獲獎實驗論文《演示實驗及分組實驗的價值與應用》

1、第 8 頁 共 8 頁演示實驗及分組實驗的價值與應用【內(nèi)容摘要】科學實驗是人類認識世界的一種重要活動，是進行科學研究的基礎。在小學科學教學中，實驗是小學科學學科區(qū)別于其他學科的重要特征之一，也是實施素質(zhì)教育的重要途徑。因此，小學科學教學必須建立在牢固的實驗基礎之上。小學科學教學中所涉及的實驗，按其形式一般可分為演示實驗、分組實驗和課外實驗三種。其中，演示實驗和分組實驗是課堂教學中常見的兩種實驗形式。這兩類實驗各有其自身特點，只有適時合理利用好這兩種實驗，優(yōu)化課堂教學結(jié)構，才能發(fā)揮其在教學中的最大作用。本文將從兩類實驗認識的誤區(qū)、演示實驗在課堂教學中呈現(xiàn)的價值、分組實驗在課堂教學中的運用和呈現(xiàn)的

2、價值及兩類實驗的有機結(jié)合、優(yōu)化課堂教學效果四大方面進行論述。關鍵詞：演示實驗 分組實驗 價值 運用 一、對兩類實驗認識的誤區(qū)。在小學科學課教學中，有的教師非常重視學生的分組實驗，而忽視演示實驗。究其原因，可能是教師在認識上存在一些誤區(qū)：一是誤認為重視演示實驗、強調(diào)教師的引導會壓抑學生的主體性。其實，教學作為一種特殊的認知過程，就特殊在這一過程具有簡捷性、引導性和教育性，其中的引導性又包括“明示”和“暗示”。“明示”即講解、講述、示范，“暗示”則是迂回、旁觀、無言之教，還有介于二者之間的如啟發(fā)、點撥等。實際教學中，這三種方式相輔相成，缺一不可。二是誤認為探究式學習是先進的，而演示、講解等授受式學

3、習是落后的。其實不然，探究式學習不是唯一的學習方式。學生在學習過程中，應綜合運用多種學習方式。每種學習方式各有長處和短處，運用得好就會發(fā)揮其他學習方式不能代替的特殊功效。也有的人誤認為，一些小學生由于受知識和能力的限制，不可能在短時間內(nèi)完全獨立地完成，從而達不到預期的目的，所以他們的自行探究活動必須依賴于教師的組織和指導。實際上，探究式學習和授受式學習是互相促進的，二者不可偏廢。二、演示實驗在課堂教學中呈現(xiàn)的價值。1. 導入新課，激發(fā)興趣。孩提時期的興趣與愛好，對人的一生都有著深遠的影響。早期的科學啟蒙教育，更應著重培養(yǎng)孩子們的興趣，有興趣才會愿意學科學，才會愛科學。只有從小就熱愛科學，才會心

4、甘情愿在今后漫長而艱苦的求學道路上翻山越嶺，才會鍥而不舍地學科學、搞科學。例如有老師這樣導入新課：一個老師在上磁鐵玩具一課時，將兩只自制的“小鴨子”放在裝水的水槽里，“小鴨子”不時地互相合攏在一起。接著老師就讓學生來探究“小鴨子”互相合攏親吻的奧秘。還有，一個老師在上輪軸這課時，讓一力氣大男生兩只手握緊啤酒瓶一端，讓力氣小的女生拿啤酒瓶另一端并擰動啤酒瓶，結(jié)果力氣小的女生竟然將力氣大男生握著的啤酒瓶擰動了起來。接下來學生便迫不及待地想知道其中的秘密。從上述的兩個課堂導入實例來看，不論是教師演示的小實驗，還是學生演示的小游戲，對之后教學中引導學生搞科學起著積極的作用。又比如，上課伊始，老師做起了

5、小鉤“釣魚”游戲，令同學們百思不得其解的是：為什么有的“小魚”可以釣起來，有的釣不上來呢？接著老師讓學生去發(fā)現(xiàn)這其中存在的科學奧秘：“小魚”的嘴巴是鐵質(zhì)的就可以釣上來，不是鐵質(zhì)的就釣不上來，而魚鉤就是一塊小磁鐵。這個導入環(huán)節(jié)的小游戲，不僅激發(fā)了學生的興趣，還為后面引導學生用磁鐵來探究作好了知識上的鋪墊。2. 幫助學生有效地掌握知識。演示實驗具有典型性，它創(chuàng)設了一個實在的、排除干擾的環(huán)境，對產(chǎn)生各種現(xiàn)象的條件進行了嚴格地、精確地控制，排除次要因素的影響，突出了現(xiàn)象的本質(zhì)和規(guī)律，讓孩子們集中觀察。例如做熱脹冷縮實驗，老師加熱塞緊了的帶橡皮塞的試管，試管里裝滿了紅液，學生會發(fā)現(xiàn)紅液會自動上升從玻璃管

