让学生做实验的主人 提高自主探究能力 【论文摘要】 我们在教学时必须.doc

让学生做实验的主人 提高自主探究能力 【论文摘要】我们在教学时必须充分挖掘教材外的探究素材。科学实验课是不是一定要老师上，我的答案是：“不一定。”我们以前的实验课一般都采用相同的内容，相同的器材，相同的方法。或者由老师来演示实验，虽然这些在一定程度上也能激发学生的兴趣，但一般以老师为主，学生处于被动接受的位置，很少有学生主动设计，全权由自己负责整个实验。针对这一情况，我认为在学生有了一定的知识积累后，可以有目的的让学生用学过的知识自己设计实验步骤，自己动手准备生活中易得的实验器材，把实验的主动权都交给他们，使他们真正成为实验的主人。 【正文】 课程改革强调学生要经历科学探究过程，学习科学探究方法，培养学生的探索精神、实践能力，激发学生的创新意识。而科学探究又要有效地融合科学的知识、方法、情感和精神。这就要求教师通过精心设计教学策略，按照教学探究的思路来营造探究科学的课堂，有效地引导学生在探究中学习探究、理解探究，在探究中走进科学的世界，应用情感教学，在完成教学目标的同时，增强教学效果，实验是科学课中最突出的亮点，也是学生最感兴趣的内容，同时也是激发学生喜欢学生学科学的动力，所以科学实验的选择将直接影响学生的学习热情。学生通过做实验能更好的理解书中的内容，就如一句谚语所说：“我听说的，容易忘记；我看到的，容易记住；我亲手做过的，就能很好的理解。”我想在最后再加一句：“我解释了它的原理，我才能真正地理解它。”活动准备每组六人，推选一名组长。在参与活动过程中，每人负责一项具体工作，可以依据活动步骤和自己的爱好认领工作。通过询问、查询资料解决活动过程中的问题，配合组内同学共同完成本组任务。各小组推举小组负责人、记录员、汇报员等，成员提出自己的假设，小组形成统一意见，共同设计实验方案，选择器材并动手实验。仔细观察现象，作好记录，共同分析，得出结论，写出探究报告。在适当的时候老师也可以在一旁帮助他们解决难题。经过一星期的准备，班中小组各自设计了新颖，有趣的实验。活动过程一、小组合作，探究实验1. 作用力与反作用力应用气球的飞行在学完第一章机械运动和力之后，第一组学生对神州六号的发射原理产生了浓厚的兴趣，通过查找资料和小组成员的共同分析后，得出是神六的燃料燃烧时对空气有向下的作用力，同时空气对神六又有反作用力，就想模拟飞船的发射瞬间。设计了用吹大的气球代替飞船，但在实验过程中发现气球的运动是不规则的，这就与神六的飞行有截然不同的区别，就想设计能把气球的运动轨迹能自我调控。经过一番摸索，想到用尼龙绳代替飞船的轨道，把气球用胶带固定在穿细绳的塑料管上，塑料管能减少因气球飞行时与细绳的摩擦，把气球放手后，气球就会沿着固定轨道前进。在做实验时由组内四名同学协助完成，各自的任务分别是：吹气球；拉两头的细绳；把气球用胶带固定。学生的实验探究活动模式流程主要如下 否定交流评价实施研究科学猜想创设实践课题 实验原理：利用气压做动力飞行的模型。演示图如下：2. 惯性的应用在第二章运动过程的分析中已经学到牛顿第一定律和惯性，除了书本上讲到的惯性的例子外，学生在日常生活中事例也进行了研究。（1）瓶中气泡的运动：学生把一瓶装满水的可乐瓶横放在桌面上，发现在顶端有一个大气泡，然后突然向前推动瓶子，发现气泡向前运动，按照惯性原理里面的气泡应该保持原来的运动状态，在学生的设想中气泡是要向后运动的，后来经过讨论分析，在瓶向前运动时，应该以质量较大的水为研究对象，原来瓶中的水有惯性，仍然要保持原来的状态，水相对瓶子有落后的趋势，所以这时气泡会向前运动。（2）自行车轮的转动学生在观察生活实际中，发现在骑自行车时，虽然只有两个车轮，车子能保持直立状态，就算此时人停止踩踏板，车子还是能前进一段距离，人也不会从自行车上摔下来，说明车轮具有惯性，今天他们就设计了一个研究车轮惯性的实验。车轮的轴左右都用细绳绑住，双手抓住绳两端，然后用力使车轮转动，然后剪断其中一条绳，在惯性的作用下，车轮仍保持竖直状态。