研究其本质和规律的跨越。要成功地完成这个教学目标, 科学实验是必不可少的手段。因此, 培养学生的实验能力, 包括操作能力、整理分析的能力、设计简单实验方案的能力, 是中学《科学》教学的重要一环。
关键词：中学科学,实验能力
参考文献
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