【摘要】 在科學對比實驗中,根據(jù)對比實驗的原則、重點、難點、儀器和材料的特點,對對比實驗教學提幾點建議:1、要充分準備好對比實驗的儀器和材料,強調(diào)實驗原則;2、對比實驗中,教師要由扶到放,逐步引導學生,解決實驗中存在的實際問題;3注重實驗各階段的聯(lián)系,重視學生實驗?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)。
【關(guān)鍵詞】 小學科學 對比實驗 教學
小學科學教學,在實驗方面,新增了對比實驗的要求,所以,如何正確有效的進行對比實驗,是科學教學不可回避的問題。在此,我們有必要對對比實驗的原則、重點的把握、難點的突破,以及對比實驗中如何體現(xiàn)素質(zhì)與能力的培養(yǎng)方面的問題進行探討。
一、前提——做好實驗器材的充分準備
對比實驗也叫對照實驗,它是運用比較的方法來揭示事物的性質(zhì)和變化規(guī)律的一種實驗方法。具體做法是把實驗分成兩個或兩個以上的相似組群教進行,其中一個對照組,作為比較的標準,另一個或幾個是實驗組。實驗時把對照組與實驗組的結(jié)果進行比較,從而確定對比因素對事物性質(zhì)和變化的影響。由此可知,對比實驗的方法是進行單因素的比較——即每一次實驗要保證只有一個變量,控制其他因素并盡量使這些因素完全相同。這是對比實驗的基本要求,也是對比實驗過程中自始至終要遵循的重要原則。例如,在一節(jié)研究課上一位教師執(zhí)教《電磁鐵的磁力》一課。在作出假設(shè)、制訂計劃之后。在分組實驗之前老師利用課件上提出了一個要求“根據(jù)計劃進行實驗比一比那組的電磁鐵的磁力最大?!庇谑歉鱾€小組展開了對比實驗。
有一個小組他們計劃將電磁鐵的線圈圈數(shù)設(shè)定為20、40、60圈。在做完前兩組之后他們緊接著進行第三組實驗。此時有好幾個小組已經(jīng)結(jié)束了實驗,有的正在分析實驗的數(shù)據(jù),有的正津津樂道自己組的電磁鐵?!翱煲稽c我們得抓緊時間了”組里的一位同學喊了一聲。于是,繞線圈的同學趕緊繞了起來。60圈的線圈繞好了測了三次沒有一次超過線圈為40圈的。怎么回事呢?我看到出這個組有些著急。一位同學說“電磁鐵的線圈為40圈時,平均能吸18個60圈的應(yīng)該更多呀?!?實際上,60圈他們繞反了,導致出現(xiàn)這樣的情況。
應(yīng)當指出看,盡管教師精心準備,反復(fù)強調(diào),但是,小學生在對比實驗中恰恰人容易忽視的還是這個原則,這是由學生的年齡心理特征決定的。兒童容易被一些次要的因素或過程中有趣的細節(jié)所吸引,而忽略應(yīng)該注意的因素,或只注意事物外在的明顯變化,而對不變化的前提條件往往視而不見,因而在分析結(jié)果時誤入歧途。因此,教師除了要精心準備器材之外,如何保證學生在實驗過程中和分析結(jié)果時自覺堅守與運用這個原則就成為了對比實驗的重點和難點所在。
二、引導:扶放結(jié)合,演示實驗與分組實驗并駕齊驅(qū)
學習一種新的實驗方法與掌握任何一門技能一樣,需要經(jīng)過一個由易到難、循序漸進的過程。這一點在無論在教材的編排和每課的對比實驗中都體現(xiàn)了這個過程。
從教材的整體編排上看,對比實驗是貫穿于低、中、高三個階段中的。就每一課的對比實驗來說,同樣的也經(jīng)過一個由扶到放、由學習到應(yīng)用的過程,即一般要經(jīng)過演示實驗——分組實驗的過程。經(jīng)過扶放結(jié)合,學生逐步掌握了對比實驗的方法和原則。
