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科学学科涉及的知识面较广,与许多学科息息相关,是一门综合性学科,通过学习科学能拓展学生的视野、丰富学生的科学知识.科学教学是以实验和制作活动为主,特别是实验教学,学生在教师的组织和引导下进行提问、质疑、猜想、设计方案、实验验证、交流展示、得出结论、拓展应用等.在整个实验过程中,需要学生积极动脑思考和勤于动手操作,让学生能够积极、主动参与到探究活动中,从而提高教学效率,培养学生能力.学生具有好奇心强的特点,而科学实验正好符合学生的这一特点,学生通过实验获取知识和掌握技能的同时,也培养了学习兴趣,激发了探索世界和改造世界的欲望.
一、培养学生的观察能力
观察能力是培养学生其他能力的基础.在实验中,通过观察实验现象进行对比、分析和总结.但在实际教学中发现学生的观察能力不强,首先表现在观察的目标不确定,缺乏主动性;其次,观察得不细致、不完整;再次,对观察到的结果表述得不是很好.对于以上情况,实验教学中应采取措施加强对学生观察能力的培养.具体措施有:(1)教师演示实验要给予学生足够的观察时间,教师也可以多演示几遍,让学生观察仔细、全面;(2)先布置任务,让学生有针对性地观察;(3)做实验时,要遵循“实验装置简单、容易操作”的原则,有利于学生集中精力,提高观察的实效;(4)实验前,教师要示范演示,让学生有目的地去做实验,集中精力去观察细微的变化;(5)准确表述实验现象和结果;(6)观察时应注意技巧,要学会统筹方法.
例如,研究“热水的散热规律”时,让学生长时间观察并记录.学生从13:15~13:55,每分钟测量一次,并记录下测量时间与水的温度(如表1和图1所示).在观察温度计液柱上升时,始终让温度计与水面垂直,且不接触器壁,保持视线与液柱界面在同一水平面上.又在14:00~14:50,每5分钟测量一次(如表2和图2所示).
为了更直观地观察热水的散热情况,把一组学生实验得来的数据绘成散点图,图1与图2中的点线就是热水温度随时间自然散热的情况,然后将图表汇总,让学生观察并分析(如图3所示).
由图3可以看出:(1)温度越高,散热越快;第1分钟至第3分钟(即13:15~13:17),第一个5分钟至第三个5分钟(即14:00~14:15),这种变化尤其明显.(2)温度越低,散热越慢,第七个5分钟和第八个、第九个5分钟变化曲线较平缓.(3)热水散热整个变化过程不是呈直线下降,而是局部有起伏,第3分钟和第4分钟、第5分钟与第6分钟、第10分钟和第11分钟有明显起伏.学生讨论,从热水自然散热“温度越高,散热越快”与“温度越低,散热越
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二、培养学生的动手能力
在做科学实验时,学生必须通过实验操作来验证自己猜想的正确与否.在实验中,要为学生提供更多的机会和空间,鼓励学生多动手、敢于动手,养成乐于动手的好习惯.在学生进行实验之前,教师要进行演示实验,示范实验仪器的正确使用方法,讲解实验材料的特性,指出实验涉及的安全问题,并告知学生及时补救的方法,确保学生实验操作的正确性和安全性.另外,学生实验时,教师要巡视指导,以纠正不当的操作行为.在研究液体能否导电时,要求学生用电灯泡的明亮效果来了解物体的导电性能,但无法通过数据来比较,怎样准确地知道它们的导电性能呢?于是建议学生使用测量工具,即选用万用表来测量液体的导电性能,因为万用表灵敏度高,测量准确,然后学生制定实验方案: (1)认真学习万用表的使用方法;(2)用不同液体做实验;(3)查阅国内的物体导电性能研究成果.接着学生自己动手操作:将万用表放在水平桌面上,转换开关到欧姆档,再选择倍率,将两表笔短接,使指针指在欧姆刻度线右边的零位.学生开始做实验:取1号瓶食用醋,将表笔浸入测电阻;将10 g碱放入2号瓶热水中,先将两表笔短接,再将表笔浸入测电阻;将10 g盐放入3号瓶热水中,先将两表笔短接,再将表笔浸入测电阻.在测量中告诉学生:使用万用表进行测量时,要注意人身和仪表设备的安全,测试中不得用手触摸表笔的金属部分,不允许带电切换档位开关,避免发生触电和烧毁仪表等事故.不带电时,先将两表笔短接,用表笔接触三名学生(王强、李伟、张涛)的手指,测量人体电阻.测量结果见表3.
测量结果表明:(1)不纯净的水是导体,人体也具有导电性.(2)液体中混入的其他物质越多,该液体越容易导电.(3)在安全电压时,不得用手触摸表笔的金属部分,这是为了确保测量结果的准确性.这样,学生亲自动手使用实验仪器,对规范他们的实验操作有着积极的作用.
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三、培养学生的思维能力
在科学实验教学中,培养学生的思维能力是关键,思维能力影响着学生智力的发展.在实验的过程中,学生通过观察现象,然后根据现象进行思考、对比、分析和总结.那么怎样才能培养学生的思维能力呢?这是需要教师长期探索的问题.根据多年的教学经验得出:在整个实验过程中,通过各个教学环节引导学生的思维,并让学生主动思考完成教学任务.实验前,引导和启发学生提出问题.这里包括实验的意义、对提出问题的猜想、应选择哪些实验仪器和材料、实验方法等.实验中,让学生边操作边思考.思考实验时应注意哪些事项?操作不当会出现哪些不良后果?能否得出正确结果?实验后,进行思维的汇报.问问学生得出了什么结果或者发现了什么现象,实验过程中遇到了哪些问题,是怎样克服的,最后引导学生根据实验现象,通过对比、分析得出正确的结论.如果实验结果错误,错误的原因在哪里?你对该实验有何改进建议?该装置是否可以用其他装置来代替?最后就是利用结论解决实际中的问题,到达思维的巅峰,这也是培养学生思维的最终目的.
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