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有一天,我閑來無事,于是捧過來一本書津津有味地看起來……正當我看到“神出鬼沒換位置”這個標題時,我頓時來了興趣。這個小試驗講得是:在水面上放一枚硬幣和一片軟木片,讓它們靜止不動,我們不觸碰到它們,也不吹氣,就可以讓它們對調位置。怎么樣?聽著就夠神奇的吧?
我按捺不住自己的好奇心,準備來親手試驗一下。我找來一枚一角錢硬幣、一只碗、水和鹽,因為找不到軟木片,我就找來一個小塑料瓶蓋代替軟木片。我一邊看著書上的描述,一邊照著書上介紹的步驟操作起來:首先第一步,我把硬幣放在碗底正中央,然后在碗里放入水和鹽。書上提示要使硬幣浮到水中央,可是,我無論我放了多少鹽和水,硬幣一直待在碗底,絲毫沒有升上來的跡象,急得我在桌邊轉來轉去。
恰巧媽媽走過來,問了緣由,微笑著對我說:“你可以換成一分錢的硬幣再試試。”
“對呀!”聽了媽媽的建議,我恍然大悟:“一分硬幣比一角硬幣輕多了,我怎么沒想到呢!”
果不其然,硬幣浮到了水面正中央。
第二步,我把小塑料瓶蓋放入碗中,硬紙片漂到了碗的邊緣。
“接下來,就是見證奇跡的時刻了”我興奮地學著劉謙的口頭禪,并找來一支廢針管,吸入水,向碗里加水……
當水面漸漸高過碗的邊緣,且尚未溢出時,硬幣和小塑料瓶蓋的位置真的互換了!
這時,一個大大的問號闖入我的腦海,為什么加滿水后,硬幣和小塑料瓶蓋能互換位置呢?我繼續看了下去,原來是這樣:開始水少,水面中央略微凹陷,較輕的瓶蓋會向碗的邊緣漂,而較重的硬幣則浮在水面最低處,即水中央。而當我們向往碗里加水時,水漸漸漫過碗面時,水的張力使得水面向上凸起,較重的硬幣就滑向了碗的邊緣,而較輕的瓶蓋就游向了碗的至高點——碗中央。這樣,它們就交換了位置。
初中物理是以實驗為基礎的學科之一。實驗是我們最喜歡的一種教學方法,也是學生最喜歡的一種學習方法。在物理教科書中除了演示實驗、學生分組實驗之外,其實教師和學生在教與學的過程中開展得更多的還是小實驗。在原來的教學中,由于教學資源不足,加上老師們都沒有充分發揮自己的自制教具的智慧,所以老師上實驗課時都是講實驗,而不是做實驗;現在學校里的實驗器材多了,又加上老師們自己的自制教具,不但可以做演示實驗、學生分組實驗,還可以做很多課外和課內的小實驗。因為通過這些小實驗,可以開發學生智力,激發學習興趣,培養學生的觀察能力和實際動手操作的能力;在物理課堂教學中能起到以教師為主導、學生為主體、思維為核心、訓練為主線、調節為關鍵、能力為目標的原則,能有效地提高物理教學質量。下面就我個人的想法談幾點:
1通過“小實驗”可以激發學生學習物理的興趣
物理是一門以實驗為基礎的科學,如果離開實驗,離開生活,那么學生總會有“一學就會,一聽就懂,一做就錯”的深刻體會,使一些學生對學習物理產生畏學、厭學情緒。而小實驗,可以讓學生體會親自動手親自實踐的樂趣,激發學生學習物理的興趣,認識到物理知識在實踐中的應用,增強他們學好物理的信心。在“科學之旅”這節課上,為了激發學生的學習興趣。我將礦泉水瓶從中部剪開,用上部的漏斗和乒乓球做了兩個小實驗。先是將漏斗倒置,將乒乓球放在里面用手托住,分別向瓶口吸氣和吹氣,并將手指移開,發現乒乓球均不下落。學生們對吹氣時乒乓球不下落感到不可思議,從而大大的激發了學生的求知欲。另外,我又將漏斗(瓶口加蓋)正放過來,將乒乓球放于漏斗中,向瓶中倒水,可以看到球浮在水面并隨水位上升,然后我將水倒掉,將球置于漏斗中(將瓶蓋取下),再往瓶內倒滿水,會看到球沒有上浮,將瓶蓋擰上或用手輕輕堵住瓶口,乒乓球馬上上浮,學生們感到迷惑不解,學習的積極性也被調動了起來。此時學生們已是躍躍欲試了,因為他們會覺得這么簡單的儀器,就可以做這么多的小實驗,認識到物理應該是來源于生活,學習物理也應該是一件既有意義又非常有趣的事情了。在以后的學習中,學生也會自己親自做許多的小實驗來探究物理的奧妙了。