應(yīng)當指出,我們說的對比實驗的教學要經(jīng)過演示——指導——放手的過程,這個過程不是在同一個實驗中機械的重復(fù),而是在一個大課題下每一小課題的研究時一層一層的展開的。在初學時,可以反復(fù)進行,在學生初步學會以后就可以壓縮或省略。教學的最終目的是以這個過程為階梯,使其能自覺運用,形成科學的嚴謹?shù)奶剿髁晳T。
三、 探知:注重實驗過程及結(jié)果的分析推理和證明,形成科學能力素養(yǎng)
一個完整的實驗一般要經(jīng)過提出問題——設(shè)計實驗——開展實驗——分析推理、得出正確結(jié)論幾個階段。下面就實驗的環(huán)節(jié)談?wù)勅绾闻囵B(yǎng)學生的科學素養(yǎng)和科學探索能力。
(一)問題的提出 就是實驗課題的提出,引出實驗解決什么問題,如何引導學生提出問題、如何引導學生進行合理的猜想、這包括:重難點在哪里、選擇哪些儀器和器材更合適(要求:實驗中現(xiàn)象明顯或量的變化大,即對比度強;可操作性強;取材方便,更貼近學生生活實際)
(二)實驗的設(shè)計 如何引導學生進行實驗設(shè)計(實驗方法與原理、實驗步驟、所需的儀器和器材、實驗表格),實驗中哪些地方容易出問題需要事先預(yù)防、怎樣合理安排實驗流程(即一方面要符合學生的認知規(guī)律,另一方面又要符合科學探究的實際)、在儀器或器材的使用上哪些地方應(yīng)該提醒學生注意、實驗中哪些地方要注意安全。此類問題,低段年級教材上一般都有引導,高段年級則必須在教師的引導下,先以小組為單位集體討論,寫出實驗方案,然后全班交流訂正。 ( 三)對比實驗的操作 不是簡單的動手,而是將前面的設(shè)計用實驗再現(xiàn)和驗證。要考慮各種條件的控制,變量和不變量怎樣保證。分工明確、操作正確、觀察仔細、記錄如實。各實驗小組的成員間要有明確的分工,即誰統(tǒng)籌、誰操作、誰記錄、誰觀察要落實到人,一般由組長統(tǒng)籌,由兩名以上同學操作,由一人記錄,大家一起觀察,實驗中大家既分工又合作,發(fā)揮團隊集體作用,彰顯團隊的集體智慧。執(zhí)行操作的同學一定要按實驗儀器的正確使用規(guī)則、按實驗步驟的正確順序進行操作。觀察時要明確觀察任務(wù)、鎖定觀察對象。記錄要實事求是、嚴謹求實,絕不能弄虛作假。
(四)分析推理得出結(jié)論 在一次新課程展示課上,有一節(jié)課上的是《形狀與抗彎曲能力》。老師要求同學們根據(jù)實驗計劃,進行“材料的厚度與抗彎曲能力有關(guān)嗎”的對比實驗。在其他條件不變的情況下改變紙的厚度,測試材料的抗彎曲能力。紙梁厚度分別是一倍、二倍、四倍。 學生們興趣盎然地進行著實驗我注意著一個小組,首先,李同學分別將三種不同的紙梁放到架起的“高臺”上,兩邊都是6本同樣的書。然后由張同學負責放墊圈,王同學負責數(shù)數(shù),在實驗過程中,黃同學作了記錄。
實驗結(jié)論
紙梁的厚度與抗彎曲能力有關(guān)系:紙梁越厚,抗彎曲能力越強;紙梁越薄,抗彎曲能力越弱。
結(jié)束了實驗,接著是實驗的結(jié)論進行交流匯報。第一個匯報的小組展示了實驗記錄表說出了實驗的結(jié)論“增加梁的厚度可以增加抗彎曲能力?!毙〗M匯報之后老師在黑板上板書“增加梁的厚度可以大大增加抗彎曲能力。”
四、糾偏:有效防范實驗中的不良因素
一是目的明確單純,防止多目標;二是把握科學性,防止以經(jīng)驗代替科學;三是講究靈活性,防止一成不變的陳舊觀念。
綜上所述,對比實驗是探究科學問題的一種常用方法。利用對比實驗,能讓我們清楚地觀察到某種事物或某個量怎樣隨某個特定條件的改變而改變,可以幫助我們定性或定量地找出某種事物或某個量在某個特定條件發(fā)生改變時的變化規(guī)律。教師必須要重視對比實驗的引導。
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