这就是为什么人在骑车时，自行车不会倒的原因。实验演示步骤1：由一个男生竖直向上拉固定在轮胎轴两边的绳子，把轮胎拉成直立状态（如照片1），当一只手放掉其中一条绳时，这时轮胎会侧翻，成水平状态（如照片2）。演示步骤2：由一个力气大的男生拉住两条绳子，改用另一个力气大的男生用力转动轮胎，然后放开其中一条绳子。（如照片3与照片4） 照片1 照片2 照片3 照片4 在做此实验时，学生也经历了很多次的失败，主要原因有两点：车胎转动不够快；由于两个学生拉住细绳各一端，使车胎没有呈竖直状态。经过反复的操作，最后终于找到实验成功的秘诀：要由一个力气较大的男生来快速转动轮胎，使轮胎达到一定的速度，这样就不容易侧翻；还有让另一个男生独自拉住细绳两端，确保轮胎呈竖直状态。3. 大气压的应用（1）瓶吞鸡蛋在牛奶瓶中点燃一团棉花，把一只剥皮的鸡蛋放在瓶口，发现鸡蛋在大气压的作用下挤入了瓶子（如图1）。（2）奇特的气球这个实验学生的实验灵感主要来自于课堂教学中的一个事例，在一个塑料饮料瓶口套上一个气球，把它塞进瓶中，对着瓶口向气球吹气，发现气球不能被吹大，原因是瓶内气压大于气球内气压。在饮料瓶一侧用针扎一小孔，再吹气球，这次气球能被吹大，用一手指按住小孔，嘴离开气球开口一端，发现气球没有变小，因为气球内气压大于瓶中的气压（如图2）。 图1 图2 4. 压强与流速的关系跳跃的球压强与流速的关系是华师大版科学中新添加的内容，在书中已经列举了两艘快速行驶的船在并行时会互相靠拢而造成事故。那么如何能用生活中的简单易得的材料来拓展此内容，学生就设计了如下实验。把乒乓球放在一个厕纸筒里面，将嘴唇靠近纸筒边缘，用力向纸筒的上方吹气，快速流动的空气使纸筒上方的空气压力变小，而纸筒下方的空气压力则因为空气的运动速度没有变化而维持原状，这样，纸筒上下产生了压力差，其对球产生向上的力，结果乒乓球跳出了纸筒。演示图如下：5. 浮力产生的原因浮不起来的乒乓球学生在学完浮力后，得知浮力的产生原因是：物体上下表面存在压力差。就巧妙地利用浮力的产生原因设计了这个实验。把一只乒乓球放入一个用可乐瓶做的漏斗中，然后往漏斗中加水，发现乒乓球并没有像想象中那样浮起来，而是沉在漏斗底部，是因为乒乓球下表面没有受到水的压力，在上表面的压力作用下它沉在漏斗底。再用一只手紧贴漏斗底部的小口，乒乓球会突然浮出水面，因为这时球的下表面受到水的压力，而且大于球上表面的压力，球就浮出了水面。演示图如下：6. 鱼的沉浮和悬浮由什么决定 鱼在水中的上浮、下沉以及在水中悬浮不动是由什么决定的？ 学生在思考过程中，会想到鱼鳍和鱼鳔。通过小组成员的考虑和假设，以及所学的物理知识，想到物体之所以能沉浮，其中一个原因是物体的密度与液体的密度之间的差异。然后又联想到潜水艇的沉浮就是利用仿生学，模拟鱼鳔而进行设计的。学生就利用可乐瓶和滴管来模拟鱼的沉浮变化。在塑料瓶中加满水，用滴管吸几滴水，然后将其放入塑料瓶中，让滴管吸更多的水，观察现象，直到滴管的上端恰能浮在水面上为止。由于此时滴管的玻璃部分完全浸没在水中，此时滴管是垂直浮在水面上的。然后盖上瓶盖，用手用力挤压塑料瓶，此时滴管会沉到瓶底，放开手，滴管又上浮。原因是刚开始时，滴管及其内部的水和空气的质量还不足以让它下沉。当用手挤压塑料瓶时，滴管中的水增加了，由于水的密度比其所替换的空气密度大，因此滴管就下沉。当放开手时，水又从滴管中排出，滴管变轻，结果重新回到塑料瓶的上端。演示图：二、教师演示，师生共探究 这是一个关于浮力和摩擦力的综合性实验。实验问题1：沙漏在玻璃管中处于漂浮状态（如照片1），当把玻璃管倒转过来时，沙漏却没有像刚才那样上浮，这是什么原因？观察实验现象：沙漏上边的沙子在不断地往下漏。过了一会儿，神奇的事情出现了，沙漏在不断的慢慢往上浮。（如照片2）实验问题2：为什么沙漏起先没有上浮，后来才慢慢浮上来的呢？猜测：可能是由于沙漏的重心原来在下半部分，颠倒过来以后重心位置在上半部了，所以沙漏在水下面，后来当沙漏里的沙子漏到下半部分后，沙漏又浮了上来。