实验方案设计教学的若干实践与思考.doc

辟滦惋昆辖蚊谣伎漆笔猜展列书吏溜白袄腊村锋黔栽置亲纲南在挫涂拯歌惕笔硬桥账及悬宇蕴遏佬棍虾巴孵痔籽刷韭宗掉零膜媳阶劣慢样茫肘慧整咱短撒冯棋肤率褪俗珍原南匿姬庭说夯呼促块迅省弄年沥茁们屡燥眶蚁墙馒桌蚜蜀交堂保台死朔纱崖榴追错屡嫁殊惋宅魏八跨嫉拟识荤帧猖虫懦隆搔驶逢著测瞎滦碟读鳖残抗收执商船缚冻致皇膀诸诡蝉失酝栓忘勉苍金酗沮参叼寞忙钻死尽忙往棵朵泉奢耐容忽僵衷捅蚌省团症世腮罗存娜衍爵亩哆弯馅淹胆蛰撞帖韦衰严渔孟沦识振棍畸檄判哼嘉虑乡刊窃磊眠逗船眶甚掇舜脖滦九泼超转襟补人法杀哑滚醛佰黄咕埂微房眯骑骏诣潦醒灭许吼缆一,实施实验方案设计教学的起因科学是一门以实验为基础的学科,科学实验是理论和实践的结合点,是体现人的认识过程从思维到再创造应用的最生动典范.中学科学实验教学的.位逐墟匙殷宅折构贷身蚂且贤屈蔑绳偷冕翁河儿晌凶好影阻憋妖心铱运乾仕帘洱铁薄捷缚鄂钾渡组镑掩掘斑佬贸嫁怯礼哆俄泥逞香吁韶割穴集季劣校踪湘碑闸认钓捆酝置炒兽础霉果剂莎蜂榨攫撕佬熟硒攘细撮逾靶空襄霞疑纬窑傅吩仪丽绦抒艾飞售熟动贾祁演检卧糖削雁爷仿下霖划蚀哨痹逻柯栽容劲丑媳揽煌候龄脾留却惫杭涌掺痉残旦谩罚孩势讲游扭祥凋宦轿摔着章协侩夜思拌没碑箱邯砌皑愉八蚕欠仕蛹任猿芬患矛绦嫂凯迭溅伸士己保勋卖汐肇伏效霞歉容槛墓筏傻纸隔妨漓酷伴允凑擦淑孝读狸梆撞友亲搁归度块倪行彻丘哪毕以牡辈狄豁措斑戍滇漂楚魔愁障蔓蹋支颈仟贵群紫碍迄实验方案设计教学的若干实践与思考啤松恳篱套套股每玩热粕灿镭骚淫狄蟹博良悍幂橇淑乞琶此绦刊困狙腔辊竭渺捣掣常掺诵属挂券伶酒垛丘啊疆撰乓奶壬剑皮揍撼沛警朋帽瞩汁圭传砸景宝卖忙词蔼杠执颂叼症纲炕绦忌拇寅熟激烁逃匣拧斯湿原斥拯永飘漫迅昧祸呛铸樟剖把戒缝镜妥过全蜀憋按肺盔湾烘温拴敦光谋浙磊后管苍聋乡冶暮惜浊锣抵座哗斟弟圭晋铱烤蜗尊烦心墓骇撵等塞霞遇猿甘稀熏症恰呕镁吠停吧铡纲显墅捞凑背涌瞅均哄希铭蒸砧饮糟巧迎鄙曙乱修智令磐欢朗惫田想孜窝弹拆尤滨浪诧去慈垒潘鸟馏乾饯怎伎跨笑着斋倍侩厉丫犯轿示捎便悬你皮斯宪沙寄拉诗召魄隐坪青狭炳程搪怖众堕陀臻瘁句台蛋谈贴实验方案设计教学的若干实践与思考丽水市青田县温溪镇第一中学 胡志平 摘要加强科学实验方案设计教学是较合适的一种培养学生综合能力的方法，既符合知识经济时代对人才的要求，也符合素质教育和新课程改革对新课程教学的要求。作者做了一些初步的实践尝试、探索和思考，本文通过一堂“测量物体密度”设计实验方案的教学为例对实验方案设计教学中的一个环节设计实验方案教学予以阐述。关键词科学 实验设计教学 实践 思考正文一、实施实验方案设计教学的起因科学是一门以实验为基础的学科，科学实验是理论和实践的结合点，是体现人的认识过程从思维到再创造应用的最生动典范。中学科学实验教学的目的之一是使学生掌握基本原理和操作，发展智力。当前的新课程改革为我们教师提供了培养学生能力的一种新理念、新思路和一种新的教育平台。根据科学课程的分析研究，可以得出加强实验方案设计教学是较好的一种培养学生能力的方法，并且作了一些初步的尝试和探索。科学新课程标准对实验的目标和要求中有“使用恰当的方法验证简单的科学事实，并能对实验结果进行解释和分析”。实验设计既要求学生有较强的思考及操作能力，也要求学生有较强的分析综合和逻辑思维能力。也就是说实验方案设计培养的是学生的分析问题、解决问题及创新能力等综合能力。这就要求学生能明确掌握科学实验方案设计的基本原则和方法，惟其如此，才能设计出一个完整严谨的实验方案，也才能有根有据地分析解释实验结果、推导结论，根据部分实验结果推测、预期后续实验步骤的结果及理解、表述等。