初中理科综合实验教学的问题和对策.doc

农村初中理科实验操作教学的问题和对策罗田县凤山镇北丰中学 黄旺东中国教育改革和发展纲要指出：“世界范围的经济竞争，综合国力的竞争实质上是科学技术的竞争和民族素质的竞争。从这个意义上讲，谁掌握了二十一世纪的教育，谁就能在二十一世纪的国际竞争中处于战略主动地位。”因此，中小学教育必须由“应试教育”转向全面提高国民素质的“素质教育”轨道。面向全体学生，全面提高学生的思想道德素质、文化科学素质、劳动技能素质为主体的心理素质，促进学生全面健康地发展。理科综合是一门以实验为基础的科学，理科综合实验既是理科综合教学内容的重要组成部分，也是理科综合教学的基础。实验中的理科综合现象新奇生动，引人入胜，最能引起学生的学习兴趣，激发学生的求知欲，提高学生学习积极性和主动性。因此加强实验教学是提高理科综合教学质量，培养学生实践能力和创新意识的有效途径。长期以来，在中学理科综合教学过程中，受各方面因素影响，有的学校对实验教学认识不足，虽然投资建了实验室，却不能很好利用。有的学校不重视实验，或开不全实验，或使实验走过场，达不到应有的效果。有的教师还热衷于黑板上画实验、学生背实验，认为他们这样教出的学生，考试成绩并不亚于那些做实验的学生，甚至会更高些。他们认识不到实验教学对于培养学生对理科综合的学习兴趣，促进学生观察、思维、记忆、表达能力的发展有着重要意义，严重地制约着理科综合实验教学的改革和整体教学质量的提高。为提高全民族的素质，迎接21世纪的挑战，针对现实存在问题，我市教委力求改变这种状况，对全市的中考做了改革。加试了理、化、生的实验操作和外语口试，起到了全面考查学生的作用。使素质教育变为政府的行为、社会的行为和全体教师的行为。市教委的这一举措和改革的意识，使我们清醒地意识到，加强实验教学对学生各种能力的培养，特别是对学生创新意识和实践能力的培养是任何其它教学手段所无法比拟的。由此可见，理科综合实验教学的改革势在必行。一、什么是实验操作？ 实验操作是指通过实验来进行的一种探究活动，它是科学探究在理科综合实验教学中的具体化。它是理科综合教学中最常见、最主要的探究活动。实验探究是一种基于实验的探究活动。这里的“实验”，不仅指实践活动，还包括实验方法论、实验事实和实验史实。从在实验教学中所外显的形式来看，不仅包括探索性实验，还包括验证性实验。实验探究是针对一定的“问题”所展开的活动。 “问题”是实验的目的，善于发现和提出问题，才会有探究的目标。现行的新教材把实验内容从过去的清一色的验证性实验改为部分探索性实验，即把已经明确提出的问题变为由学生自己发现和提出，这在一程度上加大了难度，但也能有效地培养学生的探究能力。实验探究是一种逻辑和想像相融合的活动。 想象是创新的源泉，没有想象就不可能有发现和创新。实验操作教学不仅仅是对已知理论的一种证明，更重要的是对猜想的一种验证。但想象不是无根据的“异想天开”，而是建立在已有知识理论上的一种合乎逻辑的推理。实验探究是一种以科学证据为基础的活动。实验探究是一种综合运用所学的理科综合科学知识与理科综合实验技能、科学过程与科学方法来展开的一种活动。二、理科实验操作教学的问题： （1）、实验探究难以管理，教师难以有效调控整个班级。班额过大，很难照顾到每一位学生。 目前，我市农村中学班级规模大多为50人以上，有的甚至达到了70人；即使是城镇中学也多在45人以上。这么大的班，教师要能有效的调控整个班级，照顾到每一位学生根本就不可能。 （2）、课堂时间不够，难以圆满完成实验探究。 课程标准规定的初中化学每周的教学课时为3课时，物理为5课时，生物2课时。