在平時的教學中,我經常利用一些隨手可做的小實驗來進行教學。用“土電話”的游戲使學生在學習的同時體會到合作的快樂;“手影游戲”、“紙鍋燒水”使學生體會到魔術的神奇;“瓶口吞蛋”、“叉魚游戲”讓學生感受到了大自然的魅力;讓兩個學生“模擬平面鏡成像”使他們感悟到科學的嚴謹;用“拔河比賽”的游戲來使學生明白拔河比賽實際上比的是什么;我還讓學生在課后用蠟筆或彩筆做“顏料的混合”實驗、用一盆水和一面平面鏡做“光的色散”實驗、用密度不均勻的糖水來觀察“海市蜃樓”、用放大鏡會聚太陽光點燃火柴等等實驗來激發學生的學科情感,調動學生學習的積極性、主動性。由于學生學習物理的興趣非常濃厚,所以在課后,學生進行了許多小制作,比如自制了“蠟燭蹺蹺板”、“潛水艇模型”、“水果電池”、“潛望鏡”等。學生在實驗中發現:每一個實驗的成功都來之不易,每一個實驗都會給自己帶來新的收獲,都會有新的發現,極大地激發了學習物理的興趣。
2通過“小實驗”可以更好地發揮學生的主體作用
我們都聽說過一句話:說起容易做器難。是的,老師在課堂上弄懂的實驗知識,但是真正要學生會操作就很困難了,因此,教師在教學過程中,要結合本地方實際訓練學生的操作能力,而“訓練操作”就是要求學生把學到的知識轉化為能力,操作是檢驗能力的關鍵。小實驗從開始設計到制作,從演示實驗到觀察現象,從總結規律到運用理論解決實際問題,都是學生親身實踐,通過耳聽、眼觀、腦想、語言表述和動手操作練習來完成的。例如在學習導體和絕緣體時,學生用導線將電池(二節)、小燈泡和兩個鱷魚夾組成一個檢驗物體是否導電的實驗組。當鱷魚夾夾住鉛筆芯部分時,小燈泡發光,說明電路連通,碳質導電是導體;當鱷魚夾夾住鉛筆木質部分時,小燈泡不發光,說明干木材不易導電是絕緣體;當用兩手各握一個鱷魚夾時,小燈泡亮了,說明人體導電是導體;當松開一只手時燈泡熄滅,這說明空氣不易導電是絕緣體。通過實驗,學生認識了導體和絕緣體。知識在訓練中得到鞏固,能力在實踐中不斷提高,思維在訓練操作中繼續發展。所以,作為二十一世紀教師們,應該注重知識向能力的轉化,讓我們的學生真正能夠服務社會。
3通過“小實驗”可以提高學生的實驗操作技能
小實驗可以培養學生的實驗習慣、科學態度和科學方法以及勇于探索的精神,從而提高學生的觀察能力、實際動手能力,對實驗操作技能的提高起到了重要作用。
觀察能力是實驗操作中最基本的能力。讓學生觀察指甲剪上有哪些杠桿?觀察家里用具和交通工具在哪些地方應用了摩擦?分別用到了哪類簡單機械?觀察各種家用電器的銘牌來了解它們的額定功率;觀察家庭電路和組成;觀察燈絲粗細來比較它們電阻的大小等等。通過觀察性的實驗,不僅培養了學生的觀察能力,同時也加強了課本知識與實際生活的聯系,真正做到了物理與生活的很好結合。
一些測量類的小實驗,比如測量自己的功率、測量自己站立時對地面的壓強、測量大氣壓的大小、利用電能表測小燈泡的電功率(也可測實際電壓)等小實驗,既可以培養學生對實驗原理和測量儀器以及操作過程的正確把握,同時培養了學生分析問題和解決問題的能力。有許多學生在測出大氣壓后還分析了產生誤差的多個原因,測量電功率時還計算出了實際電壓。
小實驗“自己會平衡的木棒”和“巧找薄板的重心”不僅復習了重心和重力方向等概念,還使學生學會了用懸掛法和支撐法(其實都是利用二力平衡)求不規則物體的重心,搞清楚“頂碗”、“走鋼絲”等雜技技巧的道理。通過這些小實驗增強了學生知識的遷移能力與實際應用能力以及操作技能。
