實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)-提高學(xué)生探究能力的有效方法

附件1:實(shí)驗(yàn)教學(xué)和教育圖書管理金點(diǎn)子征集表金點(diǎn)子名稱實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)一一提高學(xué)生探究能力的有效方法金點(diǎn)子內(nèi)容一是教給學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的方法教師在課堂教學(xué)中，應(yīng)培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的習(xí)慣，并進(jìn)行啟迪、跟進(jìn)指導(dǎo)，從“扶”到“放”，提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力。實(shí)驗(yàn)儀器的設(shè)計(jì)方法學(xué)生在自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過程中，由于條件的限制和實(shí)驗(yàn)儀器的特殊性，往往要求學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)的要求自己選擇并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)儀器，因此教師應(yīng)對(duì)一些設(shè)計(jì)簡單而又有實(shí)效的儀器的設(shè)計(jì)思想和構(gòu)思進(jìn)行介紹，學(xué)生根據(jù)條件和研究的需要自制一些實(shí)驗(yàn)儀器。實(shí)驗(yàn)原理的設(shè)計(jì)方法一般可分為轉(zhuǎn)換法、積累法、比較法、平衡法、放大法等，滲透設(shè)計(jì)方法就是培養(yǎng)科學(xué)的研究方法，在教學(xué)中盡量讓學(xué)生了解每個(gè)實(shí)驗(yàn)原理的設(shè)計(jì)方法。3.實(shí)驗(yàn)觀察的設(shè)計(jì)方法3實(shí)驗(yàn)過程必須含有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃季S方法，要充分展示設(shè)計(jì)過程、操作步驟、變量控制，它是培養(yǎng)操作能力和觀察能力的有效途徑，教師可以采用發(fā)散思維、正向思維、逆向思維等多種思維方式來改變傳統(tǒng)的操作程序，并適時(shí)地給學(xué)生滲透設(shè)計(jì)的原理、方法，有利地提高學(xué)生探究能力。二是讓學(xué)生根據(jù)設(shè)計(jì)方法和原理進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)教師點(diǎn)撥，滲透實(shí)驗(yàn)研究方法，學(xué)生要對(duì)教材中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究的內(nèi)容，先進(jìn)行必要的預(yù)習(xí)，弄清原理。然后進(jìn)行模仿設(shè)計(jì)。教師確定主題，讓學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)當(dāng)學(xué)生每學(xué)到一個(gè)具體的實(shí)驗(yàn)時(shí)，教師要幫助學(xué)生提煉出一個(gè)主題，讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，制定好實(shí)驗(yàn)方案，做好實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備：包括器材、過程（表格）……，讓學(xué)生“做”有目的，“研”有目標(biāo)。學(xué)生把設(shè)計(jì)的方案提出后，教師和同學(xué)要及時(shí)評(píng)價(jià)，張揚(yáng)個(gè)性，讓學(xué)生充滿自信心。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)是一個(gè)創(chuàng)造過程，是探究中很重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，直接影響到探究的結(jié)果。我們的做法是，先放手讓學(xué)生大膽地去設(shè)計(jì)，小組之間、組與組之間討論方案的可行性，選擇設(shè)計(jì)

好得方案。對(duì)確實(shí)設(shè)計(jì)有困難的，教師要積極地引導(dǎo)。3.在學(xué)生掌握之后，進(jìn)行開放性設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)學(xué)生明白了“設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)”的方法，有了分析問題和解決問題的基本思路后，可進(jìn)行更進(jìn)一層的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，使學(xué)生將所學(xué)的知識(shí)在開放實(shí)驗(yàn)中再次升華。在學(xué)生的真實(shí)生活中，到處都能找到觀察、思考、實(shí)驗(yàn)的素材。在課外利用小實(shí)驗(yàn)進(jìn)行開放性設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，起到了聯(lián)系書本知識(shí)和日常生活中的科學(xué)現(xiàn)象的作用，增強(qiáng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。為了提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力，僅滿足于做好書本實(shí)驗(yàn)是不夠的。