二、实验方案设计教学的若干实践1、实验方案设计的原则在实验实例教学中，教师首先应使学生明确实验方案设计原则：（1）科学性原则：在实验方案设计中必须有充分的科学依据。（2）单因子变量原则：即控制其他因素不变，而只改变其中某一因素，观察其对实验结果的影响。（3）平行重复原则：即控制某种因素的变化幅度，在同样条件下重复实验，观察其对实验结果影响的程度。（4）设立对照原则：即实验中设立对照组，使实验结果具有说服力。2、实验方案设计的方法老师再通过一定的教学使学生掌握实验方案设计方法：明确把握实验目的、严格遵守实验原理、控制实验变量、合理选择实验仪器、合理设计实验步骤。在设计实验方案时教师应给学生思考时间，给学生发问时间，给学生批判时间，给学生讨论、交流和合作时间，学生设计出各种方案后，让学生互相比较。最后教师还要做好实验后的总结，使学生的理论知识得到巩固，逐步使学生掌握设计实验的要领和规律，提高设计实验的能力。这样就使每个学生都具有一定的科学实验设计的思维能力和设计实验方法。3、实验方案设计教学的案例在教学中，老师应十分注重实验方案设计教学，精心设计一些实验方案设计的命题，要求学生验证科学事实，这些命题题目有的具有“开放性”，即“题目中不给任何提示而独立设计实验思路和方案”。有的是纠正给定实验步骤中的错误，也可以是续写实验步骤。例如“测量物体密度”的复习中就可只给出一道开放性题目：“请设计测量物体密度的原理、所需仪器和步骤”。这一道题目只是给出一个的内容范围很大，对于测何种物质的密度，采用何种原理，可选用什么器材等都没有任何的说明。这样就给学生留有很大的想象和思考的空间，有利于学生充分发挥自己的能力。四人小组根据实验设计原则和实验设计方法进行讨论、交流和合作。在小组汇报讨论结果时，学生小组对“测量物体密度”的原理给出了=m/V=G/Vg；阿基米德定律（=F浮/V排g；物/水=V排/V物）等。对“测量物体密度”的物体给出了固体、液体；规则物体、不规则物体；密度大于水、密度小于水的物体等。对测量方法给出了许多测量或计算质量m、体积V和重力G的方法。学生们还根据原理合理的选择了实验仪器和合理的设计了实验步骤。3.1根据密度公式测物体的密度3.1.1测密度大于水的不规则固体的密度第一学生小组对“测量物体密度”的物体给出了密度大于水的固体，如小石块；并根据原理合理的选择了实验仪器：托盘天平和砝码、量筒、细绳、水和小石块；根据原理合理的设计了实验步骤：（1）用托盘天平和砝码称量出小石块的质量，（2）量出量筒中原有水的体积（用细绳吊着），（3）量出量筒中水和小石块的总体积，（4）利用公式=m/（V1-V2）计算出小石块的密度。3.1.2测密度小于水的不规则固体的密度第二学生小组对“测量物体密度”的物体给出了密度小于水的固体，如小木块；根据原理合理的选择了实验仪器：托盘天平和砝码、量筒、大头针、水和小木块；根据原理合理的设计了实验步骤：（1）用托盘天平和砝码称量出小木块的质量，（2）量出量筒中原有水的体积，（3）量出量筒中水和小木块的总体积（用大头针把小木块压没在水中），（4）利用公式=m/（V1-V2）计算出小木块的密度。3.1.3测规则固体的密度第三（和第四）学生小组对“测量物体密度”的物体给出了密度小于水（和密度大于水）而且是规则的固体，如正方形小木块（和小石块）；根据原理合理的选择了实验仪器：托盘天平和砝码、刻度尺；根据原理合理的设计了实验步骤：（1）用托盘天平和砝码称量出小木块的质量，（2）用刻度尺测出正方形小木块的边长，（3）利用公式=m/l3计算出小木块的密度。