故从整学年的教学总课时来看，以初三化学为例，既要完成新课的教学又要进行二到三轮的复习，课时的确十分紧张。所以，课堂上的教学时间要用来进行实验操作，又想达到较好的效果很难在四十五分钟的时间内兼顾得到。 （3）、缺少合适的探究案例：与学生日常生活紧密相关，容易引起学生探究兴趣，且很难从书本中轻易得到答案的探究性实验案例比较少见。 大部分实验操作的内容与学生的日常生活关系不大，且都较易从书中得到答案。这就无形中引导学生把探究性实验变成了验证性实验，只注重实验过程中观察到的与教材中相同的现象，而不去分析具体实验中发生的不同的现象，即使没有得到正确答案，也不去探究为什么。 （4）、学生智商、情商、能力等参差不齐。 笔者在参加多次公开课活动中，看到许多探究性实验教学都出现一个共同的现象，那就是少数几个学生动手操作，其余的都在看热闹。在“反思与交流”的环节中也是那几个学生发言。这种现象的出现是因为学生的智商、情商、能力等参差不齐导致的，这也是理科实验教学难以达到满意效果的问题之一。 （5）、教师工作量太大。 要想有较好的实验教学效果，教师不但要认真备课，钻研教法，还要准备实验器材，工作量相当大。而农村中学的理科教师多是一个教师带三个以上的班级，精力有限。 （6）、装置、材料、安全、经费制约。 设备不足，材料难备，一些危险性较大的实验如一氧化碳的燃烧、氢气的爆炸等存在的安全隐患，以及一些贵重的易耗药品如硝酸银等添置经费困难都直接影响了实验操作教学的开展。 （7）、升学考试和评价机制制约。 以往没有实行实验中考时，多数教师因嫌麻烦不愿开展实验教学，以黑板上画实验以应付了事。即使是现在开展了实验中考，由于器材，场地，安全性等多种因素的制约，对学生的考查也只限于一些实验的基本操作和少数几个重要定律、物质性质的探究等。而这些考查的内容相对固定，多数学校采取在规定的考试时间前进行突击训练的方法即可过关，所以根本谈不上培养学生的能力和科学探究精神。三、理科实验操作教学策略：针对以上几个方面的问题，结合笔者多年的教学总结，特提出如下几种对策，以供同行参考斧正。宏观方面： （1）、提升个人素质。更新观念，善于学习，立足课堂走“教、学、研”之路，通过“自我反思、同事互助、专业引领”，提高自身素质，做创新型、学者型、专家型教师。 （2）、遵循设计原则：理性思考与实践操作的统一原则教会学生分析实验的思路和方法，使之“能想、会想”。学会“想什么、怎么想”。使学生在教师的启发诱导下，逐渐形成科学的思维习惯和科学的学习方法。教给学生会从不同的角度和深度去揭示某一知识，使学生对知识有全面的深刻的理解，以达到融会贯通、举一反三的效果。在思考的基础上再进行实践操作，根据操作的现象和结论再进行认真思考，从而培养学生的创新能力。即“理性思考实践操作理性思考”的设计原则设计教学。 施教主体与学习主体的协调、规范性与创造性的统一原则 静态设计与动态设计的统一原则。 突出科学性、可行性、量力性、安全性、简约性原则。微观方面： （1）、用思维活动部分代替实践操作活动，以解决经费、时间安全问题。实验活动有三个层面，即行为层面、技术层面和思辨层面。行为层面的探究是针对静态教学而言的，强调要让学生有机会说和做。技术层面的活动主要是主题性的，致力于学生在某一方面的独特收获。思辨层面的探究则不拘泥于是否在行为上有所作为，而是探究中的理性思考和头脑中的思维运作。尽管思辨探究具有很高的价值，但在形式上是内隐和无形的，是超越具体活动形态的精神活动，所以经常容易被忽视。 （2）、用指导性实验代替开放性实验。实验问题由教师提出，学生负责设计方案，以解决时间问题。（3）、选择合适的案例。