6、口冒出來。 這里的演示為學生很好地掌握“熱脹冷縮”這一科學概念打下了認知基礎。 演示實驗具有重復性，它能在相同的條件下進行多次的反復，供孩子們反復觀察；實驗還具有趣味性，它能充分運用學生的各種感官，在沒有壓力，思想放松，心情舒暢的狀態(tài)下，自覺地、主動地學習。如擺的實驗，是不是調(diào)整鐘擺的擺錘輕重或是擺的長度就可以調(diào)整擺鐘的快慢呢？一次實驗不能得出有效的數(shù)據(jù)，可進行多次反復的演示，讓學生感受、推測擺的快慢可能與什么因素有關。演示實驗不僅能觀察現(xiàn)象的全過程進行定性研究，也能測量有關數(shù)據(jù)，計算各因素之間的數(shù)值關系，進行定量研究。如研究彈簧拉長的長度與所掛重物輕重之間的關系。演示實驗的這些特點，能使孩子

7、們迅速掌握前人已認識到的真理，以最有效的方式去掌握科學基礎知識。3. 培養(yǎng)學生的實驗操作技能。學生實驗操作技能的形成，要經(jīng)歷由操作表象操作概念具體操作熟練運用等四個階段。操作表象是指學生將感知過的某一實驗操作過程，概括地反映在頭腦中所形成的表象，也就是說能想象出自己在實驗中怎么去做。操作概念是把某一實驗操作的本質(zhì)和規(guī)律抽象出來，能夠說出自己在實驗中應如何動手去做。操作表象與操作概念都是學生形成實驗操作技能的重要階段。在演示實驗教學過程中，學生雖然不進行具體操作，但教師的規(guī)范操作、畫龍點睛的解說，對學生形成正確的實驗操作表象和操作概念是至關重要的，這些都有利于培養(yǎng)學生的實驗操作技能。如教師在做固

8、體的熱脹冷縮演示實驗時，利用銅球、鐵環(huán)、酒精燈來做實驗，銅球未加熱時通過鐵環(huán)、加熱后不能通過鐵環(huán)、放入水中后又能通過鐵環(huán)這幾個步驟便是操作表象，此實驗操作的本質(zhì)規(guī)律便是放火上燒遇熱，放水中遇冷。之后，教師出示橡皮塞、玻璃管、紅墨水、小燒瓶、氣球、熱水、冷水等器材，讓學生自行設計液體、氣體的熱脹冷縮實驗，從而很容易地幫助學生認識物體一般具有熱脹冷縮這一科學概念。這部分便是操作概念?？梢?，教師做的固體熱脹冷縮的演示實驗對于培養(yǎng)學生的科學思維和實驗操作技能有著重要作用。4、培養(yǎng)學生良好的觀察心理品質(zhì)。演示實驗是教師在講臺上，借助組裝好的儀器和設備，分步驟地進行操作，將實驗現(xiàn)象展示在學生面前，啟發(fā)學生

9、思考，幫助學生學習。教師在做演示實驗時，借助規(guī)范的操作、針對性很強的講解、必要的文字和圖示的說明、分步展示的實驗現(xiàn)象，使學生在觀察演示實驗時，做到目的明確、客觀實在。既有整體觀察，又能選擇觀察重點；既能理解實驗現(xiàn)象，又能保證精細觀察。如滑輪組的組裝與使用，要整體觀察使用多少滑輪，有些什么材料，這便是整體觀察。而重點觀察便是觀察如何組裝重物，如何提升重物，用力方向是什么樣的，是不是省力？如何繞線便是精細觀察。這些對于培養(yǎng)學生良好的觀察心理品質(zhì)都是很有幫助的。5. 給學生提供實驗操作示范。教師正確規(guī)范的實驗操作，不僅是實驗成功和實驗安全的保證，也是提供給學生的實驗操作示范，這對培養(yǎng)學生良好的實驗習