另外如探究保溫瓶的保溫性能、觀察家用冰箱每天消耗的電功等實驗需要進行持續的觀察、對比。它對培養學生的觀察力、注意力、耐心、毅力等優良品質是很有作用的。特別是“探究單擺周期與哪些因素有關”這個實驗,不僅鍛煉了學生的耐心和操作技能,而且讓學生更進一步理解了科學方法(累積法、控制變量法)在探究活動中的運用。
4通過“小實驗”可以使學生在反饋環節中查缺補漏。
【關鍵詞】初中科學實驗;信息技術;高效課堂
初中科學課程內容豐富,涉及了物理、化學、生物等學科知識,而這些知識一般都是以實驗的形式出現的,或者必須要通過實驗才能掌握其中的原理和現象。可以說,實驗是初中科學教學中不可或缺的重要組成部分。然而,目前實驗教學受到時空、實驗條件與教學方式等問題的制約,陷入低效的困境之中。現代信息技術的飛速發展,可以彌補傳統實驗教學缺陷,有利于建構初中科學實驗高效課堂。
一、初中科學傳統實驗教學問題現狀
(一)過程性問題多
實驗一般分為前期準備、過程演示和實驗結果等部分組成,在傳統課堂上,實驗的開展呈現的主要是前期準備情況和實驗結果,過程演示環節比較薄弱,很多化學反應、物理現象是瞬間完成的,很難完整、詳細的呈現出來。這樣,實驗過程就失去的應有的價值和意義,很多教師會放慢實驗步驟,引導學生仔細觀察,但是卻也無法回避實驗過程的問題。
(二)教學手段單一
傳統科學實驗課堂上,實驗過程主要是教師演示,由學生觀看,并且主要借助一些簡單的實驗儀器,讓學生觀察實驗所用的器具,這種實驗教學往往比較生硬,與其說是實驗,不如說是實驗器具展示課,基本上都是采取填鴨式教學,學生的主動性不強,缺乏參與意識。隨著信息技術的發展,多媒體手段已經廣泛應用于課堂,但是在實驗課上卻依然采取單一的實物演示、學生被動觀看的方式,使得教學手段單一的局面依然存在。
二、利用信息技術建構初中科學高效實驗課堂
(一)創設逼真有趣的教學情景
教學是需要一定情景的,學生置身知識具體應用現象之中,才能更好的感受到實驗的無限樂趣,也才能快速的進入到實驗狀態之中。在初中科學課堂上,很多實驗是可以具體實踐的,但還有一些實驗是較難在課堂上完成的,很多科學現象學生也無法直接觀察,所以很難用傳統實驗器具體呈現,而利用視頻材料播放,可以讓學生置身其中,產生身臨其境的美妙感受。如物質微粒結構、宇宙、星球的運動,船通過船閘的航行過程,靜電的應用與防護等,可以運用現代信息技術展示,讓學生對知識有初步的了解,這樣不但能夠開拓視野,而且也激發了學生的參與興趣,使得很多無法在課堂上做出來的實驗,能夠通過逼真的情景再現。在科學實驗中,教師也可以在實驗開展之前,利用多媒體播放實驗背景與應用情況,然后再引入具體實驗,這樣學生便會在具體情景之中,充分激發出學習興趣和求知欲望,讓實驗更加輕松有效,學生也會更加重視。
(二)增強科學實驗的可視效果
在初中科學教學中,實驗演示主要是讓學生觀察到具體的實驗步驟、過程中產生的現象、最后導致的結果等情況,可見實驗演示是必須直觀呈現在學生面前的,這樣才能讓學生帶著思考,通過觀察來進行分析,從而掌握實驗現象背后的知識。傳統實驗的可視性較弱,一般實驗條件簡陋,教師實驗過程不是每一名學生都能夠清晰的觀察到的,也就因為實驗演示可見度低,影響科學教學質量。而運用現代信息技術,則能夠有效避免這種不利情況的出現。如可用實物投影儀、視頻實驗播放的形式,讓實驗現象能夠更清晰和細致的呈現。
例如,在講授《電生磁》教學內容時,奧斯特實驗、直線電流磁場及通電螺線管磁場的分布規律實驗演示,實驗缺乏清晰的可視效果,坐在前面的學生無法看清楚,后面的學生更無法觀看,而且教師也無法拿給每一名學生看,這是條件不允許的,那么學生們實驗學習效果就會大打折扣,實驗也就失去了原有的作用。而借助視頻錄制的方式,在多媒體屏幕上播放,或者是用實物投影試驗臺同步呈現,那么實驗就會清晰的展現在學生面前,教師的實驗講解也更加細致深入,會收到良好的實驗教學效果。