因此，在某一實(shí)驗(yàn)做完后，我們啟發(fā)學(xué)生圍繞該實(shí)驗(yàn)主題進(jìn)行發(fā)散、聯(lián)想、逆向等創(chuàng)新性思考，對(duì)學(xué)有余力的同學(xué)可以試行“主題拓展實(shí)驗(yàn)”。通過實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的訓(xùn)練，實(shí)驗(yàn)教學(xué)的方法發(fā)生了轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)了由重教師“教”向重學(xué)生“研”的轉(zhuǎn)變；實(shí)現(xiàn)了由重“結(jié)果”向“過程”的轉(zhuǎn)變。學(xué)生喜歡，老師滿意，何樂而不為呢？注：1.以單位名義集體參加的可參照本表自行制表（必須注明單位名稱、負(fù)責(zé)人姓名、聯(lián)系電話等主要信息）；2.本頁填寫不開可另附頁。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)一一培養(yǎng)學(xué)生探究能力的有效方法一背景:新課標(biāo)指出：“讓探究成為學(xué)生學(xué)習(xí)的主要方式”，在以生為本的課堂里，不僅要學(xué)生動(dòng)腦思考，也要學(xué)生動(dòng)手操作實(shí)踐，讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來探究新知識(shí)，而在當(dāng)下，教師只重視學(xué)生按實(shí)驗(yàn)步驟去完成操作的過程，忽視了實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的環(huán)節(jié)，從而極大地限制了學(xué)生探究能力的發(fā)展，而讓學(xué)生直接參與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，可以讓學(xué)生找到探究問題的思路，強(qiáng)化知識(shí)生成的過程。二做法：一是教給學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的方法教師在課堂教學(xué)中，應(yīng)培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的習(xí)慣，并進(jìn)行啟迪、跟進(jìn)指導(dǎo)，從“扶”到“放"提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力。1.實(shí)驗(yàn)儀器的設(shè)計(jì)方法學(xué)生在自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過程中，由于條件的限制和實(shí)驗(yàn)儀器的特殊性，往往要求學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)的要求自己選擇并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)儀器，因此教師應(yīng)對(duì)一些設(shè)計(jì)簡單而又有實(shí)效的儀器的設(shè)計(jì)思想和構(gòu)思進(jìn)行介紹，學(xué)生根據(jù)條件和研究的需要自制一些實(shí)驗(yàn)儀器。例：在“香煙中尼古丁對(duì)昆蟲的毒性測定”的研究性學(xué)習(xí)中，學(xué)生需要自制抽煙器一一可以用針筒、橡皮管、廢舊圓珠筆桿制成。簡易自創(chuàng)儀器的實(shí)驗(yàn)，提高了學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)的興趣，增強(qiáng)了學(xué)生自主研究的有效途徑，養(yǎng)成了自創(chuàng)簡易實(shí)驗(yàn)來對(duì)生活中碰到的一些問題進(jìn)行驗(yàn)證的好習(xí)慣。2.實(shí)驗(yàn)原理的設(shè)計(jì)方法一般可分為轉(zhuǎn)換法、積累法、比較法、平衡法、放大法等，滲透設(shè)計(jì)方法就是培養(yǎng)科學(xué)的研究方法，在教學(xué)中盡量讓學(xué)生了解每個(gè)實(shí)驗(yàn)原理的設(shè)計(jì)方法。為了證明一些事物在不同情況下，變化如何，可以選用比較法；在測量一些物體的長度、厚度、質(zhì)量時(shí)，由于無法對(duì)其進(jìn)行單一的測量時(shí)，可以采用積累法。積累多數(shù)后，測出總數(shù)再相除，就測出單一的所需數(shù)值；把實(shí)驗(yàn)注意的關(guān)鍵因素加強(qiáng)放大，或用非關(guān)鍵因素進(jìn)行放大實(shí)驗(yàn)，例：巖石的風(fēng)化可用這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn)來滲透設(shè)計(jì)方法，先把石頭燒灼，再用水澆，看結(jié)果怎樣，從而得出結(jié)論。3.實(shí)驗(yàn)觀察的設(shè)計(jì)方法實(shí)驗(yàn)過程必須含有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃季S方法，要充分展示設(shè)計(jì)過程、操作步驟、變量控制，它是培養(yǎng)操作能力和觀察能力的有效途徑，教師可以采用發(fā)散思維、正向思維、逆向思維等多種思維方式來改變傳統(tǒng)的操作程序，并適時(shí)地給學(xué)生滲透設(shè)計(jì)的原理、方法，有利地提高學(xué)生探究能力。二是讓學(xué)生根據(jù)設(shè)計(jì)方法和原理進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)教師點(diǎn)撥，滲透實(shí)驗(yàn)研究方法，學(xué)生要對(duì)教材中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究的內(nèi)容，先進(jìn)行必要的預(yù)習(xí)，弄清原理。然后進(jìn)行模仿設(shè)計(jì)。