10、慣，形成實驗操作技能，培養(yǎng)科學態(tài)度和科學精神，都起著潛移默化的影響。教師嚴格認真地按照實驗操作規(guī)程進行演示實驗，學生才不會隨隨便便，粗心大意，才不會違反實驗操作規(guī)程。如裝配儀器一般應自下而上，從左到右的順序；裝配帶塞容器時，左手拿試管或燒瓶頸，右手拿塞子；滴管不能混用，放回滴管要先排氣，加試劑時滴管不能接觸容器內(nèi)壁；用過的火柴梗不能隨手亂扔；酒精燈用燈帽蓋滅等等。說到底，這些都是實驗中的小事，但教師如果不加注意，出現(xiàn)不合乎實驗規(guī)程甚至違反操作規(guī)程的舉動，會對學生產(chǎn)生很壞的影響，對培養(yǎng)學生嚴格的科學態(tài)度和嚴謹?shù)目茖W作風是極為不利的。一次公開課上，我見到剛上科學課不久的三年級學生的實驗操作，的確有

11、些令人擔憂：有部分學生把火柴梗吹滅放到課桌上，潑灑在桌面的酒精差點點燃，這些不可忽視的細節(jié)，究其原因，都與教師平時做演示實驗是否遵行、強調(diào)實驗操作規(guī)范有關。三、分組實驗的運用價值。1. 運用分組實驗，強調(diào)探究過程的實踐性和完整性。科學課程標準指出：“探究性學習是科學課學習的一種重要方式，而分組實驗則是體現(xiàn)探究學習的一種重要形式。在需要探究科學問題時，很多驗證性實驗必須用到分組實驗。例如在研究小車的運動快慢與什么因素有關時，教師只演示了其中一種因素（如拉力大小）的實驗，其余變量因素的實驗則需要學生根據(jù)教師提供的演示實驗來設計，進行探究?？茖W課中像這樣的實驗有很多：如探究溶解的快慢與什么因素有關，

12、降落傘下降快慢與什么因素有關，擺的快慢與什么因素有關等等。像這樣控制變量的多因素探究實驗，若光是教師一味地進行演示實驗，學生就不能得到設計實驗、動手操作的機會，其教學效果便可想而知了。我們完全可以讓學生在分組實驗過程中，讓學生嘗試設計實驗步驟。例如，探究小車快慢與載重量 路面光滑程度等因素時， 就需要引導學生從教師的演示實驗中，認識哪些因素不能改變（不變量），哪些因素能改變（變量），然后選用什么實驗材料，采取什么樣的實驗步驟等等。這可以使學生的創(chuàng)造性思維得到鍛煉，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新實踐能力。同時，這樣的分組實驗可以節(jié)省較多的教學時間。2. 運用分組實驗，強調(diào)探究過程中的合作意識，分組實驗強調(diào)小組成

13、員間的分工合作。因此，當一項實驗還無法一人獨立完成時，必須用分組實驗。例如，制作一分鐘的擺的實驗，除了實驗操作員本人外，一旁必須還有計時員，另外還得有思考提問員、小組長等小組角色。又如，兩個小組比一比哪個小組的糖塊溶解得快。這個比快慢就是比較哪塊糖溶解得快，哪塊溶解得慢，這需要觀察。另外，觀察者若身兼其他角色，如放糖塊、 攪拌勢必會影響自己觀察者這個角色的任務發(fā)揮。因此，操作者、提問員等也需要一并在實驗前作好安排，這樣分組實驗的優(yōu)點是顯而易見的：各負其責，團結(jié)協(xié)作，培養(yǎng)小組的合作意識和競爭意識，有利于發(fā)揮各成員的集體榮譽感。3. 運用分組實驗，強調(diào)分組實驗的可視性。例如，做毛細現(xiàn)象的實驗，后排

14、學生不可能看到演示實驗的現(xiàn)象，不利于學生深入研究毛細現(xiàn)象還有哪些特點，此時就必須用到分組實驗。這樣就利于學生的觀察，便于問題的深入探究。利用分組實驗可視性強的特點，可以將探究過程引入到更深層次。四、有機結(jié)合，優(yōu)化課堂教學。演示實驗和分組實驗各有各的作用，在科學課堂教學中，它們都是課堂中重要的組成部分，在各自的教學環(huán)節(jié)中發(fā)揮著不可替代的作用。要想獲得好的教學效果，必須根據(jù)課型、教學目的、教學器材及學生等實際情況把兩種類型實驗有機結(jié)合起來運用，才能起到優(yōu)化課堂教學的目的。下面以具體的課例，說說自己是如何將兩類實驗有機結(jié)合的。1.根據(jù)課型，來確定是否選用實驗來教學。我們通常將科學課課型分為觀察課、實

