是为了让咱们非常好地考证

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是为了让咱们非常好地考证
发布时间:2017-01-05 08:37:01 发布者:伟德手机版 点击浏览:1513次

——利用实验报告进行有效教学的综合性实践

顾赢 

【摘要】实验报告是把实验的目的、方法、过程、结果等记录下来,经过整理、分析综合写成的书面汇报,具有交流和保留作用。笔者利用学生在实验报告中出现的疑难点、错误点、创新点作为一手生成性教学素材,通过过程梳理、评价质疑、展示交流、拓展提升等环节进行有效教学。实践表明,该方式有助于学生对错误模糊概念进行转化和理解,构建完整的知识体系,是培养学生思辨能力和质疑精神的良好途径,是提高学生科学素养和科学思维的一种全新尝试和实践。

【关键词】实验报告  科学教学  科学素养  

初中科学课程是一门以科学本质的认识为基础,以提高学生科学素养为宗旨的综合性课程[1]。科学教学不仅包括知识层面的教学,更注重科学思维的提升,突出科学探究的学习方式,同时强调科学实验在科学教学中的重要地位。

笔者大胆借鉴了本科生的培养方式,尝试让学生在做完实验后在课外撰写实验报告,并利用学生实验报告中错误点、疑难点、创新点作为一手生成性教学素材进行归纳整理、综合分析。学生在教师的引导下通过评价和质疑后进行拓展提升,解决实验过程中的困惑,不仅有效建构自己的知识体系,同时能在这种充满智慧的行为和精神体验中培养学习科学的方法技能,在获得撰写报告成就感的同时提升科学素养。

1、初中科学实验教学现状

近年来,我校走在课改前沿,课堂中通过学生自行设计方案,自行动手实验等途径,切实提高科学教学课堂成效性。在新课程理念的指导下和硬件设施的提高下,科学教学改革确有成效——注重学生实验设计评价,改进演示实验,增设学生实验,鼓励探究实验,在此过程中,学生思维品质和动手实践能力确有提升,师生的研学热情确实得到了有力激发。但是在实践过程中,我们冷静思考,仍然不回避一些客观存在的问题和矛盾。

(1)教学进度和教学深度难以并重

由于设计实验方案、开展学生实验、分析实验数据会占用大量课堂时间,因此在实际教学过程中,由于时间问题只能突出其中一块内容进行深度教学,影响课堂其他维度目标的深度教学。

(2)节奏把控与与动态生成之间时有矛盾

在实验教学的整体过程中,虽然会有精彩的动态生成,但由于学生在课上没有过多时间思考,导致思维深度有限,容易出现“思考片面,答非所问、问非所需”等情况,造成时间的浪费,影响教学节奏及教学效果。

(3)学生分层与自我提升或难平衡

由于学生之间的智力及思维存在很大差异,较弱生由于在课堂中一时无法接受新的知识,往往会失去学习兴趣,导致课堂效率低下。而过于简单的知识又无法使尖子生在思维上有所提升,也影响其对该学科的兴趣,学生分层和相互之间的素养提升时难平衡。

2、利用实验报告进行有效教学的综合性实践课堂建构及方案设计

2.1实验报告撰写指导

实验报告是把实验的目的、方法、过程、结果等记录下来,经过整理、分析综合写成的书面汇报,具有交流和保留作用,但初中学生对于实验报告的概念是模糊的,因此在布置撰写实验报告的任务时必须进行撰写指导,具体表现在:

(1)根据实验探究过程明确撰写的流程

 

 

(2)提供优秀的实验报告范本

优秀的实验报告范本对学生具有示范和引导作用,此时,教师要明确“优秀”的内涵,优秀一方面表现在光鲜的外表——字迹清晰,设计美观,另外一方面表现在实验报告的内涵——数据真实,逻辑清楚,思路清晰,更表现在报告的深度——误差分析,结论提炼,反思总结。每个学生内心都有向上的一面,笔者认为利用优秀的范本的示范作用,鼓励学生用一种严谨求真的科学态度,用一份创造艺术品的心情对待实验报告尤为重要。

 2.2利用实验报告进行有效教学的综合性实践思路

 