(三)豐富科學實驗教學的載體
教學實踐證明,對于初中科學實驗來說,現代信息技術可以打破傳統實驗課堂教學模式單一的不利局面,促使學生能夠借助聲音、圖像等信息技術因素,可以彌補傳統實驗無趣的弊病,而且傳統實驗無法對那些微觀的、空間的、地域的、假設的內容進行模擬,而用教學掛圖方式呈現也不盡人意,具體的形象感較差,而這些問題都可以借助信息技術解決。在現代信息技術的支持下,可以讓實驗能夠以更加生動多彩的方式呈現,也能夠將實驗步驟更加細膩的演示,現代信息技術能夠整合網絡資源,利用動態呈現的方式展示實驗過程,讓實驗中關于大小、時空、速度方面的變換更好的呈現,揭示事物現象的本質和發展變化。
總之,在現代信息技術背景下,初中科學應與豐富多樣的信息技術相結合,這樣才能激發學生參與興趣,使得原本復雜的實驗問題簡單化,動靜結合的在屏幕上展示其過程、工作原理,促使學生能夠打破時空限制,從而培養更強的創新意識,更好地樹立學習科學知識信心。
參考文獻:
一、明確實驗的基本要素
1.明確實驗目的
做實驗之前,只有給學生提出做該實驗的目的是什么,任務是什么,才能使他們注意力集中到所要做的事上,才能使他們深入細致地去觀察去做。因此,明確實驗的目的對于學生上好實驗課是至關重要的,它能讓學生明白該實驗是為了研究什么而設置。
2.明確實驗操作過程
每個學生理解能力不一樣,實驗的成功與否,主要取決于學生對實驗中的重點、難點、操作的把握程度,以及對實驗現象的分析、總結。做實驗每個學生都喜歡,但由于小學生尤其是低年級的學生,觀察事物時常是雜亂無章的,缺乏系統性和目的性,觀察時受興趣和情緒的影響很大,有時常常偏離觀察的主要目標。
3.明確實驗中的觀察任務
讓學生明確了實驗前的觀察任務,才能在實驗過程中取得良好效果。教師要提醒學生動用一切感覺器官去全面觀察和感知。
運用眼、耳、口、鼻、手等感覺器官去觀察和感知實驗過程中形態、特征和聲、光、色、味、溫度等變化情況,時刻提醒學生注意觀察和感知每一個微小的地方,每一個細小的變化。以《觀察植物的種子》為例,課前要收集各種植物的種子,仔細觀察它們的外形有什么不同,不同的植物種子,它們的形狀、大小、顏色各不相同。
4.明確通過實驗得出結果
從現象到分析比較、得出實驗結論,是一個以具體到抽象的思維過程,是思維從感性到理性的質的飛躍,只有完成了這個飛躍,才算真正得到了知識。在《磁鐵》的實驗中,當我們看到磁鐵能把帶鐵的東西吸起來,就知道磁鐵有吸引鐵的性質,所以就把磁鐵的這種特性叫做磁性。磁性有強弱,磁鐵上磁力最強的部分叫磁極,磁鐵有兩個磁極,把磁鐵用細線懸掛起來,等到它靜止時,磁極分別指向南方和北方,指北的磁極叫北極,指南的磁極叫南極。教師可以提示指南針就是根據磁鐵的這一特性發明的。通過實驗結果可以增強學生對現實生活中科學技術知識的理解,教師通過提問,有助于培養學生的思維能力,為學生學習文化科學知識奠定堅實基礎。
二、千方百計拓展實驗空間
1.因地制宜開辟實驗場所
小學科學實踐課的實驗場所不局限于學校的實驗室,實驗教師應該根據實際情況,帶領學生走出教室,走向校園、家庭、社會和大自然。將課內有限的探究延伸到課外活動中去。如在教學《觀察植物根的生長》一課的時候,就可以讓學生在家里自己做實驗,看看種子萌發先長什么,再長什么;植物的根向哪里生長,根的生長速度怎么樣;根有哪些作用,種子是怎樣變成幼苗的,植物莖的作用和怎樣開花結果的等。學生通過自己親自選材,親自種植,并把每天的生長都記錄下來,從而了解了植物的生長過程,通過實驗,使學生獲得植物生長變化的數據。
2.選擇好實驗材料