案例的选择关注学科核心知识的构建与理科综合学科意识的养成，关注课程标准中的重点内容，以帮助学生理解理科综合学科的核心知识，形成本学科特有的学科意识；有助于学生了解科学家的研究过程；提高探究的能力；养成本学科的良好思维习惯（如好奇、尊重事实、开放意识、质疑精神）。这就要求教师在分析把握教科书的基础上，对教科书内容进行重组与加工，从改进实验、拓展内容、查找失败原因、偶发事件等提炼出有趣味性、开放性、贴近生活生产实际等特点的值得探究的案例。（4）明确实验目的,激发学生学习动机。 心理学告诉我们,目的是人采取行动的结果,而动机则是激励人去行动的动力。学生明确实验目的,自觉地产生动手实验的内部动机,实验效果就会很好。但是初一、二年级学生好奇、好动,对实验陌生。有的学生认为上实验课好玩,缺乏科学态度,有的学生认为升学不考,学习目的不明确,这些都给实验课组织教学带来一定困难。因此实验前除要求学生明确教材上的实验目的外,还要明确该实验在生产、生活等方面的实际应用。如上显微镜使用一课时,提出医生对贫血、癌症等疾病的诊断,除看、问、查以外,还要通过化验,用显微镜、电子显微镜等对病人患病部位的细胞组织等进行病理诊断,才能得出结论。没有科学手段会使病人误诊,严重时会危及生命,造成不可弥补的损失。同时介绍显微镜在工、农、医学方面的广泛应用,以此激发学生学习动机,树立科学态度,提高学习兴趣,这样有利于克服组织教学难的问题。 （5）指导学生掌握实验步骤的方法,规范操作。 实验步骤是学生动手规范操作的要领,只有理解、掌握才能规范操作,实验才能成功。因此实验前指导学生预习,将实验步骤由繁化简,抓住每一步的关键词语串通于实验步骤之中可以收到好的实验效果。如显微镜使用过程中的“三个一”:一、安放距桌边一掌(5-7);二、对光要目(目镜)物(物镜)通光(通光孔、光源)一直线,光强用平面镜,光弱用凹面镜;三、观察时标本对孔正中距离物镜一厘米,视野中出现标本颜色或杂质时观察目标即将到位,微调粗旋镜升降,细旋校象清晰,找不到目标时缓缓移动玻片标本即可找到。教师规范操作一步,边讲该步的注意事项,边让学生模仿操作一步,教师巡视,及时表扬规范操作快而且准确的学生。纠正错误操作,如用左眼观察时,纠正学生用右眼观察或闭着右眼的习惯,转动转换器时,纠正扳物镜的错误操作。这样学生很快对好光,观察到标本在视野中的图象。用完显微镜擦干净外表。转动转换器,把物镜偏两旁,放回镜箱原处。制作临时装片的实验,先将擦滴取展盖染的实验步骤写在黑板上,让学生看书了解每一步的涵义,圈上关键的词语,教师再讲每一步的涵义及注意的问题,边操作边叫学生模仿操作。然后强调注意事项。滴一滴清水,太多易外溢,太少易出现气泡。取材薄而透明透光易观察,展平防重叠,轻盖防气泡。气泡与细胞的区别,气泡圆边厚黑,中间亮白,轻压变形。这样学生很快掌握步骤、要领,在显微镜下观察到自己制作临时装片中的细胞,认识细胞壁、细胞质、细胞核(细胞膜紧贴细胞壁,在光镜下看不见),然后绘出细胞结构图。这样学生就达到了实验的目的要求,兴奋不已,终生难忘。 又如物理、化学基本操作的教学中，比较容易出现的操作错误较多，举例说明如下：（一）、刻度尺的放置 出错点：零刻线或整刻线不对齐物体边缘，尺子放斜。 正确方法：零刻线或整刻线要对齐物体边缘，尺子放正。 （二）、使用托盘天平 出错点：A直接用手拨游码；B托盘上不放或少放纸片；C药品放错托盘；D在托盘上放多了的药品取出又放回原瓶；E称量完毕忘记把游码拨回零点。 正确方法：正确操作要领是“托盘天平称量前，先把游码拨零点，观察天平是否平；不平应把螺母旋；相同纸片放两边，潮、腐药品皿盛放，左放称物右放码，镊子先夹质量大；最后游码来替补，称量完毕作记录，砝码回盒游码零，希望大家要记住”。