2.3利用实验报告进行有效教学的方案设计

笔者以《影响导体电阻大小因素》为例,通过整理学生实验报告中最有价值的信息,尝试按照以上思路进行教学设计及实践。

 (1)明确目标,梳理过程

【教师活动】

  选取一份较为典型(原理无误,但具体操作稍有瑕疵)的实验报告,邀请该学生快速对实验过程进行梳理,帮助学生回顾实验流程,同时强调控制变量法在该实验设计环节中的重要性。

【学生活动】

梳理实验过程,分析实验报告

  (2)评价质疑,群体对话

【教师活动】

引导学生树立科学严谨的实验态度,明确实验结论的得出必须建立在对实验数据的分析之上,从而引发学生对实验数据记录表进行评价、分析和大胆质疑,顺势引发学生思考。

  1. 如何具体地、有效地控制变量——例如材料该如何选择,电学仪器是否可

以优化等等?

  1. 表格该如何设计更能体现实验的设计思路和逻辑认知?
  2. 如何有效排除实验偶然性,提高实验的准确性?

【学生活动】

进入群体对话状态,根据该实验报告中存在的问题,结合自己的实践经历和进行大胆评价和质疑,提出可行的解决方案,优化实验设计。事实证明,学生在自己撰写实验报告后对该实验有深入的理解,解析到位。

学生1:分析到学生实验选材用镍铬合金康铜合金效果皆不明显,用铁铬铝丝效果较佳。

学生2:做一次实验难以得出正确结论,需要进行多次实验。

学生3:对多次有更深入的解读,认为在研究相同变量时还需要进行多组实验。

学生4:表格设计可以简化。

学生5:其他

【师生交互】

对勇于提出观点的学生进行充分肯定,对提出正确观点的学生加以补充说明和知识归纳,并佐以资料库中的实验报告素材辅证,给予其他同学直观感受和丰富的思考,让学生实验操作可行性和严谨性的重要性,方案设计和数据记录的多样性,并在评价质疑的过程中对实验过程中的疑点难点进行突破。

  

 

注:利用铁铬铝丝进行实验,能更直观地反应实验结论

 

 

注:多次实验求平均值,减小实验误差,强调实验的严谨(但缺少平均值一栏)。

 

注:简化记录表格,直观反应实验数据

 (3)展示交流,修正启发

  笔者在批改实验报告的过程中发现一些同学有自己独特的思考,但由于概念模糊得出了错误的数据及分析。对于这些“错的有价值的实验报告”,在课堂上可以予以分析,以突破学生可能存在的认识误区。例如右图所示实验报告,学生创造性地在表格中加入材料电阻这一栏。因此笔者在教学过程中根据该实验报告设计以下教学环节。

【教师活动】

首先肯定从该生的创造性思维和科学探究中从定性研究——定量研究的思想但同时引发其他学生思考

  1. 你觉得导体电阻的数值是否合理,为什么?
  2. 如果数值有不合理,那为何该同学会得出这样的数据,问题出在哪了呢?

【学生活动】

   学生此时展开大脑风暴,搜集该数据不合理的证据

学生1:根据书本P137页表4-3长1m,横截面积为1mm2的几种材料的电阻说明该数据的不合理性。

学生2:通过回忆小灯泡的发光情况从定性的角度说明该数据的不合理性

学生3(自己):该电阻值是通过电源电压除以电流得出,可能存在问题。

学生4(优秀学生)补充:电阻丝的电压不等于电源电压,应为加在电阻丝两端的电压。

注:该结论虽然在学习该节课时不做要求,但是笔者认为,利用这种有效生成,为学生提供正确的前概念也未尝不可。

(4)拓展延伸,创新提高

在实践过程中,笔者发现只要给予学生充分的思考和空间,学生会给你带来

意想不到的惊喜,继学生对“错的有价值的实验报告后”的分析后笔者展现了某

 学生从定量角度设计了电路图,并分析影响导电阻大小因素的实验报告

 

 

【师生互动】通过该学生的实验数据,在影响导体电阻大小因素的的定性结论上进行适当拓展,引出在影响导体的电阻大小因素的定量结论。即导体的电阻和其长度成正比,和横截面积成反比,并和材料有关的定量关系,即R=ρL/S(R电阻、S截面积、L长度、ρ电阻率。