根據實驗科目的需要,就地取材,教師可以充分調動學生的積極性進行實驗材料的選擇。如在做《沉浮與什么因素有關》時,實驗材料需要土豆、雞蛋、木板、鐵塊、塑料泡沫等等,就安排學生自己搜集帶來。
三、讓學生充分體驗科學實驗的樂趣
科學實驗興趣的培養,一是要讓學生親身經歷典型活動;二是要在活動中充分發揮學生的主體作用,發揮他們的主動性和能動性。科學實驗應該讓學生充分參與,提高學生學習的興趣。實驗教師既要充分利用實驗室的器材,又要充分調動學生的積極性,大量搜集身邊的實驗材料。
1.寓歡樂于學習實踐中
要充分利用實驗室的資源開展一些生動有趣的科學實驗。如在《觀察蚯蚓的身體》、《水在什么溫度時結冰》、《聲音是怎樣產生的》、《點亮小燈泡》、《種子發芽的實驗》等這些具有小制作、小實驗性質的實驗課時就應該給學生充分的時間進行實驗,在無危險時,盡情地實驗,痛快地玩耍,學中玩,玩中學,取得事半功倍的效果。
2.著力培養學生自主探究能力
關鍵詞:西部少數民族地區;醫學院校;醫用數學實驗課程
一、醫學院校開設醫用數學實驗課程的必要性
醫用數學課程在醫學院校中廣泛開設,是高等醫學教育課程體系中不可或缺的重要組成部分,主要包括高等數學、數理統計、線性代數、運籌學、模糊數學等內容。數學課程開設的目的主要是為了醫學生掌握必要的數學知識和計算方法為相關的醫學課程打下基礎,同時為醫學生在醫學實驗、畢業設計、科學研究中存在的問題提供解決的方法和途徑。傳統的醫用數學課程教學主要集中在理論講授,過分追求數學理論的推導,數學知識嚴謹的證明,沒有很好地實現數學和醫學的完美結合,還不能充分體現數學在醫學教育中的實用性。醫學生學習了數學系列課程,在面對醫學實際問題時仍然束手無策,而醫用數學實驗可以很好地幫助醫學生淡化數學理論推導,直接利用軟件強大的數值計算、符號演算、圖形處理等功能輕松實現醫學問題中涉及的解方程、假設檢驗、回歸分析、數據處理等問題。醫用數學實驗課程的開設,勢必能在提高學生數學學習興趣和培養學生數學建模、數據計算及處理的能力方面起到重要作用,更好地促進學生由被動學習數學知識到主動應用數學知識解決醫學實際問題的轉變,促進醫學生數學應用能力的極大提升。
二、西部少數民族地區醫學院校開設醫用數學實驗課程的現狀
近年來,醫學院校開始意識到醫用數學實驗課程對高等醫學教育的重要性,部分高校開始引入醫用數學實驗課程,而西部少數民族地區醫學院校由于教學條件相對落后、師資力量較為單薄,開設該課程的院校較少。在已經開設該課程的西部少數民族地區醫學院校中,由于數學課程總課時大量壓縮、數學實驗開設課時較少,開設情況和取得的效果并不理想,存在諸多問題。首先,缺乏科學的醫用數學實驗課程設計。科學、完備的醫用數學實驗課程設計是實現醫用數學實驗教學目的的重要保證。通過分析高等醫學教育中與數學課程教學緊密相關的現代醫學問題,設計醫用數學實驗課程內容。現代醫學教育中的問題大多是基于龐大的數據處理、數據計算、圖形分析、多學科綜合,因此在設計醫用數學實驗課程時應盡可能打破傳統的以課程為基礎的設計思路,逐步轉變為以解決問題為導向的課程設計。其次,缺乏開設醫用數學實驗課程的專用教學環境。數學學科在醫學院校屬于非主流學科的現狀在西部少數民族地區廣泛存在,絕大多數院校的數學學科發展較為緩慢。數學學科擁有的專用數學實驗室數量較少,嚴重影響了高質量的醫用數學實驗課程的開設。最后,缺乏調動學生學習的有效途徑。醫用數學實驗開設過程中,大部分教學模式是由教師根據實驗內容進行講解,學生完成相應實驗內容,教師進行督查三部分構成。學生無法提煉醫學教育中遇到的實際問題,不能在醫用數學實驗課程中進行討論、分析處理,學生建模能力和數據處理能力、創新能力沒有得到較好地挖掘。