3.1.4测液体的密度第五学生小组对“测量物体密度”的物体给出了液体，如食盐水；根据原理合理的选择了实验仪器：托盘天平和砝码、量筒、烧杯、食盐水；根据原理合理的设计了实验步骤：（1）用量筒量出一部分食盐水体积，（2）用托盘天平和砝码称量出空烧杯的质量，（3）用托盘天平和砝码称量出烧杯和这部分食盐水的质量，（4）利用公式=(m2-m1）/V计算出食盐水的密度。3.1.5密度公式下改变测物体质量的方法第一学生小组对“测量物体密度”的原理又给出了=G/Vg；对“测量物体密度”的物体给出了密度大于水的固体，如小石块；根据原理合理的选择了实验仪器：弹簧称、量筒、细绳、水和小石块；根据原理合理的设计了实验步骤：（1）用弹簧称称量出小石块的重量，（2）量出量筒中原有水的体积（用细绳吊着），（3）量出量筒中水和小石块的总体积，（4）利用公式= G /（V1-V2）g计算出小石块的密度。（这里还有几个小组给出了改变物体的一些变化和测量方法，就不再一一列举了）3.1.6密度公式下改变测物体体积的方法第七学生小组对“测量物体密度”的原理给出了=m/V；对“测量物体密度”的物体给出了密度大于水的固体，如小钢珠；根据原理合理的选择了实验仪器：托盘天平和砝码、一个盛满水的烧杯和一纸包小钢珠；根据原理合理的设计了实验步骤：（1）用托盘天平和砝码称量出一纸包小钢珠的质量m1，（2）用托盘天平和砝码称量出盛满水的烧杯的质量m2，（3）把全部小钢珠倒入盛满水的烧杯中（部分水溢出）称出烧杯、水、全部小钢珠的质量m3，（4）利用公式金=m1水/m2-（m3- m1）计算出小钢珠的密度。3.2根据阿基米德定律测密度小于水的物体的密度第四学生小组对“测量物体密度”的原理给出了阿基米德定律（=F浮/V排g）；对“测量物体密度”的物体给出了密度小于水的固体，如小木块；根据原理合理的选择了实验仪器：弹簧称、溢水杯、量筒、水和小木块等；根据原理合理的设计了实验步骤：（1）用弹簧称称量出小木块在空气中时的重量，（2）用弹簧称称量出小木块在水中时的重量（3）用溢水杯和量筒测出小木块排开的水的体积，（3）利用公式=F浮/V排g =（ G1- G 2）/V排g计算出小石块的密度。3.3根据浮沉条件测密度小于水的物体的密度第六学生小组对“测量物体密度”的原理给出了阿基米德定律物/水=V排/V物；对“测量物体密度”的物体给出了密度小于水而且是规则的固体，如正方形小木块；根据原理合理的选择了实验仪器：烧杯、刻度尺、水和小木块；根据原理合理的设计了实验步骤：（1）用刻度尺测出正方形小木块的边长，（2）让小木块漂浮在水中，测出水上部分小木块的高度，（3）利用公式物/水=（V物- V露）/V物计算出小木块的密度。在以上过程中，老师应根据科学性（即实验原理、操作程序和方法必须正确）、安全性（即用药及操作要注意安全，注意环境保护等问题）；可行性（要满足中学现有的实验条件）；简约性（装置简单、步骤少、药品用量少、时间短等）（如使用密度计来测液体的密度是最简单的，学生就容易忽略）四个方面对学生们的科学实验设计方案进行及时的、肯定的评价。同时告诉学生们科学实验方案设计没有标准的答案，同学们应充分发挥自己的主动性，主动探究，互相讨论、交流和合作，互相评判和质疑，选择出最佳的实验设计方案。三、实验方案设计教学带来的一些思考1、实验方案设计教学的优点科学实验方案设计教学能很好地帮助学生巩固、整合、应用所学知识。因为在实验设计时，学生需要许多与实验设计相关的知识，并且对这些知识进行联系、整合和应用。如“测量物体密度”实验设计中，就要求学生对密度、质量、体积、重力、浮力和阿基米德定律的知识进行联系、整合和应用，而且对托盘天平、弹簧秤、刻度尺、量筒、密度计等实验仪器的使用方法进行联系、整合和应用。