使用时还应注意：A移动游码时要左手扶住标尺左端，右手用镊子轻轻拨动游码；B。若称取一定质量的固体粉末时，右盘中放入一定质量的砝码，不足用游码补充。质量确定好后，在左盘中放入固体物质，往往在接近平衡时加入药品的量难以掌握，这时应用右手握持盛有药品的药匙，用左手掌轻碰右手手腕，使少量固体溅落在左盘里逐渐达到平衡。若不慎在托盘上放多了药品，取出后不要放回原瓶，要放在指定的容器中。 （三）、量筒的使用 出错点：A手拿着量筒读数；B读数时有的俯视，有的仰视；C有的不能依据所需量取液体体积选择合适量程的量筒。D液体加多了，又用滴管向外吸。 正确方法：使用量筒时应根据所需量取的液体体积，选用能一次量取即可的最小规格的量筒。操作要领是“量液体，筒平稳；口挨口，免外流；改滴加，至刻度；读数时，视线与液面最低处保持水平”。若不慎加入液体的量超过刻度，应手持量筒倒出少量于指定容器中，再用滴管滴至刻度处。（6）创设条件、改进实验然后由学生去做。对一些较难操作或有危险性的演示实验，如一氧化碳还原氧化铜的实验，由于一氧化碳有毒，且又是可燃性气体，在实验过程中如果操作不当很容易出现危险。这种实验可让学生在教师的精心指导下进行操作或不让学生进行这些操作。但是，为了更好地让学生掌握知识，我们就要创设条件将实验改进然后由学生去做。我在讲授一氧化碳的还原性时，为了进一步加深学生对一氧化碳还原性的认识，我将一氧化碳和氧化铜反应的实验进行改进并指导学生做了以下实验：先说明在酒精灯的内焰和焰心处，由于酒精跟空气接触不充分，酒精发生不完全燃烧生成一氧化碳。然后指导学生将铜丝在酒精灯外焰部位加热一会儿后，趁热移至酒精灯内焰或焰心处，观察铜丝表面颜色的变化（现象为铜丝在外焰加热时表面由亮红色变为黑色，移至内焰或焰心处又变成亮红色），并解释原因。这就更使学生牢固的掌握了一氧化碳的还原性。（7）指导学生观察实验现象。 学生在实验过程中规范操作是进行实验的基础,而对实验现象的认真观察,是达到实验的目的、探索实验结果的关键。但学生在实验中往往重视操作,忽视观察、分析。如在解剖鲫鱼的实验过程中,学生认为解剖完了,实验就做完了。针对这一问题,可在实验前编好实验指导,要求学生预习实验时准备好硬纸板,在一定的位置写上鲫鱼各器官、系统的名称。做解剖鲫鱼实验时,先让学生观察鱼的各种鳍在游泳中所起的作用。然后,按步骤规范操作解剖,将观察后的器官,系统解剖放在硬纸板写好的相应位置上,并在实验指导的空白处填上相应的结构及功能,教师检查评分。这样通过学生动手、动眼、动脑、观察、分析思维,培养了学生认真的科学态度,掌握了知识,提高了能力。又如：镁条在空气中燃烧的现象，学生如果无目的的观察，只会注意到镁条燃烧时发耀眼的白光，而未注意到氧化镁的生成，特别是对镁在氧气中燃烧产生的烟视而不见。忽视了这个本质现象就无法得出化学变化的正确概念。又如：细铁丝在氧气中燃烧，让学生带着问题去观察，铁丝在氧气中燃烧有无火焰；观察生成物的颜色和状态；实验中铁丝为什么要绕成螺旋状；集气瓶底为什么要放入少量水或铺一薄层细沙。学生会带着这些问题有目的、有计划地仔细观察，积极思维。同时集气瓶底放入少量水和铺一薄层细沙的作用也迎忍而解。课堂上只有使学生观察到直观清晰的实验现象，才能加深对课堂知识的理解。因此在教学中我们又增加了部分演示实验，同时又把部分演示实验改为学生的分组实验。比如在讲授分子一课时，为了说明分子间有间隔，便于学生理解把教师的演示实验“酒精和水混合”改为学生分组实验，同时还增加演示实验“芝蔴和黄豆混合”不用教师多说，学生对其中的道理就很容易理解。通过教师演示及学生小实验既