15、驗課、制作實踐課等等。其中實驗課就是一種經(jīng)典的課型，在許多優(yōu)質(zhì)課、觀摩課等交流活動中受到科學老師們的追捧。但是，若該課不屬于實驗課課型，即使你上課前準備實驗器材再充分，學生再怎么喜歡，課堂上師生再怎么活躍，這種無疑于“對牛彈琴”式的教學，注定其最終結(jié)果是失敗的。所以這就要求科學老師要加強對教材的深入鉆研，了解教材內(nèi)容及編寫意圖。如鄂教版三年級上冊科學第7課食物的變質(zhì)，對于“食物為什么會變質(zhì)”這個問題，課堂上的演示實驗和分組實驗是用不上的。因為此部分是完全依靠學生在課外實驗和日常生活為認知基礎來進行推測的，課堂上需要根據(jù)學生提出的推測來進行討論。因此，動手的機會很少。即便是動手，我想，也緊緊是對

16、食物進行一些處理：如表面滴些水，放高溫處，裸露放空氣中等。而課堂僅僅是對這些討論的情況進行質(zhì)疑、分析，進而進行課下的分組探究。因此，若課上教師大講特講如何做此演示實驗，讓學生分組做實驗，則完全忽略了課型的特點。因為此課屬于觀察討論課，實驗內(nèi)容幾乎沒有，用上不該用的演示和分組實驗，不僅僅浪費了時間，對學生的科學素養(yǎng)的提升毫無裨益。2. 根據(jù)教學目的，選擇演示實驗及分組實驗的內(nèi)容和時機。例如鄂教版三年級上冊科學第4課食物的營養(yǎng)一課中，教學目標是這樣的：通過本課教學，使學生知道食物的營養(yǎng)成分主要有蛋白質(zhì)、脂肪、淀粉、鹽類、維生素、水等。培養(yǎng)學生實驗的能力初步學會用實驗方法檢驗食物中的營養(yǎng)成分，正確地

17、使用酒精燈等實驗材料。培養(yǎng)學生獲取知識的能力能利用分類的方法，將常見食物按食物營養(yǎng)檢測方法進行歸類。能用所學的食物營養(yǎng)知識改善自己的營養(yǎng)結(jié)構，培養(yǎng)健康科學的飲食概念。從以上四條教學目標來看，其中第二條“學生初步學會用實驗方法檢驗食物中的營養(yǎng)成分，正確地使用酒精燈等實驗材料”，這里面的“初步學會”就是針對剛接觸科學課不久的三年級學生而言。因此，我們必須在備課時考慮三年級學生學情：他們的動手能力較弱，小組實驗的合作意識不強等現(xiàn)實情況，都必須要求教師先在演示實驗上下功夫。例如：如何用酒精燈加熱，我在實際教學中發(fā)現(xiàn)較多同學沒有注意酒精燈的內(nèi)焰和外焰，往往較多同學用內(nèi)焰加熱，實驗時就浪費時間。因此，教師

18、必須親自示范，“手把手”式地教育學生注意實驗中需重點注意的問題。在教師做完演示實驗后，為了及時了解學生對演示實驗的理解和掌握程度，可以讓部分學生上前來做演示實驗。當然，下面的學生對實驗現(xiàn)象的觀察是做不到的，但對實驗器材的使用，操作規(guī)程的熟練掌握有著示范作用。因此，這里的演示，對培養(yǎng)學生的實驗能力絕對是不可缺少的重要環(huán)節(jié)。而第三條“能利用分類的方法，將常見食物按食物營養(yǎng)檢測方法進行歸類”，這里面“用分類的方法”、“進行發(fā)現(xiàn)”就是要求學生自己去實驗，去觀察發(fā)現(xiàn)哪些現(xiàn)象相同，哪些現(xiàn)象不同。學生學生有這些實驗現(xiàn)象作為分類依據(jù)，才能知道食物的檢測方法是什么樣的，而且也為之后教學環(huán)節(jié)中檢測更多常見食物的營養(yǎng)成分作了知識上的鋪墊。這里需要指出的是，學生的兩次分組實驗中，可及時穿插一個演示實驗展現(xiàn)自己“按壓、滴碘酒、用火燒”的實驗操作及實驗現(xiàn)象。這樣的演示實驗就是我們通常所講的“展示-匯報”環(huán)節(jié)。因此，這堂課中，可以設計如下五次實驗：實驗順序?qū)嶒烆愋蛯嶒瀮?nèi)容 此實驗所起作用1教師演示實驗教師講解、演示食物分別用按壓、滴碘酒、 放火上燒的實驗操作方法操作示范，引導學生。2學生演示實驗學生演示將食物分別用按壓、滴碘酒、放火上燒的操作過程檢驗學生的操作技能，及時發(fā)現(xiàn)存在的問題3學生分組實驗學生用教師所教方法分組做實驗培養(yǎng)學生實驗技能，加強合作意識。