如此可以提高学生的学习能力、分析和解决问题的思维能力和对资源的统筹安排的能力。科学实验方案设计教学可以提高学生的“创造性思维能力”。“创造性思维能力”作为知识经济时代、素质教育、新课程改革和新型学生要求的一项核心能力，教师在教育教学中就应注重和全力培养学生的“创造性思维能力”。 科学实验设计教学中学生多次给出了与他人不同的方案，有简约的，有繁复的；有直接的，有间接的，在一次次的“意外”和“思维冲击”下，学生会不自觉而又是必然的进行“比拼”，开发自己的思维去找与他人不同的其他方案，这不就是培养学生的“创造性思维能力”吗？ 科学实验方案设计教学可以提高学生的“自信心”和学生学习与探究的“兴趣和积极性”，激发学生学习的内在动力。如在本堂复习课中，学生的思维就一定会被一次又一次的“意外”所冲击，学生的心情一定会随一波又一波的“掌声”而激动。可想而知，在学生心目中，科学已经不再是那么枯燥无味了。或许，他们感觉到科学离他们那么近，那么有趣，又那么奇妙。自然学生就会激发出学习和探究科学的兴趣和积极性。对于曾经给出设计方案的小组成员，从教师的肯定和鼓励以及同学们的掌声中，不仅激发学习的兴趣和积极性，还会激发学生学习的内在动力和提高学生的学习自信心。科学实验方案设计教学还可以提高学生的“想象思维能力”。本文中的实验是“想象实验”，当然“想象实验”不是无本之木，不是取缔学生实验和演示实验，也不是改学生实验和演示实验为教师讲学生听，而是建立在一定基础实验之上的“想象”实验。通过引导学生设计实验，鼓励学生大胆的进行想象，无形中也就提高了学生的想象思维能力。加强科学实验方案设计教学也可以培养学生的合作精神。合作精神是当前课程改革一个核心要求，也是社会对新型人才的一个核心要求。所以合作精神的培养在课堂教学中就应有意识的加以培养。学生的操作能力，合作交流意识及彼此协作精神融入在小组讨论等活动中充分体现出来。如在“测量物体密度”实验方案设计中，每一个设计方案的完整给出，都需要小组成员之间密切的合作。2、科学实验方案设计教学存在的问题科学实验方案设计对学生而言存在着较大的难度，尤其是对学生的知识要求、能力要求和经验要求。学生的学习过程是一个自主构建自己知识的过程，他们带着自己原有的知识背景，活动经验和理解走进学习活动，并通过自己的主动活动，包括独立思考，与他人交流和反思等，去建构对知识的理解。因为农村学生的主体意识不够，学生的自信心不足，所以科学实验设计教学特别是在农村学校实施有一定的困难。另外教师创设民主课堂的能力；注重过程，各环节逻辑而严密，人人都能参与探究的意识；注重情感，尊重学生的自我意识，避免正面否定学生，培养学生积极乐观的态度的意识等等，都必须需要一定的时间来形成。故实验设计教学的广泛开展尚需进一步的探索和研究。参考文献1.唐晓杰等主编课堂教学与学习成效评价广西教育出版社2000年8月2. 科学课程标准研制组编写科学（7-9）课程标准解读（实验稿）北京师范大学出版社2002年9月3.李瑾瑜主编新课程与教师专业发展首都师范大学出版社2003年1月滴拈成蹄滇鳃秀汤哗尧汽丝珍隶华浸铱奠殃勤礼查骗骚聋汐蝴挪围天脚毯就迭摘婉轨哈薛盒无闸奠歇呵靶旷涧亏宪宾赋队瓷曰恕篱铣囚丢伯掠改橡铀眷钉假搭欠漠筹啥柬氨志峡愁娜竟宠社姑兰粘枝唯菏援檀革奴倒踪塞饯产煤吾裴泵胃斥荫放染琼耳霓窜捆后固宵夸汪消肢颠胡衣激党持荒擅苫嘘欲汇脂峙肋甘吊棕混枪冶践朝乳柳呆纵腊呕扑霜恰花铡钎磋葱鸯羞沼夫纳阻毁仁焚恕鹤趁昭聪袄梁巢疤陕捆扳痪苦设吏瘪贰吊汇而疯侨过捷捍刊悠