老师启发学生设计实验来解决。师：如果你们的假设成立的话，我把重心在上半部分的沙漏放在水里应该是下沉的。演示实验：把重心在上的沙漏放进一个大的塑料桶中。生：发现沙漏没有下沉，还是浮在水面上，只不过现在的沙漏是倾斜的，过一会儿当沙漏的沙子都漏到下半部分时，它又变为竖直的。小组讨论并分析。结论：沙漏在玻璃管中一开始不会上浮是由于它卡在玻璃管中，后来由于重心在下半球后，保持直立状态才上浮的。 照片1 照片2三、为什么要加强科学探究1. 学生在科学探究过程中的感受和体验是不可替代的。2. 科学教育的许多目标，离开了过程的感受和体验是难以实现的，或者是难以向更高的层次发展。3. 探究过程极其生动活泼，有利于培养学生的兴趣和动机。4. 探究过程中有许多意想不到的现象和问题，需要观察、实验、动手、动脑等，有利于培养学生的多重智能，特别是创新意识和能力。5. 经历探究过程，有利于学生理解科学和发展良好品德。四、给学生一个展示的平台在这些科学探究实验的汇报课中，老师给了学生一个展现自我才华和能力的舞台。完全由学生自己组织，自己主持，自己问答，俨然是小老师的角色，学生能有条不紊的进行一堂精彩的实验课，老师在这节课中不要过多的参与，只是充当一个学生的角色。台上的小组在演示他们精心设计的实验时，下面的学生听得很仔细，并能积极思考，演示小组在活动中还专门设计了实验的悬念，并创设了能激发好奇心的问题情境，其他的小组通过讨论得出答案，再由演示小组给以评价，能对错误的答案进行合理的分析，并给予正确的答案。不过有时候我发现学生并不能完全地解决实验中的问题或者他们解释有错误，这时就需要老师在下面启发学生，并能即时纠正错误。整个活动中学生的积极性很高，而且课堂气氛异常活跃，学生们完全沉醉于课堂中，短短的45分钟很快就过去了，以至于还有三个小组还没有来得及演示，但在整节课中学生始终保持了一种良好的学习氛围。在这过程中，学生不仅能用实验来演示他们已经学过的内容，而且还把所学的知识点能加以扩展。例如物体沉浮的原因会潜水的滴管这个实验中，是改变滴管的自重来控制沉浮的，学生还把它扩展到其他相关的实验原理中，比如如何让沉在水里的鸡蛋上浮，这就需要加盐来改变液体的密度。同样是沉浮实验学生能用不同的方法来实现，而且他们还利用这个原理解释了潜水艇的沉浮，船在密度不同的水面上航行时浮力不变等等与生活密切相关的事例，体现了学生自主探究的精神。这不仅是一节单纯的实验课，更重要的是他体现了一种自主，合作，探究的理念。而且他把实验课扩展到了课外，提高了学生发现问题，提出问题和解决问题的能力，同时也培养了他们实验操作的能力。其中学生真正体会到了在课堂上的自己做主的乐趣，同时产生了对科学的热爱。他把课堂中复杂，难懂的知识点转化为容易理解，印象深刻的学生实验。即用实验的证据来解释和深化教材中的内容。五、三次经历给我的若干启示 这三个过程虽然都是实验汇报课，教师每一次考虑的角度不同，学生在情感、态度上的表现也不同。学生在交流的过程中，愿意提供自己的资料和看法，分享他人的研究成果，体验合作的愉快。同时老师在课前要全面地了解各组学生“自由研究”的成果状况，为学生研究成果的汇报交流提供适当的条件与帮助，这样的上课才更加有效率。在科学探究的教学时，教师的任务是最大限度地为学生创设问题情境，启发学生思考，组织学生讨论，适时给予评价，帮助学生建构框架，引导学生在问题探究中不断地质疑和释疑。同时这种新型的复习课，在情感上完全调动了学生的积极性，使他们能在日常生活中，更懂得如何观察与分析问题，并能学以致用。把课堂搬进了家庭，社会等各个领域。学生通过做实验能更好的理解书中的内容。 六、适当的引导从以上的活动中，学生已经对如何探究有了肤浅的认识，但还没有形成一个合理、连贯的模式，这时需要老师在旁稍加指导，把科学探究的一般步骤归纳出来，即提出问题建立假设设计实验收集证据检验假设合作与交流，并引导学生掌握各个变量的控制方法，让