3、利用实验报告进行有效教学的综合性实践的作用与评价

3.1课外撰写实验报告的作用

   (1)提高学生文字表述能力

现在中考的命题指向慢慢从知识维度向能力维度扭转,注重学生文字表述能力,以实验报告为载体,变口头为书面材料是切实提高学生文字表述能力的途径。

(2)培养学生逻辑思维能力

撰写一次实验报告,基本包含了一次完整的科学探究过程,而完成实验报告,需要一定的知识与实验技能作为依托。要设计好每一次实验,学生势必主动复习和了解相关的知识与技能,并在撰写的过程中充分思考,理清思路[3]。因此,学生动手写实验报告不仅巩固了知识,更重要的是有利于学生逻辑思维的培养。

(3)激发学生创造性思维和思辨精神

“思”源于“疑”,设疑是培养学生思维能力的有效方法。在课外的探索活动中,学生的思维不像在课堂上受到限制,有更充分的时间思考,学生可以自由充分地发挥探索实验、发现问题并解决问题,甚至创新性提出新的实验方案,进行探究活动,变被动学习为主动探索。

(4)促使学生自我完善,获得成就感

    学生刚开始撰写实验报告时,势必会遇到很多麻烦,甚至无从下手。在撰写一份完整的实验报告的过程中,在相互比较中可以找到各自差距,并在不断改进中提升自己的设计水平和审美能力,不断地提高。当学生真正完成一份实验报告时,会获得满满的成就感,因为老师告诉他们,这本是本科生干的事,这群初中生却在自己的努力下可以做的更棒!

(5)实验报告让每一个学生的实验成果得到关注

学生撰写的实验报告时实验教学反馈的重要途径,教师对实验报告进行批改可以真正关注到每个学生,并对学生在报告中暴露出的可能存在的认识误区并加以评价和纠正,对学生突破错误概念有极大帮助,符合科学课程提出的“提高每一个学生的科学素养”的核心理念,此外将优秀实验报告进行展览表彰也可提高学生的学习积极性。

3.2利用实验报告进行有效教学的综合性实践评价

(1)有利于教学进度和教学深度的平衡

利用实验报告进行教学,引导学生带着目的去做实验,减少学生实验过程中“玩大于思”的现状,可以增加课内的有效实验时间,真正让学生的手动起来。此外,使学生在撰写报告的过程中进行深度思考,把有效的、有意义、有深度的思考带到课堂可以减少无效时间的浪费,让课堂变得更加丰满。

(2)有利于教学的有效组织

利用实验报告进行教学由于在可以更容易地把握教学节奏进行有效教学。虽然在传统的自主课堂中,学生会有很多精彩的生成,但不可避免地会有学生过多提出无意义或者偏离主干核心知识以及思考不成熟的问题。相反,学生在撰写实验报告后产生的思维碰撞能够产生有效的交流,既能有动态生成,又在合理的预设之内,有利于科学教学的有序开展。

(3)有利于教师及各层次学生的互促提升

利用实验报告进行教学是建立深度思考、整理归纳,分析质疑的基础上的,离不开学生和教师的相互交流。在上课过程中,笔者发现通过自己撰写实验报告,即使成绩薄弱的学生在上课过程中也有所表现,不再迷茫,至少能够落实知识维度的目标,而对于思维能力较强的同学,则可以在课堂中加深对科学本质的领悟和方法的掌握,提高自己的分析能力和思辨意识。甚至可以改变实验创新“教师想的多,学生想的少”的现状,从而真正提升学生的科学素养[4]

4、反思和感悟

利用实验报告进行实验教学作为一种全新的尝试,能能让学生真正动手,也真正用脑,但必然也有它的局限性和不足之处,例如,并非所有实验教学试用,也并非所有学校的所有学生都有能力完成一份出色的实验报告。但我认为作为一种积极的尝试,我感受最深的一点是教师永远不要小瞧学生的能力和智慧,学生的能量超乎我们的想象。只要给予学生充分的指导和充足的发挥空间,他们会给你意向不到的惊喜。

附1:优秀实验报告若干

【参考文献】

[1]朱清时.科学教学参考书[M]杭州:浙江教育出版社,2013.1

[2]杜汉生.现代教学论与教学改革[M].石家庄:河北人民出版社,2012;87

[3]刘凯.浅析如何发挥实验报告对教学的促进作用[J]时代教育,2014.4

[4]林招君.“素养为本”科学教学原则[J]物理教学,2016.7