例：在研究實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳?xì)怏w時(shí)，要求學(xué)生充分把握教材，力爭突出三點(diǎn)：（1）領(lǐng)會(huì)制取氣體的反應(yīng)原理;⑵體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)儀器、裝置，并學(xué)會(huì)正確操作方法；（3）把握氣體的檢驗(yàn)方法。在探究實(shí)驗(yàn)室制二氧化碳的反應(yīng)原理時(shí)，我們指導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)了三個(gè)分組小實(shí)驗(yàn)：（1）塊狀石灰石和稀鹽酸反應(yīng)；（2）碳酸鈉粉末和稀鹽酸反應(yīng)；（3）塊狀石灰石和稀硫酸反應(yīng)，學(xué)生通過自己動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行觀察、比較三個(gè)反應(yīng)的快慢，從而得出實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的最佳藥品是石灰石和稀鹽酸。這樣通過學(xué)習(xí)過程的探索，學(xué)生對(duì)知識(shí)不是被動(dòng)地接受，而是通過自己親自動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論。在二氧化碳?xì)怏w的實(shí)驗(yàn)裝置的探究上，引導(dǎo)學(xué)生不僅僅局限于課本上的儀器和裝置圖，引導(dǎo)學(xué)生通過分析每種儀器的用途，通過小組合作探究，利用代用或自制儀器組裝了十幾種實(shí)驗(yàn)裝置，并對(duì)比探究不同的裝置的優(yōu)劣。通過這樣分析后，學(xué)生的思維開闊了，學(xué)生既學(xué)習(xí)了課本知識(shí)又不局限于課本知識(shí)，從而培養(yǎng)了學(xué)生的探究能力。教師確定主題，讓學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)當(dāng)學(xué)生每學(xué)到一個(gè)具體的實(shí)驗(yàn)時(shí)，教師要幫助學(xué)生提煉出一個(gè)主題，讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，制定好實(shí)驗(yàn)方案，做好實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備：包括器材、過程（表格）……，讓學(xué)生“做”有目的，“研”有目標(biāo)。學(xué)生把設(shè)計(jì)的方案提出后，教師和同學(xué)要及時(shí)評(píng)價(jià)，張揚(yáng)個(gè)性，讓學(xué)生充滿自信心。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)是一個(gè)創(chuàng)造過程，是探究中很重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，直接影響到探究的結(jié)果。我們的做法是，先放手讓學(xué)生大膽地去設(shè)計(jì)，小組之間、組與組之間討論方案的可行性，選擇設(shè)計(jì)好得方案。對(duì)確實(shí)設(shè)計(jì)有困難的，教師要積極地引導(dǎo)。例：電路連接方式的探究實(shí)驗(yàn)，在未講電路時(shí)，開始就讓學(xué)生到實(shí)驗(yàn)室，進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)，每組3--4人，分給每組必要的器材，只提1個(gè)實(shí)驗(yàn)要求，就是讓三盞燈亮起來，另外每個(gè)小組都要就實(shí)驗(yàn)提出1個(gè)以上表述正確的問題，各組提的問題不得重復(fù)。學(xué)生提出問題后就記在黑板上，看哪個(gè)組提出的問題多。這種確定主題的實(shí)踐性探究，使學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)的積極性大大的提高。在學(xué)生掌握之后，進(jìn)行開放性設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)學(xué)生明白了“設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)”的方法，有了分析問題和解決問題的基本思路后，可進(jìn)行更進(jìn)一層的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，使學(xué)生將所學(xué)的知識(shí)在開放實(shí)驗(yàn)中再次升華。在學(xué)生的真實(shí)生活中，到處都能找到觀察、思考、實(shí)驗(yàn)的素材。在課外利用小實(shí)驗(yàn)進(jìn)行開放性設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，起到了聯(lián)系書本知識(shí)和日常生活中的科學(xué)現(xiàn)象的作用，增強(qiáng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。面對(duì)蠟燭燃燒，有些學(xué)生就會(huì)問：“蠟燭燃燒完后，什么都沒有了，難道這符合質(zhì)量守恒定律嗎？”蠟燭燃燒后真的什么都沒有了嗎？我們鼓勵(lì)學(xué)生設(shè)計(jì)一個(gè)課外小實(shí)驗(yàn)，把蠟燭燃燒后的產(chǎn)物收集起來，并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)判斷產(chǎn)物，根據(jù)產(chǎn)物推斷蠟燭由哪些元素組成的。通過這一小實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生理解了如何用質(zhì)量守恒定律來分析蠟燭燃燒現(xiàn)象，也滿足了學(xué)生的好奇心。